我国发酵型乳酒的开发研究进展

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  摘要简介了发酵型乳酒的开发研究类型、特点及营养保健功能,综述了影响其生产的发酵剂(开菲尔粒)和生产工艺等主要因素,并对其进一步开发进行了展望。
  关键词发酵型乳酒;营养保健功能;发酵剂;生产工艺
  中图分类号TS261.43;TS252.54文献标识码A文章编号 1007-5739(2010)01-0335-02
  
  我国乳酒的历史源远流长,早在2 000年前的西汉时期,中国北方少数民族匈奴人和鲜卑人就已经把乳酒作为主要饮品了[1]。这类产品既具有啤酒低酒精度、略带碳酸气的特点,又有乳制品营养丰富、清新爽口的特征,是一种具有独特风格的乳品。随着我国乳品工业的快速发展,发酵型乳酒及其饮料的开发研究也不断深化,笔者对近年来我国发酵型乳酒的开发研究类型及营养保健功能进行了归纳总结;综述了影响其生产的主要因素,并对其进一步开发进行了展望。
  
  1发酵型乳酒的类型及特点
  
  1.1开菲尔乳酒
  利用传统的开菲尔粒制作的乳酒,其特点是可用于家庭或工业化的开菲尔生产。但是,一旦不使用开菲尔粒就无法继续增殖、传代,即使采用增殖后的开菲尔粒的滤液制备工作发酵剂,不仅连续传代时活力不稳定,而且也易发生杂菌污染或因开菲尔粒共生菌群失衡,而使发酵乳制品的风味等品质性能下降。因此,应注意从开菲尔粒中分离乳酸菌的主要菌群,对其进行分离培养和纯种培养,从中筛选性状优良的菌种按一定比例组合,人工制备高活力纯培养的工作发酵剂,以期解决传统开菲尔工作发酵剂的增殖、传代难的问题[2]。
  
  1.2低醇酸奶
  以乳为主要原料,活性乳酸菌和酵母菌作为发酵剂,采用混合或分步发酵方式制作的低醇(或低酸度)发酵奶[3,4],其特点是酵母菌和乳酸菌利用乳蛋白质和乳糖降解生成氨基酸、乳酸、乙醇、有机酸和其他风味成分,蛋白质在酸性条件和乙醇的作用下形成凝乳;同时酵母菌能够产生多种水溶性维生素,进一步提高了发酵奶的营养价值。酵母菌在促进微生物种间的共生作用、CO2 的形成、提高风味和香气方面起着重要作用[4]。
  
  1.3啤酒酸奶
  啤酒酸奶即含酒花风味的酸奶[5,6],其特点是以乳、白糖、麦芽汁等为主要原料,采用乳酸菌、酵母菌共同或分步发酵制作而成的一种低浓度酒精乳品(或乳饮料)。该类产品经过2轮纯微生物发酵,合理添加各种营养素,兼具了奶与啤酒的营养和口感。其使牛奶中的营养成分更利于人体吸收,也大大降低了酒精对人体的刺激和伤害,营养丰富,口味新颖,适合各种年龄段的人群饮用,是极具市场发展潜力的新型保健乳品。
  
  1.4乳清酒
  利用乳清为原料,经过酵母菌和乳酸菌混合发酵来制备乳清酒。乳清是工业生产干酪和干酪素的副产物,含有多种蛋白质,占牛乳蛋白的20%左右,营养价值较高[7]。目前,国内外对乳清的利用主要是其中的乳清蛋白或乳糖,不是全部的乳清成分。东北农业大学通过微生物发酵生产乳清饮料,得到乙醇体积分数为0.4%的低酒精度乳清饮料。北京发酵工业研究所等协作开发直接利用乳清发酵酿制饮料酒的研究,得到一种具有独特奶香风味、营养可口的低度饮料酒产品[8]。
  
  1.5其他发酵型乳酒
  西藏灵菇发酵奶、内蒙古马奶酒等都是古老的、很有名的含酒精乳品。它们均以当地特色的乳酸菌和酵母菌作为发酵剂发酵而成。这些自然发酵的乳品具有组织细腻、风味独特、口感纯正的特点,其中的乳酸菌已适应了当地恶劣的自然环境,是传代性能好、抗逆性强、凝乳状态好和风味独特的优良乳酸菌种群。
  
  2发酵型乳酒的营养保健功能
  
  由于发酵型乳酒是复合菌群发酵,乳酸菌和酵母菌相互作用;西藏灵菇发酵奶、内蒙古马奶酒及开菲尔发酵剂中的乳酸菌的某些特性不同于普通酸奶,其营养保健功能明显优于普通酸奶[9]。长期饮用西藏灵菇发酵奶能增强人体免疫力、补充维生素、延缓衰老、消除疲劳,并有调节胃肠道功能、降低血清胆固醇、降血压、抗肿瘤、治风湿、美容美颜和减肥等保健作用[10]。开菲尔中的乳酸为100% L( )型,而普通酸奶中的乳酸只有58% L( )型。人体缺乏D(-)型乳酸代谢酶,长期食用D(-)型乳酸易患酸性血液病;开菲尔中的维生素B2、尼克酸、维生素B1、维生素B12、叶酸等含量均比普通酸奶高;在相同的pH值条件下,开菲尔中残存的乳糖及半乳糖含量低[11,12]。开菲尔粒中乳酸菌和醋酸菌的代谢作用,使开菲尔饮品不仅对健康人群有保健作用,而且对胃肠道疾病、代谢疾病、高血压、贫血、心脏病、过敏症等均有一定的疗效。据报道,开菲尔粒中的活菌对志贺氏菌、沙门氏菌等病原菌均有强烈的抑制作用,经常食用开菲尔制品可在人体的胃肠道中保持有益菌群的优势作用。最近研究证实,开菲尔饮品具有较好的降血脂和降血糖的功效[13,14]。王立平等[15]还在酸马奶中分离得到3株降胆固醇的乳杆菌。薄芯[7]等对西藏灵菇发酵奶主要营养成分变化进行了初步探索,结果表明,发酵终点的蛋白质为2.55%;脂肪为2.55%;乳糖为3.46%,符合国家标准对酸奶制品的要求。
  
  3发酵剂(开菲尔粒)和乳酒生产工艺
  
  3.1开菲尔粒(Kefir grains)发酵剂
  开菲尔粒是一种传统的酒精发酵乳饮料——开菲尔的发酵剂。开菲尔粒中主要的微生物是乳酸菌和酵母菌。其中最活跃的乳酸菌为乳链球菌,其最适生长温度为30~35℃,在发酵的1h内就迅速产酸,酸度达115°T时被抑制。而其中的乳酸杆菌的最适生长温度为37~42℃,产酸能力强,可使乳凝固[9]。夏菠等[16]认为开菲尔粒是在牛奶自然发酵中形成的多种微生物的共生体系,由于培养条件不完全一样,会产生一些变形菌,也易被杂菌污染。因此,要对开菲尔乳的菌种进行精确鉴定,先要在规范的条件下制备开菲尔粒,然后在高度无菌的条件下,至少做12种以上的糖发酵试验,才能得到满意的分离效果。刘慧等[2]使用添加了0.5%山梨酸钾的乳清改良培养基及倾注法(划线法)厌氧培养乳酸菌分离效果较好,并且滤液中的菌株比洗液中的长势更好、活力更高。其分离操作流程为:计数开菲尔粒→活化→稀释→平板接种→分离培养→镜检→纯粹培养→保种→发酵性能测试→筛选优良菌种。王蕊等[15]在开菲尔粒发酵剂的制备中,添加1%的乳糖、0.004%的蛋氨酸补充碳源与氮源,有利于开菲尔粒的增殖。
  
  3.2乳酒生产工艺
  乳酒生产工艺,一般都是分为两部分进行,一是乳酸发酵,利用乳酸链球菌、保加利亚乳杆菌等混合菌种进行乳酸发酵;二是酒精发酵,在该过程中酿酒酵母将使原料产生酒精并伴随有酸的产生,最终使产品达到生产要求。
  王蕊等[15]利用开菲尔粒制作酸牛乳酒的生产工艺为:鲜牛乳→预热(70℃)→均质(15MPa)→杀菌(90~95℃,5min)→冷却(25℃左右)→发酵(发酵剂)→冷却(8~10℃,12h)→成熟→包装→成品。最佳发酵条件为:发酵剂接种量5%,发酵温度28℃、发酵时间20h、蔗糖用量10%。酸牛乳酒组织状态均匀、细腻、无乳清析出;口感滑润、清爽,具有典型的纯香和浓郁的酯香。
  徐成勇[3]含醇酸奶的发酵条件优化工艺为:牛奶→预热(60~70℃)→加30g功能性蛋白粉和一定量的砂糖→混合均匀→均质(15~20MPa)→灭菌(85~90℃,5~8min)→冷卻→按比例接种菌种→混合均匀→封口→保温发酵→冷却→冷藏(2~5℃)→成品。刘文宗等[4]低酸度发酵奶研究最佳工艺参数是:发酵温度37、43℃的分段发酵,发酵时间为2.5h,菌种接种比例是酵母菌∶乳酸菌为2∶3,加糖量为6%,酸度为84°T的发酵奶能够获得最佳的效果。
  钱方等[17]用乳酸菌、酵母菌发酵生产牛乳酒时得出乳酸菌和酵母菌单独发酵优于混合发酵。最佳发酵工艺条件为:原料乳加糖8%,酵母菌8%,在30℃下发酵22h,然后再添加乳酸菌5%,在40℃下培养2h。成品指标为酒精度0.60%,乳酸度1.05%,口感细腻、滑润,酸度适中,无脂肪及上清液析出,凝乳状态良好,无渣状,乳白色不透明,有较浓厚的醇香味。严成等[5]酒花风味型酸奶加工最优工艺为:接种乳酸菌,于40~50℃发酵3h后冷却至28℃,再加入酵母菌发酵12h;最佳配方为麦芽汁25%、蔗糖6%、乳酸菌10%、酵母菌3%。
  李新玲等[6]奶啤生产工艺是:先添加2%~4%的乳酸菌发酵剂制备酸奶;再添加8%~10%的酵母菌发酵剂制备奶啤,并合理添加碳水化合物,强化营养素,生产出具有酸奶和啤酒双重保健功能、多款式的低糖奶啤饮料。蒋福虎等[18]低度乳清酒的研制工艺为:以含总糖24.12%的乳清为培养基,接种葡萄酒酵母和生香酵母8%~10%,保加利亚乳杆菌和丁二酮乳酸链球菌母1%~2%,于22~34℃条件下发酵15d,并在0~3℃下11%的低度乳清酒,利用微生物发酵乳清,降低了乳糖含量,消除了原有的不适乳清味,生产出营养价值高、清凉爽口、风味独特的低度乳清酒。吴宏等[19]添加乳酵母菌10%,在37℃下,发酵6~7d;添加固体活性干酵母0.1%,在30℃下发酵12h;添加乳酸菌0.5%~1.0%,在30℃下发酵8~10h,可获得色泽微黄透明、口感较好的含醇乳清低度酒。
  
  4展望
  
  一是加强乳酸菌资源的收集,建立专业化的乳酒生产乳酸菌菌种资源库。我国地域辽阔,各地少数民族,如蒙古族、哈萨克族、藏族等传统发酵乳制品(酸马奶、西藏灵菇酸牛奶、酸驼奶等)的制作和食用已有几千年的历史,经过几千年的自然驯化,这些传统发酵乳制品中一些具有优良发酵特性和有益作用的乳酸菌保留了下来,通过分离、收集,可以使这一宝贵的资源得到保护及利用。二是进一步开展对酵母菌的研究,开发含有酿酒酵母的益生菌产品。酵母菌营养丰富,具有多种生物活性物质,还有分泌和糖基化外源蛋白的能力,又和大肠杆菌一起被称为基因工程菌,其生长繁殖快,培养条件简单。在乳酒生产中,应加强酵母菌的分离、筛选及与乳酸菌等多种菌株的配伍上,体现协同、叠加与附加值效应的研究。开发含有酿酒酵母的益生菌产品。三是开发复合型乳酒的研制、生产。传统的乳酒只有奶香和醇香,口感单一,应考虑将适当的农副产品加入乳酒发酵制品中,使其不仅具有果香而且具有农副产品的营养价值。四是简化生产工艺,为乳酒的工业化生产提供技术支撑。五是加大对乳酒的认识和宣传力度,打造高雅全新品牌。
  
  5参考文献
  
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  (上接第336页)
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