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酸奶的发酵

撰文:乐儿

生活中我们经常会遇到不喜欢纯牛奶的朋友,但很少听人说不喜欢喝酸奶,从笔者及身边朋友和超市酸奶销售状况来看,酸奶可谓深受人们的喜爱。不过喝酸奶的同时我们是否有想过酸奶中含有什么营养成分?酸奶的制作原理又是什么呢?笔者在此就以上问题进行简要描述。

酸奶的制作原理

根据卫生学大辞典定义,酸奶(yoghurt)又称发酵乳,是以牛羊鲜乳或制品为主要原料,配以蔗糖等甜味糖,添加乳酸菌或酵母,进行发酵后所得的呈凝集状或液体状的具有特殊风味的乳饮料。新鲜牛乳的主要成分是水、脂肪、磷脂、蛋白质、乳糖、灰分,非脂肪固体,干物质等。乳酸菌利用β-半乳糖苷酶将新鲜牛乳中的乳糖分解为葡萄糖和半乳糖,然后葡萄糖通过糖降解途径生成乳酸,导致牛奶pH降低,蛋白质发生凝固,呈现出粘性胶状结构。除此之外,还会产生胞外多糖、风味物质(非挥发性和挥发性酸,如乙醛、丙酮、乙酰、双乙酰和醋酸)以及人体营养所必需的多种维生素等。

酸奶发酵如果在销售包装内进行,则会呈现凝固的半固体状态,称为“凝固型发酵乳”。最常见的老酸奶便是凝固型发酵乳。若发酵在生产车间的发酵罐内进行,后搅拌灌装,凝固状态在搅拌和灌装过程中转化为液体状态,则称为“搅拌型发酵乳”。普通袋装酸奶基本上是搅拌型发酵乳。


图1. 凝固型酸奶。(图源:央视网)

酸奶发酵类型

乳酸菌(lactic acid bacteria)是指一群通过发酵糖类产生大量乳酸的细菌总称,从形态上可分为球菌和杆菌。并且均为革兰氏染色阳性、在缺少氧气的环境中生长良好的兼性厌氧性或厌氧性细菌。酸奶则是由乳酸菌发酵而成的,那乳酸菌的发酵方式又是怎样的呢?一般乳酸菌发酵可分为同型乳酸发酵和异型乳酸发酵,同型乳酸发酵乳糖经过己糖二磷酸途径(EMP),也就是糖酵解途径,几乎只产生乳酸;而异型乳酸发酵乳糖通过戊糖磷酸途径(HMP)除产生乳酸外,还生成乙醇、二氧化碳等物质。1mol葡萄糖在同型乳酸发酵中可产生2mol的乳酸,而异型发酵则只产生1mol乳糖。在酸奶发酵中,常用乳酸菌进行同型乳酸发酵,产酸较快。我们常见的酸奶发酵菌种德氏乳杆菌保加利亚亚种(保加利亚乳杆菌)和唾液链球菌嗜热亚种(嗜热链球菌)便进行同型乳酸发酵。


图2 同型乳酸发酵EMP途径。(图源:维基百科)

酸奶发酵乳酸菌

在酸奶发酵中最为常用乳酸菌是保加利亚杆菌嗜热链球菌。1905年, 保加利亚科学家斯塔门·戈里戈罗夫首次发现并从酸奶中分离出了“保加利亚乳酸杆菌”,保加利亚乳酸杆菌具有非常强的产酸能力和耐酸性,最高产酸量达到2%, 能利用葡萄糖、果糖、乳糖进行同型乳酸发酵产生D型乳酸,在发酵过程中可产生特有的风味物质(乙醛、双乙酰 (丁二酮) 、丙酮、3-羟基丁酮和挥发性酸),使酸奶独具风味。同样,嗜热链球菌也能将生乳中的乳糖发酵成乳酸等风味物质。两种乳酸菌都能将乳糖发酵成乳酸,一般的酸奶发酵中要同时添加这两种菌进行发酵,这是什么原因呢?

实验发现组合菌的产香能力普遍高于单菌株的平均水平,虽然个别风味物质含量可能小于单菌株的水平,但总体的感官性能普遍高于单菌株,所以酸奶一般选择用多种乳酸菌进行发酵。并且不同乳酸菌由于特性不同在酸奶发酵的不同时期发挥作用。如在发酵过程中,初期原料乳pH值较高, 有益于嗜热链球菌的生长,所以嗜热链球菌的产酸性能在发酵初期较高, 但随着pH的下降,嗜热链球菌逐渐停止产酸,而这时由于保加利亚杆菌耐酸性较好,此时保加利亚杆菌则在发酵中占主导作用。并且也有研究显示两种菌能够共生,具体表现为一种菌的代谢产物能促进另一种菌的生长。例如保加利亚乳杆菌发酵乳中的无菌过滤物可促进嗜热链球菌的生长;嗜热链球菌在发酵乳中产生的有机酸也能刺激保加利亚乳杆菌的生长。

酸奶的益处及购买

酸奶中含有的钙、磷、铁、维生素、氨基酸等机体的重要营养成分,经乳酸菌发酵后,还产生乳酸、胞外多糖以及一些风味物质,这些物质都能为机体提供或多或少的营养补充,并且乳酸菌的存在能增加肠道有益菌群的占比,酸奶的低pH可破坏人体肠道内腐败菌赖以生存的中性和碱性环境,抑制有害菌生长繁殖,从而有益于维持肠道菌群生存。

最后,再跟大家说一下挑选真酸奶的注意事项,首先是名字,我们俗称为“酸奶”的乳制品学名称为“发酵乳”,总体上分为“发酵乳”和“风味发酵乳”两大类,二者区别在于是否含有乳制品之外的配料,也就是是否添加了“风味”配料。发酵乳是仅仅以乳或乳粉为原料,经过杀菌发酵等工艺生产的产品,不含其他配料。若添加食品添加剂、营养强化剂、果蔬、谷物等配料则被叫做风味发酵乳。再者配料,真酸奶配料表中第一位都是生牛乳或乳粉。而某些酸奶饮料,配料表第一位一般都是水。还有就是真酸奶营养成分表中的蛋白质一般都在2.3g以上。只要我们在购买酸奶是注意一下酸奶名字、配料和营养成分中的蛋白质就能尽量避免买到假酸奶,希望今天的知识能够对大家的生活有所帮助。


参考文献:

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制版人:Kira

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