新疆傳統(tǒng)發(fā)酵乳品中乳酸菌與酵母菌生長的相互影響

余 蘭,塔布斯·馬那爾,新華·那比

(新疆醫(yī)科大學(xué)藥理教研室,新疆烏魯木齊 830011)

新疆傳統(tǒng)發(fā)酵乳品中乳酸菌與酵母菌生長的相互影響

余 蘭,塔布斯·馬那爾,新華·那比*

(新疆醫(yī)科大學(xué)藥理教研室,新疆烏魯木齊 830011)

對新疆傳統(tǒng)發(fā)酵乳酪乳清中的優(yōu)勢菌株:馬乳酒樣乳桿菌、乳酸乳球菌、瑞士乳桿菌、植物乳桿菌、東方伊莎酵母菌在駝乳中的生長特性進行了研究。探討了4株乳酸菌與東方伊莎酵母菌之間的相互作用。結(jié)果表明,在發(fā)酵過程中東方伊莎酵母菌顯著促進馬乳酒樣乳桿菌和乳酸乳球菌的生長(p<0.05),對瑞士乳桿菌的生長促進作用不明顯(p>0.05)。同時,4株乳酸菌抑制東方伊莎酵母菌的生長(p<0.05)。此外,乳酸菌與東方伊莎酵母菌共同接種發(fā)酵有利于保持發(fā)酵乳冷藏期間活菌數(shù)的穩(wěn)定及緩解乳酸菌的過度產(chǎn)酸。綜上所述:乳酸菌與酵母菌之間可能存在相互作用的關(guān)系。

傳統(tǒng)發(fā)酵乳酪乳清,乳酸菌,酵母菌,相互作用

新疆傳統(tǒng)發(fā)酵乳品作為一種民族藥，在哈薩克族居住地已有數(shù)千年的應(yīng)用歷史，其中乳酪乳清主要用于調(diào)節(jié)血脂、血糖等[1]。發(fā)酵駝乳則用于結(jié)核病、糖尿病的輔助治療，本課題組在前期研究中發(fā)現(xiàn)乳酪乳清具有抗動脈粥樣硬化作用[2]，乳酪乳清蘊涵著大量的微生物，其中最主要為乳酸菌和酵母菌。這些發(fā)酵菌經(jīng)過歷史的篩選和馴化存在于傳統(tǒng)乳品中，產(chǎn)生一定的治療保健作用，其相互作用不容忽視。

利用乳酸菌與酵母菌共同發(fā)酵制作發(fā)酵乳品中,酵母菌在發(fā)酵過程中為乳酸菌提供了多種營養(yǎng)因子例如氨基酸、維生素和丙酮酸鹽等物質(zhì)[2],同時乳酸菌的代謝產(chǎn)物又為酵母菌提供了能量來源[3]。在發(fā)酵過程中,酵母菌不僅分泌出蛋白酶和脂肪酶,分解基質(zhì)產(chǎn)生營養(yǎng)物質(zhì)促進乳酸菌的生長,而且還將乳酸菌代謝出的乳酸鹽作為能量物質(zhì)進行代謝,產(chǎn)生出芳香類物質(zhì)[4-6],促進了發(fā)酵乳的后熟。乳酸菌與酵母菌之間可能存在某種相互作用[7],會對乳酸菌和酵母菌的生長和新陳代謝產(chǎn)生影響,可以改變發(fā)酵產(chǎn)品的成熟時間和產(chǎn)品的風(fēng)味特征。

本文對新疆傳統(tǒng)發(fā)酵乳酪乳清中所篩選的4株乳酸菌及1株酵母菌在脫脂駝乳中的生長、代謝進行了初步研究,并為進一步探討發(fā)酵乳中乳酸菌與酵母菌的相互作用關(guān)系提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

潔凈工作臺 SW-CJ-2F,廣州深華生物公司；恒溫培養(yǎng)箱 DNP-9162,上海精宏公司；高壓滅菌鍋 YXQ-LS-50,上海博訊公司；低速離心機 艾本德5702,德國Eppendorf公司；pH計 Oakton,美國Cole-Parmer公司；厭氧產(chǎn)氣袋、厭氧盒 日本三菱公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 菌株活化 使用前將各乳酸菌與酵母菌菌株分別在MRS肉湯培養(yǎng)基和麥芽汁液體培養(yǎng)基中活化2～3代,使菌株活力達到最強。

1.2.2 生長曲線的測定 將活化好的各菌株按照一定的初始濃度分別接種于滅菌的新鮮脫脂駝乳中,于30℃培養(yǎng)24h,按要求每隔3h定期取樣,測定活菌數(shù)與pH。

1.2.3 樣品的制備 將活化好的各乳酸菌與酵母菌,分別測其活菌數(shù),然后將馬乳酒樣乳桿菌、瑞士乳桿菌、植物乳桿菌和乳酸乳球菌,分別以初始濃度對數(shù)值約為7.1的活菌數(shù)接種于滅菌(95℃ 10min)的體積比為11%的新鮮脫脂駝乳中,以同樣的方法每種乳酸菌各接種2份,1份單獨發(fā)酵,1份接種初始濃度對數(shù)值約為5.5活菌數(shù)的東方伊莎酵母菌。將各樣品置于30℃恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵12h,按要求定期取樣,測定各項指標(biāo)。

1.2.4 pH及總酸含量的測定 pH測定:采用pH計測定?？偹釡y定:按GB 5413.34-2010中測定發(fā)酵乳酸度的方法測定。

1.2.5 活菌數(shù)測定 發(fā)酵乳中乳酸菌活菌數(shù)測定:將發(fā)酵乳進行無菌梯度稀釋,選取適當(dāng)稀釋度的發(fā)酵乳,采用MRS瓊脂培養(yǎng)基傾注培養(yǎng),每個稀釋度的培養(yǎng)基做2個平行樣,于37℃恒溫培養(yǎng)箱中厭氧培養(yǎng)2～3d后計數(shù)。酵母菌活菌數(shù)測定:將發(fā)酵乳進行無菌梯度稀釋,選取適當(dāng)稀釋度的發(fā)酵乳,采用馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養(yǎng)基涂布培養(yǎng),每個稀釋度的培養(yǎng)基做2個平行樣,于30℃恒溫培養(yǎng)箱中需氧培養(yǎng)2～3d后計數(shù)。

首先，遺民注杜的心態(tài)表現(xiàn)。 后金入主中原后，遺民群體或抗?fàn)帲蜃糟?，或隱逸，或游移，在國家與民族危亡的歷史語境中追求忠孝仁義的儒家傳統(tǒng)理念。 《荀子·禮論》曰：“君子敬始而慎終，終始如一，是君子之道，禮義之文也?！惫倘蝗胧览砟钍侨寮宜珜?dǎo)的基本思想，但是，在華夷之辨與君臣之道的觀念下，貞于朱明，背離清廷成為不少遺民文人心目中反映君子品質(zhì)的行為。 遺民文人投射自身心緒，與杜詩產(chǎn)生跨越時空的共鳴，表現(xiàn)出強烈的儒家君子文化精神感召力量。

1.2.6 數(shù)據(jù)分析 實驗數(shù)據(jù)使用SPASS 18軟件進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生長曲線的測定

如圖1所示,為5株菌在新鮮脫脂駝乳中的生長曲線:4株乳酸菌的初始接種濃度對數(shù)值均約為7.1,0～3h內(nèi)各乳酸菌生長緩慢,處于延滯期；3～9h處于對數(shù)期生長速率較快,尤其是瑞士乳桿菌在9h時活菌數(shù)對數(shù)值達到8.47；9～24h內(nèi)進入穩(wěn)定期,各菌的活菌數(shù)增長緩慢,發(fā)酵乳開始凝乳,并有大量乳清析出；24h時馬乳酒樣乳桿菌活菌數(shù)對數(shù)值達最大為8.65。

圖1 5株菌在駝乳中的生長曲線Fig.1 Growth curves of 5 strains in camel milk

東方伊莎酵母菌初始接種濃度對數(shù)值約為5.5,0～3h內(nèi)生長速率幾乎為零,處于延滯期；3～15h生長速率增大,15h時活菌數(shù)對數(shù)值達到6.76,15～24h內(nèi)進入穩(wěn)定期,活菌數(shù)變化較小。

2.2 發(fā)酵過程中pH的變化

pH是判斷酸奶發(fā)酵終點的重要指標(biāo)。滅菌的新鮮脫脂駝乳初始pH為6.41,當(dāng)接種各乳酸菌與酵母菌后,乳酸菌開始利用各種營養(yǎng)物質(zhì)生長繁殖,代謝過程中產(chǎn)生乳酸使發(fā)酵乳的pH下降。如圖2所示為各菌發(fā)酵過程中發(fā)酵乳的pH的變化曲線,各乳酸菌整個發(fā)酵過程中pH呈遞減趨勢,尤其瑞士乳桿菌最為顯著。此外,發(fā)酵前0～12h的pH下降明顯,下降速率變化不一,在發(fā)酵后12h,其下降速率趨于平穩(wěn)。而東方伊莎酵母菌在整個發(fā)酵期間pH幾乎沒有變化。

圖2 乳酸菌與酵母菌在發(fā)酵過程中駝乳pH的變化Fig.2 Change of camel milk pH during fermentation of lactic acid bacterias and yeast

2.3 乳酸菌與酵母菌的相互影響

當(dāng)一種產(chǎn)品中存在多種微生物時,除了微生物對乳的作用外,微生物之間的相互作用也是不容忽視的。它們之間必然會存在相互影響,各種微生物間的共生或抑制現(xiàn)象,通常是依據(jù)活菌數(shù)的變化來判斷的。本實驗通過乳酸菌單獨發(fā)酵與添加酵母菌混合發(fā)酵,觀察各乳酸菌與東方伊莎酵母菌在發(fā)酵12h與4℃保藏2周后活菌數(shù)變化,探討各乳酸菌與東方伊莎酵母菌之間的相互作用及對發(fā)酵乳的影響。

2.3.1 酵母菌對乳酸菌生長的影響 如表1所示,各乳酸菌在東方伊莎酵母菌存在的條件下活菌數(shù)的變化,由表可以看出,在發(fā)酵及冷藏過程中東方伊莎酵母菌對各乳酸菌在脫脂駝乳中的生長均能產(chǎn)生一定的影響,在發(fā)酵12h后,東方伊莎酵母菌對馬乳酒樣乳桿菌與乳酸乳球菌活菌數(shù)的影響有顯著的差異(p<0.05)。除了植物乳桿菌,接種東方伊莎酵母菌的發(fā)酵乳中乳酸菌的活菌數(shù)均比單獨培養(yǎng)的要高,因此可以認(rèn)為在發(fā)酵過程中,東方伊莎酵母菌的添加對馬乳酒樣乳桿菌,乳酸乳球菌與瑞士乳桿菌的生長均有促進作用,這與陳歷水[8]和李先勝[9]的研究結(jié)果相同,這可能是由于東方伊莎酵母菌為各乳酸菌提供了氨基酸、維生素等營養(yǎng)物質(zhì)作為生長因子促進其生長。

表3 冷藏期間pH的變化Table 3 Change of pH during the cold storage

表1 東方伊莎酵母菌對乳酸菌在駝乳中生長的影響Table 1 Effect of Issatchenkia orientalis on the growth of lactic acid bacteria in the camel milk

將發(fā)酵乳冷藏于4℃冰箱中保藏2周后,測定發(fā)酵乳中馬乳酒樣乳桿菌與乳酸乳球菌的活菌數(shù),發(fā)現(xiàn)結(jié)果與12h的一致,即未添加?xùn)|方伊莎酵母菌的發(fā)酵乳中的乳酸菌活菌數(shù)明顯比添加?xùn)|方伊莎酵母菌的活菌數(shù)要低(p<0.05)由此可以推測東方伊莎酵母菌可能對這4株乳酸菌在貯存期的生長存在著促進作用這與Gadaga[10]的報道相同。

2.3.2 乳酸菌對酵母菌生長的影響 由表2中結(jié)果可以看出,發(fā)酵12h后,各乳酸菌的添加能夠顯著地降低東方伊莎酵母菌的生長速度(p<0.05),但是在4℃冷藏2周后,各乳酸菌的添加對東方伊莎酵母菌的生長均有一定程度的促進作用。如表1中結(jié)果發(fā)現(xiàn)東方伊莎酵母菌除了抑制植物乳桿菌的生長外,能促進其余3株乳酸菌的生長,而表2中各乳酸菌卻抑制東方伊莎酵母菌的生長,原因可能是因為東方伊莎酵母菌的代謝產(chǎn)物如維生素和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)促進了乳酸菌的生長,但是乳酸菌的快速生長卻抑制了東方伊莎酵母菌的生長,同樣可能是對營養(yǎng)物質(zhì)的競爭性利用,從而減緩了東方伊莎酵母菌的生長,這與Roostita[11]的報道相同。要明確二者之間的相互作用機理,還需要對兩者的代謝產(chǎn)物做進一步詳細(xì)的分析。

表2 各乳酸菌對東方伊莎酵母菌在駝乳中生長的影響Table 2 Effect of lactic acid bacteria on the growth of Issatchenkia orientalis in the camel milk

此外,還可以看出,冷藏2周后,除了乳酸乳球菌,與各乳酸菌一起發(fā)酵的東方伊莎酵母菌活菌數(shù)均比單獨接種東方伊莎酵母菌的活菌數(shù)增幅要大(p<0.05),這可能說明在冷藏期間,各乳球菌與東方伊莎酵母菌之間可能存在共生作用,這種相互作用有利于發(fā)酵乳在冷藏期間的活菌數(shù)的穩(wěn)定。

2.3.3 冷藏期間的pH與酸度變化 pH與總酸含量是判斷酸奶發(fā)酵終點的重要指標(biāo),與發(fā)酵乳的口味、質(zhì)地、風(fēng)味有著非常密切的聯(lián)系[12]。由表3所示,為各乳酸菌單獨發(fā)酵與添加?xùn)|方伊莎酵母菌的發(fā)酵乳的pH與總酸含量的變化?？梢钥闯?馬乳酒樣乳桿菌和乳酸乳球菌與添加?xùn)|方伊莎酵母菌發(fā)酵乳在冷藏期間pH與總酸含量變化不大,而植物乳桿菌與瑞士乳桿菌與添加?xùn)|方伊莎酵母菌發(fā)酵乳在冷藏期pH明顯變小,總酸含量增加?？赡苁沁@兩種乳酸菌與東方伊莎酵母菌之間在冷藏期間存在共生作用的原因。

此外,各乳酸菌單獨發(fā)酵乳pH較與東方伊莎酵母菌發(fā)酵乳變化明顯,說明乳酸菌在冷藏期間繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)乳酸,而酵母菌在冷藏期間能夠繼續(xù)進行無氧發(fā)酵產(chǎn)生乙醇和利用凝乳中的乳糖發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸,使凝乳的pH有所升高,緩解了乳酸菌發(fā)酵的過度產(chǎn)酸。

3 結(jié)論

在發(fā)酵過程中添加?xùn)|方伊莎酵母菌促進馬乳酒樣乳桿菌,乳酸乳球菌與瑞士乳桿菌的生長；4株乳酸菌均抑制東方伊莎酵母菌的生長,該4株乳酸菌和東方伊莎酵母菌共同發(fā)酵有利于保持發(fā)酵乳冷藏期間乳酸菌的活菌數(shù)的穩(wěn)定；此外,添加?xùn)|方伊莎酵母與乳酸菌一起發(fā)酵,能夠緩解乳酸菌冷藏期間繼續(xù)發(fā)酵的過度產(chǎn)酸；綜上所述:發(fā)酵乳中乳酸菌和酵母菌之間的相互作用關(guān)系比較復(fù)雜,既有促進作用,也有抑制作用,它們的互生機理還有待進一步研究。

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Interactions of lactic acid bacterium and yeasts isolatedfrom Xinjiang traditional fermented dairy products

YU Lan,Tabusi·MANAER,Xinhua·NABI*

(Department of Pharmacology,Xinjiang Medical University,Urumqi 830011,China)

The characteristics of predominant strains isolated from Xinjiang traditional fermented cheese whey were studied. The results showed the selected strains,Lactobacilluskefiranofaciens,Lactococcuslactis,Lactobacillushelveticus,Lactobacillusplantarum,Issatchenkiaorientalisgrew well in the camel milk. Various interactions between the four lactic acid bacterias andIssatchenkiaorientaliswere also investigated. In details,the growth ofLactobacilluskefiranofaciensandLactococcuslactis(p<0.05)was advanced by the addition ofIssatchenkiaorientalis;Issatchenkiaorientalishad no obvious effect on the growth ofLactobacillushelveticus(p>0.05)during the fermentation process. At the same time,the addition of lactic acid bacteria could inhibit the growth ofIssatchenkiaorientalis(p<0.05).In addition,a positive interaction between lactic acid bacteria andIssatchenkiaorientaliswas observed what could keep the viability of each other during the cold storage.

traditional fermented cheese whey;lactic acid bacteria;yeast;interaction

2014-10-11

余蘭(1987-)，女，碩士，研究方向：心血管藥理與鑒定。

*通訊作者:新華·那比(1967-)，女，博士,教授,主要從事心血管藥理學(xué)方面的研究。

國家自然科學(xué)基金(81160344)。

TS201.3

A

1002-0306(2015)03-0186-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.030