酸奶的科学

Earlene Mulyawan 的嘉宾帖子

酸奶是一种古老的食物，已有数千年的历史。关于酸奶的发现有一个理论是，在公元前 10,000 年至 5,000 年，牧民开始挤奶，他们将牛奶存放在由动物肠道制成的袋子里。肠道含有天然酶，会导致牛奶凝结和变酸。牧民们注意到，这种储存牛奶的方法可以延长牛奶的保质期并保存它。当他们饮用发酵牛奶时，他们很喜欢，于是就继续制作。无论这个理论是否属实，发酵牛奶的消费都一直延续到现代，并传播到世界各地。“酸奶”一词被认为源自土耳其语“yogurmak”，意思是增稠、凝结或变酸。如今，美国食品药品监督管理局 (FDA) 将酸奶定义为由两种细菌菌株发酵的牛奶产品：一种是产生乳酸的细菌：保加利亚乳杆菌 (Lactobacillus bulgaricus) 和嗜热链球菌 (Streptococcus thermophiles)。

制作酸奶，首先将牛奶加热至 180 华氏度（约 82 摄氏度）30 分钟，以使乳清蛋白变性；这使得蛋白质形成更稳定的凝胶。在添加培养物之前对酸奶进行巴氏消毒。巴氏消毒过程可以杀死任何可能使牛奶变质的病原体，并消除活性培养物的潜在竞争者。牛奶巴氏消毒后，将牛奶冷却至 108 华氏度（约 42 摄氏度），这是酸奶发酵剂培养物最佳生长的温度。最后，将酸奶发酵剂培养物（益生菌）添加到冷却的牛奶中，并孵育直至获得低于 5 的 pH 值。这称为发酵过程，其中牛奶中的乳糖转化为乳酸，从而降低 pH 值。当 pH 值低于 5 时，酪蛋白胶束（一种两亲性蛋白质）由于其氨基酸残基的质子化而失去其三级结构。变性的酪蛋白通过与其他酪蛋白相互作用而重新组装，这些分子间的相互作用形成一个分子网络，从而赋予酸奶半固体质地 (Zourari, Accolas, & Desmazeaud)。

发酵过程对于酸奶的浓郁风味也很重要：保加利亚乳杆菌产生的乳酸带来酸涩、清爽的味道。各种羰基化合物的混合物，如丙酮、二乙酰和乙醛，也是酸奶酸味的主要贡献者。酸奶中乙醛的含量很高，因为酸奶细菌对这种代谢物的利用率很低，它们缺乏将乙醛转化为乙醇所需的关键酶——醇脱氢酶 (Lees, G. J., and G. R. Jago)。在发酵过程中，乙醛直接由乳糖代谢产生，这是丙酮酸脱羧的结果。然而，乳酸菌也有可以产生乙醛的替代代谢途径（图 1）。

图 1：乙醛的产生途径（Chaves, A.C.S.D. 等人，2002 年）

酸奶可能通过增强营养吸收和消化来提供潜在的健康益处 (Fernandez)。然而，大多数在杂货店出售的商业化酸奶都含有添加糖、人工成分和填充剂，并且只有少量的益生菌 (Mercola)。自制酸奶是一种将益生菌摄入体内而无需商业化酸奶中常见的额外化学品和调味剂的绝佳方式。您只需要高质量的发酵剂和牛奶！ Epicurious 的分步指南可以帮助您在家制作酸奶。或者，您可以查看 The White Moustache，这是 Homa Dashtaki 的网站，他曾是 2017 年春季科学与食品本科课程的客座讲师。

享用！

来源

A Zourari, Jp Accolas, Mj Desmazeaud. Metabolism and biochemical characteristics of yogurt bacteria. A review. Le Lait, INRA Editions, 1992, 72 (1), pp.1-34.

Fernandez, M. A., and A. Marette. “Potential Health Benefits of Combining Yogurt and Fruits Based on Their Probiotic and Prebiotic Properties.” Advances in nutrition (Bethesda, Md.). U.S. National Library of Medicine, 17 Jan. 2017. Web. 03 July 2017.

Lees, G. J., and G. R. Jago. “Formation of acetaldehyde from threonine by lactic acid bacteria.” The Journal of dairy research. U.S. National Library of Medicine, Feb. 1976. Web. 11 Apr. 2017.

Mercola, Joseph. “Benefits of Homemade Yogurt Versus Commercial.” Organic Consumers Association. N.p., n.d. Web. 03 July 2017.