優良“老酸奶”發酵劑組合的篩選

阿茹罕，李春，劉寧，2

（1.東北農業大學食品學院，哈爾濱 150030；2.國家乳業工程技術研究中心，哈爾濱 150086）

優良“老酸奶”發酵劑組合的篩選

阿茹罕1，李春1，劉寧1，2

（1.東北農業大學食品學院，哈爾濱 150030；2.國家乳業工程技術研究中心，哈爾濱 150086）

為了篩選出優良的酸奶發酵劑，根據菌株的穩定性、發酵活力、凝乳時間等指標對23菌株（其中有13株球菌與10株桿菌）進行初步篩選，獲得13株具有優良發酵特性的菌株（其中有7株球菌與6株桿菌）。根據單菌株發酵實驗結果，按菌種性能互補原則將各球菌與桿菌復配，進行28個組合發酵實驗，測定發酵速度、質構、乳清析出以及后酸化等指標。最終篩選出球菌S1、S4與桿菌L2，此組合與目前商業化直投發酵劑比具有發酵前期產酸速度快、發酵時間短的優點，而且具有天然的發酵香氣，乳清析出量很少，適用于直投式發酵劑的生產。

老酸奶；菌種組合；篩選

0 引言

近年來，“老酸奶”越來越受到消費者的喜愛，與普通酸奶相比較，它的競爭優勢在于，天然發酵香氣，外觀如嫩豆腐，口感細膩爽滑。但是，天然老酸奶制作時間長，保質期相對較短，常常出現黏稠度低、組織狀態粗糙、乳清析出等不良現象，影響了消費者的購買意愿[1]。要解決上述問題，最根本的方法是篩選出優良的“老酸奶”發酵劑。酸奶發酵劑在酸奶生產過程中的作用非常重要，是酸奶產品產酸和產香的基礎和原因，酸奶質量的好壞主要取決于酸奶發酵劑的品質類型及活力[2]。本研究通過對23株乳酸菌的篩選和互配，尋求優質的“老酸奶”發酵劑，具備凝乳狀態光滑細膩，乳清析出較少，產酸快，產黏和產香性能高且具備較弱的后酸化特性，為企業生產具有市場價值的凝固型酸奶產品提供參考。

1 實驗

1.1 材料

實驗采用脫脂乳進行發酵篩選菌種組合，根據菌株的穩定性、凝乳狀態、凝乳時間等指標從23株不同來源的乳酸菌菌株(其中桿菌10株，球菌13株)中初步篩選出了13株菌株，分別為7株球菌和6株桿菌，這些菌株均來源于乳品科學教育部重點實驗室(東北農業大學)菌種保藏庫，如表1所示。

根據單菌株發酵實驗結果，按菌種性能互補原則將各球菌與桿菌進行復配，控制桿菌與球菌的種類在1∶1，1∶2和2∶3，混合比例為1∶1，共進行了28種不同組合的發酵實驗。以某后酸化程度弱的菌株為對照組（0#），見表2。

培養基：脫脂乳培養基，改良M17培養基，改良MRS培養基，按文獻的成分及配比進行配制[3]。所用試劑為實驗室常規分析純化學試劑。

表1 實驗菌株來源

表2 不同球菌與桿菌組合

1.2 主要儀器與設備

電子天平，酸度計，培養箱，質構儀，電熱恒溫水浴鍋，高壓滅菌鍋，顯微鏡和冰箱等。

1.3 方法

1.3.1 發酵乳加工工藝流程

12%的脫脂乳→殺菌(95℃，5 min)→冷卻至44～45℃→接種（接種量均為3%）→發酵(40℃)→迅速冷卻→4℃冷藏。

1.3.2 pH值測定

pH計用于酸奶發酵期間及儲存期間pH值變化的檢測。發酵開始到發酵結束每隔1 h，發酵完成后存儲期間每隔24 h，每次取3個試管，測定pH值。

1.3.3 酸度測定[4]

按照GB/T 5009.46-2003提供的方法進行測定具體方法，準確吸取10 g試樣于150 mL錐形瓶中，加20 mL蒸餾水及2～3滴0.5%的酚酞指示劑混勻，用濃度為0.1 mol/L的NaOH標準溶液滴定至初現粉紅色，并在1 min內不褪色，消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液毫升數乘以10，即稱為酸奶的吉爾涅爾度。

1.3.4 保水能力及乳清析出的測定[5]

發酵乳在離心作用下，會發生脫水收縮現象(syneresis)，致使乳清從凝膠結構中分離出來。在相同的離心條件下，測量發酵乳的脫水收縮率(syneresis rate)可以反映出不同發酵乳樣品的保水能力。具體方法是，吸取30 g（4℃）的發酵乳樣品放入刻度離心管中，4 200 r/min離心20 min，傾出乳清1 min。保水能力和乳清析出表示為

保水能力=沉淀的質量/初始發酵乳質量×100%，

乳清析出=傾出乳清的質量/初始發酵乳質量×100%。

1.3.5 質構分析[6]

樣品100 mL未攪拌，采用質構儀TA-XT2測定。選用A/BE探頭，直徑為35 mm的壓力盤。參數設置如下：下降速度與測試速度為1.0 min/s，提升速度為10.0 min/s，測試深度30.0 mm，記錄整個過程中所需的應力。

1.3.6 感官評價[7]

主要對酸奶的組織狀態、滋味和氣味進行評價。邀請22名測試者，男女各半，對不同菌株組合生產的發酵乳進行感官評定。實驗者通過打分對產品做出評估。測定項目如下：⑴風味分值1～7分(不愉快～很愉快)；⑵酸度分值1～5分(溫和～很酸)；⑶組織狀態1～4分(稀薄～濃厚)。

2 結果與討論

2.1 乳酸菌混合發酵組合篩選

商業化“老酸奶”產品，在生產過程中存在的問題主要有：⑴發酵時間過長；⑵乳清析出較多；⑶保持天然的發酵香氣。

根據這3個主要問題，對28個不同菌株組合進行篩選，滿足下列條件中一條便排除：⑴凝乳時間超過5 h；⑵乳清析出百分率超過15%；⑶有明顯的苦味。最終篩選出4個菌株組合具有優良的發酵特性，16#、18#、19#和20#，這4組合由于包含的桿菌、球菌的不同，發酵性質及優勢也不同。16#中L6是高產胞外多糖的桿菌，S1有天然發酵香氣；18#中S7是高產胞外多糖的球菌，S1有天然發酵香氣；19#中S1有天然發酵香氣；20#中S7是高產胞外多糖的球菌，S1有天然發酵香氣。

在酸奶發酵過程中，能夠單純由菌株發酵得到天然發酵香氣，這將為生產優良產品提供非常有力的支持。因為過多添加增香劑來提高發酵乳制品的風味，不但不容易被消費者接受，也使企業要投入更多的成本。此外，已經有研究指出，由于酸奶在生產的過程中要受到機械力的作用，凝膠結構會被破壞，使用產胞外多糖的乳酸菌可以防止乳清析出凝膠破碎，還可以增加酸奶的黏度[8]。這種僅從菌種的角度復配的發酵劑，有效的提高發酵乳的質構以及風味，不用借助增香劑、增稠劑或穩定劑，這樣發酵得出的天然無添加物的食品已成為未來的趨勢。

2.2 酸度及pH值隨時間變化曲線

圖1為不同組合發酵過程中pH值變化。由圖1可以看出，對照組（0#）的某商用菌株需要發酵7.5 h，pH值才能達到4.5左右，實驗篩選出的4組（16#、18#、19#、20#）發酵的時間都在4 h以內，發酵的時間縮短了近一半。16#和18#的曲線路徑基本重合，經過前2 h的發酵遲滯期，pH降低明顯加快，在3～4 h之間下降速度最快。19#和20#的曲線也基本重合，發酵前期啟動速度較16#和18#要快，發酵不到3 h pH就達到5以下，整個發酵過程大約3.5 h，pH值便可以達到4.5左右。

酸度的變化趨勢如圖2所示。由圖2可以看出，對照組（0#）的某商用菌株發酵7.5 h酸度才能達到90°T以上。16#和18#的酸度曲線基本相同，發酵的前2 h酸度上升很緩慢，經過發酵遲滯期后2～3 h產酸明顯加快，3～4 h產酸量急速升高，4 h可達90°T左右。19#和20#的曲線基本重合，產酸速度比16#和18#快，發酵過程前期啟動速度較快，2～3 h是產酸速度最快的階段，發酵不足3 h酸度就達到90°T以上。

綜合圖1和圖2，可以看出，實驗篩選的4組在40℃發酵4 h內酸度都能達到90°T左右，產酸量和產酸速度都可以滿足企業生產的需求。

2.3 乳酸菌混合發酵的后酸化變化曲線

后酸化是評價發酵劑是否能應用于實際生產的一個重要指標。后酸化導致發酵乳在保藏過程中酸度持續升高、口感變差、乳清析出增多，都嚴重的影響酸奶制品穩定性及品質。

各組從發酵結束開始，經過24 h后熟，每隔24 h測定酸度和pH值，如圖3和圖4所示。由表3可以看出，各組合在4℃保藏7 d之后，對照組0#的酸度變化最小，僅增加了4°T，其次是16#酸度變化量最小，增加了6°T，19#和20#分別增加了14°T和13°T；18#酸度增長了22°T，后酸化情況最為嚴重，不宜用于實際生產。

表3 低溫冷藏后酸奶酸度變化°T

2.4 乳酸菌混合發酵對發酵乳質構特性的影響

利用質構儀TA-XT2獲得了各組發酵乳4個反映質地的指標，分別是黏度、內聚性、濃稠度和硬度，如表4所示。

黏度由大到小的順序是：18#>20#>19#>0#> 16#，各組合的凝乳狀態，有較大的差異性。18#和20#，黏度都非常大，分別是333.462和302.123，這是因為兩組中都含有高產胞外多糖的球菌S7，實驗發現只要有球菌S7發酵乳都有很明顯的拉絲現象。此外，從凝乳狀態角度看來18#和20#發酵乳凝乳時都沒有凝塊形成，屬于攪拌型酸奶，不適于發酵凝固型酸奶故可排除。16#、19#與對照組0#凝乳是固態，外觀類似豆腐狀，符合實驗要篩選的“老酸奶”發酵劑菌株。

關于內聚性，18#>19#>20#>0#>16#，18#值最大，16#最小。

關于濃稠度，20#>19#>18#>0#>16#，20#最高，16#最低。

硬度方面，20#>19#>18#>0#>16#，20#的值最高，16#最低。

可以看出，內聚性、濃稠度和硬度排在第二位的都是19#，發酵性質比較優良。16#四個指標的數值都排在最后一位，數值全部低于對照組，并不符合實驗要篩選的優良發酵劑的條件。

表4 不同菌株組合對發酵乳質構特性的差異性

2.5 混合發酵對發酵乳保水性和乳清析出的影響

各組合發酵結束之后，經過4℃（24 h）的后熟之后，測定保水性和乳清析出情況，結果如表5所示。由表5可以看出，保水能力由大到小的順序為：20#> 18#>19#>16#>0#，乳清析出量由多到少的順序為：0#>16#>20#>19#>18#。對照組0#保水能力最差為31.13%，同時乳清析出也是最多13.25%，其他各組無論是保水能力還是乳清析出的情況，都優于對照組。其中保水能力最好的是20#為52.87%，乳清析出最少的是18#為6.26%。由上面的質構測定，排除18#和20#。19#乳清析出較16#少，保水能力較16#好，所以19#發酵性質較優良。

表5 不同的菌株組合對發酵乳保水性和乳清析出的影響

2.6 感官評定結果

由12名志愿者對5個菌株組合所發酵的酸奶進行感官評價，結果如表6所示。由表6可以看出，18#與20#在風味上稍差，口味偏酸，組織狀態黏稠。0#、16#、19#在風味兒和酸度上較接近，但相比之下19#發酵乳風味評分最高，酸度適中，組織狀態最好，凝塊較硬不易松散。

表6 不同的菌株組合發酵乳感官評定

3 結論

菌種組合為球菌S1、S4和桿菌L2，對于企業生產凝固型酸奶產品具有較高的應用價值。此組合與目前商業化菌株比具有啟動速度快，發酵速度短的優點，40℃發酵3 h左右酸度便可達到90°T。從風味上與商業化直投發酵劑無明顯差別，但硬度較高，凝塊狀態明顯要更好，乳清析出量很少，保水能力更強。在后酸化程度上，與商業化菌株比較，相近或略高。

[1]王微，趙新淮.幾種增稠劑對凝固型酸乳質地及微觀結構的影響[J].食品工業科技，2007，28(8)：201-202.

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Screening the good set-style yogurt combined starter culture

A Ru Han1,LI Chun1,LIU Ning1,2
（1.College of Food Sciences,Northeast Agricultural University,Harbin,150030，China;2.National Dairy Engineering and Technology Research Center,Harbin 150086，China）

To screen starter cultures for set-style yogurt production,the fermentation characteristics of 23lactic acid bacteriastrains(13streptococciand 10lactobacilli)were studied.By comparing the stability,activity and curd time of the 23 strains,13 strains(7streptococciand 6lactobacilli) were screened out preliminary.According to the bacteria prepotent compensate principle,different strains were combined each other,and combined strains were evaluated according to the characteristics of fermented milk such aslactic acidproductivity,texture profile analysis,quantity of whey and the acidification of the fermented milk during storage etc.The best combination strains were S1,S4and L2.This combination produces acid quickly at the beginning of fermentation and has little whey,good flavor which has the potential to be used as the direct vet starter.

set-style yogurt;combined bacteria;screening

TS252.54

A

1001-2230（2012）03-0035-04

2012-01-10

阿茹罕（1988-），女，碩士研究生，研究方向為營養與乳制品加工。

劉寧