乳酸菌干粉及其活化代數(shù)對牛乳乳酸發(fā)酵理化特性影響

田萬強，林 清，昝林森，李嘯林，高 軼，李林強

（1.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院 動物工程分院，陜西 楊凌712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 動物科技學(xué)院，陜西 楊凌712100；3.西安銀橋生物科技有限公司，陜西 臨潼710600；4.陜西師范大學(xué) 食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安710062）

傳統(tǒng)的酸奶發(fā)酵劑是經(jīng)過對乳酸菌逐步擴(kuò)大培養(yǎng)制作而成，其過程繁多，操作要求嚴(yán)格，而且菌種的保存、傳代有一定難度，在擴(kuò)大培養(yǎng)過程中菌種群比例容易失調(diào)，也常常出現(xiàn)菌種退化活力降低等現(xiàn)象［1－2］，容易導(dǎo)致酸奶品質(zhì)不穩(wěn)定。所以，乳業(yè)發(fā)達(dá)國家乳酸菌發(fā)酵劑由專門部門生產(chǎn)提供，比如，1988年丹麥漢森中心實驗室生產(chǎn)出超濃縮的直投式酸奶發(fā)酵劑［3］。

目前，國內(nèi)部分發(fā)酵乳生產(chǎn)企業(yè)也選擇直投式酸奶發(fā)酵劑，然而由于傳統(tǒng)觀念認(rèn)為活化乳酸菌活力強，另外企業(yè)也考慮生產(chǎn)成本，尚難以普及，而且先有對直投式酸奶發(fā)酵劑與傳統(tǒng)酸奶發(fā)酵劑對酸乳品質(zhì)影響比較的報道。

因此，本文研究乳酸菌干粉及其不同活化代對牛乳乳酸發(fā)酵酸度、乳清析出率和粘度的影響，以期為酸乳生產(chǎn)乳酸菌發(fā)酵劑的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮牛乳采自荷斯坦奶牛；乳酸菌干粉（保加利亞乳桿菌1株，嗜熱鏈球菌2株）購自常州益菌加生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 牛乳乳酸菌干粉乳酸發(fā)酵 鮮牛乳經(jīng)過巴氏殺菌冷卻到45℃，取5份200mL樣液分別添加0.125、0.250、0.375、0.500和0.625g／100g，45℃發(fā)酵6h，每小時測定一次各項理化指標(biāo)。每個添加量重復(fù)試驗5次，結(jié)果取其平均值。下同。

1.2.2 牛乳活化乳酸菌乳酸發(fā)酵 鮮牛乳經(jīng)過110℃15min殺菌后冷卻到45℃，取10mL按0.25 g／100g加入乳酸菌干粉，45℃發(fā)酵6h。按上述方法取活化乳酸菌按5g／100g依次制作活化第二代、第三代、第四代和第五代發(fā)酵劑。各代發(fā)酵劑均按2g／100g～6g／100g添加量添加后乳酸發(fā)酵6h。

1.2.3 酸度的測定 依據(jù) GB—5413.34—2010《乳和乳制品酸度的測定》。用10mL吸管吸取10 mL乳樣置入150mL三角瓶中，加入20mL蒸餾水，加入無水乙醇配制的0.5%酚酞2～3滴，混勻；用0.1mol／L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，直至微紅色且30s內(nèi)不褪色；所耗的0.1mol／L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的量乘以10，即為所測乳樣的酸度，重復(fù)試驗5次，結(jié)果取其平均值，以下測定同。

1.2.4 乳清析出率的測定 采用超高速低溫離心機(jī)（3K30，美國Sigma公司），稱約10g酸奶樣品，置入離心管，4 000×g，2℃離心10min，傾出乳清，稱量。

持水率（%）＝（M0－M1）×100／M0

式中：M0為待離心酸奶樣品的質(zhì)量／g；M1為傾出乳清后的質(zhì)量／g。

1.2.5 粘度的測定 采用粘度計（RVDV－II＋Pro，美國博利飛公司），200轉(zhuǎn)／min，17℃條件下測定。

2 結(jié)果

2.1 乳酸菌干粉活化代數(shù)及添加量對牛乳乳酸發(fā)酵的酸度影響

圖1 乳酸菌干粉添加量對牛乳乳酸發(fā)酵酸度的影響

圖2 乳酸菌干粉活化代及添加量對牛乳乳酸發(fā)酵酸度的影響

圖1、2可見隨著乳酸菌干粉和活化乳酸菌添加量的增加，牛乳乳酸發(fā)酵酸度均顯著性上升（P＜0.05）。通過圖1和2比較可見，活化乳酸菌第一代和乳酸菌干粉乳酸發(fā)酵產(chǎn)酸效果無顯著性差異（P＞0.05），2～5活化乳酸菌產(chǎn)酸效果顯著上升（P＜0.05），其中第三代活化乳酸菌產(chǎn)酸效果最佳，結(jié)果提示活化三代以后乳酸菌可能發(fā)生退化或菌群比例失調(diào)。

2.2 乳酸菌干粉活化代數(shù)及添加量對牛乳乳酸發(fā)酵乳清析出率的影響

由圖3、4可見，隨著乳酸菌干粉和活化乳酸菌添加量增加，乳清析出率顯著提高（P＜0.05）；2～5代活化乳酸乳酸發(fā)酵乳清析出率顯著高于第一代（P＜0.05），其中第三代活化乳酸發(fā)酵乳清析出率最高。通過圖3、4比較可見，相對于乳酸菌干粉，活化乳酸菌添加量與乳清析出率無相關(guān)性。

圖3 乳酸菌干粉添加量對牛乳乳酸發(fā)酵乳清析出率的影響

圖4 乳酸菌干粉活化代數(shù)及添加量對牛乳乳酸發(fā)酵乳清析出率的影響

2.3 乳酸菌干粉活化代數(shù)及添加量對牛乳乳酸發(fā)酵粘度的影響

圖5 乳酸菌干粉添加量對牛乳乳酸發(fā)酵粘度的影響

由圖5、6可見，隨著添加量增加，乳酸菌干粉發(fā)酵牛乳粘度顯著上升（P＜0.05），3～5代活化乳酸菌乳酸發(fā)酵乳粘度無顯著差異（P＞0.05）；1～2代乳酸發(fā)酵粘度顯著高于3～5代（P＜0.05），其中第一代活化乳酸菌粘度最大。結(jié)果提示隨著活化代數(shù)的增加，牛乳乳酸發(fā)酵粘度呈降低趨勢。圖5、6比較可見，相對于乳酸菌干粉，活化乳酸菌添加量與發(fā)酵乳粘度無明顯相關(guān)性。

圖6 乳酸菌干粉活化代數(shù)及添加量對牛乳乳酸發(fā)酵粘度的影響

3 討論

酸奶發(fā)酵劑按照物理形態(tài)的不同可分為液體酸奶發(fā)酵劑、冷凍酸奶發(fā)酵劑和直投式酸奶發(fā)酵劑3種［3］。本文研究結(jié)果表明乳酸菌干粉添加量對發(fā)酵乳酸度、乳清析出率和粘度影響顯著（P＜0.05），而且結(jié)果明顯，規(guī)律性強，提示直投式乳酸菌干粉生產(chǎn)發(fā)酵乳質(zhì)量易于控制；活化乳酸菌干粉代數(shù)及其添加量對發(fā)酵乳酸度、乳清析出率和粘度的影響無明顯的規(guī)律性，本研究結(jié)果顯示，乳酸菌活化第三代對牛乳乳酸發(fā)酵產(chǎn)酸效果和乳清析出率均比較顯著（P＜0.05），而其粘度卻低于產(chǎn)酸效果低的第一、二代，這與現(xiàn)有報道結(jié)果不一致［4］。出現(xiàn)這一結(jié)果的原因可能是由于傳統(tǒng)酸乳發(fā)酵劑制作、保藏過程菌種的退化、污染、菌群比例失調(diào)等因素所致［5－6］，發(fā)酵劑添加量及其攪拌后凝塊狀態(tài)也可能是重要的因素。

綜上比較研究結(jié)果可見，直投式酸奶發(fā)酵劑不需要經(jīng)過活化或擴(kuò)增而直接應(yīng)用于生產(chǎn)易于保藏，也防止了菌種的退化和污染，發(fā)酵乳品質(zhì)量穩(wěn)定［7］，但是其商品價格較高，生產(chǎn)成本高，對小型企業(yè)來說隨著真空冷凍干燥技術(shù)的普及如果能夠自制則可降低生產(chǎn)成本。

［1］ 劉海限，唐民民，要中航，等.幾種直投發(fā)酵劑的使用比較［J］.中國乳品工業(yè)，2001，29（5）：45－47.

［2］ 吳榮榮.直投式酸奶發(fā)酵劑的發(fā)酵工藝及其優(yōu)化［J］.食品科學(xué)，2006，27（2）：178－181.

［3］ 楊文雄.我國酸奶發(fā)酵劑的使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢［C］／／第十一屆中國國際食品添加劑和配料展覽會學(xué)術(shù)論文集，北京：中國食品添加劑和配料協(xié)會，2007.

［4］ 楊愛君，方培生，余保寧，曾慶孝.影響發(fā)酵酸奶粘度的因素及控制［J］.現(xiàn)代食品科技，2005，21（4）：45－47.

［5］ 張少輝，莫蓓紅，田雷.攪拌型酸奶生產(chǎn)過程中粘度變化的研究［J］.中國乳品工業(yè)，2002，31（1）：31－36.

［6］ 梁敏山。乳酸菌增殖培養(yǎng)及直投式酸奶發(fā)酵劑的研究［D］.重慶：西南大學(xué)，2010：1－61.

［7］ 雷欣宇.乳酸菌活性干燥菌劑制備工藝的研究［D］.重慶：西南大學(xué)，2013.