0 引言

《2012-2017年酸奶行业投资决策调研与趋向咨询报告》指出，目前在许多乳制品中，酸奶是我国消耗量增长速率最快的种类.城乡居民的每年平均液态酸奶的消耗量增加了20%以上，超过了居民收入的增长速率.由于酸奶中存在大量活菌，为了保持菌的活性与酸奶口味，因此需要在低温条件下储存、运输和销售，如果整个过程中温度控制不当，酸奶的风味容易发生变化[1].

老金虽然是个晚期的肺癌病人，但是反复的治疗休息再治疗也延长了3年多的寿命。终于有一天，老金的肺部病灶再次进展，双肺的转移灶让他的呼吸变得十分艰难，也许是预感到时间不多了，有一天查房他对我说：“罗医生，非常感谢你让我多在爱人身边3年，现在我可能真的不行了，我和爱人商量过了，我的肺、肝都是肿瘤，不能用了，但是角膜能用，我想在死后能够把它捐献给需要的人。”那一刻我一下子愣住了，从业这么多年了，我们还没有遇到过这样的病人，人在生命的尽头能够放下愤怒、怨恨，看淡生死已经很不容易了，老金却在这一刻还能够想到别人，想到用自己仅存的宝贵的东西帮助别人，我心中的敬意油然而生。

图1表明，酸奶的销量所占总乳制品比例不断增加，销售主要集中在城市，而且越是大城市酸奶消费量越大，而县城和乡镇地区酸奶消费很少，因为酸奶的储藏、运输和消费都是通过冷链来完成的，城市冷链完善，能够较好地运输和储藏酸奶，但在无形之中又增加了酸奶的成本.酸奶具有特殊风味和较高营养价值，容易被人体吸收，能够帮助肠道消化等有益于人类健康.因此如何对酸奶进行廉价且有效的保藏是现如今酸奶行业面临的一个巨大问题.通过喷雾干燥技术将酸奶进行喷雾干燥所生产出的酸奶粉一方面能够保证其中的活菌数[3]，另一方面又可以延长酸奶产品的保藏期限.本试验利用市售菌种发酵生产酸奶，并进行喷雾干燥，从而研究喷雾干燥生产酸奶粉的工艺.利用喷雾干燥技术生产出便于运输和储藏的酸奶粉，具有很好的发展前景.

老巴自斟自酌地饮了酒。他满是酒意，摇晃着走到阿东的床边，说：“罗爹爹和细婆他们的话说得都蛮对，但是听不得。”

首先,对对照组患者使用常规的护理康复方式,对观察组的患者在常规护理康复方式的基础上加入个性化的康复护理方式,具体内容如下:

  

图1 发酵奶在不同地域的消费情况[2]

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

本实验采用的主要仪器见表1所列.

1.2 主要仪器与设备

酸奶(君乐宝乐钙酸奶、蒙牛纯甄酸奶、伊利畅轻风味发酵乳)、全脂奶粉、脱脂乳、MRS培养基购于国药集团化学试剂有限公司、β-CD(β-环糊精)购于青岛优索化学科技有限公司、蔗糖等.

1.3 工艺流程

菌种筛选和分离纯化→单菌发酵剂制备→酸奶生产→酸奶粉生产→包装→成品.

1.4 单菌发酵剂的制备方法

1.4.1 菌种的分离纯化与筛选 将酸奶稀释涂布37℃培养48h，挑取单个菌落，在固体乳酸菌培养基上划线纯化3～4次，单个菌体菌落大、透明、灰白色,镜检菌体形状为杆状的菌种为保加利亚乳杆菌；单个菌体菌落微小，光滑，润湿，微微发白，边沿整齐，且镜检菌体为卵圆形，成对或者是形成长链的辨别为嗜热链球菌；菌落较大、乳白色、微微发黄的菌种为嗜酸乳杆菌[4].

 

表1 主要试验仪器

  

仪器名称厂家BPH-9272精密恒温培养箱上海一恒科学仪器有限公司LRH-250A生化培养箱韶关市泰宏医疗器械有限公司SP-1500喷雾干燥机上海顺仪实验设备有限公司WT-2ND超净工作台北京玉堂蓝翼科技有限公司LDZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌锅上海申安医疗器械厂

1.4.2 发酵剂制备 挑取保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌和嗜热链球菌，分别加入到脱脂奶液体培养基中，37℃培养12h，获得菌体的纯培养物，取300mL的脱脂奶装在干燥的三角烧瓶中，灭菌，取脱脂奶3%量的菌体接入到三角瓶中进行培养(12～14h)，在凝块状态均匀，稠密，有少量乳清或者是无乳清析出时就可以获得母发酵剂，可用来制作发酵剂，生产发酵剂所用脱脂奶的灭菌参数(80℃、30～60min)，方法和母发酵剂制备相同，制备好的发酵剂箱中4℃备用[5].

学校对实验教学的管理是根本性管理。对是否能够真正实现、实践实战能力强的应用型专业人才培养目标，具有根本性、决定性作用。

1.5 酸奶发酵工艺正交试验

在单因素的试验基础上，确定菌种比例(A)、发酵时间(B)、接种量(C)是影响发酵乳中活菌数的重要因素，进行L9(34)正交试验设计，确定发酵乳最适的发酵条件，见表2所列.

k-means算法的时间复杂度为：O（nkt）。其中，k指聚类簇数，t指迭代次数，n指对象数，所以对于处理大数据集时，具有高效性，而且实现方式简单、快速。通过实验表明，k-means对于处理簇接近高斯分布时，效果更好。因为k-means需要事先指定k作为初始质心，对k的选取会导致不同的分析结果，所以对于一些事先需要分类的数据分析效果不好，影响最终分析结果。对“噪声”和孤立点数据较为敏感，容易对均值产生较大影响，且分析只能保证局部最优，不能保证全局最优。

 

表2 发酵工艺正交试验因素水平表

  

水平因素菌种比例(A)发酵时间(B)接种量(C)12∶1∶38h5%22∶2∶310h6%32∶3∶312h7%

1.6 喷雾干燥参数研究方法

1.6.4 喷雾干燥工艺参数正交试验 在单因素试验的基础上，影响酸奶粉活菌率的因素有进口温度(A)、进料流量(B)、β-环糊精浓度(C)，对这三个因素进行L9(34)正交试验设计，确定最佳喷雾参数.见表3所列.

其中：C为菌落数;V为涂布体积；m为稀释倍数.

1.6.3 不同进口温度对干燥结果的影响 喷雾干燥机风机频率设为50Hz(出口温度70℃左右)、进料流量240mL/h、β-环状糊精浓度0.015g/mL、在进口温度分别为130℃、140℃、150℃、160℃、170℃的条件下进行喷雾干燥，研究进口温度对酸奶粉中活菌数的影响.

1.6.2 不同进料流量对干燥结果的影响 喷雾干燥机风机频率设为50Hz(出口温度70℃左右)、进口温度设为150℃、β-环糊精浓度0.015g/mL、在进料流量分别在120mL/h、180mL/h、240mL/h、300mL/h、360mL/h的条件下进行喷雾干燥，研究进料流量对酸奶粉中活菌数的影响.

在古希腊，人们一方面认为世界上有一个终极目标，而事物的运动就是朝着这个终极目标进化的过程。另一方面认为生物体逐渐走向生物成熟是进化的过程。苏格拉底和柏拉图将物质世界的运动解释为接近“最高善”的渐进过程。亚里士多德理解宇宙的发展是一个从最低到最高的漫长进化过程。古希腊哲学家对发展的理解集中表现为目的论的哲学意蕴和决定论的生态意蕴，二者对后世影响重大。

1.6.1 不同β-环糊精浓度对干燥结果的影响 喷雾干燥机风机频率设为50Hz(出口温度70℃左右[6])、进口温度设为150℃、进料流量240mL/h、在β-环糊精剂浓度分别为0.005g/mL、0.01g/mL、0.015g/mL、0.020g/mL、0.025g/mL的条件下进行喷雾干燥，研究β-环糊精浓度对酸奶粉中活菌数的影响.

 

表3 喷干燥工艺正交试验水平表

  

水平因素进口温度(A)进料流量(B)β-CD浓度(C)1150℃240mL/h0.010g/mL2160℃300mL/h0.015g/mL3170℃360mL/h0.020g/mL

1.7 测定和计算方法

1.7.2 菌数测定 将待测的酸奶用移液枪量取1.0mL,用灭菌的生理盐水稀释10倍.取0.1mL注入到培养基上，涂布均匀，37℃恒温培养48h[9].取菌落数量在30以上300以下之间的没有杂菌污染的培养皿进行计数[10-11].

(1)利用刃天青(C12H17NO4)的还原指示剂原理与酸奶中的乳酸菌在繁殖过程中产生的酸发生反应，在无氧环境下刃天青溶液会由粉红色退到无色[7]，就是在含有1mL发酵剂、9mL脱脂奶中加入1mL的0.005%刃天青溶液，然后在36.7℃的恒温培养箱中放置35min以上，根据颜色的变化来判断发酵剂的活力.

(2)单菌发酵剂中菌数测定：取稀释一定倍数的单菌发酵剂，然后在乳酸菌固体培养基中涂布，然后在恒温培养箱中培养48小时，然后记录并计算每个发酵剂中的菌的浓度[8].

1.7.1 发酵剂活力测定

活菌数

周淑英，1964年出生于剪纸之乡——张家口蔚县南张庄，从三四岁起就开始跟着哥哥染色。哥哥严格按照父亲周永明的要求，只用五种颜色，花朵一般都染成粉色和黄色，周淑英偷偷把粉色的花染成了紫色，放在了一沓剪纸的最下面。细心的父亲在检查时发现了，脸色马上阴沉了下来，大声问这是谁干的？哥哥吓得不敢出声，周淑英只得弱弱向父亲声辩，田野里本来就有紫色的花儿呀！威严的周永明默默看着染出来的纸样，脸色慢慢变得开朗了。他没有责怪女儿，因为眼前的色彩确实感觉更加丰富了，他默认了女儿的“发明”。

1.7.3 酸奶粉活菌率的计算

活菌率

2 结果与分析

2.1 酸奶发酵工艺正交试验结果

表4中的数据显示，菌种比例极差最大，接种量极差最小，他们对发酵条件影响的大小顺序为菌种比例>发酵时间>接种量，由表中数据我们可以得到最好的发酵条件为A3B1C1(保加利亚乳杆菌：嗜酸乳杆菌：嗜热链球菌为2∶3∶3，发酵时间为8h,接种量为5%).因为该实验组合不在正交实验结果中，所以需要对该最优发酵条件进行验证，实验结果表明运用最优条件进行酸奶发酵时，活菌数能够达到6.0×108cfu/mL.这个结果明显高于正交试验中的结果，因此可以证明，最优发酵条件为A3B1C1.

 

表4 酸奶发酵工艺正交试验结果

  

试验号ABC菌数(×108)/(cfu/mL)11114.221224.931335.142124.452233.262314.573135.483215.293324.2K114.214.013.9K212.113.313.5K314.813.813.7R2.90.70.2T=41.1

2.2 喷雾干燥条件结果与分析

2.2.1 不同β-CD浓度对活菌率影响的结果及其分析 从图2可以明显看出喷雾干燥生产酸奶粉时，β-环糊精浓度为0.015g/mL时酸奶粉中活菌率最高,此时菌的存活率为73.2%.因为随着β-环糊精浓度的增加，酸奶粉中的菌的存活率会一直增加，但是后期逐渐平稳，所以在保证酸奶粉中活菌率的前提下，为了酸奶粉的口感和风味而选择保护剂浓度在0.015g/mL.

  

图2 不同β-CD浓度对活菌率的影响

2.2.2 不同进料流量对活菌率的影响的结果及其分析 如图3所示，当喷雾干燥生产酸奶粉时，工艺参数进料流量为300mL/h时，生产的酸奶粉活菌率最高76.6%.因为在喷雾干燥生产酸奶粉时，随物料进料流量不断的增加，活菌率逐渐增大，进料流量达到300mL/h以后，酸奶粉中的活菌率有所降低.

  

图3 不同进料流量对活菌率的影响

2.2.3 不同进口温度对活菌率影响的结果及其分析 从图4明显看出，当喷雾干燥生产酸奶粉时，进风温度为150℃,酸奶粉中菌的存活率最高,此时菌的活菌率为75.6%.喷雾干燥温度较低，喷雾干燥不完全，出粉效果较差，导致酸奶粉中活菌率较低；随着温度逐渐上升，出粉效果变好，活菌率逐渐上升.当温度上升到150℃后，随着温度增加，酸奶粉中的活菌率逐渐降低，原因可能是过高的温度导致菌失活.

  

图4 不同进口温度对活菌率的影响

2.2.4 喷雾参数的正交试验的结果及其分析 表4中的数据显示，喷雾参数对粉状酸奶影响的大小顺序为，进口温度>进料流量>保护剂浓度，由表4数据可以得到最佳发酵条件为A1B2C2.进行验证后发现和正交试验所得结果一致.所以当喷雾干燥机进口温度为150℃，进料流量为300mL/h, β-环糊精浓度为0.015g/mL时就是生产酸奶粉的最好的干燥参数，此时粉状酸奶中的活菌率为78.4%.

 

表4 正交实验结果

  

试验号ABC存活率/%111168.6212278.4313372.5421267.3522364.7623162.2731362.4832176.3933272.6K1219.5198.3207.1K2194.2219.4218.3K3211.3207.3199.6R25.321.118.7

3 结论与展望

本文对喷雾干燥酸奶粉生产工艺进行研究，在β-环糊精含量为0.015g/mL，喷雾干燥机进口温度为150℃，进料流量为300mL/h的组合条件下，是最佳的喷雾干燥参数，此时酸奶粉中的活菌率为78.4%.酸奶粉呈乳白略带淡黄色，并且粉质细腻.酸奶粉不需要低温储藏的条件，而且携带方便，货架期长；酸奶粉仍然具有发酵活力、营养以及风味，可以作为酸奶的发酵剂，不需要进一步活化和扩增[12]；酸奶粉的研发，能够对酸奶全年的生产起到平衡的作用，能够调节市场上的需求关系，所以，酸奶粉在未来有很好的发展前景.但是试验生产出的酸奶粉与市售奶粉、速溶咖啡等产品仍有一定差距[13]，因此，酸奶粉成熟生产工艺需要进一步研究.

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[2] 佚名.酸奶行业市场分析[J].乳业科学与技术,2014,37(6):40-40.

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[4] MEHMOOD T, MASUD T, ABBASS S A. Shabana Maqsud. Isolation and Identification of Wild Strains of Lactic Acid Bacteria for Yoghurt Preparation from Indigenous Dahi[J]. Pakistan Journal of Nutrition,2009,8(6):3-20.

[5] 丁武.食品工艺学综合实验[M].北京：中国林业出版社,2012.

[6] 甄晓宇,热娜古丽·木沙,阿布力米提·克里木.酸奶喷雾干燥工艺的优化[J].食品工业,2015,36(10):120-123.

[7] 刘娜,苏丰薇.刃天青还原法快速检测鲜牛奶中总菌数的研究[J].河南工业大学学报:自然科学版,2013,34(1):73-76.

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[11] 肖壮.牛初乳酸奶粉的工艺研究[D].长春：吉林农业大学,2012.

[12] 李秀军,王彦民,杨利刚,等.活性乳酸菌酸奶粉加工关键技术研究[J].食品研究与开发,2017,38(24):109-117.

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