半固态科学:自制酸奶

来自科学伙伴的活菌培养挑战

关键概念
微生物
细菌
食品科学
发酵

简介
你是否曾想过酸奶是如何制成的,以及为什么有些酸奶与其他酸奶不同?正如大多数酸奶容器所宣传的那样,酸奶含有“活菌培养物”。这意味着酸奶中含有活细菌!这些不是导致你生病的有害微生物。相反,这些培养物具有将普通的旧牛奶变成美味酸奶的神奇能力。细菌会影响最终酸奶培养物的外观、感觉、味道和气味吗?在这个活动中,你将会找到答案!

背景
细菌是一种微生物,可以将牛奶变成酸奶。有一些特定的细菌种类常用于制作酸奶,这些种类是有益细菌,实际上可以帮助你!如果你查看酸奶产品包装上列出的成分,你通常可以找出它所含细菌的确切种类。你可能会发现列出的某些种类包括:嗜热链球菌 (S. thermophilus);保加利亚乳杆菌 (L. bulgaricus);嗜酸乳杆菌干酪乳杆菌鼠李糖乳杆菌动物双歧杆菌 (B. animalis,或有时仅称为“双歧杆菌”);以及两歧双歧杆菌

为了将牛奶变成酸奶,这些细菌会发酵牛奶,将牛奶中的乳糖转化为乳酸。乳酸是使牛奶在发酵过程中变稠并带有酸味的原因。由于细菌已经部分分解了牛奶,因此人们认为酸奶更容易被人体消化。此外,食用酸奶可以帮助补充胃肠道(胃和肠道)中必需的细菌种群,这些细菌可能因服用抗生素或胃部不适等原因而丢失。
 
材料
•     六个带盖的罐头瓶,八盎司(235毫升)或更大尺寸
•     大锅
•     水
•     半加仑全脂牛奶。可以使用其他类型的牛奶代替。
•     糖果温度计,量程为100至200华氏度(40至90摄氏度)
•     搅拌勺
•     大型双层锅(或厚底锅)带盖
•     可以塞住的大平底锅或水槽
•     永久性记号笔
•     两种不同类型的酸奶。尽量选择具有多种不同特征的类型,例如一种是白色且不加糖的(如希腊酸奶),另一种是人工着色的(如食用色素红色40号)且甜的。使用新的、未开封的容器。
•     两个干净的叉子
•     量匙
•     保温箱
•     成人协助和监督加热和处理热液体

准备工作
•     用肥皂洗手并彻底冲洗干净。
•     在成人的帮助下,对罐头瓶、瓶盖和瓶环进行消毒。方法是将这些部件分开,放入一个大锅中,加入约一英寸(2.5厘米)的水,盖上锅盖,将水煮沸10分钟。然后关掉火,让罐子仍然盖着盖子,放在锅中。
•     对罐子进行消毒时要小心——锅和里面的所有东西都会变得非常热。稍后在活动中处理热牛奶时也要小心。
•     为了成功制作酸奶,需要良好的无菌技术。确保所有炊具都干净并妥善处理,以防止不需要的细菌进入酸奶培养物中。

步骤
•     将半加仑(两升)牛奶倒入大型双层锅或厚底锅中。
•     将牛奶加热至185至195华氏度(85至90摄氏度),保持锅盖盖着。如果使用厚底锅代替双层锅,请经常搅拌。小心不要让牛奶溢出!
•     将锅从炉子上移开,放入装有干净冷水的平底锅中,直到牛奶接近130华氏度(55摄氏度)。或者,你可以将锅放入装有水的干净、塞住的水槽中冷却。
•     当牛奶冷却时,准备你的罐子。小心地将它们从煮沸的锅中取出,并放在干净的表面上。小心,它们会很烫!倒出所有水。不要触摸罐子内部。立即将盖子和瓶环放在每个罐子上。
•     你将为每种类型的酸奶制作三个罐子。使用永久性记号笔在三个罐子上标记一种酸奶类型的名称,并在另外三个罐子上标记另一种酸奶类型。
•     打开第一个酸奶容器,用干净的叉子搅拌。酸奶看起来和闻起来怎么样?
•     在每个相应的罐子中加入一汤匙酸奶。盖回盖子。彻底清洁量匙。
•     打开第二个酸奶容器,用新的干净叉子搅拌。酸奶看起来和闻起来怎么样?
•     在剩余的三个罐子中的每一个中加入一汤匙第二种酸奶。盖回盖子。
•     一旦牛奶达到130华氏度,小心地将其倒入罐子中,填充到离顶部约半英寸(1.5厘米)的位置。立即用盖子盖住罐子并拧紧。如果你使用的罐头瓶尺寸大于八盎司(235毫升),则仅填充至约六盎司(175毫升)。(注意:如果暴露在高于130华氏度的温度下,酸奶细菌可能会被杀死,因此请注意不要加入温度过高的牛奶!)
•     将罐子放入保温箱中并密封。
•     快速加热约一加仑(3.8升)水,直到达到122华氏度(50摄氏度)。
•     将热水加入保温箱中,使罐子被水包围,但水面远低于盖子边缘。
•     将保温箱放在温暖的地方,不要打扰它三个小时。
•     三个小时后,如果温度不低于约100华氏度(38摄氏度),酸奶培养物应该就完成了。检查罐子。酸奶培养物看起来怎么样?它们凝固了吗?
•     将罐子冷藏过夜。
•     第二天,打开并检查每个罐子中的酸奶培养物。比较它们的外观、硬度、气味和味道与原始酸奶。
•     酸奶培养物都凝胶了吗?它们是 твердые 还是 жидкие?它们闻起来是好还是坏?与使用的原始酸奶相比,它们的外观、气味和味道如何?每种类型的酸奶培养物彼此之间有何相似或不同之处?这与原始酸奶彼此不同的方式相同吗?
•     额外内容: 在这个活动中,你可能专注于原始酸奶的味道和颜色如何影响基于它的酸奶培养物,但你可以探索酸奶的其他方面如何影响最终的酸奶培养物。添加的稳定剂(如明胶)、使用有机酸奶与普通酸奶或其他因素(如脂肪含量)相比,如何影响酸奶培养物的状态?
•     额外内容: 你可以测试酸奶培养物中使用的引发剂的量是否能做出更好的产品。使用更多或更少的酸奶如何影响酸奶培养物?它需要更长还是更短的时间才能凝固?
•     额外内容:尝试测试哪种类型的牛奶制作的酸奶最美味。尝试使用全脂、2% 脂肪、脱脂、豆浆、羊奶或其他类型的牛奶。牛奶的类型如何影响最终的酸奶状态?哪种牛奶效果“最好”?
•     额外内容: 在这个活动中,你在保温箱中培养酸奶三个小时,但是改变酸奶的培养时间会影响其风味。尝试在保温箱中培养酸奶更长时间,例如七个小时。增加培养时间如何影响酸奶培养物?它的外观、气味或味道是否不同? 观察和结果
罐子里的酸奶都 твердые 和 белые 吗?酸奶培养物的味道和气味是否像使用过的原始酸奶的 очень мягкая 版本?

罐子里的酸奶培养物可能在几个方面看起来非常相似,基于用于制作它们的原始酸奶类型,有一些细微的差异。它们也应该相对 твердые,或者 твердые 到足以在倾斜时不会晃动,并且都具有相似的质地。如果酸奶根本不 твердые,而是实际上是 жидкие 或 текучие,则过程中可能出了问题并杀死了 бактерии — 最有可能的是,将牛奶添加到酸奶引发剂时温度太高了。

然而,酸奶培养物可能在味道和颜色上存在细微差异,这取决于用于制作它们的原始酸奶。例如,如果原始酸奶 действительно сладкий,则酸奶培养物应该 только слегка сладкий。同样,如果原始酸奶有点 кислый (如希腊酸奶),则培养物也应该 немного кислый。如果你使用一种含有人工色素的酸奶(如红色40号)和一种 белые 的酸奶,则两种产生的酸奶培养物都应该看起来 белые,就像用于制作它们的牛奶一样。但是,如果你将它们并排放置,你可能会注意到,原始酸奶含有人工色素的培养物略微偏 белые,带有一丝颜色。总的来说,多种因素影响酸奶培养物,包括:来自原始酸奶的一些 неживые 稀释成分的存在,例如稀释的红色40号色素,用于制作培养物的确切过程,例如在保温箱中的时间量,以及原始酸奶中 бактерии 的类型和数量。

清理
如果酸奶培养物制作正确,你应该能够享用你的罐装酸奶作为美味、健康的零食!你也应该能够将密封的酸奶冷藏一到两个月。酸奶的酸度(来自乳酸)有助于保存它并防止潜在的有害 бактерии 生长。 

更多探索 更好的自制酸奶:使酸奶更浓稠的5种方法,来自TheKitchn的Emma Christensen
活菌和活性菌(LAC)酸奶常见问题解答,来自AboutYogurt.com
酸奶制作图解,来自辛辛那提大学克莱蒙特学院的David B. Fankhauser博士
酸奶培养物,来自科学伙伴

此活动由 科学伙伴 合作推出


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