发酵剂在乳酸发酵中的作用及菌种相互作用

（一）乳酸发酵

应用乳酸菌使牛乳中的乳糖变成乳酸，这是使用发酵剂最重要的目的。由于乳酸发酵导致牛乳发生变化，如pH下降、产生凝固及酸味。pH下降可防止杂菌的污染；由发酵和凝乳酶的共同作用使牛乳产生凝固和酸味，是发酵制品或加工处理中凝块生成的必要条件。

1.制造干酪的乳酸发酵

其目的主要有：

（1）促进凝乳形成；

（2）使凝块收缩和乳清排除容易；

（3）防止加工及成熟时有害微生物的污染；

（4）使乳制品的质地和组织状态良好；

（5）为成熟过程中酶发挥作用提供合适的pH环境。

2.奶油加工的乳酸发酵

其目的在于使pH下降，促进风味菌（明串珠菌）的发育及促进风味物质产生，同时赋予奶油制品以发酵风味。

3.酸乳的乳酸发酵

其目的在于形成均匀一致的凝块，并产生特定的风味。

（二）风味的产生

添加发酵剂的目的之一是赋予乳制品以良好的风味。产生的风味物质，在广义上包含由于蛋白质及脂肪分解所产生的低级代谢产物。

风味物质产生的有关的重要代谢反应为柠檬酸分解。与此有关的微生物虽以明串珠菌为主，但链球菌及乳杆菌也起到一定的作用。产生风味的菌类使柠檬酸分解产生丁二酮、3-羟基-2-丁酮、2，3-丁二醇等C4化合物和微量挥发酸、醇、醛等，其中对产生风味起重要作用的是丁二酮。特殊风味的形成受菌株和培养条件的影响很大，研究表明，培养基中添加柠檬酸、通风良好时对风味的形成起促进作用，中和培养基则起抑制作用。

明串珠菌、进行异型发酵的乳酸菌在乳制品的生产加工中均产生挥发性酸、醛、醇等，这些代谢产物也是重要的风味物质。已知乳链球菌可产生许多羰基化合物，与发酵剂的风味有关。奶油的风味成分为乙醛、甲基甲酮、多种伯醇和仲醇、直链脂肪酸的甲基或乙基酯以及硫化物等。

另外，一部分发酵剂通过使氨基酸脱氨基产生脂肪酸，或将脂肪酸脱去羧基产生甲基酮，这些产物均是重要的风味物质。

（三）蛋白分解(www.xing528.com)

分解蛋白质的发酵剂，在干酪成熟上起着重要作用。由酪蛋白分解产生的肽和氨基酸，是成熟干酪的重要风味成分。蛋白质的分解作用主要与加入的发酵剂及成熟过程中部分外源微生物的蛋白酶活性有关，这些酶系因菌种而异，其蛋白水解作用的最适pH一般为中性或偏酸性。发酵剂在进行乳酸发酵的同时能促进酶的作用，此外，凝乳酶还具有促进干酪发酵剂中乳酸菌分解蛋白质的优点。

某些特殊的蛋白质分解，需考虑使用部分特殊的菌种，如使用亚麻短杆菌发酵砖状干酪及林堡干酪而使之成熟。为使这种干酪产生特有的表面皮膜及特异风味，也可考虑这些菌种与乳酸菌发酵剂混合使用。

（四）脂肪分解

脂肪分解能促进干酪成熟，特别适于霉菌干酪成熟，如娄地青霉菌就是利用其蛋白质分解作用而用于干酪发酵剂；解脂假丝酵母也被用作脂解发酵剂。部分乳酸菌（乳酸链球菌、干酪乳杆菌等）也有脂肪分解能力，可用于契达干酪的成熟。实际上使用发酵剂时，并非单纯以脂肪分解为目的添加，而是使用兼备乳酸发酵和蛋白分解性质的发酵剂。

（五）丙酸发酵

瑞士干酪发酵剂是以丙酸发酵为目的。丙酸菌可将乳酸菌产生的乳酸再分解为丙酸、醋酸、CO2及水，这些发酵产物与瑞士干酪特有的风味及干酪气孔的形成有关。与丙酸发酵相关的丙酸菌一般不作为发酵剂添加，而是利用成熟室中的丙酸菌进行成熟，也有预先把丙酸菌发酵剂和乳酸菌发酵剂混合在一起使用的。

（六）酒精发酵

酒精发酵乳如开菲尔乳是使用将乳糖发酵为酒精的酵母。酵母适合于在酸性条件下生长，所以一般与乳酸菌混合使用，乳酸菌使培养基的pH下降，既可以形成有利于酵母生长发育的环境，又可以防止杂菌的污染。

（七）产生细菌素

乳链球菌和乳油链球菌的部分菌株可分别产生乳链球菌素（Nisin）及双球菌素（Diplococcin）。这两种乳酸菌除乳酸发酵外，产生抗菌物质是其另一作用，可防止杂菌特别是丁酸菌的污染。但由于乳链球菌素对大肠菌无效，如在干酪制造过程中污染了大肠菌则会引起干酪早期膨胀；长期成熟的干酪如乳链球菌素失活，梭状芽孢杆菌孢子萌发亦会使干酪产生缺陷，故要求在生产上精心管理。

（八）混合发酵剂的共生与拮抗

发酵剂多使用两种或两种以上的混合菌。使用混合发酵剂的目的在于取不同菌种的长处，以制造质量优良的发酵剂；还有一个重要的目的，则是利用菌种间的共生作用。典型的例子如下：

（1）产酸慢的发酵剂与别的发酵剂混合作用。伊斯特（East）认为，混合发酵可提高菌的活性，其中个别菌株能产生热稳定的促进其他菌株发育的物质。已知乳链球菌与乳油链球菌共生可产生发育促进物质。

（2）使用乳链球菌与明串球菌的混合发酵剂作为奶油培养物的目的，在于前者的乳酸发酵可使pH下降，后者可提供产生风味的最佳条件；同时乳链球菌又可制造蚀橙明串珠菌发育促进物质即亚叶酸，从而促进后者的生长。

（3）制造瑞士干酪使用乳酸菌与丙酸菌的混合菌。丙酸菌将乳酸变为丙酸，也可减轻乳酸菌自身被乳酸的抑制作用。

（4）乳酸菌和氧化性酵母的混合发酵剂。氧化性酵母将乳酸分解为CO2和水后，使酸度下降，有利于乳酸菌的进一步发育，在制瑞士干酪时，为此目的将白地霉和假丝酵母与乳酸菌混合使用。使用亚麻短杆菌与发酵性酵母组成的混合发酵剂制造砖状干酪或林堡干酪也是出于同样的目的。

此外乳链球菌也与嗜酸乳杆菌共生，且霉菌发酵剂与乳酸菌发酵剂混用，乳酸菌能使培养基的pH下降，促进霉菌的酶作用。酒精酵母与乳酸菌混用，乳酸菌使pH下降也可促进酵母的发育。但另一方面，如果混合发酵剂的组合不当，菌种间则可发生拮抗作用，从而使部分菌的活性受到抑制。