溫度對(duì)嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌發(fā)酵羊奶的影響

陳 合 張秋紅 王長(zhǎng)鳳 舒國(guó)偉

（陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710021）

益生菌（probiotics）是指能夠改善腸道微生物平衡，對(duì)宿主起施加有益影響的微生物制劑［1］。酸乳中的益生菌可調(diào)整腸胃功能，抑制腐敗菌的繁殖；促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)鈣、鎂、單糖等的吸收，產(chǎn)生B群維生素等有益物質(zhì)；降低血清中的膽固醇含量，預(yù)防心腦血管疾??；具有抗腫瘤效果和防止老化的發(fā)生等［2，3］。

目前，國(guó)際上對(duì)羊奶研究開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品比較多，包括液態(tài)產(chǎn)品、發(fā)酵產(chǎn)品（如奶酪、脫脂酪乳或酸乳、開(kāi)菲爾）、冷凍產(chǎn)品（如冰激凌或冷凍酸乳）以及濃縮和干燥產(chǎn)品［4］。國(guó)內(nèi)外關(guān)于發(fā)酵山羊乳產(chǎn)品的研究文獻(xiàn)［5，6］很多，包括影響酸乳生產(chǎn)和冷藏過(guò)程中益生菌活性的因素以及冷藏過(guò)程中酸乳品質(zhì)變化的因素等等。本課題組在前期研究［7］中對(duì)保加利亞乳桿菌和嗜熱乳鏈球菌發(fā)酵凝固型酸羊奶的工藝進(jìn)行了優(yōu)化。本試驗(yàn)在保加利亞乳桿菌和嗜熱乳鏈球菌兩菌株的基礎(chǔ)添加了嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌，主要考察溫度對(duì)嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌發(fā)酵羊奶的影響，為進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵條件獲得口感佳、益生菌活菌數(shù)較高的發(fā)酵乳提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料、菌種及培養(yǎng)基

鮮山羊奶：陜西關(guān)中奶山羊羊奶，陜西西安未央大學(xué)園區(qū)附近農(nóng)戶(hù)提供；

德氏乳桿菌保加利亞亞種（L.bulgaricus，LB）、嗜熱鏈球菌（S.thermophilus，ST），嗜酸乳桿菌（L.acidophilus，LA）、干酪乳桿菌（L.casei，LC）：陜西科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院提供；

培養(yǎng)基：MRS肉湯、M17肉湯、MRS瓊脂及改良番茄汁培養(yǎng)基，青島海博生物科技有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

手提式壓力蒸汽滅菌鍋：YX－280D 型，合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司；

超凈工作臺(tái)：SW－CJ－1F型，蘇州凈化設(shè)備有限公司；

酸度計(jì)：PHS－3C型，上海精密儀器有限公司；

電熱恒溫培養(yǎng)箱：DH5000AB型，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酸羊奶發(fā)酵工藝流程

將3%的普通酸羊奶發(fā)酵劑（LB∶ST＝1∶1）接入到滅菌冷卻的鮮山羊奶中，再分別接入5%的L.acidophilus 和L.casei，分別于35，37，39，41，43 ℃下發(fā)酵，每隔1.5h取樣測(cè)定酸度、pH 值、LA 活菌數(shù)及總活菌數(shù)，過(guò)夜后熟后對(duì)其感官進(jìn)行評(píng)定。

1.2.2 菌 種 活 化 MRS 肉 湯 用 于L.bulgaricus，L.acidophilus及L.casei 凍干菌粉的活化，M17肉湯用于S.thermophilus凍干菌粉的活化。

1.3 分析檢測(cè)方法

1.3.1 活菌數(shù)的測(cè)定 采用平板涂布法。發(fā)酵乳中總活菌數(shù)（保加利亞乳桿菌、嗜熱乳鏈球菌和嗜酸乳桿菌或干酪乳桿菌）采用改良番茄汁培養(yǎng)基測(cè)定，因所用保加利亞乳桿菌對(duì)膽鹽敏感，所以發(fā)酵乳中L.acidophilus 或L.casei 采用MRS瓊脂（含0.06% （m／V）膽鹽）測(cè)定［8］。涂布時(shí)選好的每個(gè)稀釋度做3個(gè)復(fù)本求均值，然后計(jì)算每毫升活菌數(shù)。

1.3.2 pH 值 的 測(cè) 定 采 用PHS－3C 酸 度 計(jì) 室 溫 下 直 接測(cè)定［9］。

1.3.3 酸度的測(cè)定 采用氫氧化鈉滴定法［10］。

1.3.4 感官指標(biāo)評(píng)價(jià) 由5位以上感官正常人員經(jīng)培訓(xùn)后品嘗，分別從色澤、氣味、滋味及組織狀態(tài)4個(gè)方面對(duì)發(fā)酵乳樣品進(jìn)行評(píng)定。具體以上感官項(xiàng)目權(quán)重的分布詳見(jiàn)表1。

表1 酸羊奶的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［11］Table 1 Sense evaluation standard of goat yogurt

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊奶的影響

溫度對(duì)嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊奶的影響見(jiàn)表2及圖1～4。

表2 溫度對(duì)嗜酸乳桿菌發(fā)酵羊奶感官的影響Table 2 Effect of different temperature on sensory evaluation of goat yogurt containing L.acidophilus

由表2可知，在35 ℃發(fā)酵的酸羊奶酸味稍淡，具有輕微羊奶膻味；37 ℃的酸羊奶酸度適中，有清香、純正的酸奶味且無(wú)羊奶膻味；39，41，43 ℃的酸羊奶則偏酸，但羊奶膻味很淡。

圖1 溫度對(duì)LA 酸羊奶嗜酸乳桿菌數(shù)的影響Figure 1 Effect of temperature on viable counts of LA in goat yogurt

圖2 溫度對(duì)LA 酸羊奶總菌數(shù)的影響Figure 2 Effect of temperature on total viable counts in goat yogurt

圖3 溫度對(duì)LA 酸羊奶pH 的影響Figure 3 Effect of temperature on pH in goat yogurt containing LA

圖4 溫度對(duì)LA 酸羊奶酸度的影響Figure 4 Effect of temperature on acidity in yogurt containing LA

由圖1可知，各溫度下發(fā)酵酸羊奶中L.acidophilus 在開(kāi)始4.5h內(nèi)生長(zhǎng)迅速，之后生長(zhǎng)速度減慢。其中，37 ℃下的L.acidophilus活菌數(shù)為1.80×107CFU／mL（最高值），43 ℃下的L.acidophilus 活菌數(shù)為1.20×107CFU／mL（最低值）。這是因?yàn)?5～37 ℃是L.acidophilus的最適生長(zhǎng)溫度范圍，45 ℃培養(yǎng)時(shí)溫度偏高菌種生長(zhǎng)受抑制，而37 ℃培養(yǎng)時(shí)溫度適中，菌種生長(zhǎng)旺盛。由圖2可知，各溫度下發(fā)酵酸羊奶總菌數(shù)在4.5h以前隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，4.5h以后趨于下降。其中，43 ℃時(shí)總菌數(shù)最高為1.38×109CFU／mL，35 ℃時(shí)總菌數(shù)最低為1.16×109CFU／mL。

由圖3、4可知，酸羊奶產(chǎn)酸速度隨發(fā)酵溫度升高而加快。35 ℃條件下的整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，酸羊奶酸度增加緩慢，在發(fā)酵4.5h時(shí)酸度和pH 分別可達(dá)850T 和4.21；37，39，41 ℃條件下的酸羊奶產(chǎn)酸趨勢(shì)基本相同，但37 ℃發(fā)酵4.5h后 酸 度 和pH 達(dá)97.80T 和3.88，分 別 比39 ℃和41 ℃酸度高4.80T 和1.80T，pH 低0.24和0.11。數(shù)據(jù)得出在L.acidophilus含量低（1.8×107CFU／mL）的情況下，對(duì)發(fā)酵乳的酸度和pH 值產(chǎn)生了重大影響。這是因?yàn)槭葻徭溓蚓x產(chǎn)生的乳酸、甲酸、CO2等是嗜酸乳桿菌的生長(zhǎng)刺激物，縮短了L.acidophilus 凝乳時(shí)間，提高了其產(chǎn)酸速率；發(fā)酵溫度為43℃時(shí)，在開(kāi)始的1.5h酸度增長(zhǎng)較快，之后增長(zhǎng)緩慢。

由上述可知，L.acidophilus 羊奶的最佳溫度為37 ℃，此時(shí)酸羊奶凝固時(shí)間為4h，酸度和pH 達(dá)到97.80T 和3.88，L.acidophilus 活菌數(shù)和總活菌數(shù)達(dá)到1.8×107CFU／mL 和1.38×109CFU／mL，感官評(píng)價(jià)總分達(dá)到8.35分。

2.2 溫度對(duì)干酪乳桿菌發(fā)酵羊奶的影響

溫度對(duì)干酪乳桿菌發(fā)酵羊奶的影響見(jiàn)表3及圖5～8。

表3 溫度對(duì)干酪乳桿菌酸羊奶感官評(píng)價(jià)的影響Table 3 Effect of different temperature on sensory evaluation of goat yogurt containing L.casei

由表3可知，35 ℃發(fā)酵的酸羊奶無(wú)酸味，且膻味較重；39～41 ℃下發(fā)酵的酸羊奶酸味稍淡，甜味適中，但無(wú)羊奶膻味，39 ℃滋味、氣味、組織狀態(tài)均較佳；43 ℃下的酸羊奶偏酸，且具有較大的羊奶膻味。

由圖5 可 知，在35，37，39，41 ℃發(fā) 酵 時(shí)，LC 在 開(kāi) 始 的4.5h增長(zhǎng)迅速，之后緩慢降低，4.5h時(shí)達(dá)到最大值。發(fā)酵溫度為43 ℃時(shí)，酸羊奶L.casei 在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中增長(zhǎng)緩慢，主要因?yàn)?5～40 ℃是L.casei的最佳溫度范圍，43 ℃溫度過(guò) 高；其中，L.casei 活菌數(shù)在39 ℃時(shí)達(dá)到最高 為1.56×108CFU／mL，在43 ℃培養(yǎng)6h時(shí)L.casei 活菌數(shù)最低為6.20×107CFU／mL。由圖6可知，各溫度下的酸羊奶總菌數(shù)變化趨勢(shì)基本相同，均在4.5h達(dá)到最大值。其中，39，41，43 ℃發(fā)酵溫度下總菌數(shù)最高值分別為1.81×109，1.79×109，1.89×109CFU／mL，35 ℃下總菌數(shù)最高值為1.47×109CFU／mL。

圖5 溫度對(duì)酸羊奶干酪乳桿菌數(shù)的影響Figure 5 Effect of temperature on viable counts of L.casei in goat yogurt

圖6 溫度對(duì)LC酸羊奶總菌數(shù)的影響Figure 6 Effect of temperature on total viable counts in goat yogurt containing LC

圖7 溫度對(duì)LC酸羊奶pH 的影響Figure 7 Effect of temperature on pH in goat yogurt containing LC

由圖7、8可知，各溫度下的酸羊奶酸度（pH）在發(fā)酵過(guò)程中呈緩慢上升（下降）的趨勢(shì)。其中，39，41，43 ℃下，酸羊奶酸度和pH 在4.5h 時(shí)分別為79.2，83，81°T 和4.48，4.44，4.4，35 ℃下，酸羊奶酸 度 和pH 在4.5h 時(shí) 分 別 為70.8°T 和4.7。

由上述可知，L.casei羊奶最佳發(fā)酵溫度為39 ℃，此時(shí)酸羊奶凝固時(shí)間為4.5h，酸度達(dá)到79.2°T，pH 達(dá)到4.48，L.casei 活 菌 數(shù) 達(dá) 到1.56×108CFU／mL，總 菌 數(shù) 達(dá) 到1.81×109CFU／mL，感官評(píng)價(jià)總分可達(dá)到7.00分。

圖8 溫度對(duì)LC酸羊奶酸度的影響Figure 8 Effect of temperature on acidity in goat yogurt containing LC

3 結(jié)論

溫度對(duì)L.acidophilus和L.casei 的生長(zhǎng)、產(chǎn)酸速率、活菌數(shù)及酸羊奶的口感都有明顯的影響。L.acidophilus 酸羊奶的最佳發(fā)酵溫度為37 ℃，此時(shí)凝乳時(shí)間為4h，酸度和pH 分別為97.8°T和3.88，L.acidophilus活菌數(shù)和總活菌數(shù)分別為1.8×107，1.38×109CFU／mL；L.casei 酸羊奶的最佳發(fā)酵溫度為39 ℃，此時(shí)酸羊奶凝固時(shí)間4.5h，酸度和pH 分別為79.20T 和4.48，L.casei活菌數(shù)和總活菌數(shù)也均較高。

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