实验三 酸奶的制作
一、背景知识
酸奶（Yogurt）是以牛奶为主要原料，利用保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）等微生物，通过乳酸发酵作用而得到的一种发酵型乳制品，其中含有大量的活性乳酸菌。酸奶的营养和保健价值颇高，有利于增强肠胃的消化功能，促进人体对钙和磷的有效利用，增加肠道有益菌的数量，降低血清中胆固醇的含量，预防心血管疾病及具有抗癌活性。酸奶还可以为乳糖不耐症人群提供消费牛奶的机会。
酸奶主要分为普通型酸奶、功能型酸奶和风味型酸奶。普通型酸奶在发酵过程中除加入糖外，不再添加任何成分，以保持酸奶的清香味。风味酸奶分为凝固型和搅拌型两种，凝固型风味酸奶是在原料奶中预先添加风味物质，如花生乳、绿豆浆、松仁、玉米乳等，经巴氏杀菌后发酵而成。搅拌型风味酸奶是在乳酸菌发酵原料奶凝固之后，再加入风味物质，如蜂蜜、果酱、果肉、果菜、胡萝卜汁、枸杞子、香料等调制而成。如果添加的天然风味物质具有保健功能，此类酸奶也可称为保健型酸奶或功能型酸奶。
二、实验目的
1.掌握酸奶的制作原理。
2.学会酸奶的制作方法。
三、实验原理
酸奶具有清新爽口的味觉，倍受广大消费者欢迎。酸奶中含有乳酸菌的菌体及代谢产物，对肠道内的致病菌有一定的掣肘作用，对人体的肠道、消化道疾病有良好的治疗效果。
酸奶是以牛乳为主要原料，接入一定量的乳酸菌，经发酵后而制成的一种乳制品。当乳酸菌在牛乳中生长、繁殖和产酸至一定程度时，pH下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集而呈凝乳状，这种凝乳状酸奶被称为凝固型酸奶。
四、实验材料
鲜牛奶、奶粉、蔗糖、菌种（或市售酸奶）、天平、烧杯、玻璃棒、牛奶瓶、恒温水浴锅、恒温培养箱、冰箱、不锈钢锅。
五、实验方法与步骤
（一）凝固型酸奶制作
在原料乳中添加生产发酵剂后立即进行包装，并在包装容器中发酵而成，成品呈凝乳状。
1.工艺流程
2.操作步骤
（1）牛奶瓶消毒
将牛奶瓶在不锈钢锅里用沸水煮15min。
（2）牛乳的净化
利用特别设计的离心机，除去牛乳中的白血球和其他肉眼可见的异物。
（3）脂肪含量标准化
鲜奶中脂肪含量比较高，为了避免酸奶中有脂肪析出，需要对鲜奶的脂肪含量进行调整，使其达到所要求的标准。可以在脂肪含量高的牛乳中加入一定量的脱脂乳，或通过分离机从牛乳中分离出稀奶油，然后在得到的脱脂乳中再掺入一定量稀奶油，使调制乳的脂肪含量达到要求。
（4）配料
①奶粉的添加
经脂肪含量标准化处理的调制乳（或按1∶7的比例加水把奶粉配制成复原牛奶），为了使非脂干物质含量达到要求，一般往调制乳中添加脱脂奶粉，经如此处理的酸奶有一定的硬度，脱脂奶粉的添加量一般为1%～3%。
②蔗糖的添加
为了缓和酸奶的酸味，改善酸奶的口味，一般在调制乳中加入4%～8%的蔗糖。如果蔗糖量加入过多，会因调制乳渗透压的增加而阻碍乳酸菌生长。一般是先将原料乳加热到60℃左右，然后加入蔗糖，待糖溶解后，过滤除杂，经过滤的奶液再进行均质处理。
（5）均质
用于制作酸奶的原料乳一般都要进行均质处理。经过均质处理，乳脂肪被充分分散，酸奶不会发生脂肪上浮现象，酸奶的硬度和黏度都有所提高，而且酸奶口感细腻，更易被消化吸收。将加热和均质两种方法适当结合起来处理的效果会更好。一般是先将原料乳调至60℃左右，然后在均质机中，于8～10MPa压力下对原料乳进行均质处理。
（6）灭菌
均质后原料乳需进行灭菌，方法大致有两种：将乳加热至90℃，保温5min，或置于80℃恒温水浴锅中灭菌15min；也可用超高温瞬时灭菌法（在135℃下保温2～3s）。
灭菌目的有以下几点：
①杀灭原料乳中的微生物，特别是致病菌。
②形成乳酸菌生长促进物质，破坏乳中存在的阻碍乳酸菌生长的物质。
③除去原料乳中的氧及由于乳清蛋白的变性而增加的巯基（-SH），从而使氧化还原电位下降，助长乳酸菌的生长。
④使乳清蛋白变性膨润，从而改善酸奶的硬度和黏度，并阻止水分从变性酷蛋白凝聚成的网状结构中分离出来。
⑤灭菌后，使乳中原本存在的酶失活，使发酵过程成为单一乳酸菌的作用过程，易于控制生产。
经灭菌处理后的原料乳迅速冷却到43～45℃待接种。
（7）接种
向灭过菌的43～45℃的原料乳中加入发酵剂，接种量为2%～3%，通常是嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的混合菌，两种菌的比例为1∶1或2∶1。球菌的接种量稍多些，可弥补由于杆菌生长产酸而阻碍球菌生长所造成的球菌数量不足的缺点。经实验证明，当接种量超过3%时，发酵所需时间并不因种量加大而缩短，而酸奶的风味由于发酵前期酸度上升太快反而变差。所以，任意加大接种量是无益的，反之，若接种量过小，发酵所需时间延长，酸奶的酸味会显得不够。
（8）分装
酸奶受到振动，凝乳状态易被破坏，因此，不能在发酵罐中先发酵然后再进行分装。分装必须是将含有乳酸菌的牛乳培养基先分装到销售用的玻璃瓶或塑料小容器中，加盖后送入恒温室培养，在容器中发酵制成酸奶。为了避免杂菌的侵入，分装操作应在无菌室中进行。牛乳分装后，容器上部留出的空隙要尽可能小，这样容器中的内容物晃动幅度小，酸奶的形态易保持完整。另外，减少空气也有利于乳酸菌的生长。整个分装操作的时间要短，使乳液温度下降少，这样乳液温度与所设定的发酵温度接近，整个发酵时间就不会被延长。
（9）发酵
将装有含乳酸菌的牛乳的容器置于恒温箱中进行发酵，恒温箱的温度保持在40～43℃，时间为3～4h；或30℃培养18～20h。
发酵终点的确定有两种方法：①发酵奶的酸度已达到65～70oT［用0.1mo L/L NaOH标准溶液滴定10mL样品，每消耗掉1mLNaOH溶液称为1滴定酸度（oT）］，或pH＝4～5；②发酵奶的流动性变差，基本凝固。
（10）冷却
发酵结束，在将酸奶移放进冷藏室进行贮存和后熟处理之前，应将酸奶从发酵室中取出，用冷风迅速将其冷却至10℃以下，使酸奶中的乳酸菌停止生长，防止酸奶酸度过高而影响口感。
（11）后熟
酸奶在形成凝块后应在4～7℃下保持24h以上，以获得酸奶特有风味和较好口感。
（12）冷藏
经冷却处理的酸奶贮藏在2～5℃，最好是-1～0℃的冷藏室保存。
低温保存有以下优点：①保存期间酸奶的酸度上升极少。②牛乳凝固时会产生收缩力，导致乳清析出，在低温时这种收缩力比较弱，所以乳清不易从酸奶中分离出来。③低温下酸奶逐渐形成白玉般的组织状态，结构非常细腻。④低温保存过程中，香味物质逐渐形成，使酸奶具有较浓香味。
（13）品味
酸奶应有凝块，质地细腻、酸甜适中、清新爽口，若有不良异味，则很可能是酸奶污染了杂菌。
（二）搅拌型酸奶的制作
在发酵罐中接种生产发酵剂，凝固后，再经搅拌入杯盛入其他容器中，产品凝乳粒子直径保持在0.01～0.04mm大小。呈半流动状态的粥糊状，易使用吸管吸食。
1.工艺流程
2.操作步骤（略）
（三）饮料型酸奶
将凝固型酸奶均质处理后，使凝乳充分分散，凝乳粒子直径在0.01mm以下的酸奶，这种酸奶的特点是与牛乳相似，呈液体状。
1.工艺流程
2.操作步骤
（1）凝固型酸奶的制备（略）
（2）混合
为了防止饮料型酸奶产生分层现象，一般在凝固型酸奶中加入稳定剂，然后再用均质机破乳，由于增加了稳定剂，即使在冷藏期间也不会发生酸奶分层现象。
根据来源可将稳定剂分成两类：
①人工合成稳定剂，如海藻酸丙二醇酶（PGA）等。
②天然稳定剂，如明胶、琼脂、海藻酸钠和果胶等。
稳定剂的种类、添加量和添加方式，对于制备凝固塑酸到十分重要。目前在酸奶中使用较多的是低甲氧基果胶（LM果胶）。一般加入量为0.3%，使用时，先将LM果胶用水溶解，经灭菌后冷却到接近酸奶的温度（15～20℃），然后加入酸奶中搅匀。
（3）均质
在10MPa压力下，将上述酸奶进行均质处理。
（4）分装
均质后的酸奶液，灌装到销售用的小容器中，迅速冷却至10℃以下。
（5）冷藏
饮料型酸奶会有活乳酸菌，因此应置于0～5℃冷藏。
（四）果汁酸奶
果汁酸奶是在凝固型酸奶中添加果汁和稳定剂后，再经均质处理制成的。
1.工艺流程
2.操作步骤
（1）低酸味凝固型酸奶的制备
果汁（露）的添加会增加酸奶的酸味，因此在接种时，将嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌的比例改变成10∶1，目的是减少保加利亚乳杆菌产生的乳酸，这样可避免酸味过强。制备低酸味凝固型酸奶的其他操作步骤，与一般凝固型酸奶的制法相同。
（2）混合
将酸奶和灭菌后冷却至15～20℃的果汁（露）按4∶1混合，同时加入适量灭过菌的稳定剂水溶液，搅拌均匀。
（3）均质
在10MPa压力下，将上述酸奶进行均质处理。
（4）分装
将经均质处理过的果汁酸奶乳液灌装到销售用的小容器中，迅速冷却至10℃以下。
（5）冷藏
冷却后的酸奶，置于0～5℃的冷藏室中冷藏。
（五）杀菌型酸奶
由牛乳制成酸奶后，用加热方法将酸奶中所有微生物杀灭的一种酸奶，此种酸奶特点是：不存在乳酸菌和其他微生物，保存期中酸奶酸度不会改变，且保存期延长，但凝乳经加热后，十分容易析出乳清，需在发酵前加稳定剂，灭菌后酸奶的营养价值也有所降低。
1.工艺流程
2.操作步骤
杀菌型酸奶除多了一步杀菌工序外，其他操作步骤与凝固型酸奶基本相同。
杀菌：微生物在酸性环境中对温度十分敏感，当pH为4.0～4.5时，65℃加热5min就能够把酸奶中的微生物杀死，制作杀菌型酸奶常使用这种方法。其他步骤（略）。
（六）冷冻酸奶
在酸奶中添加糖和香料，按照冰淇淋生产工艺加工成保健饮料。按冷冻酸奶是否含有活菌，可将其划分为活菌型冷冻酸奶和杀菌型冷冻酸奶两种类型。活菌型冷冻酸奶在-25℃贮藏1年，活乳酸菌残存50%～80%；杀菌型冷冻酸奶是将酸奶中的活乳酸菌杀死，因此成品性能稳定。
1.工艺流程
2.操作步骤
牛乳的净化、脂肪含量标准化和配料的操作方法与制作凝固型酸奶相同。
将原料加热至75℃，然后用均质机进行二段均质（均质压力为13.538MPa、3.434MPa）。
均质后的乳加热到85℃，保温10min，接着将该灭菌奶冷却到44℃。
接种保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌液（1∶1），接种量为2%～3%。
在43℃左右发酵6～7h，终止时酸奶的pH值为4.7～5.0。
在上述酸奶中添加经杀菌冷却的糖液和香料，充分混合后在143MPa压力60℃下均质，接着，将均质奶冷却到45℃，成熟数小时后分装。最后送入-35℃冷库，快速冷冻硬化，得到凝固型冷冻酸奶。也可以将成熟后的酸奶不经过冷冻硬化，在分装后直接冷藏保存制成搅拌型冷冻酸奶。
五、实验注意事项
选择优质、新鲜的牛奶和酸奶（作为菌种）。
严格无菌操作，尽量避免杂菌污染。
酸奶制好后，应在0～5℃下保藏，保质期为5d。
附：原料奶质量要求
来源于健康牛所产的乳，色泽呈乳白色或微黄色，气味芳香、无异味。初乳、末乳、细菌污染乳均不得使用。
乳牛注射抗生素后所产出乳，4d内不得使用。生产前应做小样试验。
总乳固体不低于11.5%，非脂乳固体大于8.5%。
原料中不得含碱及菌剂等杂质。
奶温不高于10℃，70度酒精试验无絮状物沉淀。
附：酸牛奶卫生标准
1.感官指标
呈乳白色或（和）稍带淡黄色，具有清香纯净的乳酸味，凝块稠密结实均匀，无气泡，允许少量乳清析出。
2.理化指标
3.细菌指标
六、思考题
综合评价自制酸奶的品质，说说你的制作体会。
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