酸奶发酵机理及后酸化控制措施

摘 要：酸奶是通过乳酸菌发酵牛奶制成的乳制品，具有良好的口感和营养价值。微生物和酶在酸奶发酵过程中起到关键作用，乳糖的降解和乳酸的生成是酸奶发酵的核心过程，控制酸奶的发酵和后酸化是确保产品质量和稳定性的关键。本文主要探讨了酸奶的发酵机理和后酸化控制措施，以期为酸奶发酵和后酸化控制技术的进一步发展提供参考。

关键词：酸奶；发酵机理；后酸化

Mechanism of Yogurt Fermentation and Post-acidification Control Measures

XIAO Yu， XU Rui

（Hefei Vocational and Technical College， Hefei 238000， China）

Abstract： Yogurt is a dairy product made by fermenting milk with lactic acid bacteria， which has good taste and nutritional value. Microorganisms and enzymes play a key role in the fermentation process of yogurt， and the degradation of lactose and the generation of lactic acid are the core processes of yogurt fermentation， and the control of yogurt fermentation and post-acidification is the key to ensure the quality and stability of products. This paper focuses on the mechanism of yogurt fermentation and post-acidification control measures， with a reference to providing insights for the further development of yogurt fermentation and post-acidification control technology.

Keywords： yogurt; fermentation mechanism; post-acidification

酸奶是一种备受欢迎的乳制品，具有丰富的营养价值和独特的口感。酸奶的发酵过程决定了其质地、口感和营养成分特点，在酸奶的后酸化过程中，pH值的变化对于酸奶品质的控制至关重要。因此，了解酸奶发酵的机理及控制后酸化措施对于生产高质量的酸奶具有重要意义。

1 酸奶发酵机理

1.1 酸奶的制作过程

酸奶是一种通过乳酸菌发酵牛奶得到的乳制品，其制作过程包括原料准备、发酵接种、发酵和存储4个阶段。①在原料准备阶段，需要选择优质的牛奶作为酸奶的原料。新鲜牛奶应该经过高温杀菌处理，以杀灭可能存在的有害微生物。此外，为提高酸奶的质地和口感，可以添加一些改良剂，如稳定剂、增稠剂等。②发酵接种阶段是将合适的菌种接种到准备好的牛奶中。常用的菌种包括乳酸菌和酪蛋白聚乳酸杆菌。这些菌种在发酵过程中能够使乳糖转化为乳酸，从而产生酸奶特有的风味和质地。③发酵阶段是将牛奶置于适当的发酵温度下进行发酵。发酵温度一般在35～45 ℃，不同的菌种和发酵条件会对发酵时间产生影响，进而影响酸奶的口感和质地。发酵过程中，乳酸菌通过代谢乳糖产生乳酸，导致牛奶的pH值下降。同时，酪蛋白聚乳酸杆菌还能够水解乳蛋白，改善酸奶的凝固和胶体稳定性。④发酵结束后，将发酵好的酸奶冷却至低温，以终止发酵过程。冷却后的酸奶含有丰富的乳酸和其他有机酸，口感酸甜、质地柔滑[1]。

1.2 酸奶发酵过程中的微生物

乳酸菌是最主要的酸奶发酵菌种，常见的乳酸菌有乳酸杆菌属（Lactobacillus）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）等。乳酸菌可通过乳酸脱氢酶这一关键酶的作用，将乳糖中的葡萄糖和半乳糖转化为乳酸。乳酸的产生降低了牛奶的pH值，使酸奶形成了酸味和特殊风味。除了乳酸菌，酪蛋白聚乳酸杆菌也是酸奶发酵过程中的重要微生物，其具有良好的水解能力，能将牛奶中的乳蛋白降解为较小的多肽、肽和游离氨基酸。这一过程不仅改善了酸奶的凝固和胶体稳定性，还增强了酸奶的营养价值。乳酸菌和酪蛋白聚乳酸杆菌通过代谢乳糖和乳蛋白，产生的有机酸和其他代谢产物对于酸奶的发酵和品质具有重要影响。此外，发酵菌种还能抑制有害细菌的生长，延长酸奶保质期并保障其食品安全性。在酸奶生产中，选择适宜的菌种并控制其接种量、温度和发酵时间，是保证酸奶发酵质量的关键。合理的工艺条件和微生物能够使发酵过程更加稳定，产生优质的酸奶产品。

1.3 酸奶发酵的关键酶和代谢途径

乳糖酶是乳酸菌体内的一种酶，与酸奶发酵密切相关。乳糖酶能够催化乳糖分子的水解反应，将乳糖分解成葡萄糖和半乳糖。此过程需要水分子参与，将分子中的β-1，4-糖苷键断裂，生成两个单糖分子。乳酸菌的代谢途径主要有两个，即乳酸发酵途径和异聚半乳糖代谢途径。在乳酸发酵途径中，乳酸菌将乳糖分解产生的葡萄糖和半乳糖通过糖酵解途径进行代谢，产生乳酸并释放能量，该过程中没有氧气参与，称为无氧酵解。乳糖的降解和乳酸的生成是酸奶发酵的核心过程，也是酸奶具有酸味和独特口感的原因。通过合理控制发酵条件和菌种选择，可以调控乳糖的降解速度和乳酸的积累量，从而获得符合消费者需求的酸奶产品[2]。

1.4 酸奶发酵过程中乳糖的变化

酸奶发酵过程中，乳糖是主要的碳源，其变化直接影响着酸奶的口感、质地和营养成分。在酸奶发酵初期，乳酸菌开始生长和繁殖，利用乳酸脱氢酶将乳糖转化为乳酸，导致pH值降低，pH值的下降又进一步促进了乳酸菌的生长和代谢。乳糖在酸奶发酵过程中的转化速度取决于菌种、发酵温度、发酵时间等多种因素。不同的乳酸菌菌株对乳糖的代谢能力有所差异，有些菌株能够更高效地利用乳糖，产生更多的乳酸。而温度变化也会影响乳酸菌的生长速率和代谢活性，从而影响乳糖的转化速度。有些人体内缺乏乳糖酶，无法消化吸收乳糖，导致乳糖不耐受。经过酸奶发酵后，乳糖被转化为乳酸，降低了乳糖的含量，使乳糖不耐受者可以更好地消化吸收酸奶中的营养成分。

2 酸奶后酸化控制措施

2.1 温度控制

温度是酸奶发酵过程控制的关键因素，对发酵速率和酸奶品质有重要影响。适宜的温度可以促进菌种的生长和代谢，同时会影响乳糖的转化和乳酸的生成。一般来说，酸奶的发酵温度控制在35～

45 ℃，这是乳酸菌活动的最佳温度范围。在这个温度范围内，乳酸菌的生长速率较快，可以更快地将乳糖转化为乳酸。同时，较高的温度还能够促进乳酸菌代谢产生其他挥发性化合物，赋予酸奶特有的风味。然而，过高的发酵温度也可能导致产生过多的乳酸和其他有机酸，影响酸奶的口感和质地。过高的温度还会使菌株失活或菌体溶解，从而影响发酵过程的稳定性。因此，在选择发酵温度时需要谨慎，并根据菌株的特性和产品质量要求进行调整。除了发酵温度，还应控制冷却温度。发酵结束后，将发酵好的酸奶冷却至低温能够停止发酵过程，并保持酸奶的品质。低温有助于抑制有害微生物的生长，延长酸奶的保质期。一般而言，冷却温度应控制在4～10 ℃。因此，生产者需要根据不同的酸奶类型和产品要求来确定最佳的温度控制策略，以确保酸奶的质量和市场竞争力[3]。

2.2 pH值控制

在酸奶发酵初期，菌种接种后乳糖被分解为乳酸，并产生大量的氢离子（H+），使牛奶的pH值降低，呈现酸性环境，适宜的酸性环境有利于乳酸菌的生长和代谢。乳酸菌能够在较低的pH值下进行代谢活动，而其他微生物活动则相对受到抑制。因此，通过控制发酵初期的pH值，可以促进乳酸菌的优势竞争，保证酸奶的稳定性和品质。随着发酵的进行，乳糖逐渐降解，乳酸不断积累，导致酸奶的pH值继续下降。pH值的下降会进一步抑制其他微生物的生长，保持酸奶的稳定性。一般来说，酸奶的最终pH值在4.0～4.6，这是适宜乳酸菌生长的范围。在实际生产中，可以通过调整发酵条件和添加酸碱剂来控制酸奶的pH值。例如，控制温度可以影响乳酸菌的生长速率和代谢活性，进而影响pH值下降的速度。适当的温度可以提高乳酸菌的活力，促进酸奶的发酵过程。此外，加入酸碱剂如柠檬酸、磷酸盐等也可以调节酸奶的pH值。因此，在酸奶的生产中，严格控制发酵环境的pH值是确保产品质量的关键步骤[4]。

2.3 乳清酸度控制

乳清酸度是指酸奶中的乳酸浓度，对于酸奶的口感、质地和保质期都具有重要影响。在酸奶发酵过程中，适当控制乳清酸度是保证酸奶品质的关键步骤之一，乳清酸度的控制涉及多个方面。①通过调整乳糖的转化速度控制乳清酸度，乳糖转化为乳酸的速率决定了乳清酸度的上升速度。乳酸菌通过代谢乳糖产生乳酸，随着发酵时间的增加，乳酸浓度逐渐积累，乳清酸度逐渐增加。②发酵时间对乳清酸度的控制也很重要，发酵时间越长，乳糖转化为乳酸的程度越高，乳清酸度也相应提高。③发酵温度的选择也会影响乳酸菌的生长和代谢速度，从而对乳清酸度产生影响。较高的温度可以促进快速发酵，产生更多的乳酸，从而提高乳清酸度。④在酸奶生产中，通过控制pH值来控制乳清酸度也是一个常用的方法。通过定期检测和调整pH值，可以精确控制乳酸的产生和乳清酸度的变化[5]。

2.4 菌种选择和接种量控制

菌种选择和接种量控制对于酸奶的发酵和后酸化程度具有重要影响。不同的菌株和接种量会影响酸奶的风味、质地和保质期。因此，合理选择菌种和控制接种量是保证酸奶质量的关键。①菌种的选择对于酸奶品质的控制具有重要意义，不同的菌株在发酵过程中产生的代谢产物和风味特点有所差异[6]。例如，乳酸菌主要产生乳酸，而双歧杆菌能够产生除乳酸以外的其他有益物质，如有机酸、挥发性化合物等。因此，在酸奶生产中需要根据产品的口感和风味需求，选择合适的菌株进行发酵。②菌株接种量对控制酸奶发酵和后酸化起着重要作用。适宜的接种量可以确保菌株的充分生长和代谢活性，促进乳糖的转化和乳酸的产生。接种量过低可能会导致发酵速度较慢，乳糖转化不充分；接种量过高可能会导致发酵过快，产生过多的乳酸，影响酸奶的口感和质地。因此，需要根据菌株的特性、发酵条件和产品要求来确定合适的接种量。菌种选择和接种量控制的目标是实现适当的发酵速度和后酸化程度，生产出口感良好、质地均匀的酸奶产品。合理选择菌种和控制接种量有助于提高酸奶的品质稳定性、延长产品的保质期，并满足消费者对于酸奶品质的需求。

3 结语

合理控制温度、pH值和乳清酸度，选择适宜的菌种和接种量都是生产优质酸奶的关键因素。其中，温度控制影响发酵速率和乳糖转化，pH值控制影响微生物的生长和乳清酸度，乳清酸度控制影响酸奶的稠度和口感。因此，在酸奶生产中，科学应用发酵过程控制措施是确保酸奶质量和市场竞争力的关键所在。

参考文献

[1]郭清泉.酸奶制品在贮存过程发生后酸化的机理及控制措施的研究[D].哈尔滨：东北农业大学，2001.

[2]赵丽娜，巩俊明，张娜，等.酸奶弱后酸化菌株摇瓶增菌工艺及发酵罐扩培试验[J].中国食品学报，2022，22（1）：98-107.

[3]马岱，蒋昕彤，刘国庆.一种控制酸奶后酸化的方法：202111363985.0[P].2022-02-01.

[4]张颖，刘同杰，公丕民，等.抗真菌乳酸菌的筛选及其在酸奶发酵中的应用[J].食品与发酵工业，2021，47（19）：84-89.

[5]张建佩，王瑞云.高蛋白凝固型酸奶的工艺及质量控制[J].现代食品，2022，28（1）：80-82.

[6]张龙，王丽英，龚艳玲，等.酸奶制备方法及其制备装置和酸奶机：202210102770.1[P].2023-08-08.

基金项目：合肥职业技术学院产学研项目“葛根桑葚复合功能性酸奶的研发”（2022Acxy04）；合肥职业技术学院重点项目“复合酶制备高分支改性淀粉及其物理与消化特性的研究”（2021KJA08）；合肥职业技术学院乡村振兴项目“以羧甲基壳聚糖多酚/香菇多糖为复配涂膜基质的合肥本地草莓品种涂膜保鲜技术探索研究”（2022Axczx02）。

作者简介：肖瑀（1994—），女，安徽合肥人，硕士，助教。研究方向：食品资源开发与利用。