影响酸奶的因素及其质量控制

影响酸奶的因素及其质量控制谢继志，葛庆丰（扬州大学 农学院，江苏 扬州225009） 摘要：讨论了酸奶生产的基本工艺条件，分析了从原料乳的预处理、标准化、均质、热处 理、发酵剂的选择，接种量、发酵温度与时间、冷却、灌装、贮藏等因素对产品质量的影响。 结果表明，两种菌共生时最适宜的发酵温度4043C；加糖发酵时以6%8%为宜；工艺条 件为 9095 C，35 min 或 85C,30 min。关键词：酸奶；影响因素；质量控制Affecting factors and quality control of yoghurtAbstract: The quality of yoghurt is concerned with flavor; viscosity and mouth feel in final product. In this paper many factors which effect the quality of yoghurt were discussed; Pre-treatment and standardization of raw milk, homogenization, heat-treatment, selection of starter, inoculated ratio, incubated temperature and time, filling and storage condition et al.Key words: yoghurt; affecting factors; quality control0引言作为世界上众多的发酵乳产品中的最为流行的酸奶制品，早在20世纪中叶首先在东欧 的一些国家就已形成规模生产。但自60年代初，瑞士人发现了将水果果料加入天然纯酸奶 （不加糖的酸奶）中而明显改变了原有酸奶的风味与口感，并使产品多样化，才使酸奶在欧洲 许多国家进入了工业化生产的迅速发展阶段，并且在世界上其他地区与国家得以推广。我国酸奶生产时间虽然滞后，但发展也相当迅速。80年代初北京率先开始商业化酸奶 生产，如1992年产量仅1180t,但到了 1999年已年产33kt，8年中产量增加了近30倍。 目前，酸奶生产也成为我国液态乳中除巴氏杀菌奶以外增产最快的乳制品之一，国内大中城 市中已相当普及。但不同品牌的产品质量还相对较差，产品品种也较单调，主要仍以传统的 凝固型酸奶为主，而搅拌型酸奶的生产还刚刚起步不久。有少数厂家甚至不惜重金从国外购 进成套设备生产酸奶，资金投入很大。随着国外先进技术与设备的引进、消化、吸收与仿 制，有些利用国产设备生产搅拌型酸奶的厂家也开始启动，并有的起步很好（如安徽淮南乳 品厂生产的搅拌型酸奶已从2年前的日产4000杯发展到当前的日产50 000杯以上）。我国当前的产品口味方面主要还是集中在加糖的调味酸奶或果味加糖调味酸奶，而在国 际上酸奶产品中品味与包装最多而被消费者青睐的要算浓厚的果料型酸奶，生产这类果料酸 奶，一般对原料、工艺与设备要求较高。酸奶产品质量的好坏，主要从风味、组织状态、口感等几方面来考虑。本文就酸奶影响 的因素及其产品品质的关系问题进行探讨。1原料乳的预处理与标准化生产酸奶的原料乳可用新鲜牛乳或用乳粉经复原调制而成。为保证产品的良好发酵，原 料乳中绝不能含有抗生素，为此生产前需经试样发酵试验，加大接种量在短期发酵凝固良好 者，该批原料乳方可使用1-2。如生产搅拌型酸奶考虑加入稳定剂需预先处理。原料乳的标准化：根据所需酸奶成品质量特征要求，对乳的化学组成进行改善，从而使 可能存在不足的化学组成得以校正，保证各批产品质量的稳定一致。与此同时，也加强了使 用量合理性，以使用尽量少的原料乳生产出符合质量标准的产品。我国新的酸奶国家标准 （GB2746-1999）仅对多种不同产品的脂肪含量作了规定，而且对非脂乳固体含量也作了限定， 本标准为我国生产各种酸奶产品提供了法规要求。但有的厂家生产的原料标准高于此要求 （见表1）。表1我国新的酸奶国家标准成分要求（质量分数）项目纯酸奶/%调味酸奶/%果料酸奶/%脂肪含量全脂三3.12.52.5部分脱脂1.02.00.81.60.81.6脱脂W0.50.40.4蛋白质含量（全脂、部分脱脂及脱脂）三2.92.32.3非脂乳固体含量（全脂、部分脱脂及脱脂）8.16.56.52均质均质在酸奶生产中往往是不可缺少的加工过程，通过均质可使脂肪球直径减少，防止脂 肪上浮现象，便于乳营养成分的消化吸收。随着脂肪球的增加，酪蛋白附着于脂肪球表面, 结果使悬浮物总体积增加，因而使产品的粘度比未均质处理的要大。3乳的热处理奶在生产过程中的热处理不仅是为了杀灭牛奶中的致病菌和有害微生物，同时也需考虑 酸奶成品的质量要求（因较强的加热，使乳白蛋白变性沉淀，增加了蛋白质的持水能力，可 以使酸奶更粘稠）。研究表明，当乳清蛋白变性度在90%99%;时，酸奶的品质最佳。采用9095C、35 min或85C、0min的工艺是可取的，而采用管式杀菌器（115135C, 3s）使乳清蛋白质性度往往在60%70%;左右，减少沉淀度，显然对酸奶的粘稠度的增加是不 利的。据研究，热处理与酸奶的酸度和凝乳状态有关（见表2）。以表2可见，采用较高温度长时间的热处理对酸奶的产酸及凝乳状态是有利的。表2热处理与酸奶的酸度和凝乳状态的关系原料乳热处理条件发酵3h后酸度/T凝乳状态63C、30min58凝固不完全，严重乳清析出85C、15s67凝固不完全，多量乳清析出85C、30min73基本凝固，少量乳清析出95 C、10min83凝固良好，但少量乳清析出4乳的冷却原料乳经热处理后，须及时通过板式或管式冷却器进行冷却到酸奶乳酸菌种所需的最适 宜的增值温度范围4043C，最高不宜大于45C，否则对产酸及凝乳状态有不利影响，甚 至有严重的乳清析出。5接种与发酵经接种后乳酸菌的发酵过程中经过物理、化学、生物化学等一系列反应过程，主要表面 在：蛋白质、脂肪轻度水解，使肽、游离氨基酸、氨和游离脂肪酸增加；乳糖产生乳酸和半 乳酸、乙醛、双乙酰等典型的风味成分，并形成圆润、粘稠、均一的软质凝乳1-2。因此， 酸奶中的各营养成分与巴氏杀菌奶中的成分不完全一样，前者经过了“预消化”的分解过程， 其中包括游离钙含量的增加，故更加有利于人体的消化与吸收。影响乳酸菌增殖的因素如下：生物因素。由于保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌共存时，利用共生作用，使发酵产酸作 用大大加快；但由于所选择的菌株不同或混合比例的不同，而表现酸奶的产酸强度与后酸化 能力有显著的差异（见表3）。表3不同菌种对酸奶产酸及凝乳的影响菌种培养时间及酸度/T冷藏24h后酸度/T3h4hD （球菌：杆菌心2： 1）83-100F （球菌：杆菌200： 1）-8187注：菌种D、F两组均凝乳质地良好，无乳清析出。由表3可以看出，D菌种中球菌与杆菌比例接近，发酵产酸速度快,3h培养即达83T， 后酸化能力强，冷藏24h后即达100T；而F菌种中球菌远远大于杆菌，故发酵产酸速度慢, 4h培养才达81T，而后酸化能力弱，冷藏24h后仅为87T。说明F菌种更适宜于保质期较 长的酸奶制品，如搅拌型酸奶或果料酸奶的生产。在发酵剂菌种活力良好的情况下，接种量2%已足够，接种量过大（如5%）,使产酸过 快，反而易造成凝乳中蛋白质内脱水收缩现象，使乳清析出较多，反而使产品组织状态有粗 糙的砂粒感（见表4）。环境因素。主要指温度、时间、原料乳的组成、加糖量的多少及最终产品酸度要求等 对酸奶生产的影响。发酵温度与时间对乳酸菌的增殖与产酸影响极为重要（见表5）。由表5可以看出，40C培养3.5h的酸度凝乳状态与40C培养3h的情况相同，培养温度 45C对凝乳有不利影响；50C培养，对酸奶组织状态及乳清析出较严重。30C长时间培养， 对产品的凝乳及风味有良好的影响，也不失为一种推荐的工艺；但该方法对原料乳热处理及 发酵装置要求较高，以防止被其他微生物的污染从表6看出，当乳固体为11.1%11.8%的原料乳可以生产出品质较好的酸奶。对于我 国的消费者来说，更喜爱食又酸又甜的酸奶，因此加糖调味酸奶有较大的市场。在酸奶的原 料乳中配料时，往往加入以蔗糖为主的甜味剂。利用蔗糖使产品风味好，增加容积，又降低 了生产成本，但过多糖的加入，使原料乳中水分活度降低，并增加了原料乳中溶质的反渗透 作用，因而影响甚至抑制了酸奶特征菌的增殖，延长了发酵时间（见表7）。由表7可以看出，原料乳中实际加糖量在5.7%7.4%的酸奶是较适当的，尤其是加糖 量7.4% 口感更好。表4不同接种量对产酸及凝乳的影响（F菌种）接种量/%培养时间及酸度/T冷藏24h后酸度/T凝乳状态3h4h1-8696凝乳质地良好，无乳清析出2-91103凝乳质地硬，无乳清析出3-93107凝乳质地良好，仅少量乳清析出495-112凝乳质地软，乳清析出较多表5发酵温度与实践对酸奶的影响发酵温度/C培养时间及酸度/T冷藏24h后凝乳状态2.5h3.0h3.5h4.0h8h9h30-80-89凝乳质地良好，无乳清析出40747887-凝乳质地良好，无乳清析出427887-凝乳质地良好，无乳清析出458089-凝乳质地较软，乳清析出较多50-67-89-凝乳质地软，乳清析出较严重表6不同总乳固体含量对酸奶的影响粉水比总乳固体/ %培养时间及酸度/T冷藏24h后酸度/T冷藏后凝乳状态2h2.5h3h1:712.58095-123凝乳质地硬，无乳清析出1:7.511.8-8194107凝乳质地良好，无乳清析出1:811.1-7893106凝乳质地良好，有少量乳清析出1:910.0-738894凝乳质地软，乳清析出较多表7原料乳中不同加糖量对酸奶的影响加糖 量/ %培养时间及酸度/T冷藏24h后酸度/T冷藏后凝乳状态2h2.5h3h07993-123凝乳质地良好，无乳清析出，口感酸5.77885-107凝乳质地良好，无乳清析出，口感先酸后甜7.47483-106凝乳质地良好，无乳清析出，口感酸甜并进970778294凝乳质地软，无乳清析出，口感先甜后酸6冷却与灌装冷却的目的是终止发酵过程，使得酸奶的特征（质地、口感、风味、酸度等）达到所设定 的要求。灌装是保证产品尽可能地保持产品特征于卫生情况下安全到达消费者手中。根据保加利 亚乳杆菌与嗜热链球菌的最低生长温度分别为22C和20C；当温度降至10C以下时，乳酸 菌生长活力就很有限。而在5C左右时，酸奶的酸度变化就很小。但根据所使用的菌种不同 及球菌与杆菌的比例不同仍有较大差异。在冷却过程中必须尽量缩短产品的冷却时间。冷却温度有一步冷却与二步冷却两种。a. 一步冷却：由发酵温度42C冷却至10C以下，将香料或果料混入后灌装。此法酸度 很快控制，但机械搅拌加入香料或果料进一步降低了酸奶的粘稠度。b. 二步冷却：由发酵温度42C冷却至1520C将香料或果料混入后灌装，在冷库中冷 却至10C以下。此法酸奶的粘稠度高，但由于发酵罐中的凝乳先后被冷却，造成酸化现象 严重，质地差别大，因此及时冷却到20C以下是重要的。在生产搅拌型酸奶时，通常开始冷却时的凝乳酸度小于实际成品酸度的要求，以减少后 酸化对产品酸度的影响。7酸奶的冷藏冷库应隔热良好，强制风冷却至5C左右，并一直保持该温度。酸奶进入冷库冷藏 1224h，经充分的后酸化，才能使产品的风味成分（如乙醛、丁二酮）更加突出。8结论（1）总乳固体是原料乳中具有胶体特性的生物化学液体的重要组成部分，总乳固体含量 高，酸凝乳质地好，乳清析出少。其中乳脂肪的多少对产品的风味与香气影响较大，而非脂 乳固体的多少对产品的酸度、组织状态影响较大。(2)不同原料乳的热处理条件对酸奶的酸度及凝乳状态大有影响。推荐采用9095C、35min或85C、30min的工艺条件，不主张使用115135C、3s的管式超高温杀菌器处理。 酸奶菌种的活力良好时，接种量一般在2%即可。过大接种量费时间费成本，对酸奶 品质也无好处。因菌种活力不好，加大接种量更不可取。(4)根据酸奶菌种的生长特性，因此两种菌共生时最适宜的发酵温度为4043C。45C以 上发酵时，产酸变慢，凝乳质地变差，甚至出现严重乳清析出现象。原料乳中加糖发酵时，加糖以6%8%为宜。(6) 二步冷却法有利于搅拌型酸奶的生产，尤其对产品保持良好的粘稠度有利。(7) 生产保质期长的酸奶制品，特别是搅拌型酸奶的生产，宜选用球菌与杆菌比例大， 产酸及后酸化能力较弱的混合菌种。参考文献：1 TAMIME A Y, ROBLNSON R K.YOghurt Science and TechnologrM.Oxford： Pergamon Press Ltd，1985，276-281，295-324，328-363，373-401.2 谢继志，范立冬.液态乳制品科学与技术M.北京：中国轻工业出版社，1999, 250-257, 264-278，281-285，287-310，71-376.