酸奶是一種傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品,，具有豐富的營養(yǎng)價值和良好的保健功能,。隨著冰箱的普及和冷鏈系統(tǒng)的推廣，隨著我國人民消費水平和文明素質(zhì)的提高,，隨著健康理念的流行,，酸奶產(chǎn)量以年平均25%的速度增長，已經(jīng)成為我國第一大發(fā)酵乳制品,，是最具盈利和發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè),。
酸奶是新鮮牛奶經(jīng)酸奶發(fā)酵劑發(fā)酵而成的乳制品。酸奶發(fā)酵劑是制作酸奶所用的特定的微生物培養(yǎng)材料,。發(fā)酵劑在酸奶生產(chǎn)過程中的作用非常重要,，發(fā)酵劑是酸奶產(chǎn)品產(chǎn)酸和產(chǎn)香的基礎(chǔ)和主要原因,。酸奶質(zhì)量的好壞主要取決于酸奶發(fā)酵劑的品質(zhì)類型及活力。
酸奶發(fā)酵劑的種類
酸奶發(fā)酵劑按照物理形態(tài)的不同可分為液體酸奶發(fā)酵劑,、冷凍酸奶發(fā)酵劑和直投式酸奶發(fā)酵劑這3種,。液體酸奶發(fā)酵劑比較便宜，但是菌種活力經(jīng)常發(fā)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(fā)酵劑乃經(jīng)深度冷凍而成,，其價格也比直投式酸奶發(fā)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(huán)境條件；而直投式酸奶發(fā)酵劑不僅可以直接投入到發(fā)酵罐中生產(chǎn)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(zhì)穩(wěn)定性特別突出,。
目前，液體酸奶發(fā)酵劑由于其品質(zhì)不穩(wěn)定且易受污染,，已經(jīng)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(lián)合一些大學(xué)或研究所進行生產(chǎn)；深冷凍酸奶發(fā)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(fā)酵劑在其價格逐漸為國內(nèi)廠家所接受后，已經(jīng)開始在一些大型酸奶廠家推廣使用,。
在以前的酸奶生產(chǎn)過程中,，酸奶發(fā)酵劑的菌種要在酸奶生產(chǎn)廠家單獨設(shè)一菌種車間，以完成“純菌→活化→擴大繁殖→母發(fā)酵劑→中間發(fā)酵劑→工作發(fā)酵劑”這一工藝過程,，該過程工序多,、技術(shù)要求嚴格，一般廠家由于生產(chǎn)條件有限,，經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量問題,。所以，在乳業(yè)發(fā)達國家,，酸奶生產(chǎn)廠家不自制發(fā)酵劑,，由專門生產(chǎn)發(fā)酵劑的企業(yè)提供酸奶發(fā)酵劑，來滿足發(fā)酵乳制品廠家的要求,。丹麥的漢森中心實驗室1988年底生產(chǎn)出超濃縮的直投式酸奶發(fā)酵劑,。
直投式酸奶發(fā)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(fā)酵劑菌種,，可直接加入到熱處理的原料乳中進行發(fā)酵，而無需對其進行活化,、擴培等其它預(yù)處理工作,。直投式酸奶發(fā)酵劑的活菌數(shù)一般為1010 - 1012 CFU/g。由于直投式酸奶發(fā)酵劑的活力強,、類型多,，酸奶廠家可以根據(jù)需要任意選擇，從而豐富了酸奶產(chǎn)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(chǎn)工藝,。直投式酸奶發(fā)酵劑不需擴大培養(yǎng)，可直接使用,，便于管理。直投式酸奶發(fā)酵劑的生產(chǎn)和應(yīng)用可以使發(fā)酵劑生產(chǎn)專業(yè)化,、社會化,、規(guī)范化、統(tǒng)一化,，從而使酸奶生產(chǎn)標準化,，提高酸奶質(zhì)量，保障了消費者的利益和健康,。
直投式酸奶發(fā)酵劑的制作方法
酸奶生產(chǎn)技術(shù)的一個重大突破就是在于改變了傳統(tǒng)液態(tài)發(fā)酵劑的生產(chǎn)模式,，使用直投式酸奶發(fā)酵劑。直投式酸奶發(fā)酵劑的產(chǎn)品質(zhì)量均一,，可以預(yù)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(fā)酵劑和酸奶質(zhì)量的穩(wěn)定,。直投式酸奶發(fā)酵劑的生產(chǎn)過程主要包括以下幾個步驟：
1) 優(yōu)良菌種的選育和保藏。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的商品化發(fā)酵劑關(guān)鍵在于使用優(yōu)良菌種,。目前國外已經(jīng)專門成立了酸奶發(fā)酵劑生產(chǎn)與研究中心,，對發(fā)酵劑菌種的功能要求已經(jīng)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(fā)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(chǎn)乳酸,；③ 篩選粘性菌種以高產(chǎn)胞外多糖等粘性物質(zhì),，從而增加產(chǎn)品粘度，提高產(chǎn)品的濃厚質(zhì)地,，并減少凝膠斷裂及乳清析出等質(zhì)量缺陷的發(fā)生,；④ 酸奶發(fā)酵過程中會經(jīng)常由于噬菌體的污染而導(dǎo)致發(fā)酵遲緩甚至發(fā)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(yīng)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(fēng)味物質(zhì)，檸檬酸利用菌能夠增強酸奶的特有風(fēng)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(huán)境,，以增強其有效性,。
篩選得到的純培養(yǎng)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(wěn)定性,。
2) 菌種的移植,。在進行發(fā)酵劑的工廠化生產(chǎn)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(yǎng),。
3) 培養(yǎng)基的配制和滅菌。制備直投式酸奶發(fā)酵劑,，首先要對乳酸菌進行高濃度培養(yǎng),。在選擇好基礎(chǔ)培養(yǎng)基(一般為脫脂奶粉培養(yǎng)基)后，要找到合適的增強因子對培養(yǎng)基進行強化,，得到優(yōu)化培養(yǎng)基,，以使乳酸菌的繁殖量達到最大。
4) 接種培養(yǎng),。乳酸菌的高濃度培養(yǎng)方法有幾種：① 恒定pH值培養(yǎng)法：乳酸菌在發(fā)酵過程中,，代謝產(chǎn)生的乳酸、醋酸等物質(zhì)對其生長具有反饋抑制作用,。發(fā)酵罐中培養(yǎng)液的pH值維持在5.8 - 6.0,，以解除乳酸等物質(zhì)對菌體生長的抑制作用，延長培養(yǎng)時間,，制備出含活菌數(shù)高的發(fā)酵液,。培養(yǎng)過程中，使用化學(xué)中和法或緩沖鹽法維持培養(yǎng)液pH值的穩(wěn)定,。② 膜滲析法：利用膜的選擇性將培養(yǎng)液與營養(yǎng)液進行成分交換,，使培養(yǎng)液中的乳酸部分滲出,，營養(yǎng)液中的成分滲入培養(yǎng)液中，以維持乳酸菌正常的生長繁殖,。
5) 細胞濃縮,。對數(shù)期后期至穩(wěn)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(yǎng)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(shù)在20 - 50倍以上,，操作過程應(yīng)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(huán)境下利用升華現(xiàn)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(chǎn)生的冰晶體會損壞細胞膜,，導(dǎo)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(chǎn)結(jié)束后，將袋裝直投式酸奶發(fā)酵劑一直保持在-18℃條件下冷藏,，直至產(chǎn)品投放到發(fā)酵罐中,，有助于保持更高的存活率和穩(wěn)定性。
以上過程中涉及兩個關(guān)鍵技術(shù)：增加菌液的濃縮程度和減少干燥致死數(shù)量,。目前國內(nèi)在這兩方面的技術(shù)尚不夠先進,，所以還不能夠生產(chǎn)直投式酸奶發(fā)酵劑。
酸奶發(fā)酵劑在中國的使用現(xiàn)狀
由于我國乳品工業(yè)起步較晚,，特別是發(fā)酵乳制品,，因此對乳酸菌發(fā)酵劑的研究較少,，特別是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的乳酸菌發(fā)酵劑的研究和開發(fā)幾乎是個空白。目前我國小型和中型乳品加工企業(yè)生產(chǎn)酸奶時大多采用繼代式酸奶發(fā)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?qū)е庐a(chǎn)品質(zhì)量較差,。盡管目前大多數(shù)大型乳品加工企業(yè)采用直投式酸奶發(fā)酵劑生產(chǎn)發(fā)酵乳制品，但全部是進口產(chǎn)品,，由于價格較高,，導(dǎo)致生產(chǎn)成本加大。而我國目前尚無商業(yè)化的直投式酸奶發(fā)酵劑供乳品企業(yè)采用,。
1997年以后,，中國的酸奶企業(yè)才開始使用國外進口的直投式酸奶發(fā)酵劑。直投式酸奶發(fā)酵劑由于具有質(zhì)量穩(wěn)定,、生產(chǎn)易行等特點目前已被我國大多數(shù)大型乳品加工企業(yè)所采用,。
目前我國乳品加工企業(yè)采用的是進口的直投式酸奶發(fā)酵劑，由于成本較高（噸產(chǎn)品發(fā)酵劑成本在200元以上）,，限制了直投式酸奶發(fā)酵劑在中,、小型乳品企業(yè)的使用。
隨著我國直投式酸奶發(fā)酵劑的研究和開發(fā),，生產(chǎn)成本將會大大下降,，屆時幾乎所有的乳品加工企業(yè)都將會采用直投式酸奶發(fā)酵劑。按目前我國發(fā)酵乳300萬噸/年生產(chǎn)規(guī)模來算,，對直投式乳酸菌發(fā)酵劑的需求量為300噸,，其產(chǎn)值可達3億人民幣，利稅可達2.1億元,。
酸奶發(fā)酵劑的發(fā)展趨勢
過去主要根據(jù)工藝要求選擇酸奶發(fā)酵劑,，產(chǎn)酸快、凝固好,、能產(chǎn)生強酸奶風(fēng)味的酸奶發(fā)酵劑曾經(jīng)是生產(chǎn)廠家的首選?，F(xiàn)在則要首先考慮顧客的愛好，讓酸奶產(chǎn)品最大限度地符合顧客和市場的需要,?？缮a(chǎn)個性化、溫和可口,、順滑稠厚,、有益健康的酸奶的，產(chǎn)酸較快,、質(zhì)量穩(wěn)定,、使用方便、價格適中的直投式酸奶發(fā)酵劑是生產(chǎn)廠家的需要和追求，也是酸奶發(fā)酵劑的發(fā)展趨勢,。在分子生物學(xué)突飛猛進的今天,，有上百年研究和生產(chǎn)發(fā)酵劑經(jīng)驗的發(fā)酵劑公司利用篩選、誘變,、基因重組等技術(shù),，選育了一系列具有更優(yōu)良特性的酸奶發(fā)酵劑。過去只有為數(shù)不多的酸奶發(fā)酵劑可供廠家選購,，現(xiàn)在則根據(jù)酸奶風(fēng)味特征,、口感、粘稠度,、酸奶類型等分類,，有數(shù)十種酸奶發(fā)酵劑可供酸奶生產(chǎn)廠家靈活選擇，用來生產(chǎn)具有個性化的酸奶產(chǎn)品滿足顧客的需要,。
酸奶在貯存和銷售時的后酸化現(xiàn)象曾經(jīng)是困擾許多生產(chǎn)廠家的難題,。如今選育在高溫下產(chǎn)酸快、在低溫下基本不產(chǎn)酸或產(chǎn)酸甚微的菌株獲得成功,?？诟袦睾汀⒈Ｙ|(zhì)期內(nèi)pH值可控制在4.2以上的酸奶產(chǎn)品在市場上將受到消費者的歡迎,，成為酸奶的主流產(chǎn)品,。
高濃度乳酸菌發(fā)酵劑培菌技術(shù)、深度冷凍技術(shù)和真空冷凍干燥技術(shù)的進展,，使直投式酸奶發(fā)酵劑在酸奶生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用,。酸奶發(fā)酵劑在高純度、高濃度和高穩(wěn)定性方面已達到很高的技術(shù)水平,。過去冷凍干燥發(fā)酵劑最好要在-30℃或-18℃貯存,，現(xiàn)在有的冷凍干燥發(fā)酵劑在4℃條件下貯藏時的保存期可達18個月。
發(fā)酵劑生產(chǎn)公司在現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué),、預(yù)防醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的合作支持下,，選育了一系列具有更佳保健效果和醫(yī)療作用的益生菌酸奶發(fā)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(fā)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(fā)酵劑等。
隨著酸奶向健康和嗜好兩極化方向的發(fā)展趨勢,，酸奶發(fā)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(fā)展。
發(fā)酵劑在酸奶生產(chǎn)過程中的作用非常重要,，發(fā)酵劑是酸奶產(chǎn)品產(chǎn)酸和產(chǎn)香的基礎(chǔ)和主要原因,。酸奶質(zhì)量的好壞主要取決于酸奶發(fā)酵劑的品質(zhì)類型及活力。
可生產(chǎn)個性化,、溫和可口,、順滑稠厚、有益健康的酸奶的,，產(chǎn)酸較快,、質(zhì)量穩(wěn)定、使用方便,、價格適中的直投式酸奶發(fā)酵劑是生產(chǎn)廠家的需要和追求,，也是酸奶發(fā)酵劑的發(fā)展趨勢。
