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如何选择和制备发酵剂:任务二探究

【摘要】:不同的发酵剂产酸能力会有很大的不同。判断发酵剂产酸能力的方法有两种,即测定酸度和产酸曲线。但一般情况下产黏发酵剂往往对酸乳的发酵风味会有不良影响,因此选择这类菌株时最好和其他菌株混合使用。中间发酵剂和生产发酵剂的制备工艺与母发酵剂的制备工艺基本相同。

根据 FAO 关于酸乳的定义,酸乳中的特征菌为嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌。

一、发酵剂的概念与种类

所谓发酵剂是指生产发酵乳制品时所用的特定微生物培养物。通常用于乳酸菌发酵的发酵剂有三个阶段,即三种类型:

(1)乳酸菌纯培养物,即一级菌种,一般多接种在脱脂乳、乳清、肉汁等培养基中,或者用升华法制成冻干粉状菌苗(能较长时间保存并维持活力)。

当生产单位取到菌种后,即可将其移植于灭菌脱脂乳中,恢复其活力以供生产需要。实际上一级菌种的培养就是纯乳酸菌种转种培养、恢复活力的一种手段。

(2)母发酵剂,即一级菌种的扩大再培养,是生产发酵剂的基础。母发酵剂的质量优劣直接关系到生产发酵剂的质量。

(3)生产发酵剂:母发酵剂的扩大再培养,是直接用于实际生产的发酵剂。

二、发酵剂的选择

选择质量优良的发酵剂应从以下几方面考虑:

(1)产酸能力。不同的发酵剂产酸能力会有很大的不同。判断发酵剂产酸能力的方法有两种,即测定酸度和产酸曲线。产酸能力强的发酵剂在发酵过程中容易导致产酸过度和后酸化过强,所以生产中一般选择产酸能力中等或弱的发酵剂。

(2)后酸化。后酸化是指酸乳生产中终止发酵后,发酵剂菌种在冷却和冷藏阶段仍能继续缓慢产酸,它包括三个阶段:从发酵终点(42°C)冷却到 19°C 或 20°C 时酸度的增加;从 19°C 或 20°C 冷却到 10°C 或 12°C 时酸度的增加;在冷库中冷藏阶段酸度的增加。在酸乳的生产中应选择后酸化尽可能弱的发酵剂,以便控制产品质量。

(3)产香性。一般酸乳发酵剂产生的芳香物质为乙醛、丁二酮、丙酮和挥发性酸。

(4)黏性物质的产生。发酵剂在发酵过程中产生黏性物质有助于改善酸乳的组织状态和黏稠度,特别是酸乳干物质含量不太高时显得尤为重要。但一般情况下产黏发酵剂往往对酸乳的发酵风味会有不良影响,因此选择这类菌株时最好和其他菌株混合使用。

(5)蛋白质水解性。乳酸菌的蛋白水解活性一般较弱,如嗜热链球菌在乳中只表现出很弱的蛋白水解活性,保加利亚乳杆菌则可表现出较高的蛋白水解活性,能将蛋白质水解,产生大量的游离氨基酸和肽类。

三、发酵剂的制备

制备发酵剂最常用的培养基是脱脂奶,但也可用特级脱脂奶粉按 9%~12%的干物质制成的再制脱脂奶替代。

中间发酵剂和生产发酵剂的制备工艺与母发酵剂的制备工艺基本相同。它包括以下步聚:

(1)培养基的热处理,即把培养基加热到 90~95°C,并在此温度下保持 30~45 min。热处理能改善培养基的一些特性:破坏噬菌体;消除抑菌物质;蛋白质发生一些分解;排除了溶解氧;杀死原有的微生物。

(2)冷却至接种温度。加热后,培养基冷却至接种温度。接种温度根据使用的发酵剂类型而定。常见的接种温度范围:嗜温型发酵剂为 20~30°C;嗜热型发酵剂为 42~45°C。

(3)加入发酵剂。要求接种时确保发酵剂的质量稳定,接种量、培养温度和培养时间在所有阶段都必须保持不变。

(4)培养。培养时间一般为 3~20 h。最重要的一点是温度必须严格控制,不允许污染源与发酵剂接触。在酸奶生产中,以 2.5%~3%的接种量和 2~3 h的培养时间,要达到球菌和杆菌 1:1的比率,最适接种和培养的温度为 43°C。在培养期间,制备发酵剂的人员要定时检查酸度的发展情况,并随程序要求检查以获得最佳效果。

(5)冷却。当发酵达到预定的酸度时开始冷却,以阻止细菌的生长,保证发酵剂具有较高活力。当发酵剂要在 6 h 之内使用时,经常把它冷却至 10~20°C 即可。如果贮存时间超过 6 h,建议把它冷却至 5°C 左右。

(6)贮存。贮存发酵剂的最好办法是冷冻,温度越低,保存时间越长。用液氮冷冻到-160°C 来保存发酵剂效果更好。目前的发酵剂包括浓缩发酵剂、深冻发酵剂、冷冻干燥发酵剂,在推荐的冷冻条件下能保存相当长的时间。

四、发酵剂的质量控制

(一)感官检查

对液态发酵剂首先检查其组织状态、色泽及有无乳清分离等;其次检查凝乳的硬度;然后品尝酸味与风味,看其有无苦味和异味等。

(二)活力测定

常用的测定发酵剂活力的方法如下:

(1)酸度测定。在灭菌冷却后的脱脂乳中加入 3%的待测发酵剂在 37.8°C 恒温箱中培养 3.5 h,然后取出,加入两滴 1% 酚酞指示剂,用NaOH的标准溶液滴定,若乳酸度达0.8%以上表示活力良好。

(2)刃天青还原试验。在 9 mL 脱脂乳中加入 1 mL 发酵剂和 0.005%的刃天青溶液 1 mL,在 36.7°C的恒温箱中培养 35 min以上,如刃天青溶液完全褪色表示发酵剂活力良好。