酸奶发酵生产（发酵技术课件）

发酵菌种种子扩培原料处理设备工艺CONTENTS目录项目一酸乳发酵生产实训一发酵酸奶的制作1发酵菌种请问：你喝过发酵酸奶吗？（yesorno?）请问：你是否知道发酵酸奶含有什么微生物（发酵菌种）？乳酸菌种发酵乳品菌种来源常用菌种1-乳酸菌概念3-乳酸菌代谢2-乳酸菌特征4-乳酸菌应用乳酸菌种应用乳酸菌概念代谢特征乳酸菌：能使可发酵性碳水化合物（如乳糖）转化成乳酸的一大类细菌的总称。乳酸菌：三大类群（1）乳杆菌属：G+，无芽孢代表：保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌（2）链球菌属：G+，无芽孢代表：嗜热链球菌、乳酸链球菌、乳脂链球菌（3）双歧杆菌属：G+，无芽孢原料乳中的葡萄糖、乳糖、蛋白质、脂肪等→进入乳酸菌细胞内→在酶的作用下经各种代谢途径→乳酸+凝乳颗粒+多肽+脂肪酸+氨基酸+维生素B+CO2等代谢产物球菌（链球菌）杆菌（含双歧杆菌）（1）发酵酸奶：保加利亚乳杆菌：嗜热链球菌=1：1（2）生理作用：维持肠道菌群的微生态平衡等。嗜热链球菌嗜酸乳杆菌双歧杆菌保加利亚乳杆菌部分乳酸菌的电子扫描照片发酵乳制品酸乳特征菌是指乳在发酵剂（特定菌）的作用下发酵而成的酸性凝乳状产品。在保质期内产品中的特征菌必须大量存在,并能继续存活和具有活性。活菌数(cfu值)≥1000万个/ml包括：酸奶，开菲尔，酸奶油，乳酒（以马奶为主），发酵酪乳，干酪等。酸乳特征菌——保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌(1:1)发酵乳制品特征：含有大量的活的乳酸菌(乳酸菌数cfu值≥1×106/mlGB19302-2010)*cfu即“colonyformingunits”。cfu/ml指的是每毫升样品中含有的细菌菌落总数国家标准GB19302—2010GB4789.35—2016酸乳yoghurt：原料-生牛（羊）乳或乳粉；菌种-嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌风味酸乳flavoredyoghurt：原料-80%生牛（羊）乳或乳粉；其它原料-20%（食品添加剂、营养强化剂、果蔬、谷物等）；菌种-嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌乳酸菌数限量[CFU/g(mL)]：≥1×106；（检验方法-GB4789.35，目前2016版）讨论1：这个菌种的曲线说明了什么？2023/10/31Sc:嗜热链球菌Lb:保加利亚杆菌滴定酸度说明了：菌种最佳配比：Lb:Sc=1:1讨论2：如何获得乳酸菌种？大量活的乳酸菌（乳酸菌数cfu值≥1×106/ml）步骤实验培养基用途菌落特征1-分离BCG牛乳琼脂平板（固体）乳酸菌分离圆形稍扁平、黄色，周围培养基变黄色2-鉴别脱脂乳试管（液体）乳酸菌鉴别凝固，无气泡，呈酸性问题：是否还有其他途径获得菌种？途径1-购买或索取（科研单位、高校、工厂、菌种保藏部门）途径2-从生产过程中已有菌种中分离筛选途径3-从大自然中分离筛选新的菌种————发酵菌种的三大来源抗生素生产有关的微生物氨基酸生产有关的微生物食品酶制剂生产有关的微生物抗生素是次级代谢产物，需要生物体进行复杂的代谢，目前发现的生物来源有：开发一个新酶要经过一系列研究的毒理试验。食品用酶在美国需要得到FDA（美国食品和药物管理局）的批准，目前已同意使用的只有少数微生物能用于生产食品用酶。目前大多数的工业微生物酶的生产都局限于使用仅有的11种真菌、8种细菌和4种酵母菌。氨基酸生产菌的要求：代谢途径比较清楚，代谢途径比较简单谷氨酸发酵的菌种：其它氨基酸生产菌：棒杆菌属，短杆菌属、节杆菌属或小杆菌属的棒型细菌常规菌种一般也是以谷氨酸生产菌选育而成；工程菌，大肠杆菌，枯草芽孢杆菌α—淀粉酶：黑曲霉、米曲霉、米根酶、枯草牙孢杆菌和地衣牙孢杆菌常见菌种及发酵其产物微生物类群菌种代谢产物细菌枯草杆菌，短杆菌，大肠杆菌等有机酸、氨基酸、核苷酸、酶、维生素、醇类、抗生素等放线菌链霉菌属等抗生素、维生素、酶、甾体转化等酵母菌酿酒酵母，酒精酵母等单细胞蛋白（SCP）、核苷酸、核黄素、细胞色素C等霉菌曲霉属，红曲霉属，根霉属，青霉属等乙醇、有机酸、抗生素、酶、维生素等优良的生产菌种要求（5点）能在廉价原料制成的培养基上迅速生长。能高产和稳产所需的代谢产物。可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。生长速度和反应速度快，发酵周期短。不能是病源菌。思考：是否所有的微生物都能用于发酵生产？要达到这5点要求，必须对原始菌株进行改造乳酸菌种乳酸菌：三大类群乳杆菌属：保加利亚乳杆菌链球菌属：嗜热链球菌双歧杆菌属：2种特征菌比例：1:1发酵乳制品国家标准GB19302—2010GB4789.35—2016菌种来源来源1-购买或索取来源2-从已有菌种中分离筛选来源3-从大自然中分离筛选新的菌种发酵常用菌种及要求抗生素生产有关的微生物氨基酸生产有关的微生物酶制剂生产有关的微生物乳酸菌种发酵乳品菌种来源常用菌种小结即：优良的发酵生产菌种要求是什么？思考：这些保藏的菌种能直接用于发酵生产吗？2种子扩培请问：保藏的菌种能直接用于发酵生产吗？为什么？（yesorno?）种子扩大培养定义：将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。菌种扩大培养请用微信扫码将结果截图提交SlantstockShakeflask1to20Lfermentor1、实验室制种2、种子车间3、发酵车间20to5000Lfermentor＞5M3fermentor活化一级种子二级种子保藏的菌种回顾：种子扩大培养流程思考：第4个是什么车间？答：分离纯化车间问题：在这个逐级放大培养过程中，每一级的微生物应培养多长时间才适宜呢？接种龄接种量接种方式级数确定种龄：是指种子在罐中培养的培养时间。通常种龄是以处于生命力极旺盛的对数生长期，菌体量还未达到最大值时的培养时间较为合适。时间太长，菌种趋于老化，生产能力下降，菌体自溶；种龄太短，造成发酵前期生长缓慢。1-接种龄2-接种量及接种方式细菌：生长快，种子用量比例少，级数也较少，二级发酵。摇瓶→种子罐（一级种子）→发酵罐酵母：比细菌慢，比霉菌、放线菌快，通常用一级种子（即二级发酵），霉菌：生长较慢，三级发酵如青霉菌的扩培流程：孢子悬浮液→一级种子罐（27℃,40小时孢子发芽，产生菌丝）→二级种子罐（27℃,10~24小时，菌体迅速繁殖，粗壮菌丝体）→发酵罐放线菌：生长更慢，采用四级发酵(三级种子)接种量：是指移入的液体总体积和接种后培养液体积的比例。通常接种量：细菌1~5%，

酵母菌5~10%，

霉菌

10%

放线菌

7~15%，有时20~25%火焰圈接种3-扩培级数确定问题1：该实验结果曲线说明了什么？问题2：上图是某种细菌在30°C培养条件下的生长曲线，请问其种龄约为多少h适宜？问题3：该实验结果曲线说明了什么？摇瓶活化菌种种子罐发酵罐问题4：上图所示到酸奶发酵是几级种子？几级发酵二级发酵一级种子菌种扩大培养及流程将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。接种龄控制对数生长期接种量选择细菌1~5%，酵母菌5~10%，霉菌

10%，放线菌

7~15%，有时20~25%扩培级数的确定细菌和酵母菌：一级种子（二级发酵）霉菌：二级种子（三级发酵）放线菌：三级种子（四级发酵）小结思考：保藏的菌种能直接用于发酵生产吗？2023/10/31课程设计——448式(4种发酵产品4个生产环节8个重点技术)要点产品发酵工艺流程关键词技术要点酸奶酸奶发酵生产发酵菌种菌种来源种子扩大培养啤酒啤酒发酵生产发酵原料成分分析、预处理、配制流程培养基灭菌流程及设备活性干酵母酵母菌发酵生产发酵设备发酵罐分类、结构无菌空气制备流程谷氨酸谷氨酸发酵生产发酵管理发酵过程监控染菌防治发酵菌种发酵原料发酵设备重点牛乳发酵工艺酸奶发酵厌氧发酵罐发酵菌种：来源及标准酸奶发酵生产菌种扩大培养流程及三要素2个技术要点1-菌种篇3原料处理质量要求经验配方可使用鲜乳或乳粉（乳粉：水=1：9）还原乳

鲜乳除按规定（GB19301）验收外,还必须满足以下要求:①总乳固体不低于11.5%,其中非脂乳固体不低于8.5%;②不得使用含有抗生素或残留有效氯等杀菌剂的鲜乳;③不得使用患有乳房炎的牛乳,否则会影响酸乳的风味和蛋白质的凝胶力。10kg全乳（鲜奶）+8%蔗糖+2%乳粉+3%菌种+香料适量原料乳配料-预热杀菌均质冷却配料均质杀菌冷却先将鲜奶预热到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。将调配预热好的原料乳泵入高压均质机（20Mpa左右）中将原料乳进行均质。为什么要均质？对原料进行加热，并在高温的情况下保持一定的时间（20分钟左右），将其它杂菌彻底杀灭（95℃左右）物料温度降到44℃时停止降温配料：生牛乳（鲜奶）复原乳（还原乳）答案：B请问：A和B哪瓶是均质后的牛奶？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。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。均质的作用：AB请问：A和B有何不同？AB工作原理：高压均质机以高压往复泵为动力传递及物料输送机构，将物料输送至工作阀(一级均质阀及二级乳化阀)部分。要处理物料在通过工作阀的过程中，在高压下产生强烈的剪切、撞击和空穴作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。

一级均质阀二级乳化阀一级均质阀高压均质机的结构问题1：发酵酸奶的生产对原料乳有哪些特别重要到质量要求？课堂讨论区问题2：何为均质？原料乳不经过均质可否制作酸奶？4设备工艺制浆机

高压均质机

制冷机组

发酵缸1发酵缸2恒温箱

控制箱

厌氧发酵罐：不需要将空气通入发酵液中，适合厌氧型代谢的微生物发酵。酸乳发酵罐内部结构图夹套（控温）发酵罐接种选择乳酸菌种制备发酵剂原料乳原料乳质检、调配、均质等处理灭菌发酵过程控制凝固搅拌分装封口分装封口发酵凝固贮藏（后熟）（后熟）贮藏搅拌型酸乳的生产工艺流程凝固型酸乳的生产工艺流程搅拌型酸乳生产中

,从原料乳验收一直到接菌种

,基本与凝固型酸乳相同。两者最大的区别在于凝固型酸乳是先灌装后发酵

,而搅拌型酸乳是先大罐发酵后灌装。按成品状态按成品口味按发酵工艺凝固型酸奶天然纯酸奶浓缩酸乳搅拌型酸奶加糖酸乳冷冻酸奶饮料型酸乳调味酸乳充气酸乳冷冻型酸乳果料酸乳酸乳粉质量控制：关键控制点（CPP）有哪些？发酵剂（菌种）：是否变异或染菌？原料