果蔬發(fā)酵乳酸菌粉常壓于燥制備工藝研究

曾海英，譚書明，母應春，李韋謹

(貴州大學生命科學院食品科學系，貴州貴陽550025)

果蔬發(fā)酵乳酸菌粉常壓于燥制備工藝研究

曾海英，譚書明，母應春，李韋謹

(貴州大學生命科學院食品科學系，貴州貴陽550025)

通過對果蔬發(fā)酵乳酸菌粉DV培養(yǎng)基優(yōu)化復配、常壓干燥工藝、包裝儲存條件研究，得出直投式乳酸菌粉常壓制備工藝。即將果蔬發(fā)酵用乳酸菌接種于優(yōu)化復配DV(DV中添加5%葡萄糖，1%蛋白粉，12.5%水)載體培養(yǎng)基上，置37±1℃下培養(yǎng)24h;收集菌粉平鋪高度0.5cm進行55℃遠紅外干燥3h，該菌粉用真空包裝置4℃下保存15d，其乳酸菌數(shù)均能達到107cfu/g以上。

乳酸菌粉，干載體培養(yǎng)基，遠紅外干燥

乳酸發(fā)酵果蔬制品是一類深受老百姓喜愛的傳統(tǒng)發(fā)酵食品，其營養(yǎng)與保健功效逐漸被人們熟知。然而傳統(tǒng)自然乳酸發(fā)酵產(chǎn)品菌群復雜多樣、發(fā)酵難控制、產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定;采用人工接種菌群強化乳酸發(fā)酵則需要對生產(chǎn)菌種進行繁瑣的純活化復壯、擴大培養(yǎng);種子液培養(yǎng)基多為化學藥品配制，存在不安全因素［1-3］，而采用凍干菌粉或噴霧菌粉則生產(chǎn)成本昂貴，得率低［3-4］;因此本課題旨在探索果蔬發(fā)酵用乳酸菌粉的常壓制備工藝，以期為今后的該產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，穩(wěn)定品質(zhì)，減少成本，縮短周期提供前期研究數(shù)據(jù)與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗菌株 為分離自發(fā)酵果蔬制品的益生益酵菌株 1-2(L.plantarum)、2-2(L.acetotolerns)、4 (L.fermentum)、5(L.amylovorus)活化、純檢合格備用［6］;干載體DV培養(yǎng)基(以下簡稱DV) 乳白色粉狀物，微香，過40目篩。

1.2 實驗方法

1.2.1 DV優(yōu)化復配 以乳酸菌菌落計數(shù)為考察指標，采用正交實驗L9(34)對葡萄糖(A)，蛋白粉(B)和加水量(C)3個因素進行考察，因素水平表見表1。實驗結果采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進行分析，以下皆同。

表1 DV優(yōu)化復配正交實驗因素水平表

1.2.2 菌種擴培 接菌量為3%，并置37±1℃培養(yǎng)24h后進行菌粉干燥。

1.2.3 菌粉遠紅外常壓干燥［7］設計物料平鋪高度(A)、干燥時間(B)、溫度(C)為因素，菌活力及含水量為考察指標進行正交實驗，篩選最佳干燥條件，因素水平表見表2。

表2 菌粉干燥正交實驗因素水平表

1.2.4 菌粉包裝與檢驗 將干燥菌粉進行抽真空包裝和常壓包裝，并置4、22、37℃下保藏15d，觀察包裝產(chǎn)品外觀品質(zhì)變化，并對存放15d的菌粉進行乳酸菌菌落計數(shù)，霉菌計數(shù)及水分測定、pH測定［8］。

1.2.5 DV理化指標的測定 參照 GB/T5009.3-2003、GB/T5009.5-2003、GB/T5009.7-2003執(zhí)行。

2 結果與分析

2.1 DV各理化指標檢測

通過國標方法測定DV培養(yǎng)基各項基礎理化指標(見表3)，結果顯示DV水分含量與pH均適合乳酸菌的生長需求。但蛋白質(zhì)含量、糖含量等仍有不足，若要進行乳酸菌擴培，達到細胞高密度培養(yǎng)，該培養(yǎng)基仍需進一步優(yōu)化碳源、氮源含量。

表3 DV的理化指標

2.2 DV優(yōu)化復配

針對DV理化測定結果，在考察單因素影響預實驗的基礎上，通過對四株乳酸菌在優(yōu)化復配DV上生長性能檢測，采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行分析(結果見表4、表5)得出:在DV優(yōu)化復配方案中，A葡萄糖、B蛋白粉因素對實驗結果均有顯著性影響(P＜0.05)，C加水量因素無顯著影響(P＞0.05)。各因素主次順序為:B＞A＞C。復配培養(yǎng)基最佳組合為B3A3C2，即DV培養(yǎng)基中加入5%葡萄糖，1%蛋白粉，12.5%加水量，接種3%乳酸菌，置37±1℃下培養(yǎng)24h，均能達到＞107cfu/g活菌數(shù)。

表4 DV優(yōu)化復配正交實驗結果

表5 DV優(yōu)化復配方差分析結果

2.3 菌粉的干燥工藝

將擴培菌粉進行遠紅外干燥，通過檢測干燥后菌粉中乳酸菌活菌數(shù)從而得出最優(yōu)干燥工藝(如表6、表7)。經(jīng)檢驗得出:A平鋪高度、B干燥時間與C干燥溫度對菌粉中乳酸菌活性均有顯著影響(P＜0.05);影響主次順序為:B＞C＞A;最優(yōu)干燥工藝為B3C2A2，即將菌粉平鋪為0.5cm高，55℃下進行遠紅外干燥處理3h，乳酸菌仍能保持80%以上活菌量。且干燥后菌粉水分含量均值為13.22%，pH5.6±0.1，能較好抑制霉菌等其它微生物生長，保障乳酸菌為優(yōu)勢菌群存在。菌粉滿足低水分含量，高活菌量等指標，表明常壓遠紅外干燥制備菌粉工藝基本可行。

表6 菌粉干燥正交實驗結果

表7 菌粉干燥方差分析結果

2.4 菌粉包裝及檢驗

干燥菌粉如何進行包裝儲存，直接影響著后期菌粉的利用率。一方面要考慮延長菌粉的保質(zhì)期;另一方面仍要考慮注意菌粉存放期不能結塊、吸潮、菌活力下降、受雜菌污染等。因此，合理可行的包裝方法與儲存條件就顯得尤為重要。采用優(yōu)化工藝進行菌粉干燥，并將干燥菌粉進行真空包裝與常壓包裝比較，置不同溫度下存放15d測定其乳酸菌數(shù)、霉菌數(shù)、水分含量、pH等，以比較不同包裝方法與儲存條件對干燥菌粉的影響，其結果見表8。

表8 菌粉包裝及檢驗

經(jīng)觀察、檢驗得出:外觀形態(tài)上，不同條件下，保存15d的乳酸菌粉均為乳白色粉狀固體，無結塊、變色、霉變現(xiàn)象。從各理化、微生物檢測指標分析，干燥菌粉保存15d后，活菌數(shù)仍達95%以上，具有較高的菌活力;但真空包裝獲得的乳酸菌數(shù)略優(yōu)于常壓包裝。分析可能由于常壓包裝中的少量氧氣改變了體系中的氧化還原電勢，從而影響了菌體休眠與生長。霉菌數(shù)檢測兩種包裝與不同溫度保存下霉菌數(shù)均＜3000cfu/g，達到控制標準。水分含量與pH方面，兩者皆略有波動，基本表現(xiàn)出隨儲存溫度的上升，水分、pH呈降低的趨勢，分析與乳酸菌在儲存期的進一步生長繁殖導致體系改變有關。綜合各指標結果得出:采用真空包裝干燥菌粉，并置4℃下保存能明顯延長菌粉保質(zhì)期，菌粉品質(zhì)不下降或變化極為緩慢，菌活力仍保持95%以上。

3 結論

通過對果蔬發(fā)酵乳酸菌用干載體培養(yǎng)基DV的優(yōu)化復配，高密度細胞培養(yǎng)物常壓干燥菌粉制備及菌粉包裝與貯存條件比較研究，得出果蔬發(fā)酵乳酸菌粉常壓干燥制備工藝可行，即將生產(chǎn)用乳酸菌按3%接種量接種于優(yōu)化復配DV培養(yǎng)基上，DV中需添加5%葡萄糖，1%蛋白粉，12.5%水，將其置37±1℃下培養(yǎng)24h，菌含量可達＞107cfu/g;將擴培菌劑平鋪高度1cm置50℃下遠紅外干燥3h，對干燥菌粉進行真空包裝，于4℃下保存15d，該干燥菌粉均能保持95%以上活菌量。這為直投式生物法生產(chǎn)果蔬發(fā)酵食品，實現(xiàn)該類產(chǎn)品的快速化生產(chǎn)、加速特色果蔬發(fā)酵食品的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了前期實驗數(shù)據(jù)及技術支撐。但是，是否還可通過添加其它促生長因子擴大乳酸菌細胞的生長，菌粉干燥效率與能耗關系的分析，菌粉貯藏期再延長中的理化學、微生物學變化研究及運用菌粉進行直投式生產(chǎn)發(fā)酵型果蔬制品的風味、品質(zhì)評定等一系列問題仍需要再進一步研究、探討。

［1］閔華.發(fā)酵蔬菜乳酸菌的分離及培養(yǎng)基的篩選［J］.江西農(nóng)業(yè)學報，2002，14(2):61-64.

［2］熊濤，徐立榮，范鐳，等.蔬菜發(fā)酵專用乳酸菌的菌體高密度培養(yǎng)［J］.食品科學，2007，28(12):345-349.

［3］賀稚非，向瑞璽，李洪軍，等.泡菜活性直投式乳酸菌發(fā)酵劑的研究［J］.食品科學，2006，27(8):191-197.

［4］Rumian N，et al.Comparative investigations on activity of lactobacillus bulgaricus during lyophilization［J］.Cryobiology，1993:438-442.

［5］Wolff E.Freeze-drying of streptococcus thermophilus:a comparision between the vacuum and the atmospheric method［J］.Cryobiology，1990，27:569-575.

［6］曾海英，秦禮康，江萍.糟辣椒中乳酸菌的鑒定及生物學特性比較研究［J］.中國釀造，2002(3):15-20.

［7］李里特.遠紅外技術在食品加工中應用的原理和問題［J］.食品工業(yè)科技，1990(6):3-7.

［8］王叔純.食品衛(wèi)生檢驗技術手冊［M］.第三版.北京:化學工業(yè)出版社，2002:7.

Study on atmospheric pressure drying technology of lactic acid bacteria powder for fermenting fruit and vegetable

ZENG Hai-ying，TAN Shu-ming，MU Ying-chun，LI Wei-jin
(College of Life Science，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

The atmospheric pressure drying technology of lactic acid bacteria(LAB)powder for fermenting fruit and vegetable was obtained by researching on DV medium optimization，drying technology and condition of package and storage.The result showed that the best addition amount of glucose，protein and H2O for DV medium were 5%，1%and 12.5%.And the optimal technology conditions was as follows:LAB was inoculated into optimal DV medium，then cultured at 37±1℃for 24h.After that the LAB powder was parallel laid 0.5cm and dried at 55℃ for 3h，and then vacuum packaged and stored at 4℃ for 15d.The number of living LAB bacteria can reach 107cfu/g in the LAB powder.

lactic acid bacteria(LAB)powder;DV medium;far-infrared drying

TS201.1

B

1002-0306(2010)08-0230-03

2010-05-24

曾海英(1978-)，女，講師，研究方向:食品微生物。

貴州省工業(yè)攻關課題(黔科合GY字［2007］3023);貴州大學青年科學基金項目(貴大青基合字2007-67號)。