第一节 发酵乳制品
发酵乳制品(fermented milk products)以其特有的营养价值和风味受到越来越多消费者的喜爱。发酵乳又称酸牛乳或酸乳,最原始的酸乳只是一种利用牛乳或其他动物乳中天然存在的乳酸菌使乳糖转化成乳酸而制作的发酵乳。如今,随着新的益生菌类(如干酪乳杆菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等)和新的生物技术在发酵乳制品生产中的应用,发酵乳制品的种类不断增多,并且推动了新的研究成果在乳品业中的应用与发展。目前,世界上有多种类型的发酵乳,如双歧杆菌发酵乳、保加利亚发酵乳、嗜酸乳杆菌发酵乳、酸牛乳酒等。
一、发酵乳制品的概念和种类
1988年国际乳品联合会(IDF)颁布的发酵乳标准指出:“发酵乳是指一种由牛乳(可以是脱脂的也可以是不经过脱脂的)在借助特殊的微生物发酵剂的作用而制备的乳制品。这种乳制品在销售给消费者时其中的微生物菌群应保持活性,而且不含有任何病原微生物。”
目前,因原料、菌种种类的变化,酸乳的概念也有了很大的变化。通常认为,酸乳(即酸奶)是以鲜乳(或乳粉)和白砂糖为主要原料,加入经特殊筛选的乳酸菌,在适宜温度下(30~40℃)发酵制成的含活性乳酸菌的乳产品。目前,酸乳的品种日趋丰富,大约有40余种,除了传统的酸牛乳之外,许多不同形态、不同风味、不同疗效的发酵乳制品层出不穷,并受到人们的青睐,如芦荟酸乳、芦荟谷物酸乳具有免疫调节、延缓衰老等功效。此外,发酵乳制品的风味、包装也日趋差异化。通常根据不同的分类方法,可以将酸乳分成不同种类。
1. IDF的分类
按IDF的分类方式,发酵乳制品可分为两大类四小类,即:
(1)嗜热菌发酵乳
① 单菌发酵乳:如嗜酸乳杆菌发酵乳、保加利亚乳杆菌发酵乳等。
② 复合菌发酵乳:如采用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌制备的酸乳就是其中最主要的一种。
(2)嗜温菌发酵乳
① 经乳酸发酵而成的产品,常用的菌种有乳酸乳球菌及其亚属、肠膜状明串珠菌和干酪乳杆菌等。
② 经乳酸和酒精发酵而成的产品,如开菲尔乳、酸马乳酒等。
2. 按成品的组织状态分类
(1)凝固型酸乳 凝固型酸乳发酵过程在包装容器中进行,从而使成品因发酵而保留其凝乳状态。我国传统的玻璃瓶和瓷瓶装的酸乳即属于此类型。
(2)搅拌型酸乳 搅拌型酸乳是成品先发酵后灌装而得,发酵后的凝乳已在灌装前和灌装过程中搅拌,添加(或不添加)谷物、果料、果酱等制成的具有一定黏度的流体制品。
3. 按成品口味分类
(1)天然纯酸乳 产品只由原料乳加菌种发酵而成,不含任何辅料和添加料。
(2)加糖酸乳 在原料乳中加入糖并经菌种发酵而成。
(3)调味酸乳 在天然酸乳或加糖酸乳中加入香料而成。
(4)果料酸乳 由天然酸乳与糖、果料混合而成。
(5)复合型或营养健康型酸乳 在酸乳中强化不同的营养素(维生素、食用纤维等)或在酸乳中混入不同的辅料(如谷物、干果等)而成。这种酸乳在西方国家非常流行,人们常在早餐中食用。
(6)疗效酸乳 主要包括无糖酸乳、低热量酸乳、蛋白质强化酸乳等。
4. 按原料中脂肪含量分类
联合国粮食与农业组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)规定,全脂酸乳的含脂率为3.0%,部分脱脂酸乳为0.5%~3.0%,脱脂酸乳为0.5%,酸乳非脂乳固体含量为8.2%。
5. 按发酵后的加工工艺分类
(1)浓缩酸乳 是将一般酸乳中的部分乳清除去而得到的浓缩产品,因其除去乳清的方式与干酪类似,也有人称其为酸乳干酪。
(2)冷冻酸乳 在酸乳中加入果料、增稠剂或乳化剂,然后将其进行凝冻处理而得到的产品,又称酸乳冰淇淋。
(3)充气酸乳 酸乳发酵后,再加入稳定剂和起泡剂(通常是碳酸盐)后,经均质处理而成的酸乳饮料。通常以充CO2气的酸乳饮料形式存在。
(4)酸乳粉 在酸乳中加入淀粉或其他水解胶体后,经冷冻干燥或喷雾干燥加工而成的粉状产品。
6. 按菌种分类
(1)普通酸乳 通常指仅用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵而成的产品。
(2)双歧杆菌酸乳 内含双歧杆菌。
(3)嗜酸乳杆菌酸乳 内含嗜酸乳杆菌。
(4)干酪乳杆菌酸乳 内含干酪乳杆菌。
二、发酵乳制品的营养保健作用
大量研究证明,经常服用发酵乳制品对寄主的健康能产生许多有益的作用,这些效果除了与原料乳中的大量高营养物质有关外,更重要的是与发酵乳所利用的微生物有关。发酵乳的营养主要包括:第一,在发酵过程中,原料乳的营养成分没有受到破坏,被保留在发酵乳里。第二,与牛乳相比,发酵使各营养成分发生转化,变得更易于人体吸收消化。第三,由乳酸菌本身及其代谢产物带来了牛乳所没有的新的风味物质。这些有利的效果首先是来源于服用了活的微生物,经它们的诱导变化而对肠道环境产生了积极的影响,其次是源于发酵乳中的代谢产物。一般而言,食用发酵乳制品能够产生如下主要的健康促进效果。
(一)调节肠道中的微生物菌群平衡
酸乳中的乳酸菌可以活着到达大肠。乳酸菌虽无法在肠道中长期存活,但在摄入酸乳后的几个小时内乳酸菌经过消化道时仍起着抗菌和防腐的作用。现已证明,酸乳中的菌株产生许多抗菌物质,可抑制多种致病菌在体内的增殖,同时在肠道中营造了不利于某些致病菌增殖的环境,从而协调人体肠道中微生物菌群的平衡。
(二)改善乳糖不耐症
不少人在饮用牛乳后出现腹胀、腹痛、腹泻等称为“乳糖不耐症”的症状。这是因为牛乳中含有乳糖,不能被乳糖酶分解为被小肠吸收的葡萄糖及半乳糖,而直接进入大肠,在肠道有害菌的作用下转变成各种脂肪酸及氢气,过度刺激肠蠕动,引起腹胀及腹痛。同时大量乳糖在大肠内积累引起肠内渗透压的变化,导致水分平衡失常,出现痢疾。乳糖不耐症除少数先天性地发生在婴幼儿身上以外,多数是后天性地发生在中老年人群中。因此乳糖不耐症是影响中老年人食用乳制品的潜在问题之一。在酸乳发酵过程中,20%~30%的乳糖乳酸菌分解利用转换成了乳酸。同时发酵乳制品含有一定的乳糖酶,饮用后这些乳糖酶能在一段时间里保持活力,帮助肠内乳糖的消化吸收。所以发酵乳是中老年人理想的制品。
(三)含有易于消化的优质蛋白质
与普通牛乳相比,由于酸乳中乳酸菌的作用,酪蛋白变性凝固成为微粒子,并相互连接成豆腐状的组织结构。这种由乳酸作用产生的酪蛋白粒子小于胃酸作用下产生的粒子,更易于人体消化吸收。另外,由于发酵过程中乳酸菌体内的蛋白酶分解乳蛋白,因此酸乳中含有相当于普通牛乳4倍以上的人体必需氨基酸及各种多肽。这些多肽类生物活性物质具有抗菌、抗高血压、促进新陈代谢、强化钙吸收等多种生理功能。
(四)含有丰富易吸收的钙
牛乳含有丰富的钙,吸收率高达70%,而鱼类、肉骨类食品中钙的吸收率仅为20%~30%,这是因为牛乳中酪蛋白及乳糖有助于人体的钙吸收。另外,牛乳中磷与钙的比例接近1∶1,低于其他食品,高磷含量促使人体排泄钙质。在酸乳制造过程中牛乳中的钙转化为更易于人体吸收的可溶性乳酸钙,同时在乳酸菌作用下乳蛋白分解产生的多肽类也有帮助钙吸收的功能。
(五)含有多种维生素及其他营养成分
牛乳含有丰富的维生素,在酸乳制造过程中某些维生素不但没有受到损害,反而由于乳酸菌的代谢而得到增强。酸乳中含有更多的维生素A和B族维生素,某些乳酸菌自身可以合成B族维生素。通常蔬菜中的色素可以满足人体对维生素A的需要,但是这些色素在人体内只有30%能转换成维生素A,所以直接饮用酸乳能更有效地吸收维生素A。牛乳欠缺的植物纤维及维生素C可以通过果汁酸乳来弥补。
(六)含有乳酸及其他多种抗菌物质
酸乳中的乳糖经发酵产生乳酸。乳酸是天然防腐剂,能抑制酸乳产品中腐败微生物的生长。如上所述,乳蛋白和钙质等营养成分在乳酸作用下能更好地被人体吸收。乳酸能降低肠内pH,抑制腐败菌的生长,减少肠内有毒及腐败物质的产生,同时促进肠管蠕动,缓解便秘。
(七)降压作用
经常饮用酸乳可以降低血压,美国哈佛大学公共卫生学院流行病学研究员艾尔瓦罗·阿良索博士研究发现,每天饮用酸乳的人高血压的发病危险率比长期未饮用酸奶的人降低50%。
三、发酵剂的制备
(一)发酵剂的概念及种类
1. 概念
发酵剂是指生产酸乳制品及其乳酸菌制剂时所用的特定微生物培养物。
2. 种类
通常,用于乳酸菌发酵的发酵剂可按下列方式分类:
(1)按制备过程分类 ①乳酸菌纯培养物(商品发酵剂):即一级菌种,从专门的发酵剂制备公司或研究所购得的原始菌种。②母发酵剂:是乳酸菌纯培养物的扩大再培养,它是生产发酵剂的基础。③中间发酵剂:是生产大量发酵剂的中间环节。④生产发酵剂:是母发酵剂的扩大培养物,是用于实际生产的发酵剂。
(2)按使用目的分类 ①混合发酵剂:含有两种或两种以上菌株的发酵剂,通常是由保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按一定比例混合的乳酸菌发酵剂。②单一发酵剂:只含有一种菌的发酵剂。③补充发酵剂:为了增加乳酸的黏度、风味或增强产品的保健目的,而特意添加的乳酸菌培养物,如嗜酸乳杆菌培养物、干酪乳杆菌培养物、双歧杆菌培养物等。
(二)发酵剂的主要作用及菌种的选择
1. 发酵剂的主要作用
经乳酸发酵,产生挥发性物质,如丁二酮、乙醛等,从而使酸乳具有典型的风味;产生抗生素。
2. 菌种的选择
菌种的选择对发酵剂的质量起着重要作用,应根据生产目的不同来选择适当的菌种。选择时以产品的主要技术特性,如产香性、产酸力、产黏性及蛋白水解力作为发酵剂菌种的选择依据。
(三)发酵剂的制备
发酵剂的制备主要包括菌种的复活和扩大培养,活化和扩大培养步骤如图1-3-1所示。
图1-3-1 发酵剂扩大培养步骤
1—商品菌种;2—母发酵剂;3—中间发酵剂;4—生产发酵剂
1. 菌种的复活及保存
菌种通常保存在试管或安瓿瓶中,需要恢复其活力,即在无菌操作条件下接种到灭菌的脱脂乳试管中多次传代、培养,而后保存在0~4℃冰箱中,每隔1~2周移植1次。但在长期移植过程中,可能会有杂菌污染,造成菌种退化或菌种老化裂解。因此,菌种须不定期地纯化复壮。
2. 母发酵剂的调制
将充分活化的菌种接种于盛有灭菌脱脂乳的三角瓶中,混匀后,放入恒温箱中培养。凝固后再移入灭菌脱脂乳中,如此反复2~3次,使乳酸菌保持一定活力,然后再制备生产发酵剂。
3. 生产发酵剂的制备
将脱脂乳、新鲜全脂乳或复原脱脂乳(总固形物含量10%~12%)加热到90℃,保持30min后,冷却到42℃(或菌种要求的温度,见表1-3-1)接种母发酵剂,发酵至酸度>0.8%后冷却到4℃。此时生产发酵剂的活菌数应达到1×108~1×109CFU/mL。
制备生产发酵剂的培养基最好与成品的原料相同或相近,以使菌种的生活环境不致急剧改变而影响活力。生产发酵剂的添加量为发酵乳总量的1%~2%,最高不超过5%。常用乳酸菌的生长温度、培养时间等见表1-3-1。
表1-3-1 常用乳酸菌的形态、特征及培养条件
四、加工工艺及质量控制
(一)工艺流程
典型酸乳的生产工艺流程如图1-3-2所示。
图1-3-2 酸乳生产工艺流程图
(二)原辅料质量要求及预处理方法
1. 原料乳的质量要求
制作发酵剂与生产酸乳的原料乳必须是高质量的新鲜原料乳,酸度在18°T以下,杂菌数不高于500000CFU/mL,全乳固体不得低于11.5%,无抗生素残留。
2. 辅料的质量要求
(1)脱脂乳粉 用来制作发酵乳的脱脂乳粉要求质量高、无抗生素和防腐剂。脱脂乳粉可提高发酵乳干物质的含量,改善产品组织状态,促进乳酸菌产酸,一般添加量为1%~1.5%。
(2)稳定剂 在搅拌型酸乳生产中,通常需添加稳定剂。常用的稳定剂有明胶、果胶、琼脂和淀粉等,添加量控制在0.1%~0.5%。
(3)糖及果料 在酸乳生产中,常添加6%~8%的蔗糖或葡萄糖。在搅拌型酸乳中常使用果料及调香物质,如果酱等。
3. 配合料的预处理
(1)标准化
① 标准化的目的:在食品法规允许的范围内,根据酸乳成品的质量特征要求,对乳的化学成分进行调整,从而使其可能不足的化学组成得以校正,保证每批成品质量稳定一致。
② 标准化方法:目前乳品厂对原料乳进行标准化时,通常采用以下3种途径:
直接添加:通过在原料乳中直接添加全脂或脱脂乳粉或强化原料乳中某一组分(如乳清酪蛋白粉、奶油、浓缩乳等)来达到原料乳标准化的目的。
浓缩原料乳:作为乳品加工的重要工艺之一,浓缩通常有3种方法:蒸发浓缩、反渗透浓缩、超滤浓缩。
复原乳:在某些国家或地区,由于乳源条件受限制,常以脱脂乳粉、全脂乳粉、无水奶油为原料,根据所需原料乳的化学组成,用水来配制成标准原料乳。
(2)加糖 加糖的目的是提高酸乳的甜味和黏度,有利于酸乳的凝固。加糖一般为5%~7%的砂糖。
(3)预热均质 预热有利于提高均质效果,均质处理可使原料充分混匀,有利于提高酸乳的稳定性和黏度,并使酸乳质地细腻、口感良好。均质所采用的条件一般为20~25MPa,55~65℃。
(4)杀菌 杀菌的目的在于杀灭原料乳中的杂菌,确保乳酸菌的正常生长和繁殖;钝化原料乳中对乳酸菌有抑制作用的天然抑制物;使牛乳中的乳清蛋白变性,以达到改善组织状态、提高黏稠度和防止成品乳清析出的目的。杀菌条件一般为:90~95℃,5~10min。
(5)接种 杀菌后的料液应快速降温到42℃左右,以便接种发酵剂。接种量根据菌种活力、发酵方法、生产时间的安排和混合菌种配比而定。一般生产发酵剂,其产酸活力在0.7%~1.0%,此时接种量应为2%~4%。加入的发酵剂应事先在无菌操作条件下搅拌呈均匀细腻状态,不应有大凝块,以免影响成品质量。接种是易造成酸乳受微生物污染的主要环节之一,因此应严格注意操作卫生,防止细菌、酵母、真菌、噬菌体及其他有害微生物的污染。发酵剂加入后要充分搅拌,使发酵剂与原料乳混合均匀。
发酵剂的添加目前多使用特殊装置,在密闭系统中以机械式自动进行发酵剂的添加。没有该装置时,可将充分搅拌好的发酵剂用手工方式倾入乳罐中。近年来,有的酸乳加工厂也采用直投式发酵剂,只需按规定的比例将发酵剂撒入乳罐中,或撒入工作发酵剂乳罐中扩大培养1次,即可作为工作发酵剂。
(三)凝固型酸乳的加工
1. 凝固型酸乳的分类
(1)根据脂肪含量分类
① 高脂酸乳:含脂率大于6%;
② 全脂酸乳:含脂率大于3%;
③ 中脂或半脱脂酸乳:含脂率大于1.5%;
④ 脱脂酸乳:含脂率小于0.3%。
(2)根据加糖与否分类
① 无糖酸乳,又称淡酸乳;
② 加糖酸乳。
加入果料或香料,即为果料酸乳或调味酸乳。
2. 加工原理
乳酸菌在乳中生长繁殖,分解乳糖产生乳酸,乳的pH下降,使酪蛋白在等电点附近形成沉淀凝聚物,在灌装的容器中成为凝胶状态,在发酵培养及以后的运送、冷却、储藏过程中,必须使半成品或成品保持静置不受震动。
3. 生产线
图1-3-3为凝固型酸乳的生产线。
图1-3-3 凝固型酸乳的生产线
1—生产发酵剂罐;2—缓冲罐;3—香精罐;4—混合器;5—包装;6—培养箱
4. 操作要点
(1)发酵 在控制发酵条件的情况下使原料乳发酵,制成质量良好一致的酸乳成品。
① 培养温度
a. 一定温度培养:因为多数乳品企业使用嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌的混合菌种,所以在41~42℃培养。
b. 降低温度培养:在某种特殊情况下,需要在低于41℃或低于38℃的温度下培养,称为降低温度培养。其目的是防止酸乳产酸过度,降低乳酸发酵速度,在培养后期可促进风味物质的形成。
② 培养时间
a. 短时间培养和长时间培养:制作酸乳一般在41~42℃条件下培养3~4h(短时间培养)。特殊情况下,在30~37℃培养8~12h(长时间培养)。低温长时间培养的目的是防止酸乳产酸过度,但可能会使酸乳风味失常。
b. 影响培养时间的因素:接种量、发酵剂活性、培养温度、零售容器类型、发酵季节和气候条件、每批进入发酵室的数量多少和堆叠高度、酸乳堆积密度、每批抽样的部位是否有代表性。
③ 球菌和杆菌的比例:在终止培养的酸乳培养物中,球菌与杆菌的比例应是1∶1或2∶1,可通过控制发酵温度进行调整。
④ 发酵终点判定:全部发酵时间一般是3~4h,长的可达5~6h,而发酵终点的时间范围比较小。如果发酵终点确定得过早,则酸乳组织软嫩,风味差;过迟则酸度高,乳清析出较多,风味也差。因此,如何判定发酵过程的终点,是制作凝固型酸乳的关键性技术之一。判定发酵终点的方法有:
a. 抽样测定酸度,一般酸度达65~70°T,即可终止培养;也可用pH计测定,pH达到4.5时,即可终止发酵。
b. 抽样及时观察,打开瓶盖,缓慢倾斜瓶身,观察酸乳的流动性和组织状态,如流动性变差且有微小颗粒出现,即可终止发酵。
c. 详细记录每批样品的发酵时间、发酵温度等,以供下批发酵判定终点时作为参考。
(2)冷却
① 冷却的目的:是为了迅速而有效地抑制酸乳中乳酸菌的生长,终止发酵过程,防止产酸过度;稳定酸乳的组织状态,降低乳清析出的速度。
② 冷却的方法:发酵终点确定后,应立即停止向发酵室或培养箱供热。将酸乳从保温室转入冷却室冷却。当温度降到10℃以下时,酸乳中的乳酸菌生长活力非常有限;在5℃左右时,它们几乎处于休眠状态,酸乳的酸度变化微小。
③ 影响冷却的因素:加工条件,如培养温度;冷却手段及方式;包装容器的种类和容量。
(3)灌装 凝固型酸乳可根据市场需要选择玻璃瓶或塑料杯复合纸盒等,在装瓶前需对所用容器进行蒸汽灭菌,一次性塑料杯可直接使用。
(4)冷藏和后熟 为了控制酸乳中的酶和其他生物化学变化,最好在0℃进行冷藏,长时间贮藏可控制在-1.2~-0.8℃。冷却有促进香味物质产生、改善酸乳硬度的作用。香味物质产生的高峰期一般在制作完成后的4h,形成由多种风味物质相互平衡的良好风味,则需12~24h才能完成,这段时间称为后熟期(或后发酵)。酸乳的储藏期在2~7℃为7~14d。
(四)搅拌型酸乳的加工
1. 搅拌型酸乳的分类
根据在产品中是否加糖,搅拌型酸乳可分为不加糖酸乳和加糖酸乳;加糖酸乳又可分为果料型和果味型,前者在酸乳中添加草莓、橘子、香蕉、菠萝、果酱或果料而成相应的果料酸乳,后者在加糖酸乳中添加香料加工而成。如果将搅拌型酸乳均质,就成为和液态牛乳相似的饮用型(液态)酸乳。
2. 加工原理
搅拌型酸乳是在凝固型酸乳的基础上发展起来的一种发酵乳制品,经处理的原料乳在接种发酵剂后,在发酵罐中进行发酵至乳凝结,凝乳经适度搅拌的同时快速冷却,分装于零售容器中即为成品。该产品的特征是呈流动状态,有一定黏度,所以又称为软质酸乳或液体酸乳。
3. 生产线
图1-3-4为搅拌型酸乳生产线。
图1-3-4 搅拌型酸乳的生产线
1—生产发酵剂罐;2—缓冲罐;3—板式换热器;4—缓冲罐;5—果料/香料;6—混合器;7—包装
4. 操作要点
(1)发酵 搅拌型酸乳的发酵是在发酵罐中进行的,应控制好发酵罐的温度,避免温度忽高忽低。发酵罐上部和下部温差不要超过1.5℃。通常乳在发酵罐中形成凝乳,经41~43℃培养3~4h,pH即可降到4.6左右。当发酵罐中凝乳的pH达到4.5~4.55(酸度为60~65°T)时即可终止发酵。
(2)冷却 搅拌型酸乳冷却的目的是快速抑制细菌的生长和酶的活力,以防止发酵过程产酸过度及搅拌时脱水。冷却在酸乳完全凝固(pH4.5~4.7)后开始,冷却过程应稳定进行,冷却过快将造成凝块收缩迅速,导致乳清分离;冷却过慢则会造成产品过酸和添加果料时脱色。搅拌型酸乳的冷却可采用片式冷却器、管式冷却器、表面刮板式热交换器、冷却罐等。
(3)搅拌 是一道重要工序,通过机械力破碎凝胶体,使其粒子直径达到0.01~0.4mm,此时酸乳的硬度、黏度及组织状态均发生变化。
① 搅拌的方法:机械搅拌使用宽叶片搅拌器,搅拌过程中既不可过于激烈,又不可搅拌过长时间。搅拌时应注意凝胶体的温度、pH及固体含量等。通常搅拌开始用低速,以后用较快的速度。
② 搅拌时的质量控制
温度:搅拌的最适温度为0~7℃,但在实际生产中使40℃的发酵乳降到0~7℃不太容易,所以搅拌的温度以20~25℃为宜。
pH:酸乳的搅拌应在凝胶体的pH达4.7以下时进行,若在pH4.7以上时搅拌,则会因酸乳凝固不完全、黏性不足而影响其质量。
干物质:酸乳中较高的乳干物质含量可防止乳清分离。
管道流速和直径:凝胶体在通过泵、管道移送及流经片式冷却板片和灌装过程中,会受到不同程度的破坏,最终影响到产品的黏度。凝胶体在管道输送过程中应以低于0.5m/s的层流形式出现,管道直径不应随着包装线的延长而改变,尤其应避免管道直径突然变小。
(4)混合、灌装 果蔬、果酱和各种类型的调香物质等可在酸乳自缓冲罐到包装机的输送过程中,通过一台变速的计量泵连续加入酸乳中。在果料处理中,对带固体颗粒的水果或浆果进行巴氏杀菌时,其温度应控制在能抑制一切有生长能力的细菌,而又不影响果料的风味和质地的范围内。酸乳可根据需要,确定包装量、包装形式和灌装机。
(5)冷却、后熟 将灌装好的酸乳置于0~7℃冷库中冷藏24h进行后熟,进一步促使芳香物质的产生和黏稠度的改善。
(五)发酵乳制品质量控制
酸乳生产中,由于各种原因,常会出现一些质量问题。其发生原因和控制措施如下:
1. 凝固性差
酸乳有时会出现凝固性差或不凝固现象,黏性很差,出现乳清分离。
(1)原料乳质量 乳中含有抗生素和防腐剂时,会抑制乳酸菌的生长,导致发酵不良、凝固性差。试验证明,原料乳中的微量青霉素(0.01IU/mL)便对乳酸菌有明显抑制作用。乳房炎乳由于白细胞含量较高,对乳酸菌也有不同的噬菌作用。此外,原料乳掺假,特别是掺碱,使发酵所产的酸消耗于中和,而不能积累达到凝乳要求的pH,从而使乳不凝或凝固不好。牛乳中掺水,乳的总干物质降低,会影响酸乳的凝固性。因此,必须把好原料验收关,杜绝使用含有抗生素、农药以及防腐剂、掺碱或掺水牛乳生产酸乳。对于掺水的牛乳,可适当添加脱脂乳粉,使干物质达11%以上,以保证质量。
(2)发酵温度和时间 发酵温度依所采用乳酸菌种类的不同而异。若发酵温度低于最适温度,则乳酸菌活力下降,凝乳能力降低,使酸乳凝固性降低。发酵时间短,也会造成酸乳凝固性能降低。此外,发酵室温度不均匀也是造成酸乳凝固性降低的原因之一。因此,在实际生产中,应尽可能保持发酵温度恒定,并控制发酵时间。
(3)噬菌体污染 是造成发酵缓慢、凝固不完全的原因之一。由于噬菌体对菌的选择作用,可采用经常更换发酵剂的方法加以控制,此外,两种以上菌种混合使用也可减少噬菌体的危害。
(4)发酵剂活力 发酵剂活力减弱或接种量太少会造成酸乳的凝固性下降。灌装容器上残留的洗涤剂(如氢氧化钠)和消毒剂(如氯化物)须清洗干净,以免影响菌种活力,确保酸乳的正常发酵和凝固。
(5)加糖量 加入蔗糖可使产品产生良好的风味,凝块细腻光滑,提高黏度和乳酸菌的产酸量。若加量过大,会产生高渗透压,抑制乳酸菌的生长繁殖,造成乳酸菌脱水死亡,相应活力下降,凝乳不坚实。试验证明,6.5%的加糖量不影响乳酸菌的生长,产品的口味最佳。
2. 乳清析出
乳清析出是生产酸乳时常见的质量问题,主要原因有以下几种:
(1)原料乳热处理不当 热处理温度偏低或时间不够,乳清蛋白不能充分变性。变性乳清蛋白可与酪蛋白形成复合物,从而容纳更多的水分,脱水收缩作用最小。研究证明,要保证酸乳吸收大量水分和不发生脱水收缩作用,至少要使75%的乳清蛋白变性,这就要求85℃、20~30min或90℃、5~10min的热处理。UHT加热(135~150℃,2~4s)处理虽能达到灭菌效果,但不能使75%的乳清蛋白变性,所以酸乳生产不宜用UHT加热处理。
(2)发酵时间 发酵时间过长,乳酸菌持续生长繁殖,产酸量不断增加。酸性的过度增强破坏了原来已形成的胶体结构,使其容纳的水分游离出来形成乳清上浮。发酵时间过短,乳蛋白质的胶体结构还未充分形成,不能包裹乳中原有的水分,也会形成乳清析出。因此,应在发酵时抽样检查,发现牛乳已完全凝固,应立即停止发酵。
(3)其他因素 原料乳中总干物质含量低、酸乳凝胶机械振动、乳中钙盐不足、发酵剂添加量过大等也会发生乳清析出。生产时在乳中添加适量的CaCl2,既可减少乳清析出,又可赋予酸乳一定的硬度。
3. 风味不良
正常酸乳应有发酵乳纯正的风味,但在生产过程中常出现以下不良风味:
(1)无芳香味 主要由于菌种选择及操作工艺不当所引起。正常的酸乳生产应保证两种以上的菌混合使用并选择适宜的比例,任何一方占优势均会导致产香不足、风味变劣。高温短时发酵和固体含量不足也是造成芳香味不足的原因。芳香味主要来自发酵剂分解柠檬酸产生的丁二酮等物质,所以原料乳中应保证含有足够的柠檬酸。
(2)酸乳的不洁味 主要由发酵剂或发酵过程中污染杂菌引起。丁酸菌污染可使产品带刺鼻怪味,酵母菌污染不仅产生不良风味,还会影响酸乳的组织状态,使酸乳产生气泡。因此,要严格保证卫生条件。
(3)酸乳的酸甜度 过酸、过甜均会影响风味。发酵过度、冷藏时温度偏高和加糖量较低等会使酸乳偏酸,而发酵不足或加糖过高会导致酸乳偏甜。因此,应尽量避免发酵过度现象,并应在0~4℃条件下冷藏,防止温度过高,且严格控制加糖量。
(4)原料乳的异味 牛体臭味、氧化臭味及由于过度热处理或添加了风味不良的炼乳或乳粉等也是造成风味不良的原因。
4. 表面真菌生长
酸乳储藏时间过长或温度过高时,往往在表面出现真菌。黑斑点易被察觉,而白色真菌则不易被注意。这种酸乳被人食用后,轻者有腹胀感觉,重者可引起腹痛下泻。因此要严格保证卫生条件,并根据市场情况控制好贮藏温度和时间。
5. 口感差
优质酸乳柔嫩、细滑,清香可口。采用高酸度的乳或劣质的乳粉生产的酸乳口感粗糙,有沙状感。因此,生产酸乳时,应采用新鲜牛乳或优质乳粉,并采取均质处理,使乳中蛋白质颗粒细微化,达到改善口感的目的。
6. 砂状组织
酸乳在组织外观上有许多砂状颗粒存在,不细腻。砂状结构的产生有多种原因,在制作搅拌型酸乳时,应选择适宜的发酵温度,避免原料乳受热过度,减少乳粉用量,避免干物质过多和较高温度下的搅拌。
7. 色泽异常
在生产中因加入的果蔬处理不当而引起变色、褪色等现象时有发生。应根据果蔬的性质及加工特性,与酸乳进行合理的搭配和制作,必要时还可添加抗氧化剂。