• 2007-10-19

    牛奶中主要的糖和柠檬酸发酵反应 - [奶酪]

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    作者:Kosikowski

    译者:童梦,杨瑜

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    牛奶中主要的糖和柠檬酸发酵反应

    表-1中列举了牛奶中六大发酵反应,包括糖和柠檬酸的发酵反应。并不是所有的发酵反应都是对发酵食品有益的。在某些情况下,发酵反应的最终产物对食品的品质有负面影响。

    乳酸发酵

    同型发酵的乳杆菌和乳球菌都包含乳酸发酵过程。产生乳酸的反应往往产物数量可观,然而,乳酸乳球菌乳酸亚种(双乙酰突变株)既能够产生乳酸,也能够产生显著数量的双乙酰。这表明,乳酸发酵的同型发酵特点并不是绝对的。

    乳酸发酵是牛奶中最重要的发酵反应,因为所有的牛奶发酵类型都包含乳酸发酵过程。乳酸发酵反应能够在1050℃的范围内进行。

    牛奶在酸化到pH4.6时,即酪蛋白的等电点,就会形成酪蛋白(casein)凝块。而凝乳酶(chymosin)则能够在更高的pH条件下,使牛奶中形成副酪蛋白酸盐(paracaseinate)凝块。

    乳酸就是2-羟基-1-丙酸,不挥发,无色,无臭,略微粘稠。能与水、酒精以任意比例互溶。乳酸具有刺激性味道。

    表-1· 牛奶中六个主要的发酵反应

    1. 乳酸发酵(同型)

    C6H12O6 2CH3·CHOH·COOH

    葡萄糖 乳酸

    2. 丙酸发酵

    3C6H12O6 6CH3·CHOH·COOH

    葡萄糖 乳酸

    3CH3·CHOH·COOH CH3·CH2·COOH + CH3·COOH + CO2 + H2O

    乳酸 丙酸 乙酸

    3. 柠檬酸发酵

    CH2COOH·HOCCOOH·CH2COOH 2CH3·CO·COOH CH3·CO·CHOH·CH3 2CO2

    柠檬酸 丙酮酸 3-羟基-2-丁酮

    (氧化反应,-2H

    CH3·CO·CHOH·CH3 CH3·CO·CO·CH3

    3-羟基-2-丁酮 双乙酰

    (还原反应,+2H

    CH3·CO·CHOH·CH3 CH3·CHOH·CHOH·CH3

    3-羟基-2-丁酮 丁二醇

    4. 乙醇发酵

    C6H12O6 2C2H5OH 2CO2

    葡萄糖 乙醇

    5. 丁酸发酵

    C6H12O6 CH3·COOH CH3·CH2·CH2·COOH CH3·CH2OH

    葡萄糖 乙酸 丁酸 乙醇

    CH3·CH2·CH2·CH2OH CH3·CO·CH3 CO2 H2

    丁醇 丙酮

    6. 大肠细菌产气发酵

    2C6H12O6 H2O CH3·CHOH·COOH CH3·COOH CH3·CH2OH 2CO2 2H2

    葡萄糖 乳酸 乙酸 乙醇

    丙酸发酵

    像埃门塔尔干酪、瑞士干酪、格鲁耶尔干酪等这样一些干酪,凝乳块中乳糖含量比较高,在成熟期,丙酸发酵会赋予这些干酪特有的风味,以及其标志性的洞眼。引起丙酸发酵的微生物是“弗氏丙酸杆菌谢氏亚种”,通常是作为发酵剂添加入牛奶中的。当干酪在24℃的条件下放置3周以上时,这种丙酸杆菌生长的最好。

    柠檬酸发酵

    在新鲜牛奶中,大约有0.2%的柠檬酸。有时,人们会额外的向牛奶中添加柠檬酸,以增强柠檬酸发酵。许多发酵乳制品都是通过柠檬酸发酵来提供更多的香味,比如发酵酪乳、酸奶油、奶油奶酪、法国白软酪、以及一部分农家干酪。引起柠檬酸发酵的微生物主要是“肠膜明串珠菌乳脂亚种”、“肠膜明串珠菌葡聚糖亚种”和“乳酸乳球菌乳酸亚种双乙酰突变株”。它们在牛奶中的最佳生长温度是21℃。

    柠檬酸发酵产生的精妙风味是来源于多种化合物,包括双乙酰、丙酸、乙酸,以及一些相关物质。这些风味物质需要保持一定的平衡,才能够赋予发酵乳令人愉悦的香味。某种物质过多或者过少都是不理想的。

    二氧化碳是柠檬酸发酵的最终产物之一,但是当明串珠菌的活性太强时,就会有过量的二氧化碳气体生成,从而造成农家干酪中含有许多微小气孔,这样一来,在进行热煮时,凝乳块就会漂浮在液面上。虽然这种情况会使风味增强,不过却可能破坏干酪的质地,而且在进行热煮时,会给操作人员造成极大的麻烦。

    乙醇发酵

    在东欧地区,含有13%乙醇和丰富二氧化碳气体的发酵乳制品是非常受欢迎的。比如克菲尔(kefir)和马奶酒(Koumiss)。这些发酵乳制品通常是某些假丝酵母(Candida yeast)与乳酸菌联合发酵的产物,这些假丝酵母是为数不多的可以利用乳糖的酵母。

    同样的乙醇发酵也可能在其他的发酵乳制品中发生,不过,在这些情况下,乙醇发酵是不理想的,水果风味和气体将被认为是缺陷。这时,人们会采用严格的措施来抑制酵母的生长。

    丁酸发酵

    丁酸发酵会产生大量的二氧化碳气体,以及一些氢气。丁酸发酵对干酪的风味是有害的,而且由于产生大量气体,会使干酪变形扭曲。埃门塔尔干酪、瑞士干酪和格鲁耶尔干酪等这样一些干酪最容易产生丁酸发酵缺陷。大量的气体使得干酪膨胀,开裂,并且产生大的气孔,然而,丁酸发酵缺陷只在干酪成熟几个月以后才开始显现,“晚期产气(late gas blowing)”就是专门用来形容这种缺陷的术语。

    导致丁酸发酵的微生物是梭菌属的,例如酪丁酸梭菌,梭菌主要以碳水化合物为发酵原料。酪丁酸梭菌是厌氧的产芽孢梭菌,对人体没有特定危害。巴氏消毒无法杀灭这种细菌,它们是热致死条件是120℃,15分钟,在3855℃范围内生长良好。

    在某些国家,允许使用纳他霉素(nisin)来抑制干酪的发酵产气。这种方法在美国也已经被允许使用。

    大肠菌产气发酵

    大肠菌的发酵会导致食物变质,如果被大肠菌污染,那么在制作干酪的过程中,比如在干酪槽或者在压榨机中,都会有二氧化碳气体产生,并且伴随产生令人不愉快的气味。当发酵剂或者原料乳被污染时,就可能发生大肠菌发酵。

    导致大肠菌产气发酵的微生物是“埃希氏大肠杆菌”和“产气杆菌(Aerobacter aerogenes)”,它们被统称为大肠菌。大肠菌含量过多的牛奶就是劣质牛奶,不正确的卫生操作和挤奶都会使得大肠菌超标。在发酵乳的制作过程中,一般是通过乳酸菌发酵剂的快速产酸来抑制大肠菌的,这也是乳酸菌发酵剂的一个重要功能。

    在欧洲,有些人通过向原料乳中添加硝酸钠来抑制大肠菌,不过这种方法在美国还没有被批准。

    大肠菌在35℃的条件下生长良好,在冷藏的条件下虽然生长速度会减慢,不过仍然比其他细菌快。软质成熟干酪表面的某些致病的埃希氏大肠杆菌会导致食物中毒的流行。
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    评论

  • 提供了许多思路,不错。要是能够和实际结合起来就好了。
  • 网站的互动有点麻烦,我手头上资料很多,不过网站具体这么规划,还没有考虑好,比如收入从哪里来等等问题。。。
  • 网站还在准备中。。。工作量很大。。。大家多多支持
  • 中种是因为产酸,可以抑制腐败菌,另外,发酵菌种能够产生一些抗生素物质,也可以起到延长保质期的作用。二次发酵甚至三次发酵的优点很多,比如风味,体积,气孔等等
  • 另外还要请教为什么用中种法做的面包可以延长保质期?

    谢谢哦~
  • 请问网站是什么?到时候去捧场~

    请教下面包发酵为什么要经过至少2次?
  • 加柠檬汁的主要目的是为了添加果味,不过确实增加了柠檬酸发酵的底物。

    这里道歉一下,文章复制到blog格式变了,原文更加清楚一些,我们blog最近可能要换了,准备做网站了呢~
  • 怪不得自制奶酪要加些柠檬汁呢

    太专业了~看的好晕