羊奶酸奶優(yōu)良發(fā)酵菌株的篩選

王攀, 張富新＊, 羅軍, 任娟, 李江, 馬賽

(1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院,陜西西安 710062;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西楊凌 712100)

羊奶酸奶優(yōu)良發(fā)酵菌株的篩選

王攀1, 張富新＊1, 羅軍2, 任娟1, 李江1, 馬賽1

(1.陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院,陜西西安 710062;2.西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,陜西楊凌 712100)

以保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌為發(fā)酵菌種,選育適合羊奶酸奶發(fā)酵的優(yōu)良菌株。通過(guò)對(duì)4株保加利亞乳桿菌和4株嗜熱鏈球菌在羊乳中發(fā)酵特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明,4株保加利亞乳桿菌中,L.b-800菌株產(chǎn)酸速度較快,后酸化能力較弱,且乳酸菌活菌數(shù)較高;4株嗜熱鏈球菌中,S.t-499菌株產(chǎn)酸速度較快,產(chǎn)粘能力較強(qiáng),且乳酸菌活菌數(shù)較高。優(yōu)良菌株L.b-800和S.t-499配比為2∶1～1∶2時(shí),羊奶酸奶發(fā)酵酸度適中,粘度適宜,無(wú)乳清析出,乳酸菌活菌數(shù)高達(dá)1×109cfu/mL以上。

羊奶酸奶;粘度;持水性;乳酸菌

酸奶是深受消費(fèi)者歡迎的發(fā)酵乳制品。在酸奶生產(chǎn)中,保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌是酸奶發(fā)酵劑的常用菌種[1-3],其主要作用是分解乳中的乳糖,產(chǎn)生乳酸使乳凝固,同時(shí)還產(chǎn)生大量的風(fēng)味物質(zhì)。酸奶中存在大量的活性乳酸菌,不僅能降低腸道的p H值,抑制病原菌的生長(zhǎng),還能促進(jìn)腸道的蠕動(dòng),具有整腸作用[4]。優(yōu)質(zhì)的酸奶發(fā)酵劑應(yīng)具備發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)酸速度快,后酸化能力較弱,產(chǎn)粘性好,具有良好的組織狀態(tài)和高持水性,并能在酸奶中大量存活[3,5]。

羊奶具有營(yíng)養(yǎng)豐富,易吸收等特點(diǎn),然而羊奶中酪蛋白含量較低,乳脂肪球較小,采用普通的酸奶發(fā)酵劑生產(chǎn)羊奶酸奶時(shí),凝固性較差,凝乳時(shí)間較長(zhǎng),乳清易析出。因此,作者用從商業(yè)發(fā)酵劑中分離純化的4株保加利亞乳桿菌和4株嗜熱鏈球菌生產(chǎn)羊奶酸奶,以產(chǎn)酸速度、發(fā)酵粘度、酸奶持水性以及菌株在酸奶中的存活數(shù)為指標(biāo)篩選優(yōu)良的羊奶酸奶發(fā)酵菌株,以期為研制開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)發(fā)酵劑和羊奶酸奶提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

脫脂奶粉:英格蘭進(jìn)口;全脂羊奶粉:陜西紅星乳業(yè)有限公司生產(chǎn)的無(wú)抗全脂羊奶粉(出口級(jí));蔗糖:市售白砂糖;菌株:保加利亞乳桿菌(L actobacillus bulgaricus)L.b-883、L.b-800、L.b-499、L.b-300菌株和嗜熱鏈球菌(Stretococcus)S.t-883、S.t-800、S.t-499、S.t-300菌株,均由作者所在實(shí)驗(yàn)室從丹尼斯克酸奶發(fā)酵劑YO-MIX883、YO-MIX800、YO-MIX499、YO-MIX300中分離純化所得。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)NDJ-79型:同濟(jì)大學(xué)機(jī)電廠制造;冷凍高速離心機(jī)3K30型:Sigma公司制造;隔水式恒溫培養(yǎng)箱GHX-9080B-1型:上海福瑪試驗(yàn)設(shè)備有限公司制造;電熱恒溫水浴鍋HH-S4型:北京科偉永興儀器有限公司制造;超凈工作臺(tái)SWCJ-1F:蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司制造。

1.3 酸奶的制作

1.3.1 生產(chǎn)發(fā)酵劑的制備 將保藏的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的菌株勾取單個(gè)菌落,移至經(jīng)110～115℃/20 min滅菌的12%的脫脂牛奶中,43℃培養(yǎng)4～8 h,待乳凝固后取出,置于5℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 羊奶酸奶的制作 將羊奶粉用水配成乳固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%的復(fù)原乳,在4℃貯藏12 h使乳蛋白充分水化,預(yù)熱到50～60℃,添加7%的蔗糖,充分?jǐn)嚢?使糖溶解,然后經(jīng)過(guò)80℃/20 min殺菌處理,迅速冷卻到43～45℃,以2%的接種量接種生產(chǎn)發(fā)酵劑,在43℃下發(fā)酵,待乳凝固后在5℃貯藏24 h,進(jìn)行后發(fā)酵。

1.4 酸度的測(cè)定

按GB5409-85方法[6]。用0.1mol/L的NaOH溶液滴定,酸度以°T表示。

1.5 粘度的測(cè)定

采用旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)[7]。根據(jù)粘度范圍,選用二單元1×10轉(zhuǎn)子,在室溫下測(cè)試,在第30秒時(shí)記錄數(shù)據(jù),分別測(cè)量3次數(shù)據(jù)后取平均值。粘度單位為mPa·s。

1.6 持水性的測(cè)定

采用Hassan的方法[8-9]。取15～20 g樣品,在10℃下,13 500 g離心30 min,傾去上清液,使離心管保持倒置狀態(tài)10 min,稱量沉淀物質(zhì)量,按下式計(jì)算酸奶的持水性。

酸奶持水性(%)=離心沉淀物質(zhì)量/樣品質(zhì)量×100

1.7 酸奶中活菌數(shù)的測(cè)定

1.7.1 培養(yǎng)基

1)M17基礎(chǔ)培養(yǎng)基[10-11]:胰蛋白胨2.50 g,蛋白胨2.50 g,大豆蛋白胨5.0 g,酵母浸膏2.50 g,肉浸膏5.0g,β-磷酸甘油10.0g, MgSO4·7H2O 0.25 g,抗壞血酸0.50 g,瓊脂粉10 g,蒸餾水950 mL。

2)酸化MRS培養(yǎng)基[10-11]:蛋白胨10.0 g,牛肉膏10.0 g,酵母膏5.0 g,葡萄糖20.0 g,吐溫-80 1 mL,(NH4)2C6H5O72 g,K2HPO42 g, MgSO4·7H2O 0.2 g,MnSO4·4H2O 0.05 g, CH3COONa·3H2O 5 g,瓊脂粉10.0 g,蒸餾水1 000 mL。

1.7.2 計(jì)數(shù)培養(yǎng)方法 在無(wú)菌操作條件下,將融化的培養(yǎng)基倒入滅菌培養(yǎng)皿,冷卻后形成培養(yǎng)平板。將酸奶樣品充分?jǐn)嚢杈鶆?依次做10倍遞增稀釋至適當(dāng)稀釋度,吸取1 mL在培養(yǎng)平板上涂布均勻。嗜熱鏈球菌菌株接入M17培養(yǎng)基平板,在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h;保加利亞乳桿菌菌株接入酸化MRS培養(yǎng)基平板后,再倒入一層冷卻至50℃的酸化MRS培養(yǎng)基形成雙層平板,將培養(yǎng)皿放入燭缸,在37℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h。然后記錄培養(yǎng)基平板中的菌落數(shù),以cfu/mL表示[10]。

2 結(jié)果與討論

2.1 保加利亞乳桿菌優(yōu)良菌株的篩選

將保加利亞乳桿菌L.b-883、L.b-800、L.b-499、L.b-300菌株經(jīng)復(fù)原脫脂乳充分活化后,分別接入復(fù)原羊乳中制作酸奶。分別測(cè)定發(fā)酵期間酸奶的凝乳特性、產(chǎn)酸速度和粘度以及后發(fā)酵24 h時(shí)的酸度、粘度、持水性和乳酸菌活菌數(shù),結(jié)果見(jiàn)表1和圖1～4。

表1 4株保加利亞乳桿菌的凝乳特性Tab.1 Curd characteristics of four strainsLactobacillus bulgaricus

由表1可見(jiàn),4株保加利亞乳桿菌菌株的凝乳時(shí)間均在4.5～5 h,但凝乳時(shí)粘度較低,其中L.b-800和L.b-300菌株凝乳細(xì)膩光滑,無(wú)乳清析出,且凝乳時(shí)間較短。由圖1～4可知,L.b-800和L.b-300菌株在發(fā)酵過(guò)程中的產(chǎn)酸速度明顯高于L.b-883和L.b-499菌株,其中L.b-800菌株產(chǎn)酸能力最強(qiáng);4株菌種的后酸化能力基本相同,在后發(fā)酵24 h內(nèi),酸度的變化均小于50T;4株菌種發(fā)酵羊奶酸奶的粘度有一定差異,其中L.b-499產(chǎn)粘性較高,L.b-300產(chǎn)粘性較低;L.b-883和L.b-800菌株與L.b-499和L.b-300菌株發(fā)酵的羊奶酸奶相比具有高的持水性且差異顯著(P<0.01);L.b-800菌株發(fā)酵的酸奶含有最高的乳酸菌活菌數(shù)。而L.b-883菌株發(fā)酵的酸奶中乳酸菌活菌數(shù)較低。綜合比較L.b-800可作為生產(chǎn)羊奶酸奶的優(yōu)選菌株。

圖1 4株保加利亞乳桿菌在羊奶中的產(chǎn)酸特性Fig.1 Acid characteristics of four strainsLactobacillus bulgaricusin goat’s milk

圖2 4株保加利亞乳桿菌在羊奶中的產(chǎn)粘特性Fig.2 Viscosity characteristics of four strainsLactobacillus bulgaricusin goat’s milk

圖3 4株保加利亞乳桿菌在羊奶中的持水特性Fig.3 Water holding capacity characteristics of four strainsLactobacillus bulgaricusin goat’s milk

圖4 4株保加利亞乳桿菌在羊奶中的活乳酸菌數(shù)Fig.4 Lactococcus’s volumns of four strainsLactobacillus bulgaricusin goat’s milk

2.2 嗜熱鏈球菌優(yōu)良菌株的篩選

將嗜熱鏈球菌S.t-883、S.t-800、S.t-499、S.t-300菌株經(jīng)復(fù)原脫脂乳充分活化后,分別接入復(fù)原羊乳中制作酸奶。分別測(cè)定發(fā)酵期間的凝乳特性、產(chǎn)酸速度和粘度以及后發(fā)酵24 h時(shí)的酸度、粘度、持水性和乳酸菌活菌數(shù),結(jié)果見(jiàn)表2和圖5～8。

表2 4株嗜熱鏈球菌的凝乳特性Tab.2 Curd characteristics of four strainsStreptococcus thermophilus

圖5 4株嗜熱鏈球菌在羊奶中的產(chǎn)酸特性Fig.5 Acid characteristics of four strainsStreptococcus thermophilusin goat’s milk

圖6 4株嗜熱鏈球菌在羊奶中的產(chǎn)粘特性Fig.6 Viscosity characteristics of four strainsStreptococcus thermophilusin goat’s milk

圖7 4株嗜熱鏈球菌在羊奶中的持水特性Fig.7 Water holding capacity characteristics of four strains Streptococcus thermophilusin goat’s milk

圖8 4株嗜熱鏈球菌在羊奶中的活乳酸菌數(shù)Fig.8 Lactococcus’s volumns of four strainsStreptococcus thermophilusin goat’s milk

由表2可見(jiàn),4株嗜熱鏈球菌菌株的凝乳時(shí)間均在4～5 h之間,凝乳狀態(tài)細(xì)膩,粘度較高,其中S.t-499菌株凝乳時(shí)間最短,且凝乳狀態(tài)較好。由圖5～8可知,S.t-800、S.t-499、S.t-300菌株在羊奶發(fā)酵過(guò)程中的產(chǎn)酸能力差異不大,但均明顯高于菌株S.t-883。4株嗜熱鏈球菌菌株的后酸化能力都較弱,在后發(fā)酵24 h內(nèi),酸度的上升均小于4°T。4株菌種的產(chǎn)粘能力均較高,明顯高于保加利亞乳桿菌的產(chǎn)粘能力。同時(shí)也可以看出,4株菌種之間產(chǎn)粘能力也有明顯差異(P<0.05),其中S.t-499菌株的產(chǎn)粘能力最高;S.t-883和S.t-499菌株發(fā)酵的羊奶酸奶持水性差異不大,但明顯高于S.t-800和S.t-300菌株發(fā)酵的羊奶酸奶;4株菌種在羊奶酸奶中的乳酸菌活菌數(shù)差異較大,其中S.t-499和S.t-883菌株在羊奶酸奶中的乳酸菌活菌數(shù)較高,且明顯高于S.t-800和S.t-300菌株。表明S.t-499和S.t-883菌株能夠較好地適應(yīng)羊奶的發(fā)酵環(huán)境。綜合比較S.t-499可作為生產(chǎn)羊奶酸奶的優(yōu)良菌株。

2.3 乳酸菌配比對(duì)羊奶酸奶發(fā)酵特性的影響

將前面篩選的優(yōu)良菌株L.b-800和S.t-499分別按4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4進(jìn)行配比組合,接入復(fù)原羊乳中制作酸奶。分別測(cè)定羊奶酸奶發(fā)酵期間的凝乳特性、酸度和粘度以及后發(fā)酵24 h的酸度、粘度、持水性和乳酸菌活菌數(shù),結(jié)果見(jiàn)表3～4和圖9,10。

由表3可以看出,不同乳酸菌配比的凝乳時(shí)間均在4～4.5 h之間,且當(dāng)桿球菌配比在2∶1～1∶2之間時(shí),羊奶酸奶具有較好的凝乳狀態(tài),口感光滑細(xì)膩,無(wú)乳清析出,當(dāng)桿球菌比例小于1∶2時(shí),羊奶酸奶凝乳狀態(tài)良好但口感發(fā)粘。由圖9,10可知,不同乳酸菌配比在羊奶發(fā)酵過(guò)程中,產(chǎn)酸和產(chǎn)粘均較快,最終的酸度差異不大(P>0.05),但最終粘度隨球菌比例的增大而升高,且差異顯著(P< 0.05)。不同乳酸菌配比在羊奶酸奶后發(fā)酵24 h過(guò)程中,發(fā)酵能力均較弱,且無(wú)明顯差別(P<0.05)。當(dāng)桿球菌比例大于2︰1時(shí),酸奶粘度出現(xiàn)下降的趨勢(shì),且隨桿球均比例的增大,下降趨勢(shì)增大;當(dāng)桿球菌比例小于2︰1時(shí),酸奶粘度變化不大(P> 0.05)。由表4可知,不同乳酸菌配比對(duì)羊奶酸奶持水性有明顯的影響,隨桿球菌比例的降低,酸奶持水性顯著上升(P<0.05)。用不同乳酸菌配比制作的羊奶酸奶均具有較高的乳酸菌活菌數(shù),酸奶中的乳酸菌活菌數(shù)均高于109cfu/mL,高于酸牛奶國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB19302-2003和GB2746-1999中規(guī)定的乳酸菌活菌數(shù)[12-13]。總之,桿球菌比例對(duì)酸奶最終的質(zhì)量有一定的影響,當(dāng)桿球菌比例在2∶1～1∶2之間時(shí),酸奶組織狀態(tài)良好,凝乳時(shí)間較短,且酸奶中含有大量的活性乳酸菌,適宜于羊奶酸奶的生產(chǎn)。

表3 乳酸菌配比的凝乳特性Tab.3 Curd characteristics of lactic acid bacteria in different ratio

表4 乳酸菌配比對(duì)羊奶酸奶持水性和乳酸菌活菌數(shù)的影響Tab.4 Effect of lactic acid bacteria in different ratio on water holding capacity and Lactococcus’s volumns in goat’s yogurt

圖9 乳酸菌配比對(duì)羊奶酸奶發(fā)酵酸度的影響Fig.9 Effect of lactic acid bacteria in different ratio on acid in goat’s yogurt

圖10 乳酸菌配比對(duì)羊奶酸奶發(fā)酵粘度的影響Fig.10 Effect of lactic acid bacteria in different ratio on viscosity in goat’s yogurt

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)從商業(yè)發(fā)酵劑中分離純化的4株保加利亞乳桿菌和4株嗜熱鏈球菌在羊奶酸奶生產(chǎn)中發(fā)酵特性的研究,獲得了2株具有良好發(fā)酵特性的乳酸菌菌株,即保加利亞乳桿菌L.b-800菌株和嗜熱鏈球菌S.t-499菌株,且當(dāng)L.b-800菌株與S.t-499菌株配比在2︰1～1︰2時(shí),羊奶酸奶凝乳狀態(tài)較好,凝乳時(shí)間較短,并含有較高的乳酸菌活菌數(shù),可在羊奶酸奶生產(chǎn)中應(yīng)用。

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(責(zé)任編輯:李春麗)

Screening Fine Fermentation Strains for Goat’s Yogurt

WANG Pan1, ZHANG Fu-xin＊1, LUO Jun2, REN Juan1, LI Jiang1, MA Sai1
(1.College of Food Engineering and Nutritional Science,Shanxi Normal University,Xi’an 710062,China;
2.College of Animal Science and Technology,Northwest A&F University,Yangling 712100,China)

Screening fine fermentation strains inL actobacillus bulgaricusandStreptococcus thermophilusfor goat′s yogurt.The fermentation characteristics of the four strainsL actobacillus bulgaricusand fourstrainsStreptococcus thermophiluswere studied during goatyoghurt manufacture.The results showed that Lb-800 strain has higher producing acid rate,weaker postacidification and abundant alive bacteria within four strainsL actobacillus bulgaricus.St-499 strain has higher producing acid rate,higher producing viscosity ability and abundant alive bacteria within four strainsStreptococcus thermophilus.The goat’s yoghurt has suitable acidity and viscosity,no whey separates and the number of alive lactic acid bacteria more than 1×109cfu/mL,while the ratio of fine strains Lb-800 and St-499 is within 2∶1～1∶2.

goat′s yogurt,viscosity,water holding capacity,lactic acid bacteria

TS 252.54

:A

1673-1689(2010)03-0442-06

2009-08-31

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研項(xiàng)目(nyhyzx3-45)。

＊通信作者:張富新(1962-),男,陜西武功人,工學(xué)博士,教授,碩導(dǎo),主要從事食品科學(xué)方面的研究。Email: fuxinzh@snnu.edu.cn