知识讲堂 | 乳酸菌——酸奶制作工艺中的微生物

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| 引言

酸奶被定义为“通过培养乳制品（奶油、牛奶、部分脱脂牛奶和脱脂牛奶）和含有乳酸菌（如德氏亚种保加利亚乳杆菌/Lactobacillus bulgaricus、嗜热链球菌/Streptococcus thermophilus）的特征性培养物而生产的食品”。牛奶发酵技术是人类保存牛奶以延长其保质期的最古老方法之一，酸奶也是蛋白质和其他营养的重要来源。

图1、乳酸菌与酸奶    来源：FreeImages

| 什么是酸奶？

酸奶是一种发酵乳制品，由两种特定的发酵剂组合而成：嗜热链球菌和德氏乳杆菌亚种保加利亚弧菌。酸奶中添加了一些牛奶的天然衍生物，例如浓缩乳清、脱脂奶粉、酪蛋白酸盐或奶油，以形成由乳蛋白凝固以及由乳酸存在而形成的凝胶结构。

除了含有多种必需营养素外，它还含有益生菌、纤维、维生素和矿物质。同时，还可添加甜味剂、水果、香料、大米、大豆和坚果，以根据口味改变稠度和香气。除了其高消化率和生物利用度之外，酸奶被认为是一种健康食品，可以推荐给患有乳糖不耐症、胃肠道疾病（如炎症性肠病和肠易激病）的人，有助于减肥和提高免疫力。

图2、乳酸菌发酵  来源：FreeImages

| 酸奶的历史

大约公元前 6000 年，印度阿育吠陀文献中提到了发酵乳制品

公元前 100 年，希腊人在文献中提到酸奶

1542年左右，法国国王弗朗西斯一世通过吃酸奶治愈慢性腹泻

保加利亚乳杆菌/Lactobacillus bulgaricus于 1905 年由在瑞士日内瓦学习的保加利亚医学生命名

在 1909 年，巴黎巴斯德研究所的俄罗斯诺贝尔奖获得者 Yllia Metchnikoff 提出，酸奶中的乳酸菌与保加利亚农民的长寿有关

1919 年，艾萨克·卡拉索在西班牙商业化生产酸奶

1932 年，第一个酸奶实验室和工厂于法国开业

20 世纪 60 年代，私营公司达能将酸奶工业化，并将其传播到整个欧洲

1984年，FAO/WHO将酸奶定义为“由德氏乳杆菌经发酵而获得的凝乳”

如今，酸奶的形式有很多种，包括原味酸奶、果味酸奶、搅打酸奶、麦片酸奶和冷冻酸奶等，也有不同的脂肪含量（常规、低脂和脱脂）

| 酸奶的成分

酸奶是一种含有多种成分的乳制品，主要成分是牛奶，添加了甜味剂、稳定剂、水果、香料和细菌。制作酸奶时，所用牛奶类型取决于所需的脂肪含量。全脂牛奶用于全脂或普通酸奶。脱脂酸奶使用脱脂牛奶。 酸奶混合物的脂肪含量可以通过添加奶油或乳脂来调节，固体含量可通过脱脂奶粉和浓缩乳清蛋白来提高。在混合物中添加稳定剂可以使酸奶质地光滑，防止乳清分离，并使成分分布均匀。酸奶中添加甜味剂以增强其风味和香气。。硒可以促进微生物生长，提高肠道菌群的检测水平。

| 酸奶的制造

1、巴氏灭菌

这是确保产品安全的第一步

巴氏灭菌过程中，牛奶中的所有致病菌都被杀死，从而显着减少其他微生物的数量并使牛奶中的酶失活

通常，酸奶采用高温短时间加热和长时间保温的方式进行巴氏灭菌

通过热处理使乳清蛋白变性，并为酸奶培养物的生长创造最佳条件

变性乳清蛋白 (80%–85%) 可以提高其水结合能力，从而减少游离乳清分离并提高酸奶的稠度和粘度

2、接种

巴氏灭菌后，酸奶混合物冷却至43-46℃

然后将 2-3% 的酸奶发酵剂培养物添加到混合物中，通常是 嗜热葡萄球菌 和 杜布氏乳杆菌亚 种。保加利亚的 比例为1:1

在酸奶的整个生产过程中保持恒定的培养温度

当酸奶的 pH 值接近 5.0 时，微生物开始发挥作用，逐渐主导发酵过程，直到达到所需的 pH 值和酸度

在 4℃ 时，该过程终止，但培养物仍然存活，但生长能力有限

在发酵过程中，乳糖被乳酸菌转化为乳酸，有助于乳蛋白的凝固和挥发性化合物的产生

3、冷却

最后一步是冷却，它由两个阶段组成。

凝结温度迅速降至10℃以下，发酵受到抑制，产生低粘度酸奶

在冷却的第二阶段，酸奶的温度降低至5℃（储存温度），并且粘度增加

凝固型酸奶会转移到冷库冻存，搅拌型酸奶则在灌装前先通过搅拌冷却

| 微生物与酸奶制作工艺

酸奶生产首先需要选择符合的微生物和优质牛奶。

牛奶会被短时间加热到 85°C 至 90°C 之间，以对其进行灭菌并使乳清蛋白变性。目的是确保消灭不需要的微生物，这些微生物可能会损坏酸奶。

牛奶灭菌后冷却至43°C至46°C，这是酸奶生产中保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的理想生长温度。

当作为混合培养物或单独添加到牛奶中时，乳糖会被细菌发酵。

当细菌消耗乳糖时，它们会产生乳酸，从而降低牛奶的 pH 值，并通过凝固牛奶蛋白质产生固体凝胶状质地。

在酸奶中，酸化是关键的微生物过程，使其具有浓稠而浓郁的质地。

发酵过程通常持续4-8小时，在此期间细菌继续消耗乳糖并产生乳酸，进一步酸化和增稠。

为确保发酵过程以最佳方式进行，并且最终产品满足所需的酸度和质地，需要仔细控制混合物的温度和 pH 值。

达到所需的酸化和质地后，将酸奶冷却以停止发酵并使其稳定。

在此步骤中，可添加水果、蜂蜜或格兰诺拉麦片作为调味剂、甜味剂或其他成分，然后将酸奶包装并分发以供消费。

| 酸奶种类划分

根据物理性质：定型酸奶、搅拌酸奶

根据口味：原味/天然酸奶、风味酸奶

根据生产方法：巴氏灭菌和超高温灭菌酸奶、冰冻酸奶、酸奶干/酸奶粉、草本酸奶

| 酸奶的健康益处

有益于肠道健康

预防高血压和骨质疏松

酸奶是一种高蛋白食物，可以帮助锻炼恢复

改善消化、代谢和免疫力，延缓或预防癌症

由于酸奶的天然蛋白质含量，乳糖不耐受个体可以耐受酸奶

食用酸奶可以燃烧脂肪，并可以预防结肠癌

降低阴道感染风险，增强皮肤中的胶原蛋白改善皮肤

预防幽门螺杆菌，增强免疫系统

酸奶中的有机酸、细菌素、二乙酰和过氧化氢，可以防止有害细菌生长

| 酸奶的潜在害处

有些人食用酸奶后，可能会出现腹胀、胀气和腹泻

酸奶可能会导致过敏

导致体重增加、糖尿病和其他健康问题

处理或储存不当的酸奶会被有害细菌污染，导致食源性疾病

酸奶钙含量很高，某些药物（如抗生素）与酸奶一起服用，效果会打折扣

参考文献

1、Adams, M. R., Moss, M. O., & McClure, P. J. (2008). Food microbiology. Royal Society of Chemistry.

2、Aryana, Kayanush J., and Douglas W. Olson. 2017. “A 100-Year Review: Yogurt and Other Cultured Dairy Products.” Journal of Dairy Science 100(12):9987–10013. doi: 10.3168/jds.2017-12981.

3、Bhattarai, Nirmala, Mahalaxmi Pradhananga, and Shyam Kumar Mishra. 2016. “Effects of Various Stabilizers on Sensorial Quality of Yoghurt.” Sunsari Technical College Journal 2(1):7–12. doi: 10.3126/stcj.v2i1.14790.

4、Chandan, Ramesh C. 2017. An Overview of Yogurt Production and Composition. Elsevier Inc.

5、Chen, Chen, Shanshan Zhao, Guangfei Hao, Haiyan Yu, Huaixiang Tian, and Guozhong Zhao. 2017. “Role of Lactic Acid Bacteria on the Yogurt Flavour: A Review.” International Journal of Food Properties 20(1):S316–30. doi: 10.1080/10942912.2017.1295988.

6、https://microbenotes.com/yogurt-process-types-uses/

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更新日期：2023-12-22