发酵乳饮料的种类和研究概况
摘要：本文主要对发酵乳饮料的种类和研究概况作了阐述，指出了我国酸乳及其饮料生产。
关键词：发酵乳种类研究概况
一、概念
发酵乳：指以牛乳或含有同等无脂乳固体的其他乳（羊乳、马乳等）为原料，经乳酸菌（乳酵母）发酵而形成的具有特殊风味的糊状或液状产品。世界乳品协会（IDF）明确规定，乳固体含量8%以上，乳酸菌或乳酵母活菌数在1000万个/ml以上，大肠菌群属阴性。
二、发酵乳的种类
1按产品的形状、风味及制法不同分为5类
（1）天然酸奶（淡酸奶）
（2）调味酸奶
（3）果浆酸奶：圣诞酸奶和搅拌型酸奶
2根据产品的化学成分
即根据脂肪和非脂乳固体含量，FAO和WHO标明可以根据脂肪含量分为3种
（1）全脂酸奶3.0%以上
（2）半脱脂酸奶1.5%~3.0%
（3）脱脂酸奶0.5%以下
3根据发酵后再加工
（1）冷冻酸奶
（2）疗效酸奶
（3）浓缩或干燥酸奶：浓缩酸奶总固形物约在24%（乐口托福）；干燥酸奶含水量约为6%左右（酸乳粉）。
4根据所用微生物种类和发酵作用
（1）酸性发酵乳：酸奶（保加利亚）；发酵酪乳（美国）；嗜酸菌乳（德国）；双歧杆菌乳（德国）；保加利亚乳（保加利亚）；冰岛酸乳（冰岛）。
（2）醇性发酵乳：牛乳酒（Kefir）—高加索；
马乳酒（Koumiss）—中亚；
蒙古乳酒—蒙古
（3）酸性奶油：格拉德菲尔—斯堪的纳维亚半岛；
（4）浓缩发酵乳：乐口托福—斯堪的纳维亚半岛
三、发酵乳对人体的健康作用
1酸奶的营养价值
（1）糖类
（2）蛋白质
（3）脂肪
2对疾病的效果
（1）对癌症的效果
（2）对胃病的效果
（3）对慢性便秘的治疗作用
（4）对糖尿病的作用
（5）对肝病的效果
酸奶的生产工艺
一、凝固型酸奶的生产工艺
（一）工艺流程
原料配合→过滤与净化→预热→（60~70℃）→均质（16~18MPa）→杀菌（95℃15min）→冷却（43~45℃）→添加香料→接种→装瓶→发酵→冷却→贮藏
1原料乳的要求
经验配方：
全乳（鲜奶）10kg+8%蔗糖+2%乳粉+3%菌种+香料适量
（1）选用符合质量要求的新鲜乳、脱脂乳或再制乳为原料。干物质含量不得少于11.5%，SNF不得少于8.5%，否则将会影响发酵时蛋白质的凝胶作用。
（2）患乳房炎的原料乳以及残留有效氯等杀菌剂的乳不能用于酸乳生产。因为乳酸菌对抗生素和残留杀菌剂、洗涤剂极为敏感，乳中微量的抗生素和杀菌剂就会使乳酸菌不能生长繁殖。例如，0.3~0.6IU/ml的青霉素或5mg/1000ml残余氯，发酵剂中的保加利亚杆菌就被抑制；0.1~0.3IU/ml青霉素或20~50mg/1000ml残余氯可以抑制发酵剂中的乳链球菌；0.01~0.05IU/ml青霉素或5mg/1000ml残余氯可以抑制嗜热链球菌的生长。
另外乳房炎乳影响乳的风味和蛋白质的凝乳能力。
2配料
首先将鲜奶加热到40℃左右时加入奶粉，搅拌溶解，至温度达50℃左右时加蔗糖溶化，待65℃时，开始用循环泵过滤与净化，并得以预热，接下来进行均质。
3均质
原料配合后通过片式热交换器串联均质机，进行16～18MPa均质处理。均质前预热至55～65℃可提高均质效果。均质处理可使原料充分混匀，粒子变小，有利于提高酸乳的稳定性和稠度，并使酸乳质地细腻，口感良好。
4杀菌及冷却
均质后的物料升温至90～95℃，保持30min，然后冷却至41～43℃。
目的：
（1）杀死原料乳中所有致病菌和绝大多数杂菌以保证食用安全，为乳酸菌创造一个杂菌少，有利于生长繁殖的外部条件；
（2）使乳中酶的活力钝化和抑菌物质失活；
（3）使乳清蛋白变性，改善牛乳作为乳酸菌生长培养基的性能，提高乳中蛋白质与水的亲和力，从而改善酸奶的稠度。
4接种
为使乳酸菌体从凝乳块中分散出来，应在接种前将发酵剂进行充分搅拌，达到完全破坏凝乳的程度。接种量可按培养时的温度和时间，以及发酵剂的产酸能力灵活处理。一般接种量为2%～3%。制作酸乳常用的发酵剂为保加利亚杆菌和嗜热链球菌的混合菌种，其比例通常为1∶1。也可用保加利亚乳杆菌与乳酸链球菌1：4搭配，由于菌种生产单位不同，其杆菌与球菌的活力也不同，在使用时其搭配比应灵活掌握；混合发酵剂发酵过程中能产生共生作用，促进发酵。
接种是造成酸奶受微生物污染的主要环节之一，为防止霉菌、酵母、噬菌体和其它有害微生物的污染，必须实行无菌操作方式。
5装瓶
经过接种并充分搅拌的牛乳要立即连续地灌装到销售用的容器中。可根据市场需要选择容器的种类、大小和形状。在灌装前需对容器进行蒸汽灭菌，并要保持灌装室接近无菌状态。
6发酵
发酵时间受接种量、发酵剂活性和培养温度的影响。用保加利亚杆菌和嗜热链球菌混合发酵剂时，温度保持在41～44℃，培养时间2.5～4.0h（2%～3%的接种量）。如用乳酸链球菌作发酵剂，培养温度为30～33℃，时间为10h左右。达到凝固状态即可终止发酵。一般发酵终点可依据如下条件来判断：
①滴定酸度达到70oT以上，乳酸度为0.7%～0.8%。
②pH值低于4.6。
③表面有少量水痕。
注意事项：
①发酵时应注意避免震动，否则会影响其组织状态；
②发酵温度应恒定，避免忽高忽低；
③掌握发酵时间，防止酸度不够或过度以及乳清析出。
7冷却与后熟
达到发酵终点的酸乳需进行迅速冷却，以便有效地抑制乳酸菌的生长，降低酶活力，防止产酸过度，减低和稳定脂肪上浮和乳清析出的速度。
冷藏温度一般是2～8℃，冷藏期内，酸度仍会有所上升。一般从42℃冷却到5℃左右需要4h，期间酸度上升到0.8%~0.9%，pH降至4.1~4.2；同时，研究表明，冷却24h，风味成分双乙酰含量达到最高值，超过24h又会减少，所以酸奶一般冷藏24h再出售，所以这段时间又称做后熟期。另外，冷藏可改善酸乳的硬度并延长保质期
2.凝固型酸乳的质量控制
（1）凝固性差
凝固性是凝固型酸乳质量的一个重要指标。一般牛乳在接种乳酸菌后，在适宜的温度下发酵2.5～4.0h便会凝固，表面光滑，质地细腻。但酸乳有时会出现凝固性差或不凝固现象，粘性很差，出现乳清分离。造成的原因较多，如原料乳的质量、发酵时间和温度、菌种的使用以及加糖量等。
①原料乳的质量
生产酸乳的原料乳常采用鲜牛乳或复原乳，其酸度、干物质含量等应符合GB5408—1999标准。当乳中含有抗生素、磺胺类药物以及防腐剂等，都会抑制乳酸菌的生长。试验证明原料乳中含微量青霉素（0.01IU/ml）对乳酸菌便有明显的抑制作用。使用乳腺炎乳由于其白血球含量较高，对乳酸菌也有不同的嗜菌作用。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值，从而使乳不凝或凝固不好。另外，牛乳中掺水会使乳的总干物质降低，也会影响酸乳的凝固性。
②发酵温度和时间
发酵温度根据所采用的乳酸菌种类的不同而异。常用的乳酸菌有保加利亚杆菌、嗜热链球菌、乳酸链球菌等，它们的最适生长温度分别为40～45℃、40～45℃、30～35℃。若发酵温度低于最适温度，乳酸菌活力下降，凝乳能力降低，使酸乳凝固性降低。发酵时间掌握不当，也会造成酸乳凝固性降低。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，应尽可能保持发酵室的温度恒定、一致，并掌握好适宜的培养温度和时间。
③菌种
发酵剂噬菌体污染也是造成发酵缓慢，凝固不完全的原因之一。可通过发酵活力降低，产酸缓慢来判断。国外采用经常更换发酵剂的方法加以控制。此外，由于噬菌体对细菌的选择作用，两种以上菌种混合使用也可避免使用单一菌种因噬菌体污染而使发酵终止的弊端。发酵剂在使用前一定要进行多次活化，使其活力达0.8%。
④加糖量
生产酸乳时，加入适量的蔗糖可使产品产生良好的风味，凝块细腻光滑，提高粘度，并有利于乳酸菌产酸量的提高。试验证明，5%～8%的加糖量对产品是适宜的。若添加量过大会产生高渗透压，抑制了乳酸菌的生长繁殖，造成乳酸菌脱水死亡，相应活力下降，使牛乳不能很好凝固。另外，加糖应均匀，防止局部糖浓度过高而影响正常发酵。
（2）乳清析出
①原料乳热处理不当
热处理温度偏低或时间不够，就不能使至少75%~80%的乳清蛋白变性，而变性乳清蛋白可与酪蛋白形成复合物，能容纳更多的水分，并且具有最小的脱水收缩作用（Syneresis）。据研究，要保证酸乳吸收大量水分和不发生脱水收缩作用，至少使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，但不能导致75%的乳清蛋白变性，所以酸乳生产不宜用UHT加热处理。这是一些厂家生产凝固型酸乳较多发生乳清析出的原因之一。根据研究，原料乳的最佳热处理条件是95℃、5～10min。
②发酵时间
若发酵时间过长，乳酸菌继续生长繁殖，产酸量不断增加。酸性的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析出。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，酸乳发酵时，应抽样检查，发现牛乳已完全凝固，就应该立即停止发酵；若凝固不充分，应继续发酵，待完全凝固后取出。
2风味缺陷
搅拌型酸乳应具有典型香味及乳酸发酵酸味，常见缺陷有：
①缺乏发酵乳的芳香味防止方法是调整菌种和球菌与杆菌的比例，增加产香菌种，增加总乳固体含量，添加柠檬酸盐等。
②酸度不当酸度过高的主要防止方法是控制发酵程度及搅拌温度，抑制后发酵产酸。酸度过低则需要加强发酵过程产酸，消除乳中存在的抑菌物质，防止噬菌体污染发酵剂。
③不自然的风味这主要是香精选择不当的原因。另外搅拌型酸乳在添加果蔬成分时，若处理不当会造成果蔬料的变质、变味而引起不良风味。
3粘稠度缺陷
优质的搅拌型酸乳产品应具有一定的粘稠度，组织状态均匀，常见缺陷为：
①发粘造成原因是受产黏液菌污染，应避免在过低温度下发酵。
②稀薄可通过增加牛乳蛋白质含量，避免提前进行搅拌，适当增加稳定剂用量的方法来预防。
③分层产品发生分层，有时上部是凝乳体，下部是乳清，有时中间断层，防止方法是避免混入空气，避免强烈搅拌，增加总干物质含量。
④砂体酸乳从组织外观上有许多砂状颗粒存在，不细腻。在制作搅拌型酸乳时，应选择适宜的发酵温度，采用适当均质条件，避免原料乳受热过度，采用优质乳粉，避免干物质过多和较高温度下的搅拌。
4色泽异常
搅拌型酸乳因添加不同的果蔬料而产生不同的颜色。在生产中因加入的果蔬处理不当会引起变色、褪色等现象。不同的温度和pH对果蔬色泽有较大影响，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，必要时还可添加一些抗氧化剂如维生素E、儿茶酚等。
开菲尔酸牛奶酒
一、概述
开菲尔是最古老的发酵乳制品之一，它起源于高加索地区，原料为山羊乳、绵羊乳或牛乳。俄罗斯消费量最大，每人每年大约消费量为5L，其他许多国家如日本、德国、瑞士、以及东、西欧也生产开菲尔。开菲尔是一种粘稠、均匀、表面有光泽的发酵产品，口味新鲜酸甜，略带一些酵母味和醇味。产品的pH通常为4.3~4.4。
用于生产酸奶酒的特殊发酵剂是开菲尔粒。该粒由蛋白质、多糖和几种类型的微生物群如酵母、产酸、产香形成菌等组成，酵母如开菲尔圆酵母、开菲尔酵母；细菌如高加索乳酸杆菌和乳酸链球菌等。在整个菌落群中酵母菌占5％~10％。开菲尔粒呈淡黄色，大小如豌豆，直径为15~20mm，形状不规则。它们不溶于水和大部分溶剂，浸泡在乳中膨胀并变成白色。在发酵过程中，乳酸菌产生乳酸，而酵母菌发酵乳糖产生乙醇和二氧化碳。在酵母菌的新陈代谢过程中，某些蛋白质发生分解从而使开菲尔产生一种特殊的酵母香味。
二、生产工艺
1原料乳
2发酵剂的制备
分两个阶段：
第一阶段：将活力较强的开菲尔粒按5%的量接种于预处理的牛乳中，23℃培养，时间约为20h，在此期间搅拌数次，当达到要求的pH时，用无菌的过滤器将“开菲尔粒”滤出，并用凉开水冲洗。滤出开菲尔粒目的有两个：一是以备下次制备母发酵剂时使用；二是可防止产品产生酵母的味道。
第二阶段：把经过滤的母发酵剂接种到经均质和热处理的牛奶中以制备生产发酵剂。生产发酵剂的量占生产开菲尔奶量的3%~5%。在23℃下培养20h后，生产发酵剂准备接种到生产开菲尔的奶中。
3均质70℃15MPa
4热处理95℃5min
5冷却与接种
23℃，接种量为2%~3%，并23℃温度下培养18h。
6凝块的冷却
当pH达到4.5~4.6，产品用热交换器迅速冷却到4~6℃，以防pH的进一步下降。每批开菲尔应在20min内冷却。已凝结的半成品在冷却和包装过程中应小心处理，防止夹带空气，引起产品分层。
7成熟与包装
三、开菲尔的性状
用古老工艺制作的开菲尔，凝乳后进行搅拌时就象啤酒一样会出现许多泡沫，并发出嘶嘶声。发酵的主要终产物是乳酸（约0.8%）、乙醇（约1.0%）和CO2，还有痕量的乙醛、双乙酰和丙酮等。所以，开菲尔的风味被描述为具有强烈气泡的、含有低度酒精的、带有酵母味的酸性物质。
利用现在的工艺条件制作的开菲尔，酒精含量小（0.1%~0.5%），CO2产量小，产品粘稠状，滋味新鲜略带酸味，稍带一点酵母的清淡味道。形成团块是一种缺陷，应该是质地均一，表面光滑，酸度为90~100oT。
总之：该产品呈粘稠状，滋味新鲜略带酸味、乙醇味，稍带一点酵母的清淡味道。形成团块是一种缺陷，，开菲尔应该是质地均一，表面光滑并有光泽。
四、开菲尔粒的保藏和应用
1低温湿藏
将滤网上的湿开菲尔粒转入灭菌容器中，置于4℃冰箱中存放，可随时用于母发酵剂的制作，但若超过8~10d，就丧失活性。
2干藏
取湿开菲尔粒放入灭菌纱布中，置于36~38℃干燥箱中烤干，再于冰箱中保存，在12~18个月内均可使用。
3真空冷冻干燥保藏
其他发酵乳制品
一、发酵稀奶油
发酵稀奶油又叫酸性奶油，作为一种添加剂，在很多国家已经使用许多年了。在烹调方面，它和酸乳一样可以用来做许多菜。发酵稀奶油是经乳酸菌发酵的稀奶油。发酵剂含有乳酸链球菌和乳脂链球菌，以及丁二酮链球菌和噬柠檬酸明串珠菌用于产香。酸奶油是表面光亮、质地均匀、相对粘稠的产品，脂肪含量一般为10%～12％或20%～30％；口感应该是柔和而略带酸味。酸奶油和其他发酵产品一样，货架期较短。对产品质量来说，严格的卫生管理是非常重要的。酵母和霉菌能在不密封的包装里存活，这些微生物主要是污染酸奶油的表面。如果贮存时间延长，能破坏乳球蛋白的乳酸细菌酶变得活跃起来，会使酸奶油变苦，酸奶油也会失去它的风味，因为CO2和其他产香物质通过包装慢慢地散发掉了。
二、发酵酪乳
酪乳是生产甜奶油或酸奶油的副产品，脂肪含量约0.5％，有较高的蛋白质、乳糖以及其他固形物，营养价值很高，弃置不要将造成很大浪费。但酪乳中含有较高的如卵磷脂等脂肪的膜成分，因此，它的货架期很短，因为脂肪球膜成份的氧化，酪乳的口味会很快改变。从酸奶油中分离出的酪乳常常有乳清分离现象，这一缺陷很难克服。
为了克服酪乳易产生异味和不易贮存等缺点，在市场上出现发酵酪乳，所用的原料是从甜奶油生产奶油时分离出来的甜酪乳、脱脂乳或低脂乳，所用的发酵剂是常规的乳酸菌。当原料为脱脂乳或低脂乳时，可以添加一些奶油，使产品更接近酪乳。
三、所谓乳酸菌制剂，即将乳酸菌培养后，再用低温干燥的方法将其制成带活菌的粉剂、片剂或丸剂等。服用后能起到整肠和防治胃肠疾病的作用。
在生产乳酸菌制剂时采用的乳酸菌菌种主要有粪链球菌、嗜酸乳杆菌和双歧乳杆菌等在肠道内能够存活的菌种。此外，也可以采用其他的菌种，但因其不能在肠道内存活，只能起到降低肠道内pH的作用。近年来国际上已采用带芽孢的乳酸菌种，使乳酸菌制剂进人了新的发展阶段。
各种乳酸菌制剂的生产方法、原理大致相同。主要生产步骤为：以适宜的方法培养乳酸菌，使其大量繁殖后，将活菌进行低温干燥制成。现以乳酸菌素为例，简要介绍其生产方法。
三、乳酸菌制剂的生产
所谓乳酸菌制剂，即将乳酸菌培养后，再用低温干燥的方法将其制成带活菌的粉剂、片剂或丸剂等。服用后能起到整肠和防治胃肠疾病的作用。
在生产乳酸菌制剂时采用的乳酸菌菌种主要有粪链球菌、嗜酸乳杆菌和双歧乳杆菌等在肠道内能够存活的菌种。此外，也可以采用其他的菌种，但因其不能在肠道内存活，只能起到降低肠道内pH的作用。近年来国际上已采用带芽孢的乳酸菌种，使乳酸菌制剂进人了新的发展阶段。
各种乳酸菌制剂的生产方法、原理大致相同。主要生产步骤为：以适宜的方法培养乳酸菌，使其大量繁殖后，将活菌进行低温干燥制成。现以乳酸菌素为例，简要介绍其生产方法。
参考文献
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