我國酸奶發酵劑使用現狀及發展趨勢

發布時間：2005-12-26

    酸奶是一種傳統發酵乳制品，具有豐富的營養價值和良好的保健功能。隨著冰箱的普及和冷鏈系統的推廣，隨著我國人民消費水平和文明素質的提高，隨著健康理念的流行，酸奶產量以年平均25%的速度增長，已經成為我國第一大發酵乳制品，是最具盈利和發展潛力的產業。
    酸奶是新鮮牛奶經酸奶發酵劑發酵而成的乳制品。酸奶發酵劑是制作酸奶所用的特定的微生物培養材料。發酵劑在酸奶生產過程中的作用非常重要，發酵劑是酸奶產品產酸和產香的基礎和主要原因。酸奶質量的好壞主要取決于酸奶發酵劑的品質類型及活力。
    酸奶發酵劑的種類
    酸奶發酵劑按照物理形態的不同可分為液體酸奶發酵劑、冷凍酸奶發酵劑和直投式酸奶發酵劑這3種。液體酸奶發酵劑比較便宜，但是菌種活力經常發生改變，存放過程中易染雜菌，保藏時間也較短，長距離運輸菌種活力降低很快；冷凍酸奶發酵劑乃經深度冷凍而成，其價格也比直投式酸奶發酵劑便宜，菌種活力較高，活化時間也較短，但是其運輸和貯藏過程中都需要-45~-55℃左右的特殊環境條件；而直投式酸奶發酵劑不僅可以直接投入到發酵罐中生產酸奶，而且貯藏在普通冰箱中即可，運輸成本和貯藏成本都很低，其使用過程中的方便性、低成本性和品質穩定性特別突出。
    目前，液體酸奶發酵劑由于其品質不穩定且易受污染，已經逐漸被大型酸奶廠家所淘汰，只有一些中小型酸奶工廠還在聯合一些大學或研究所進行生產；深冷凍酸奶發酵劑因其深冷凍鏈的費用比較高，使用的廣泛性受到限制；而直投式酸奶發酵劑在其價格逐漸為國內廠家所接受后，已經開始在一些大型酸奶廠家推廣使用。
    在以前的酸奶生產過程中，酸奶發酵劑的菌種要在酸奶生產廠家單獨設一菌種車間，以完成“純菌→活化→擴大繁殖→母發酵劑→中間發酵劑→工作發酵劑”這一工藝過程，該過程工序多、技術要求嚴格，一般廠家由于生產條件有限，經常出現質量問題。所以，在乳業發達國家，酸奶生產廠家不自制發酵劑，由專門生產發酵劑的企業提供酸奶發酵劑，來滿足發酵乳制品廠家的要求。丹麥的漢森中心實驗室1988年底生產出超濃縮的直投式酸奶發酵劑。
    直投式酸奶發酵劑(Directed Vat Set, DVS)是指一系列高度濃縮和標準化的冷凍干燥發酵劑菌種，可直接加入到熱處理的原料乳中進行發酵，而無需對其進行活化、擴培等其它預處理工作。直投式酸奶發酵劑的活菌數一般為1010 - 1012 CFU/g。由于直投式酸奶發酵劑的活力強、類型多，酸奶廠家可以根據需要任意選擇，從而豐富了酸奶產品的品種，同時省去了菌種車間，減少了工作人員、投資和空間，簡化了生產工藝。直投式酸奶發酵劑不需擴大培養，可直接使用，便于管理。直投式酸奶發酵劑的生產和應用可以使發酵劑生產專業化、社會化、規范化、統一化，從而使酸奶生產標準化，提高酸奶質量，保障了消費者的利益和健康。
    直投式酸奶發酵劑的制作方法
    酸奶生產技術的一個重大突破就是在于改變了傳統液態發酵劑的生產模式，使用直投式酸奶發酵劑。直投式酸奶發酵劑的產品質量均一，可以預先測定其活性，接種量可精確控制，而且容易混合均勻，因此可以確保發酵劑和酸奶質量的穩定。直投式酸奶發酵劑的生產過程主要包括以下幾個步驟：
    1) 優良菌種的選育和保藏。生產優質的商品化發酵劑關鍵在于使用優良菌種。目前國外已經專門成立了酸奶發酵劑生產與研究中心，對發酵劑菌種的功能要求已經基本形成標準。乳酸菌的篩選方向主要有：① 篩選抗冷凍、抗干燥、抗剪切力等抗逆性強的菌株，因為凍干、深度凍藏、噴霧干燥是當前制備商品化發酵劑的主要方法；② 篩選乳糖和半乳糖利用率高的陽性菌株，以多產乳酸；③ 篩選粘性菌種以高產胞外多糖等粘性物質，從而增加產品粘度，提高產品的濃厚質地，并減少凝膠斷裂及乳清析出等質量缺陷的發生；④ 酸奶發酵過程中會經常由于噬菌體的污染而導致發酵遲緩甚至發酵失敗，但是目前還缺乏有效的防治措施，因此每個酸奶廠都要求有相應的抗噬菌體菌株以備輪換；⑤ 檸檬酸能夠被分解成為二乙酰等酸奶特有風味物質，檸檬酸利用菌能夠增強酸奶的特有風味；⑥ 篩選雙歧桿菌和嗜酸乳桿菌等益生菌時，菌株最好來自于人體，而且能耐受人的膽汁酸鹽和酸性環境，以增強其有效性。
    篩選得到的純培養物置于超低溫冰箱或液氮罐中長期保藏，以保持其活性和穩定性。
    2) 菌種的移植。在進行發酵劑的工廠化生產以前，先在實驗室和菌種車間進行菌種的活化和移植，并進行種子液的擴大培養。
    3) 培養基的配制和滅菌。制備直投式酸奶發酵劑，首先要對乳酸菌進行高濃度培養。在選擇好基礎培養基(一般為脫脂奶粉培養基)后，要找到合適的增強因子對培養基進行強化，得到優化培養基，以使乳酸菌的繁殖量達到最大。
    4) 接種培養。乳酸菌的高濃度培養方法有幾種：① 恒定pH值培養法：乳酸菌在發酵過程中，代謝產生的乳酸、醋酸等物質對其生長具有反饋抑制作用。發酵罐中培養液的pH值維持在5.8 - 6.0，以解除乳酸等物質對菌體生長的抑制作用，延長培養時間，制備出含活菌數高的發酵液。培養過程中，使用化學中和法或緩沖鹽法維持培養液pH值的穩定。② 膜滲析法：利用膜的選擇性將培養液與營養液進行成分交換，使培養液中的乳酸部分滲出，營養液中的成分滲入培養液中，以維持乳酸菌正常的生長繁殖。
    5) 細胞濃縮。對數期后期至穩定期前期是乳酸菌細胞收獲的最佳時期，因為此時收獲的菌體細胞的存活率和抗凍、抗干燥能力最強。這時就可以將乳酸菌培養液進行離心分離，收集菌體細胞，使菌液濃度得到濃縮。也可以選擇膜分離。濃縮倍數在20 - 50倍以上，操作過程應盡量柔和，盡量降低剪切力和空氣的影響。
    6) 冷凍干燥。將乳酸菌冷凍后，在減壓環境下利用升華現象除去水分。當菌體中的大部分水分被去除后，細胞的生理活動就會停止，從而達到了長期保藏的目的。冷凍過程中產生的冰晶體會損壞細胞膜，導致細胞大量死亡，所以在冷凍干燥前需加抗冷凍保護劑，以減少細胞的損害程度。
    7) 包裝。一般采用袋裝、無菌包裝，便于貯存、運輸和使用。
    8) 貯存和運輸。生產結束后，將袋裝直投式酸奶發酵劑一直保持在-18℃條件下冷藏，直至產品投放到發酵罐中，有助于保持更高的存活率和穩定性。
    以上過程中涉及兩個關鍵技術：增加菌液的濃縮程度和減少干燥致死數量。目前國內在這兩方面的技術尚不夠先進，所以還不能夠生產直投式酸奶發酵劑。
    酸奶發酵劑在中國的使用現狀
    由于我國乳品工業起步較晚，特別是發酵乳制品，因此對乳酸菌發酵劑的研究較少，特別是具有自主知識產權的乳酸菌發酵劑的研究和開發幾乎是個空白。目前我國小型和中型乳品加工企業生產酸奶時大多采用繼代式酸奶發酵劑，由于在傳代過程中的污染及各種菌種比例失衡等原因導致產品質量較差。盡管目前大多數大型乳品加工企業采用直投式酸奶發酵劑生產發酵乳制品，但全部是進口產品，由于價格較高，導致生產成本加大。而我國目前尚無商業化的直投式酸奶發酵劑供乳品企業采用。
    1997年以后，中國的酸奶企業才開始使用國外進口的直投式酸奶發酵劑。直投式酸奶發酵劑由于具有質量穩定、生產易行等特點目前已被我國大多數大型乳品加工企業所采用。
    目前我國乳品加工企業采用的是進口的直投式酸奶發酵劑，由于成本較高（噸產品發酵劑成本在200元以上），限制了直投式酸奶發酵劑在中、小型乳品企業的使用。
    隨著我國直投式酸奶發酵劑的研究和開發，生產成本將會大大下降，屆時幾乎所有的乳品加工企業都將會采用直投式酸奶發酵劑。按目前我國發酵乳300萬噸/年生產規模來算，對直投式乳酸菌發酵劑的需求量為300噸，其產值可達3億人民幣，利稅可達2.1億元。
    酸奶發酵劑的發展趨勢
    過去主要根據工藝要求選擇酸奶發酵劑，產酸快、凝固好、能產生強酸奶風味的酸奶發酵劑曾經是生產廠家的首選?，F在則要首先考慮顧客的愛好，讓酸奶產品最大限度地符合顧客和市場的需要?？缮a個性化、溫和可口、順滑稠厚、有益健康的酸奶的，產酸較快、質量穩定、使用方便、價格適中的直投式酸奶發酵劑是生產廠家的需要和追求，也是酸奶發酵劑的發展趨勢。在分子生物學突飛猛進的今天，有上百年研究和生產發酵劑經驗的發酵劑公司利用篩選、誘變、基因重組等技術，選育了一系列具有更優良特性的酸奶發酵劑。過去只有為數不多的酸奶發酵劑可供廠家選購，現在則根據酸奶風味特征、口感、粘稠度、酸奶類型等分類，有數十種酸奶發酵劑可供酸奶生產廠家靈活選擇，用來生產具有個性化的酸奶產品滿足顧客的需要。
    酸奶在貯存和銷售時的后酸化現象曾經是困擾許多生產廠家的難題。如今選育在高溫下產酸快、在低溫下基本不產酸或產酸甚微的菌株獲得成功?？诟袦睾?、保質期內pH值可控制在4.2以上的酸奶產品在市場上將受到消費者的歡迎，成為酸奶的主流產品。
    高濃度乳酸菌發酵劑培菌技術、深度冷凍技術和真空冷凍干燥技術的進展，使直投式酸奶發酵劑在酸奶生產中獲得廣泛應用。酸奶發酵劑在高純度、高濃度和高穩定性方面已達到很高的技術水平。過去冷凍干燥發酵劑最好要在-30℃或-18℃貯存，現在有的冷凍干燥發酵劑在4℃條件下貯藏時的保存期可達18個月。
    發酵劑生產公司在現代營養學、預防醫學和臨床醫學的合作支持下，選育了一系列具有更佳保健效果和醫療作用的益生菌酸奶發酵劑和菌株，如含有嗜熱鏈球菌、雙歧桿菌和保加利亞乳桿菌的發酵劑，含有嗜熱鏈球菌、雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌和保加利亞乳桿菌的發酵劑等。
    隨著酸奶向健康和嗜好兩極化方向的發展趨勢，酸奶發酵劑也朝著使用方便化、低后酸化、嗜好化和健康功能化的方向發展。
    發酵劑在酸奶生產過程中的作用非常重要，發酵劑是酸奶產品產酸和產香的基礎和主要原因。酸奶質量的好壞主要取決于酸奶發酵劑的品質類型及活力。
    可生產個性化、溫和可口、順滑稠厚、有益健康的酸奶的，產酸較快、質量穩定、使用方便、價格適中的直投式酸奶發酵劑是生產廠家的需要和追求，也是酸奶發酵劑的發展趨勢。

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