酸奶中乳酸菌的分離及發酵風味物質測定

張 晶

(三門峽職業技術學院 生化工程系，河南 三門峽 472000)

酸奶中乳酸菌的分離及發酵風味物質測定

張 晶

(三門峽職業技術學院 生化工程系，河南 三門峽 472000)

利用MRS瓊脂培養基對酸奶中的乳酸菌進行分離，共分離出A1、S2兩株乳酸菌。對兩株菌在牛奶中的發酵風味物質進行研究，結果表明：兩株菌均有較強的酸度、乙醛和丁二酮生成能力。

乳酸菌；發酵；酸度；乙醛；丁二酮

酸奶是一種傳統發酵乳制品，具有豐富的營養價值和良好的保健功能，作為發酵劑使用的乳酸菌，通常為保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌。

目前三門峽地區市售發酵酸奶主要采用傳統的菌種活化復壯進行生成，營養較為豐富，但菌種質量不易控制，長時間保存后容易出現過酸的現象，因此，了解發酵所用乳酸菌的菌種特性及發酵風味物質特征對于酸奶的品質控制及發酵后熟階段的儲藏和食用有重要指導意義，同時，三門峽地區乳品消費較全省乃至全國，仍處于中下水平，區域奶業發展薄弱，本研究將有助于地方乳品產業發展。

1材料方法

1.1供試樣品。

本項目供試樣品為三門峽本地凝固型發酵酸奶品牌三隆和阿姆斯。于2011年9月16日分別購買兩品牌當日生產批次產品用于項目研究。

1.2儀器試劑。

設備：超凈工作臺，生化培養箱，電子天平，酸度計，電子顯微鏡。

培養基：MRS培養基[1]所用化學試劑均為分析純。

1.3試驗方法。

1.3.1乳酸菌分離。

采用平板菌落計數法，以原樣、10-1、10-2三個梯度進行平板涂布，分離酸奶中的乳酸菌。

1.3.2乳酸菌理化鑒定。

菌落形態：觀察MRS培養基表面菌體生長狀況。

生化特征：將純化后的菌株進行相關生化指標檢測，具體方法參照文獻。[2,3]

1.3.3乳酸菌發酵性能測定。

將分離到的乳酸菌菌株接種至經巴士消毒的復原乳中，在42℃下發酵至出現凝乳狀態，測定發酵過程中發酵液的酸度、丁二酮濃度和乙醛含量，具體測定方法參照文獻。[4-6]

2結果與討論

2.1乳酸菌分離。

在MRS瓊脂培養基上，原樣、10-1、10-2三個梯度培養皿中，阿姆斯樣品僅原樣中有菌落生長，菌體數目少且形態單一，三隆樣品在三個梯度中均有分布，菌落形態多樣。經平板涂布和平板劃線分離后，結合顯微鏡觀察及革蘭氏染色結果，共篩得A1、S1、S2三株乳酸菌，其中A1由阿姆斯酸奶中篩得,S1、S2分離自三隆酸奶，具體形態見表1。

表1 乳酸菌菌落形態

鏡檢形態革蘭氏染色顯示，所分離的三株菌中，A1為革蘭氏陽性菌，鏈球狀；S1為革蘭氏陰性菌，鏈球狀；S2為革蘭氏陽性菌，桿狀；具體染色結果見圖1。乳酸菌是一類無芽孢、革蘭氏染色陽性細菌，因此，所分離到的三株菌中，A1、S2為目標菌株，而S1由于染色結果不符合乳酸菌特征，不再進行后期發酵。將A1、S2純化后，以試管斜面保藏于4℃。

圖1 乳酸菌革蘭氏染色圖

2.2理化鑒定。

乳酸菌是一類發酵糖類不產H2S、H2O2，葡聚糖、硝酸鹽、吲哚實驗均成陰性，甲基紅實驗陽性，精氨酸反應不產氨的細菌。[2]本研究依據上述理化特征，對所分離到的兩株菌進行各種理化鑒定，結果見表2。

表2 理化鑒定結果

注：“++”表示陽性結果，“+”表示弱陽性結果，“—”表示陰性結果。

理化鑒定結果顯示：葡聚糖產生試驗中，A1有較弱的陽性結果，S2為陰性；兩株菌在需氧量測定中，A1液體培養基中菌體主要沉淀在試管底部，可以判定為厭氧微生物，S2液體培養過程中菌體在試管中均勻分布，可以判定為兼性厭氧微生物；其他理化特征兩者一致。根據理化鑒定結果結合《伯杰氏細菌鑒定手冊》，初步鑒定菌株A1為鏈球菌屬，菌株S2為德氏乳桿菌。

2.3發酵性能測定。

乳酸菌發酵分為兩個階段，第一階段為發酵產酸階段，在42℃下進行乳糖發酵產酸，當酸度pH達到4.5時，酸奶中的酪蛋白變性沉淀析出，出現凝固結塊現象，第二階段為后酸化階段，主要是在4℃下保存備用，進行后熟作用。

2.3.1產酸特性。

將所分離到的兩株菌A1、S2接入經巴氏消毒牛乳中，充分活化2-3次使菌株活力最大，按照2%的接種量接入100ml經110℃20min滅菌的牛乳中，42℃恒溫發酵4-8h，每隔2h無菌取樣測定其酸度，以滴定度OT表示。測定結果見圖2。

圖2 發酵過程酸度變化

從圖2可知，兩株乳酸菌的酸度值在18-120OT之間，發酵產酸能力上，2h時A1的滴定度為18OT，S2達到22OT；發酵至6h時，A1的滴定度上升到98OT，S2為110OT，到8h接近發酵結束時，A1的滴定度為108OT，S2為120OT，整個發酵過程中，S2菌株的發酵產酸能力始終高于A1菌株，且在S2發酵液中先出現了凝固結塊現象，這與酸度測定結果一致。研究表明：乳桿菌的發酵產酸能力要高于嗜熱鏈球菌菌株，[5]本次分離到的兩株菌中，初步判定A1為鏈球菌屬，S2為德氏乳桿菌，該結果與相關研究結果一致。

2.3.2乙醛含量。

乙醛是在酸奶制作過程中由保加利亞乳桿菌產生的風味物質之一，pH值降到5.0時開始產生乙醛，在pH值為5.5-4.5之間生成加快，pH值為4.30-4.40時產生速度最大。之后生成量逐漸減少，pH值為4.2時乙醛含量幾乎不再產生。[7]發酵第二階段為風味物質的積累階段，因此本研究主要對該階段的乙醛含量進行測定，具體結果見表3。

表3 后酸化階段乙醛含量(mg/L)

結果顯示：A1、S2兩株菌均有較強的產乙醛能力，隨著后熟時間的延長，乙醛含量逐漸增加，A1菌株發酵產物中乙醛含量在7.41-10.01mg/L之間，S2菌株發酵產物中乙醛含量在9.43-16.44mg/L之間。而乙醛生成量在一定范圍內與酸度成正比，酸度越大產量越大。A1的產酸能力要弱于S2菌株，這與酸度測定結果一致。另有研究表明：乳酸菌產乙醛能力與菌體內蘇氨酸醛縮酶有關，[8]通常乳桿菌內蘇氨酸醛縮酶活性較高，[5]S2菌株為德氏乳桿菌，符合乙醛高產菌特征。

2.3.3丁二酮含量。

丁二酮又名雙乙酰，呈奶油香味，發酵乳中丁二酮含量的積累可增加產品的香味。

王偉軍等發現[9]:發酵第一階段有一定量的丁二酮累計，隨著發酵時間的延長，雙乙酰含量逐漸增加，在較低溫度下積累地更快，因此發酵乳中的丁二酮主要來源于后酸化階段，本研究對發酵第二階段中的丁二酮含量進行測定，具體測定結果見表4。

表4 后酸化階段丁二酮含量(mg/L)

結果顯示：A1、S2兩株菌均有較強的丁二酮生成能力，隨著后熟時間的延長，丁二酮含量逐漸增加，A1菌株發酵產物中丁二酮含量在21.54-39.41mg/L之間，S2菌株發酵產物中丁二酮含量在8.35-18.51mg/L之間。研究表明：產丁二酮能力與原料奶中檸檬酸鹽含量有關，[8]通常球菌產丁二酮能力較強，[5]A1菌株為鏈球菌屬，符合丁二酮高產菌特征。

3結論

(1)利用MRS瓊脂培養基對兩種本地品牌酸乳中的乳酸菌進行分離，初步確定A1、S2兩株菌為目的乳酸菌，其中A1在分類上屬于鏈球菌屬,S2分類地位與德氏乳桿菌相近。

(2)兩株菌的發酵特性研究表明，A1、S2兩株菌均有較強的酸度、乙醛和丁二酮生成能力，其中A1菌株在發酵產酸階段產酸能力弱于S2菌株，但在后酸化階段A1的丁二酮生成能力高于S2；S2的乙醛生成能力高于A1菌株。

[1]喬發東,吳秀芳.高效濃縮乳酸菌發酵劑的制作與應用[J].農牧產品開發,1998(1):25-28.

[2]黃誠,黃群,麻成金，等.湘西傳統酸豆角優勢乳酸菌分離及鑒定[J].中國釀造，2009(5): 35-38.

[3]凌代文.乳酸細菌分類鑒定及實驗方法[M].北京: 中國輕工業出版社,1999: 117-129.

[4]李妍,邢慧敏,邵亞東,等.發酵乳中丁二酮和乙醛含量檢測方法探討[J].分析與檢測,2008(3) :157-159.

[5]李江,張富新,任娟，等.保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌在羊奶中的發酵特性研究[J].陜西師范大學學報(自然科學版),2010(3):91-94.

[6]梅林,王志耕.酸奶、乳酸菌飲料風味及其部分理化特性的研究[J].乳品科學與技術,2004(1):17-19.

[7]王紅葉，李麗華，陸淳，等.乙酰、丁二酮對發酵乳風味的影響[J].中國乳品工業,2010(10):32-34.

[8]邢慧敏.少數民族自然發酵乳制品中乙醛高產乳酸菌的篩選及發酵條件的優化[D].內蒙古農業大學食品科學系,2007.

[9]王偉軍，李延華，張蘭威，等.乳酸乳球菌乳亞種丁二酮變種發酵乳風味物質研究[J].西北農林科技大學學報，2009，37(4):179-183.

ClassNo.:TS252.54DocumentMark：A

(責任編輯：宋瑞斌)

StudiesontheIsolationandFermentationCharacteristicsofLacticacidbacteriainYogurt

Zhang Jing

In this paper,two lactic acid bacteria strains A1, S2 were isolated from the yogurt by the use of MRS agar media. The fermentation characteristics of isolated lactic acid bacteria were analyzed in milk. Results revealed that two strains had high pH, aldehydes and diacetyls production.

lactic acid bacteria; fermentation; pH; aldehyde; diacetyl

張晶，碩士，助教，三門峽職業技術學院。研究方向：食品微生物。

1672-6758(2012)09-0073-2

TS252.54

A