1、班级 生物技术及应用 081学号 200801153109 毕业论文（设计）题 目 如何延长酸奶的保质期 姓 名 张超 系 部 动物科技学院 专 业 生物技术及应用 指导教师 张君胜 职称 讲师 企业导师 田京哲 职称 销售部部长 日 期 2011.6 如何延长酸奶的保质期如何延长酸奶的保质期1张超【摘要】 近年来，生产 酸奶的厂家越来越多。酸奶的质量也参差不齐，同时酸奶的保质期也太不相同。酸奶保质期短一直是困扰人们的问题，也是当今研究的热点。文章根据酸奶败坏机理，从酸奶生产过程及高压杀菌，后 杀菌作用，添加防腐剂等几方面出发，阐述延长酸奶保质期的方法。本文同时对影响酸奶保质期的机理从理论上进
2、行了危害分析 (HA)。经分析表明 ,酸奶在储存过程中所产生的后酸化问题 ,是影响其感官质量的最主要原因 ,即为影响酸奶保质期的关键控制点【关键词】 酸奶；机理；提高保质期酸奶已成为深受现代人欢迎的一种营养保健饮料，它不仅具有原料乳的营养价值(如蛋白质、易吸收的钙质和 B 族维生素)，还具有保健功效(如减轻乳糖不适应症，调节人体肠道中的微生物菌群平衡，预防癌症，保护肝脏，预防白内障的形成等)。可见，酸奶的开发非常迎合现代人对食品“天然、营养、健康”的要求。在奶制品消费中，酸奶的比例呈逐年上升的趋势，每年的递增达 40%以上。国内酸奶和酸味奶在 2000 年的销售量达到了 3.07 亿吨。我国的
3、酸奶研究和生产还比较落后，奶类产量仅为美国的 11，法国的 28.5”我国人均占有奶类产品 8kg/人/年仅为世界人均占有量的 l10。从世界范围来看，酸奶是发展最快的乳制品，是当今乳制品研究开发的一个主流。随着生活水平的提高，人们对食品需求已由营养、安全上升为保健功效，而酸奶由于其特有的营养价值和保健功能，越来越受人们的关注和认可，但是酸奶保质期短一直成为困扰人们的问题。1、酸奶的腐败原因酸奶在贮藏过程中易出现胀瓶、长霉腐败现象，引起酸奶腐败的微生物主要是霉菌和酵母。霉菌和酵母的最适生长 pH 分别为 3.8-6.0、4.0-5.8，正好与酸奶 pH4.2-4.7 相近。此外，某些细菌的侵入
4、也是造成酸奶腐败的原因。引起酸奶腐败的微生物都具有耐低温、能发酵乳糖或蔗糖，利用乳酸、柠檬酸、江苏畜牧兽医职业技术学院毕业论文（设计）2水解蛋白质和脂肪等特点。生产酸奶的企业都遇到过酸奶胀包的质量问题，尤其在夏天，塑料袋装、塑料杯装酸奶在保质期内经常出现胀包现象，那么为什么会出现胀包现象呢？主要原因是产品污染了酵母菌，酵母菌在有氧气和适宜温度的条件下，发酵产品中的糖，使糖分解成二氧化碳气体和酒精，其中二氧化碳是引起胀包的主要原因，产品的酒味是酒精引起的。1.2 理化原因所造成的腐败的原因分析1.2.1 脂肪上浮包产生的原因原料奶质量不佳：含有由微生物（特别是嗜冷菌）产生的较多的脂肪酶，而这些脂
5、肪酶较耐热，在超高温温度下，不能完全被钝化。有研究表明，经140，5s 的热处理，胞外脂肪酶的残留量约为 40%。残留的脂肪酶在产品贮存期间分解脂肪球膜，释放出自由脂肪酸，而导致脂肪易聚合上浮。原料奶贮存时间较长：因原料奶需在低温下贮存，否则易造成原料奶的变质。但在低温下贮存时间过长，则易造成嗜冷菌的繁殖，产生较多的脂肪酶，从而使加工完的牛奶易脂肪上浮（原因同上） 。加工过程中牛奶均质效果不好：若均质效果不好，牛奶中的脂肪球没有打碎到很小的粒度以及充分的分散，则加工后的牛奶中的这些脂肪球易重新聚集，形成大的脂肪球，从而加快脂肪上浮速度。加工后的牛奶存放时间过长或贮存温度较高：牛奶加工后，由于牛
6、奶的特性，都会存在着脂肪上浮，如果只是原料、加工控制的好，也仅能延缓脂肪聚集上浮速度而已，因此，加工后的牛奶随着存放时间的延长，则脂肪上浮的情况也会加重。同时，在一定温度下，若贮存温度较高，也会造成脂肪分子的碰撞聚合的机会加快，从而使脂肪上浮速度加快。1.2.2 蛋白质凝固或变苦产生的主要原因 原料奶中由于微生物（特别是嗜冷菌）产生的蛋白分解酶较耐热，其耐热性远远高于耐热芽孢，曾有人计算过，一种蛋白分解酶的耐热性是嗜热脂肪芽孢杆菌耐热性的 4000 倍。同样有研究表明，经 140，5s 的热处理，胞外蛋白酶的残留量约为 29%。残留的蛋白分解酶在加工后的贮存过程中分解蛋白质。1.3 理化原因所
7、产生的酸奶腐败问题应采取的措施对脂肪上浮报应采取的措施加强对原料奶的控制。搞好原料奶的卫生，减少微生物的污染，细菌总数应小于 105mL-1；加快原料奶的生产，最好在挤奶后 24h 内加工完毕；原料奶如何延长酸奶的保质期3进贮藏罐时，最好进行预巴氏杀菌， ，以杀灭会产生耐热酶的嗜冷菌。预巴氏杀菌温度为 6570；时间为 4s 左右。改进所用稳定剂的品种或添加量，以减缓沉淀速度； 由于乳饮料（或高钙乃）加有较多的辅料（有些是不易溶解的物质，如钙粉等） ，从而造成了产品的不稳定，即使加有稳定剂，也只是延缓沉淀的速度。因此产品要在低温下贮藏，并尽快销售，以减少沉淀量； 对于乳饮料而言，采用适当的方法
8、（石英砂过滤、渗透膜过滤等）改进所用水的质量。2、提高酸奶保质期的方法2.1 改变水分活度延长酸奶保质期通过添加外来物控制菌的生长和产酸，在酸奶生产过程中，经常要添加蔗糖、葡萄糖等物质。而这些物质的添加，改变了乳酸菌所能利用的水分活度，Aw 通过改变酶反应动力学参数和诱导底物结构发生变化来影响酶活性，进而影响菌体的生长和产酸能力。酸奶的后发酵主要是保加利亚乳杆菌在酸性条件下继续产酸造成的，而保加利亚乳杆菌对水分活度的下降更敏感，所以可通过降低 Aw 来减慢其生长速度。2.2 水分活度的定义水分活度与水分含量（克水/克物质）不能直接等同，它指的是当前样品中自由水的体积和可用性。水分活度通过 aw
9、 值评价，范围是 0（绝对干燥）1（简明湿度） 。只有该组分能活跃的与环境湿度进行水分交换，并且有可能形成表面微生物生长的合适培养基，它才能影响微生物的稳定性。水分活度对食品中的化学反应也有重要的影响。以百分数 ERH 表示的湿度和 aw 值换算的公式如下：aw = ERH/100有害微生物（例如细菌和真菌）会产生毒素或其他有害物质，而产品中的“自由”水与其生长密切相关。不仅如此，化学或生化反应（例如褐变反应）的加速发生也与之相关，并且可能改变产品中的下列因素：a 微生物稳定性（生长） b 蛋白质和维生素成分c 颜色、味道和营养价值 d 组分的稳定性和保质期e 储存和包装 f 可溶性和质地2.
10、2 生产过程中控制，提高酸奶保质期针对酸奶中易污染繁殖酵母菌和霉菌的特点，应加强从原料奶到半成品到江苏畜牧兽医职业技术学院毕业论文（设计）4成品的在线控制，即严格执 HACCP 质量管理计划，找出影响产品质量的几个关键因素，例如球菌种的配比，CO 2对乳品质量影响等，同时制定相应的操作标准，以便于最大程度地保证产品质量。2.2.1 球菌种的选择：嗜热链球菌与保加利亚乳酸杆菌比例为 2：1 或 1：1，混合菌发酵剂活力0.8，原料奶杀菌：大部分有害菌灭菌温度在 80，原奶的灭菌大于 8510min，可以杀灭大部分有害菌，是酸奶的保质期延长，灌装工手用 70%酒精消毒后灌装，发酵室每周用乳酸烹蒸一
11、次每天紫外线灯消毒 5-6h，管道清洗：温度大于 75，浓度 1-1.5%，时间 lh。2.3 高压杀菌提高酸奶保质期高压杀菌，就是将食品物料以某种方式包装以后，置于高压(200MPa 以上)装置中加压，使微生物的形态结构、生物化学反应、基因机制以及细胞壁膜发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有的功能破坏或发生不可逆变化致死，从而达到灭菌和食品贮藏的目的。超高压处理作为一种新兴的处理方法，以其抑菌作用、保鲜作用、降低蛋白溶解度、改进食品的品质等功能正引起越来越多的研究者的重视。超高压处理不仅不会改变食品的风味、引起营养成分的破坏，还有助于改进食品的品质，使组织状态更加细
12、腻。不仅如此，超高压处理还能降低蛋白质的溶解度，使蛋白质形成凝胶，甚至凝固，这一特点有助于增强酸乳的凝固强度，保持特有状态。因此，利用超高压技术延长酸奶保质期是十分适合的。其机理主要是：a高压处理后，细菌细胞膜破裂、内容物溢出而死亡；b高压处理能灭活微生物酶；c高压处理能改变蛋白质、糖类分子构象，从而抑制乳酸菌发酵乳糖产酸及分解蛋白质的反应；d引起蛋白质凝胶化，改善酸奶的质构。例如：田中龙夫等进行的超高压处理防止酸乳的过酸化的研究表明：当压力超过 300MPa，10min 处理，可防止酸乳的过酸化，产品中乳酸菌存活数虽略微下降，但仍高达 6.8106。乳酸菌存活数随压力和温度的升高而降低，温度
13、低于 20的处理对酸乳质构无影响，用此法可生产出口感细腻、质地优良、风味独特、酸度适中的产品，常温下储藏 28d，产品感官依然可接受。2.4 后杀菌提高酸奶保质期如何延长酸奶的保质期5霉菌、酵母菌不耐热，一般杀菌条件已足够将其致死。后杀菌的热处理能杀死酸奶中的污染杂菌，并使部分乳酸菌失活，防止酸奶酸度继续升高，延长酸奶的货架期。实验结果表明 60，20min 后杀菌效果最佳，组织状态好，口感适宜，风味良好，保质期 14d，后杀菌温度过高，会破坏酸奶的胶体结构，引起酸奶胶体脱水收缩，析出乳清，口感粗糙风味变劣；但温度(如55)较低时，未能达到杀菌目的，且口感偏酸；而 70，10min 处理乳酸活
14、菌含量过低。2.5 添加防腐剂提高保质期Nisin 是某些乳酸链球菌产生的一种多肽物质，由 34 个氨基酸残基组成，为灰白色固体粉末，能强烈地抑制革兰氏阳性菌，特别是细菌孢子，如肉毒梭菌、金黄色葡萄球菌、溶血链球菌、李斯特菌、微球菌属和乳杆菌属的某些菌种；尤其对产生孢子的革兰氏阳性菌，如枯草杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌等有抑制作用其抑菌机理为破坏细菌细胞膜的完整性，使苗体物质运输与能量代谢失调最终导致菌体细胞死亡。Nisin 对孢子的作用是杀死孢子，在预突出体膨大阶段对芽孢产生抑制作用，但 Nisin 不抑制革兰氏阴性菌、酵母菌和霉菌。霉克是由乳糖和纳他霉素按 1:1 比例组配成的白色粉状制剂，无味
15、无臭，其有效成分为纳他霉素。纳他霉素是由纳塔林链霉素发酵后的代谢产物提取而成。霉克是新一代高效、安全性高的防霉剂，对大部分霉菌、酵母菌和真菌都有极强的抑制力，但对细菌病毒等其他微生物则无抑制作用。胡萍等人研究，霉克与 Nisin 配合作用，既可在一定保期内控制酸奶的后酸化，又可抑制霉菌和酵母茵的滋生，从而保证酸奶有一个较长的保质期。单独添加葡萄糖酸钙或使用 CaCl2使酸奶保质期延长至 10d。由于葡萄糖酸钙水溶液 pH6-7，使用 CaCl2pH 为 7，它们降低了酸奶酸度，也抑制了霉菌、酵母生长。另外，酸乳中含有多种离子，其中 Ca2+最重要,它可中和酪蛋白所带负电荷,促进酪蛋白凝结，使酸
16、奶糕稠度提高，它们对乳体系的稳定性起重要作用，影响酸奶的稳定性和风味，也间接地影响酸奶的保质期。乳过氧化物酶是一种存在于鲜牛乳中的一种天然抑制剂，它是通过酶反应来使微生物失活，主要抑制菌。该酶反应包括两个协同因子过氧化氢和硫氰酸盐离子，它们与过氧化物酶一起组成乳过氧化物酶系统，其热稳定性很高。近来乳过氧化物酶己戍用到酸奶中，以防止其储存中出现的后酸化作用，产品的江苏畜牧兽医职业技术学院毕业论文（设计）6组织也显得更软、更滑润。4 小结随着生活水平的提高，人们对食品需求已由营养，而酸奶由于其特有的营养价值和保健功能，越来越受人们的关注和认可，但是酸奶保质期短一直成为困扰人们的问题延长酸奶的保质期
17、，首要的是控制酸奶生产过程中的关键环节，严格执 HACCP 质量管理计划，以便于最大程度地保证产品质量。另外加入一些添加物，如：蔗糖，葡萄糖来改变一些菌类的水分活度，其次我们还可以考虑后杀菌，后杀菌的热处理能够杀死酸奶中的污染杂菌，并使部分乳酸菌失活，防止酸奶酸度继续升高，延长酸奶的保质期，此外高压杀菌可使细菌细胞膜破裂、内容物溢出而死亡而且高压处理能灭活微生物酶，使原有的功能破坏或发生不可逆变化致死，从而达到灭菌和延长酸奶贮藏的目的。添加防腐剂最好使用纯天然的抑制剂是微生物失活，使之与有关酶的反应稳定。我想通过以上的几个方面是可以提高酸奶的保质期，达到延长酸奶的正常饮用时间的目的，使我们可以
18、更持久的品尝到新鲜的酸奶制品。如何延长酸奶的保质期7参 考 文 献1郭本恒.现代乳品加工技术丛书-酸奶M,化学工业,2003(10):28-30 2蒋明利.酸奶和发酵乳钦料生产工艺与配方M,中国轻工业出版社,2006(4):17-203林春绵.食品添加剂(精细化工产品手册)N,化工种，2004（10）4沈立荣.关注身边的食品安全N,中国轻工业,2006(4)5彭珊珊.食品添加剂知多少R,食品保健，2004(10)6姜滨英.健康 营养 保健 管理师培训教材N,食品健康，2000(4)江苏畜牧兽医职业技术学院毕业论文（设计）8致 谢感谢我的指导老师张君胜，感谢学校老师的大力支持，有你们的支持我才能开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚谢意！ 同时也感谢学院为我提供良好的做毕业设计的环境。 最后再一次感谢所有在毕业设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，以及在设计中被我引用或参考的论著的作者。
