浅谈酸奶发酵机理以及发酵控制

姜英辰

摘要：酸奶（YOGHURT）是一种被公认的老幼咸宜的理想食品，有着非常高的营养价值，随着社会经济的发展，人民消费水平的提升及健康理念的流行，我國酸奶产量逐年递增，成为当前我们国家非常重要的发酵乳制品，具有极大发展潜力。笔者作为一名高中生，根据自己的所学的知识，分析酸奶发酵剂种类、发酵机理，提出控制酸奶发酵的有关措施。

关键词：酸奶发酵；机理；发酵控制

酸奶作为一种发酵乳制品，由于酸奶芳香可口，营养丰富，酸甜适度、具有独特的风味以及含有非常多种对我们身体有益的乳酸菌，因此，受到了人们青睐。酸奶被定义为（YOGHURT），其主要是以新鲜的牛奶为原料，经杀菌后再向牛奶中添加发酵剂，经发酵后冷却灌装的一种乳制品。酸奶不仅保留了牛奶的全部营养，还含有大量乳酸及易于人体肠道健康的活性乳酸菌。

一、酸奶的营养价值

酸奶作为一种发酵乳制品，有着非常高的营养价值，第一，可以促使促进消化液的分泌，有效增加胃酸，促使人体消化能力的增强，大大增加其食欲。第二，酸奶当中的乳酸可以有效地促使人体肠道里的弱碱性物质切实有效转变成弱酸性，与此同时，还能产生诸多的抗菌物质，对人体起到一种哦保健作用，根据研究发现，如果长期坚持喝酸奶可以有效地防止贫血和癌症明，而且是能有有效地缓解儿童营养不良。第三，制作酸奶制作过程中，可以可以有效地将某些乳酸菌合成维生素，增加维生素C含量。第四，抑制肠道腐败菌的生长。

二、酸奶发酵剂种类

酸奶发酵剂按照物理形态的不同可分为液体酸奶发酵剂、冷冻酸奶发酵剂和直投式酸奶发酵剂三种。液体酸奶发酵剂虽价格便宜，但是菌种品质不稳定且易受污染，长距离运输菌种活力降低很快，已经逐渐被大型酸奶厂家所淘汰；冷冻酸奶发酵剂经深度冷冻而成，菌种活力较高，活化时间较短，但其运输和贮藏过程中需要-45～-55℃左右的特殊环境条件，深冷冻链的费用较高；直投式酸奶发酵剂可以直接投入到发酵罐中生产酸奶，可以在普通冰箱贮藏，运输成本和贮藏成本都很低，其使用过程中的方便性、低成本性和品质稳定性特别突出，逐渐为国内厂家所接受，在一些大型酸奶厂家推广使用。

三、酸奶发酵机理

酸奶制作是将乳酸菌接入牛奶，采用恒温发酵法，通过乳酸菌发酵牛奶中的乳糖产生乳酸，乳酸使牛奶中酪蛋白变性凝固而使整个奶液呈凝乳状态。乳酸菌发酵可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵，同型乳酸发酵几乎可以将全部葡萄糖转化为乳酸，异型乳酸发酵除产生乳酸外，还生成乙醇、二氧化碳等物质。乳糖一般通过透膜酶系统及群移位系统两种不同机理直接进入了乳酸菌细胞[1]。酸奶制作中常用的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌通常用到透膜酶系统。乳糖通过透膜酶的作用进入细胞，β-半乳糖苷酶发挥作用将其分解为葡萄糖和半乳糖，其中保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌代谢葡萄糖成乳酸，对不能利用的游离型半乳糖，则被排除细胞外或转化成高分子物质胶糖积累起来。第二种主要是分布在干酪乳杆菌、乳酸乳球菌等菌属中。乳糖通过细胞膜上的磷酸转移酶作用，经过磷酸化处理之后进入细胞中。通过磷酸β-半乳糖苷酶充分发挥出6-磷酸乳糖的作用，将其分为6-磷酸半乳糖和葡萄糖，磷酸β-半乳糖通过磷酸塔格糖实行代谢，葡萄糖则通过糖酵解体系。乳糖发酵过程中，β-半乳糖苷酶性质非常重要，保加利亚乳杆菌的β-半乳糖苷酶活性在55℃时被完全抑制。

三、酸奶发酵后的控制措施

（一）使用超高温杀菌及巴氏杀菌等技术

酸奶发酵成熟之后，通常情况下会使用杀菌技术对其进行处理，一般会采用超高温杀菌或巴氏杀菌技术，得到无活乳酸菌存在的酸奶制品。虽然在很大程度上解决酸奶发酵的问题，但是经过超高温或巴氏杀菌的酸奶却因为不含有活菌，无法达到对酸奶制品的质量要求。我国的乳酸菌饮料行业标准规定，乳酸菌的数量达到105-106/ml，才能实现乳酸菌对人体内的保健功能。因此，不建议使用这种方式来控制发酵[2]。

（二）使用人工诱变育种技术及基因工程

众所周知，在酸奶的发酵剂制作过程当中，往往都是通过人工诱变育种和基因工程技术，将低温下产酸能力弱，而高温下产酸能力强的菌株作发酵剂。根据相关资料显示，丹麦汉森公司所产的发酵剂在冷藏条件下发酵乳糖产酸能力很弱，而我们国家对乳酸菌的基因调控机制研究方面还不够深入，对酸奶中乳酸菌的改性还停留在人工诱变技术水平上。这项技术操作具有一定的复杂性，导致所得性状无法有效地稳定遗传。现阶段发现的蛋白质分解性能以及乳酸菌的乳糖发酵性能，以及所产生的风味物质的性能主要是通过质粒遗传。

（三）为控制产酸及生长适当的添加外来物

在生产酸奶过程中，通常情况下都会添加一些葡萄糖等物质，将这些物质添加到其中，可以有效地改变乳酸菌所应用的水分活度数值。所谓水分活度数值主要是指食品中水分蒸汽压与相同情况下纯水蒸汽压的比例，体现了微生物实际利用的水分量。水分活度数值影响酶活性的主要方式是调整酶反应动力参数及诱导底物结构变化，这样就会影响菌体生长与产酶能力。相关资料显示，如果在酸奶制作过程当中，适当的添加4%左右的蔗糖，可以有效地抑制乳酸菌的生长与产酸，但当蔗糖浓度高于8%时，乙醛将会降低合成。由此得知，蔗糖的浓度在很大程度上可抑制保加利亚乳杆菌作用，甚至抑制强度比嗜热链球菌要强很多。当然我们也可以认为保加利亚乳杆菌对水分活度下降更加的敏感。与此同时，乳中固体总成分抑制作用在很大程度要强于单纯糖带来的影响。其主要原因是，酸奶发酵通常情况下是在酸性条件下保加利亚乳杆菌持续产酸导致的。因此可以知道，下降其中的水分活度值可以有效减慢菌的生长，从而控制酸奶酸化程度。

结语：

本文介绍了多种酸奶发酵后的控制措施，这些措施都可以有效地阻止和抑制酸奶后发酵的作用，以更好的延长酸奶保质期。在上述控制措施当中，使用人工诱变育种技术及基因工程产出在低温下产酸能力弱的菌株，可以有效地解决酸奶后酸化问题。

参考文献：

[1]俞远志，戴德慧，陈劼，等.新型酸奶发酵菌种及风味物质的研究[J].粮油食品科技，2007，15（3）：48-50.

[2]王伟，袁唯，李少英.新型酸奶发酵剂的研制[J].中国酿造，2004，23（7）：26-28.