1)優良菌株的選育和保存。生產優質商品曲的關鍵是使用優良菌株。國外已經建立了酸奶發酵劑的生產研發中心,發酵劑菌種的功能要求基本形成標準。乳酸菌的主要篩選方向是:①篩選耐冷凍、幹燥和剪切能力強的菌株,因為冷凍幹燥、深凍貯藏和噴霧幹燥是制備商品發酵劑的主要方法;②篩選乳糖和半乳糖利用率高、產乳酸多的陽性菌株;③篩選粘性菌株,高產胞外多糖等粘性物質,以增加產品的粘度,改善產品的濃稠質地,減少凝膠破碎、乳清析出等質量缺陷的發生;④酸奶發酵過程中,噬菌體汙染往往導致發酵緩慢甚至失敗,但目前仍無有效的預防措施,因此各酸奶廠要求相應的抗噬菌體菌株進行輪換;⑤檸檬酸可分解成雙乙酰等酸奶特有的風味物質,檸檬酸利用菌可增強酸奶的獨特風味;⑥篩選雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌等益生菌時,菌種最好來自人體,能耐受膽鹽和酸性環境,以增強其有效性。
篩選得到的純培養物長期保存在超低溫冰箱或液氮罐中,以保持其活性和穩定性。
2)菌種的移植。在工業化生產發酵劑前,菌種在實驗室和菌種車間進行活化和移植,種子液進行擴大。
3)培養基的制備和滅菌。制作直投式酸奶發酵劑,首先要對乳酸菌進行高濃度培養。在選定基礎培養基(壹般是脫脂奶粉培養基)後,要找到合適的強化劑對培養基進行強化,得到優化的培養基,最大限度的繁殖乳酸菌。
4)接種和培養。乳酸菌的高濃度培養方法有幾種:①恒pH培養法:乳酸菌在發酵過程中,代謝產生的乳酸、乙酸等物質對其生長有反饋抑制作用。發酵罐中培養液的pH值維持在5.8-6.0,以減輕乳酸等物質對細菌生長的抑制作用,延長培養時間,制備活菌數高的發酵液。在培養過程中,采用化學中和法或緩沖鹽法保持培養液pH值的穩定。(2)膜透析法:利用膜的選擇性在培養液和營養液之間交換成分,使培養液中的乳酸部分滲出,營養液中的成分滲透到培養液中,維持乳酸菌的正常生長繁殖。
5)細胞濃度。對數生長期後期到穩定期前期是收獲乳酸菌細胞的最佳時機,因為此時收獲的菌體細胞存活率、抗凍性和抗幹燥性最強。此時,可以離心分離乳酸菌培養液,並且可以收集細菌細胞以濃縮細菌溶液的濃度。也可以選擇膜分離。濃縮倍數在20-50倍以上,操作過程盡量柔和,盡量減少剪切力和空氣的影響。
6)冷凍幹燥。冷凍乳酸菌後,在減壓環境中通過升華除去水。當細菌中大部分水分被去除後,細胞的生理活動就會停止,從而達到長期保存的目的。冷凍過程中產生的冰晶會損傷細胞膜,導致細胞大量死亡,所以在凍幹前需要添加防凍保護劑,以減少細胞的損傷。
7)包裝。壹般采用袋裝和無菌包裝,便於儲存和運輸。