益生菌發(fā)酵羊乳工藝的研究

（陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院，西安710119）

益生菌發(fā)酵羊乳工藝的研究

王銀,葛萍,白莉圓,栗小慧,董玉珊,任子鈺,張富新

（陜西師范大學食品工程與營養(yǎng)科學學院，西安710119）

以羊乳為原料，研究了益生菌羊乳發(fā)酵中益生菌種類、益生菌與普通酸奶發(fā)酵劑配比及發(fā)酵條件對發(fā)酵乳酸度、黏度、總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)的影響。結果表明，采用副干酪乳桿菌01（LP-01）作為發(fā)酵劑，當副干酪乳桿菌01與普通酸奶發(fā)酵劑YO-MIX 883按3∶1配合，添加量為2%，發(fā)酵溫度為37℃，發(fā)酵時間為36～48 h時，發(fā)酵乳酸度和黏度較大，總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)較高。

益生菌；羊乳；發(fā)酵；酸度；黏度

0 引言

羊乳含有豐富的蛋白質、脂肪、乳糖、礦物質、維生素及多種生物活性物質，主要營養(yǎng)成分與母乳接近，具有乳脂肪球和酪蛋白膠粒較小的特點，易于人體消化吸收[1]。傳統(tǒng)醫(yī)學認為，山羊泌出的乳汁味甘性溫，入肝、胃、心、腎經，有溫潤、補虛、養(yǎng)血的良好功效[2]。此外羊乳還具有抗過敏、提高免疫力、減肥瘦身等保健作用[3]。益生菌是一類能對人和動物產生有益影響的微生物[4]，可改變宿主腸道微生物菌群的組成，改善腸道微生物平衡，調節(jié)宿主黏膜和免疫系統(tǒng)，從產生有利于宿主健康的作用[5]。但在應用益生菌發(fā)酵時，益生菌凝乳效果差，因此在實際生產中，通常將益生菌與普通酸奶發(fā)酵劑混合應用，來提高發(fā)酵乳的凝乳效果[6]。本研究采用陜西省薩能奶山羊全脂羊奶粉為原料，將益生菌和普通酸奶發(fā)酵劑混合發(fā)酵，確定了合適的發(fā)酵工藝，制成具有羊乳和益生菌雙重保健的發(fā)酵乳制品。為羊乳新產品的開發(fā)提供思路。

1 實驗

1.1 材料

全脂羊奶粉，脫脂牛奶粉，普通酸奶發(fā)酵劑（YO-MIX 883）。益生菌發(fā)酵劑：嗜酸乳桿菌（LA），干酪乳桿菌（LC），副干酪乳桿菌01（LP-01），副干酪乳桿菌431（LP-431）。

1.2 儀器設備

立式高壓蒸汽滅菌器，SW—CJ—lF型超凈工作臺，GSP-9080MB隔熱式恒溫培養(yǎng)箱，黏度計，XMTD型數(shù)顯恒溫水浴鍋，電子天平，MDF-U 54n型低溫冰箱。

1.3 測定方法

1.3.1 乳酸菌及益生菌的測定

MRS培養(yǎng)基(質量濃度)[7]：蛋白胨10.0 g/L，牛肉粉5.0 g/L，酵母粉4.0 g/L，葡萄糖20.0 g/L，吐溫80為1.0 mL，K2HPO4·7H2O為2.0 g/L，醋酸鈉·3H2O 5.0 g/L，檸檬酸三銨2.0 g/L，MgSO4·7H2O為0.2 g/L，MnSO4·4H2O為0.05 g/L，瓊脂粉15.0 g/L。蒸餾水加熱溶解，冷卻至50℃，用0.1 mol/L醋酸溶液調pH至6.2，121℃滅菌20 min，用于測定總乳酸菌。

LC培養(yǎng)基(質量濃度)[8]：蛋白胨10.0 g/L，肉浸膏4.0 g/L，酵母膏1.0 g/L，吐溫80為1 mL，酪蛋白酸水解物1.0 g/L，CH3COON a·3H2O為3 g/L，KH2PO4為2 g/L，檸檬酸銨1.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.2 g/L，Mn?SO4·4H2O為0.05 g/L，瓊脂粉12.0 g/L。蒸餾水加熱溶解，冷卻至30℃，用濃度為0.1 mol/L的醋酸溶液調pH值至5.1，121℃滅菌20 min，用于測定益生菌。

總乳酸菌數(shù)的測定：采用平板涂布法[9]。在無菌操作條件下，將融化的MRS培養(yǎng)基倒入滅菌培養(yǎng)皿，冷卻后形成培養(yǎng)平板。將乳樣充分攪拌均勻，依次做10倍梯度稀釋至適當稀釋度，吸取1 mL稀釋液在培養(yǎng)平板上涂布均勻。再倒入一層冷卻至50℃的MRS培養(yǎng)基形成雙層平板，將培養(yǎng)皿放入燭缸，在37℃下培養(yǎng)48 h。記錄培養(yǎng)基平板中的菌落數(shù)，單位以 mL-1表示。

益生菌數(shù)的測定：按照Ravula的方法[10]。在無菌操作條件下，將LC培養(yǎng)基制成培養(yǎng)平板。將乳樣充分攪拌均勻，依次做10倍梯度稀釋至適當稀釋度，吸取1 mL稀釋液在培養(yǎng)平板上涂布均勻。再倒入一層冷卻至30℃的LC培養(yǎng)基形成雙層平板，再將培養(yǎng)皿放入燭缸，在27℃下無氧培養(yǎng)72 h。記錄培養(yǎng)基平板中的菌落數(shù)，結果以 mL-1表示。

1.3.2 黏度的測定

采用旋轉式黏度計[11]。選用二單元SC4-27轉子，在25℃測試，在第30 s時記錄數(shù)據，分別測量3次數(shù)據后取平均值。黏度單位為 mPa·s。

1.3.3 酸度的測定

按照GB/T 5413-28-1997的方法測定[12]，單位以°T表示。

1.4 益生菌羊乳的發(fā)酵

將粉末狀發(fā)酵劑接入經115℃（15 min）滅菌后的脫脂牛乳中，在37℃下發(fā)酵至凝乳，制成發(fā)酵乳生產發(fā)酵劑。將羊奶粉用蒸餾水復原成質量分數(shù)為12%的復原乳，95℃殺菌30 min，冷卻后接入生產發(fā)酵劑，在一定溫度下發(fā)酵一定時間，分別測定發(fā)酵乳的滴定酸度、黏度、總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)。

1.5 數(shù)據處理

數(shù)據采用DPS統(tǒng)計分析軟件進行處理，采用Duncan新復極差法進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 益生菌的篩選

將嗜酸乳桿菌（LA）、干酪乳桿菌（LC）、副干酪乳桿菌01（LP-01）和副干酪乳桿菌431（LP-431）4種益生菌制成的發(fā)酵劑，按質量分數(shù)為2%的接種量接入已殺菌的12%復原羊乳中，在37℃下發(fā)酵至凝乳，測定發(fā)酵乳的酸度、黏度和乳酸菌數(shù)，結果如表1所示。

表1 益生菌對羊乳發(fā)酵特性的影響

由表1可以看出，在羊乳發(fā)酵中，4種益生菌的凝乳時間均較長，其中LA凝乳時間最長為12 h，LP01的凝乳時間最短為6 h，但均大于普通發(fā)酵劑3～4 h的凝乳時間[13]。4種益生菌的產酸能力差別較大，其中LC產酸能力較強，在凝乳時發(fā)酵乳的酸度達到143°T。4種益生菌對發(fā)酵羊乳的黏度影響不大，而對發(fā)酵羊乳中活性益生菌的影響顯著，其中LP-01益生菌在發(fā)酵羊乳中存活率較高（P<0.05），達到4.73×108mL-1，表明LP-01益生菌能夠很好適應于羊奶發(fā)酵基質。在羊乳發(fā)酵過程中，不同益生菌的凝乳特性、產酸能力及存活率有一定的差別，這不僅與益生菌本身發(fā)酵特性有關[14]，也與其發(fā)酵介質有關[15]。本試驗中4種益生菌產酸能力差異顯著（P<0.05），而產黏能力差異較小，說明這4種益生菌產生胞外多糖的能力基本一致。通常產生胞外多糖較多的菌種，在發(fā)酵過程中形成較高黏度，有利于乳的凝固，同時也可減少在后期加工中為了提高發(fā)酵乳的黏度而人為添加增稠劑。從凝乳時間，產酸能力，產黏能力及益生菌的存活率方面考慮，LP-01適宜于對羊乳進行發(fā)酵。

2.2 益生菌與普通酸奶發(fā)酵劑配比對羊乳發(fā)酵性能的影響

將益生菌LP-01與普通酸奶發(fā)酵劑YO-MIX 883以1∶1，2∶1，3∶1比例混合，按2%的接種量接入已殺菌的羊乳中，在37℃下發(fā)酵至凝乳，測定發(fā)酵乳的酸度、黏度、總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)，結果如表2所示。

表2 發(fā)酵劑配比對羊乳發(fā)酵特性的影響

由表2可以看出，隨著LP-01比例的增大，發(fā)酵羊乳的凝乳時間延長，發(fā)酵酸度變化不大（P>0.05），發(fā)酵黏度逐漸減少。表明在羊乳發(fā)酵過程中，普通酸奶發(fā)酵劑的應用有利于縮短發(fā)酵乳的凝乳時間和提高發(fā)酵乳的黏度。隨著益生菌比例的增大，發(fā)酵乳中總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)明顯增大（P<0.05）。由以上結果表明，在羊乳發(fā)酵中，適當增加益生菌比例有利于提高發(fā)酵羊乳中乳酸菌以及益生菌的活菌數(shù)，增強羊乳發(fā)酵乳的保健功能。因此，本研究選擇將LP-01與YO-MIX 883按3∶1比例混合，用于羊乳發(fā)酵。

2.3 發(fā)酵條件對羊乳發(fā)酵性能的影響

2.3.1 發(fā)酵時間的影響

將LP-01與YO-MIX 883制成的發(fā)酵劑以3∶1的比例混合，按2%的接種量接入已殺菌的羊乳中，37℃發(fā)酵72 h，測定發(fā)酵過程中酸度、黏度、總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)，結果如表3所示。

由表3可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵乳的酸度和黏度逐漸增大，總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。在羊乳發(fā)酵36～48 h時，發(fā)酵乳中總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)達到最大（P<0.05）。在發(fā)酵初期，乳酸菌處于適應期，生長速度緩慢，隨后菌體進入對數(shù)期，生長繁殖較快，發(fā)酵乳中活菌數(shù)增加，隨著發(fā)酵時間的繼續(xù)延長，乳酸菌分解乳糖產生乳酸[16]，使發(fā)酵乳的酸度升高，從而抑制了乳酸菌自身的生長，總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)均逐漸降低[17]。因此，LP-01與YO-MIX 883按3∶1發(fā)酵羊乳的最佳發(fā)酵時間為36～48 h。

表3 發(fā)酵時間對羊乳發(fā)酵特性的影響

2.3.2 發(fā)酵溫度對羊乳發(fā)酵性能的影響

將LP-01與YO-MIX 883以3∶1的比例混合，按2%的接種量接入已殺菌的羊乳中，在37，40，43℃下發(fā)酵48 h，測定發(fā)酵乳的酸度、黏度、總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)，結果如表4所示。

表4 發(fā)酵溫度對羊乳發(fā)酵特性的影響

由表4可以看出，隨著發(fā)酵溫度的升高，發(fā)酵乳酸度變化不顯著（P>0.05），而發(fā)酵黏度明顯增大（P< 0.05）。當羊乳在37℃發(fā)酵時，發(fā)酵乳中益生菌數(shù)最高（P<0.05），酸度和總乳酸菌數(shù)也較高。發(fā)酵溫度與乳酸菌代謝活動密切相關[18]，乳酸菌在最適溫度下代謝旺盛，菌體生長較快。不同的菌種有其適宜生長溫度，LP-01適宜生長溫度為37℃，在此溫度下發(fā)酵乳中益生菌含量較高，同時LP-01具有較強的耐酸性[19，20]，能夠抵抗發(fā)酵過程中酸度的影響，因此，從益生菌發(fā)酵方面來看，羊乳在37℃發(fā)酵有利于益生菌的生長繁殖。

2.3.3 發(fā)酵劑添加量的影響

將LP-01與YO-MIX 883以3∶1的比例混合，按質量分數(shù)為1%，2%，3%的接種量接入已殺菌的羊乳中，在37℃下發(fā)酵48 h，測定發(fā)酵乳的酸度、黏度、總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)，結果如表5所示。

由表5可以看出，隨著發(fā)酵劑添加量增大，發(fā)酵乳的酸度和黏度也逐漸增大。當發(fā)酵劑的添加量為2%時，發(fā)酵乳總乳酸菌數(shù)最高，顯著高于發(fā)酵劑添加量為1%和3%的發(fā)酵乳（P<0.05），而益生菌在發(fā)酵劑添加量為2%和3%時，差異不顯著（P>0.05），但顯著高于1%的添加組。在發(fā)酵乳生產中發(fā)酵劑添加量直接影響發(fā)酵乳中乳酸菌的存活率，當發(fā)酵劑添加量較少時，會使發(fā)酵速度緩慢[21]，而當發(fā)酵劑添加量過大時，乳酸菌產酸速度過快，從而抑制乳酸菌的生長繁殖，使發(fā)酵乳中活菌數(shù)降低。因此，最適發(fā)酵劑添加量為2%。

表5 發(fā)酵劑添加量對羊乳發(fā)酵特性的影響

3 結論

通過對益生菌發(fā)酵羊乳中益生菌種類、益生菌與普通酸奶發(fā)酵劑配比及發(fā)酵條件的研究。表明：選擇副干酪乳桿菌01（LP-01），普通酸奶發(fā)酵劑YO-MIX 883以3∶1比例配合發(fā)酵羊乳，其添加量為2%，發(fā)酵溫度為37℃，發(fā)酵時間為36～48 h時，發(fā)酵羊乳中總乳酸菌數(shù)和益生菌數(shù)較高，酸度和黏度較大，可滿足羊乳發(fā)酵乳生產。

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Develop ment o f goat milk fer mentation techno logy w ith mixed cu lture consisting of probiotics

WANG Yin,GEPing,BAILiyuan,LIXiaohui,DONG Yushan,REN Ziyu,ZHANG Fuxin

The influence of probiotics species,strains ratio of starter culturesand fermentation condition on the acidity,viscosity and the total number of Lacticacid bacteria and probiotics in fermented milk were researched.The results showed that using Lactobacillus paracasei-01 asstarter, w hen the ration of Lactobacillusparacasei-01 w ith YO-MIX 883 was3∶1,amountof mixed starterw as2%,fermented temperaturew as37℃,fer?mented timewas36～48 h,the acidity,viscosity and the totalnumber of lacticacid bacteria and probioticsin goat milk w ere higher.

probiotics；goat milk；fermentation；acidity；viscosity

TS252.54

A

1001-2230（2017）01-0054-03

2016-07-19

陜西省重大科技成果轉化引導專項（2016KTCG01-12）。

王銀（1992-），男，碩士研究生，研究方向為新型乳品開發(fā)。

張富新

(College o f Food Engineering and Nutritional Science of ShaanxiNormalUniversity,Xi’an 710119,China)