发酵乳学习教程.pptx
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1、发酵乳制品是一个综合名称。包括诸如:酸奶,发酵乳制品是一个综合名称。包括诸如:酸奶,开菲尔,发酵酪乳,酸奶油,乳酒(以马奶为主)开菲尔,发酵酪乳,酸奶油,乳酒(以马奶为主)等。发酵乳的名称是由于牛奶中添加了发酵剂,使等。发酵乳的名称是由于牛奶中添加了发酵剂,使部分乳糖转化成乳酸而来的。在发酵过程中还形成部分乳糖转化成乳酸而来的。在发酵过程中还形成COCO2 2、醋酸、丁二酮、乙醛和其它物质。、醋酸、丁二酮、乙醛和其它物质。第1页/共73页第一节 发酵剂菌种及其分类第二节 发酵剂菌种代谢第三节 发酵剂菌种的选择第四节 发酵剂的制备第五节 发酵剂噬菌体感染及其防治第六节 发酵乳的定义及分类第七节
2、发酵乳的一般生产工艺第2页/共73页第八节 酸奶的加工第九节 其他发酵乳第十节 发酵乳饮料加工第十一节 益生菌发酵乳第十二节 发酵乳的营养与功能特性第3页/共73页第一节 发酵剂菌种及其分类(一)发酵剂的概念(Starter Cultures)发酵乳制品的生产过程源于微生物及酶在乳中发酵乳制品的生产过程源于微生物及酶在乳中的存在。在乳品工业生产中,生产发酵乳制品及干的存在。在乳品工业生产中,生产发酵乳制品及干酪等产品时所采用的特定微生物培养物被称作发酵酪等产品时所采用的特定微生物培养物被称作发酵剂剂(starter cultures)(starter cultures)。第4页/共73页(二)
3、发酵剂的种类(二)发酵剂的种类1 1按发酵剂制备过程分类按发酵剂制备过程分类2 2按使用发酵剂的目的分类按使用发酵剂的目的分类第5页/共73页 (1 1)乳酸菌纯培养物)乳酸菌纯培养物即一级菌种的培养,即一级菌种的培养,一般多接种在脱脂乳、乳清、肉汁或其他培养基一般多接种在脱脂乳、乳清、肉汁或其他培养基中,或者用冷冻升华法制成一种冻干菌苗。中,或者用冷冻升华法制成一种冻干菌苗。1按发酵剂制备过程分类第6页/共73页 (2 2)母发酵剂)母发酵剂 即一级菌种的扩大再培养,即一级菌种的扩大再培养,它是生产发酵剂的基础。它是生产发酵剂的基础。(3 3)生产发酵剂)生产发酵剂 生产发酵剂即母发酵剂的生
4、产发酵剂即母发酵剂的扩大培养,是用于实际生产的发酵剂。扩大培养,是用于实际生产的发酵剂。第7页/共73页2 2按使用发酵剂的目的分类按使用发酵剂的目的分类(1 1)混合发酵剂)混合发酵剂 发酵剂含有两种或两种以上的菌,如保加利发酵剂含有两种或两种以上的菌,如保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按亚乳杆菌和嗜热链球菌按1:1 1:1 或或:2:2比例混合的比例混合的酸乳发酵剂,且两种菌比例的改变越小越好。酸乳发酵剂,且两种菌比例的改变越小越好。(2 2)单一发酵剂)单一发酵剂 发酵剂只含有一种菌。发酵剂只含有一种菌。第8页/共73页第二节 发酵剂菌种代谢一、碳水化合物代谢二、乳酸菌的蛋白质代谢四、乳酸菌产
5、生的胞外多糖三、脂肪代谢五、风味物质的形成六、柠檬酸代谢第9页/共73页一、碳水化合物代谢 乳酸细菌能利用葡萄糖及其他相应的可发酵的糖产生乳酸,称为乳酸发酵。由于菌种不同,代谢途径不同,生成的产物有所不同,将乳酸发酵又分为同型乳酸发酵、异型乳酸发酵和双歧杆菌发酵。第10页/共73页1.1.同型乳酸发酵同型乳酸发酵:经:经EMPEMP途径。途径。2.2.异型乳酸发酵异型乳酸发酵:经经HMPHMP(戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径)途径。途径。3.3.双歧途径双歧途径:经经HKHK途径途径磷酸己糖解酮酶途径。磷酸己糖解酮酶途径。4.4.乳酸菌的乳糖分解代谢乳酸菌的乳糖分解代谢第11页/共73页葡萄糖3-磷
6、酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸乳酸丙酮酸2ATP 2ADP2NAD+2NADH+H+4ADP 4ATPNADH+H+NAD+图6-1 6-1 葡萄糖的同型乳酸发酵乳酸脱氢酶1.同型乳酸发酵同型乳酸发酵总反应式:C6H12O6+2 ADP+2H3PO4 2 CH3CH(OH)COOH+2 ATP理论转化率:902180100%=100%菌种:乳酸链球菌、乳酪杆 菌、保加利亚乳杆菌、德氏乳杆菌等。EMP第12页/共73页2.异型乳酸发酵异型乳酸发酵葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛乳酸乙酰磷酸NAD+NADHNAD+NADHATP ADP乙醇 乙醛 乙酰CoA-CO2(
7、1)6-磷酸葡萄糖酸途径磷酸解酮酶磷酸转乙酰酶乙醛脱氢酶醇脱氢酶 1mol 葡萄糖生成1mol 乳酸和1mol乙醇,理论转化率为50%。菌种:肠膜明串珠菌(Leuconotoc mesenteroides)和 葡聚糖明串珠菌(L.dextranicum)等微生物。丙酮酸EMP乳酸脱氢酶第13页/共73页(2)(2)双歧途径双歧途径葡萄糖3-磷酸甘油醛乳酸 图6-2 6-2 双歧途径乳酸脱氢酶3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸解酮酶 双歧途径:两歧双歧杆菌分解葡萄糖生成乳酸的途径,也是一条磷酸解酮途径。第14页/共73页 通常把发酵1mol葡萄糖产生的乳酸少于1.8mol,同时还产生较多的乙醇、CO2或乙
8、酸、甘油、甘露醇等产品的乳酸菌称为异型乳酸菌。第15页/共73页4.乳酸菌的乳糖分解代谢乳糖半乳糖苷透性酶磷酸转移酶-半乳糖苷酶葡萄糖半乳糖同型或异型发酵半乳糖异构酶第16页/共73页二、乳酸菌的蛋白质代谢酪蛋白肽类自由氨基酸肽酶运输系统第17页/共73页三、脂肪代谢四、乳酸菌产生的胞外多糖 噬热型发酵剂分解脂肪的能力很微弱。噬热型发酵剂分解脂肪的能力很微弱。噬热链球菌产生的胞外多糖是由半乳糖:葡噬热链球菌产生的胞外多糖是由半乳糖:葡萄糖按萄糖按1 1:1 1的比例组成;德氏乳杆菌保加利亚亚的比例组成;德氏乳杆菌保加利亚亚种产生的胞外多糖由葡萄糖和果糖按种产生的胞外多糖由葡萄糖和果糖按1 1:
9、2 2的比例的比例组成。组成。第18页/共73页五、风味物质的形成(1)(1)挥发性的酸挥发性的酸(乳酸、丙酮酸、草酸、琥珀酸乳酸、丙酮酸、草酸、琥珀酸);(2)(2)羰基化合物羰基化合物(乙醛、丙酮、双乙酰乙醛、丙酮、双乙酰);(3)(3)各种化合物各种化合物(氨基酸、热变性的蛋白质氨基酸、热变性的蛋白质)。第19页/共73页柠檬酸丙酮酸乙醛-TPP-乙酰乳酸双乙酰3-羟基丁酮2,3-丁二醇 图图6-3 6-3 柠檬酸代谢途径柠檬酸代谢途径六、柠檬酸代谢 乳中柠檬酸的含量乳中柠檬酸的含量较低,能够利用柠檬酸较低,能够利用柠檬酸的菌主要是明串珠菌和的菌主要是明串珠菌和部分乳酸球菌菌株。部分乳酸
10、球菌菌株。(丁二酮)第20页/共73页第三节 发酵剂菌种的选择一、产酸能力二、风味物质的产生三、黏性物质的产生四、蛋白质的水解性第21页/共73页一、产酸能力1.酸生成能力(1)酸生长曲线发酵剂发酵剂1 1发酵剂发酵剂2 2发酵剂发酵剂3 3第22页/共73页(2)酸度检测(3)选择参数发酵剂发酵剂1 1发酵剂发酵剂2 2发酵剂发酵剂3 3 给定时间内给定时间内酸的生成速率。酸的生成速率。生产中应选择产酸能力弱或中等的发生产中应选择产酸能力弱或中等的发酵剂。酵剂。第23页/共73页2.后酸化后酸化(post-acidification)在发酵乳酸度达到一定值后在发酵乳酸度达到一定值后,终止发酵
11、进入冷终止发酵进入冷却和冷藏阶段仍继续产酸的现象。却和冷藏阶段仍继续产酸的现象。从后酸化来看,发酵剂应符合:从后酸化来看,发酵剂应符合:(1)(1)自发酵结束到冷却时是产酸弱到中等程度者;自发酵结束到冷却时是产酸弱到中等程度者;(2)(2)冷藏过程中的产酸是弱产酸的发酵剂;冷藏过程中的产酸是弱产酸的发酵剂;(3)(3)冷链中断时的弱产酸者。冷链中断时的弱产酸者。发酵发酵 冷藏冷藏 销售销售第24页/共73页二、风味物质的产生(1)(1)感观评估感观评估(2)(2)挥发酸的量检测挥发酸的量检测(3)(3)乙醛的生成乙醛的生成 酸奶的曲型风味主要由德氏乳杆菌保加利酸奶的曲型风味主要由德氏乳杆菌保加
12、利亚亚种产生的乙醛形成的。亚亚种产生的乙醛形成的。三、黏性物质的产生从风味物质上评估发酵剂的方法有:从风味物质上评估发酵剂的方法有:发酵剂产生的胞外多糖类黏性物质,有助发酵剂产生的胞外多糖类黏性物质,有助有改善酸奶的组织状态和黏稠度。有改善酸奶的组织状态和黏稠度。第25页/共73页酪蛋白肽类自由氨基酸肽酶运输系统四、蛋白质的水解性保加利亚乳杆菌保加利亚乳杆菌嗜热链球菌嗜热链球菌第26页/共73页影响蛋白质水解的主要因素有:(1)原料乳的类型(2)加工方法(4)温度(5)pH(3)球菌与杆菌比例(6)时间间隔第27页/共73页第四节 发酵剂的制备一、与发酵剂相关的专有名词二、发酵剂的类型三、发酵
13、剂的生产四、发酵剂的活力测定五、影响发酵剂活力的因素及质量控制六、发酵剂的计数第28页/共73页一、与发酵剂相关的专有名词(1)(1)商品发酵剂商品发酵剂(2)(2)母发酵剂母发酵剂(3)(3)中间发酵剂中间发酵剂 指从微生物研究单位购入的纯菌种或纯培养物。指在生产厂中用纯培养菌种制备的发酵剂。指中间环节繁殖生产的大量发酵剂。第29页/共73页(4)工作发酵剂 指直接用于生产的发酵剂。工作发酵剂需具备如下特征:(1)(1)包含最大数量的活菌;包含最大数量的活菌;(2)(2)无其他杂菌污染;无其他杂菌污染;(3)(3)加工过程中必须能保持活力不变。加工过程中必须能保持活力不变。第30页/共73页
14、(5)直投式发酵剂 高度浓缩和标准化的冷冻或冷冻干燥发酵剂高度浓缩和标准化的冷冻或冷冻干燥发酵剂菌种,可供生产企业直接加入到热处理的原料乳菌种,可供生产企业直接加入到热处理的原料乳中进行发酵,而无需对其进行活化、扩培等其他中进行发酵,而无需对其进行活化、扩培等其他预处理工作的发酵剂。预处理工作的发酵剂。第31页/共73页(6)发酵剂的扩大培养商品发酵剂商品发酵剂(1g)(1g)母发酵剂母发酵剂(20mL)(20mL)中间发酵剂中间发酵剂(10L)(10L)工作发酵剂工作发酵剂(500L)(500L)发酵罐生产发酵罐生产(25000L)(25000L)第32页/共73页二、发酵剂的类型混合发酵剂
15、、单一发酵剂和补充发酵剂。1.混合发酵剂 德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌按德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌按1:1或或1:2混合。混合。2.单一发酵剂 将每一种菌株单独活化,生产时再将各菌株将每一种菌株单独活化,生产时再将各菌株混合在一起。混合在一起。第33页/共73页单一发酵剂优点:(1)容易继代培养。(2)容易更换菌株。(3)容易调整菌株比例。(4)能够在乳中进行有选择性的接种。(5)减弱了菌株间的共生作用。(6)单一菌株在冷藏条件下易于保持性状。第34页/共73页3.补充发酵剂(1)产黏发酵剂。(2)产香发酵剂。(3)嗜酸乳杆菌。(4)干酪乳杆菌。(5)双歧杆菌。第35页/共73页
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