植物乳桿菌對發(fā)酵奶油中膽固醇含量的影響

李春雪，王杰，富天昕，何高潔，劉語萌

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶 163319）

植物乳桿菌對發(fā)酵奶油中膽固醇含量的影響

李春雪，王杰，富天昕，何高潔，劉語萌

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，大慶 163319）

為了降低發(fā)酵奶油中膽固醇的含量，以植物乳桿菌為發(fā)酵菌種，通過正交實(shí)驗(yàn)研究了植物乳桿菌對發(fā)酵奶油中膽固醇含量的影響，并確定了植物乳桿菌參與下奶油的發(fā)酵工藝參數(shù)。結(jié)果表明，在發(fā)酵溫度為41℃、發(fā)酵時(shí)間為6 h、接種量為9%，菌種（嗜熱鏈球菌∶保加利亞乳桿菌∶植物乳桿菌）比例為1∶1∶1時(shí)，植物乳桿菌參與下的發(fā)酵工藝可使奶油中膽固醇含量由0.531 mg·g-1降至0.384 mg·g-1，膽固醇降解率為31%。

植物乳桿菌；發(fā)酵奶油；膽固醇

植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）屬于乳桿菌科中的乳桿菌屬，最適生長溫度為30～35℃，最適pH值6.5左右[1]，常存在于發(fā)酵的蔬菜和果汁中。植物乳桿菌具有降低心血管疾病發(fā)病率、降低血清膽固醇水平的功能[2]。目前已被證實(shí)，植物乳桿菌及其相關(guān)制品能夠降低介質(zhì)和血清膽固醇，陳大衛(wèi)[3]等從長壽人群腸道中分離出的能在胃液中存活的f10、o2、T1及V9的膽固醇降解率較高，分別為45.85%、40.76%、41.70%、42.87%。前期研究[4]發(fā)現(xiàn)，植物乳桿菌參與下的發(fā)酵工藝可使酸奶中膽固醇由0.298 mg·g-1降至0.122 mg·g-1。在同化作用[5]、共沉淀作用[6]和膽鹽水解酶作用[7]等乳酸菌降膽固醇機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，Lye等[8]提出了5種同時(shí)起作用的降膽固醇機(jī)制。

隨著人們物質(zhì)生活水平的提高，心血管疾?。ü谛牟『蛣?dòng)脈粥樣硬化等）成為目前威脅人類健康的首要因素。大量研究證明，心血管疾病發(fā)病率與血清總膽固醇（TC）水平和冠心?。–HD）等存在明顯的相關(guān)性[9]。所以，通過益生菌降低血清膽固醇水平、血脂濃度成為近年來研究的熱點(diǎn)之一。植物乳桿菌ST-III（CGMCC No.084 7）是基于體外降膽模型篩選出來的1株具有降低血清膽固醇能力的益生菌，利用其發(fā)酵奶油并降低膽固醇，為低膽固醇乳制品的研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

奶油：市售；保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)微生物實(shí)驗(yàn)室分離；冰乙酸、鄰苯二甲醛、濃硫酸、甲醇、膽固醇、氯仿等均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

DHP-9272恒溫培養(yǎng)箱、HWS24恒溫水浴鍋、DHG-9145A型恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；MD100-2電子分析天平，上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；LRH-280生化培養(yǎng)箱，廣東省醫(yī)療機(jī)械廠；722S分光光度計(jì)，蘇州江東精密儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

原料乳→分離→稀奶油→殺菌→發(fā)酵→成熟→加色素→攪拌→排除酪乳→奶油?！礈臁欲}→壓煉→包裝

①將稀奶油倒入容器中，殺菌條件為90℃、10 min。②冷卻稀奶油，37～45℃時(shí)加入5%發(fā)酵劑。

③接種好的奶油無菌灌裝于150 mL的容器中，于42～45℃溫度下培養(yǎng)發(fā)酵2.5～3 h，然后于5℃下貯藏。

1.3.2 拮抗實(shí)驗(yàn)

以植物乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌發(fā)酵劑，按1∶1∶1的比例接種于脫脂乳培養(yǎng)基，42℃溫度下培養(yǎng)至凝乳，然后鏡檢。

1.3.3 奶油發(fā)酵工藝參數(shù)對膽固醇含量影響單因素實(shí)驗(yàn)

1.3.3.1 發(fā)酵溫度對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響

選取發(fā)酵劑的添加量為3%，菌種（嗜熱鏈球菌：保加利亞乳桿菌：植物乳桿菌）比例為1∶1∶2。分別于37、39、41、43、45℃的發(fā)酵溫度下培養(yǎng)4 h，測定產(chǎn)品中膽固醇含量。

1.3.3.2 發(fā)酵時(shí)間對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響

選取發(fā)酵劑的添加量為3%，菌種（嗜熱鏈球菌：保加利亞乳桿菌：植物乳桿菌）比例為1∶1∶2，在41℃下，分別培養(yǎng)3、4、5、6、7 h后，測定產(chǎn)品中膽固醇含量。

1.3.3.3 接種量對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響

選取菌種（嗜熱鏈球菌：保加利亞乳桿菌：植物乳桿菌）比例為1∶1∶2，發(fā)酵溫度為41℃，接種量分別為3%、5%、7%、9%、11%的條件下發(fā)酵4 h，測定產(chǎn)品中膽固醇含量。

1.3.3.4 混合菌種比例對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響

選取發(fā)酵劑的添加量為3%，菌種比例分別為1∶1∶1、1∶1∶2、1∶2∶1、2∶1∶1，發(fā)酵溫度為41℃，發(fā)酵4 h后測定產(chǎn)品中膽固醇含量。

1.3.4 奶油發(fā)酵工藝參數(shù)對膽固醇含量的影響正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以膽固醇含量為指標(biāo)，通過L9（34）安排正交實(shí)驗(yàn)。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素與水平表Table 1Factors and level of orthogonal experiment

1.3.5 膽固醇含量的測定方法

按照GB/T 5009.128-2003（食品中膽固醇的測定）方法進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 拮抗實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在油鏡下觀察發(fā)現(xiàn)：3種菌生長良好且形態(tài)較為清晰，基本保持了1∶1∶1的初始比例。實(shí)驗(yàn)表明嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌和植物乳桿菌無拮抗作用，能夠互利共生，可以作為奶油的混合發(fā)酵劑。

2.2 奶油發(fā)酵工藝參數(shù)對膽固醇含量影響單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 不同發(fā)酵溫度對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響

由圖1可知，當(dāng)發(fā)酵溫度為43℃時(shí)，發(fā)酵奶油中膽固醇的含量最低，溫度過低或過高都會(huì)影響菌種的生長繁殖，所以用三種菌發(fā)酵稀奶油的最佳發(fā)酵溫度是43℃，此時(shí)降膽固醇的效果最好。

圖1 發(fā)酵溫度對膽固醇含量的影響Fig.1Effect of fermentation temperature on cholesterol content

2.2.2 不同發(fā)酵時(shí)間對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 發(fā)酵時(shí)間對膽固醇含量的影響Fig.2Effect of fermentation time on cholesterol content

由圖2可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，發(fā)酵奶油中膽固醇含量呈下降的趨勢，發(fā)酵6 h時(shí)發(fā)酵奶油中膽固醇含量最低，6 h以后膽固醇含量變化不大，所以最佳發(fā)酵時(shí)間為6 h。

2.2.3 不同接種量對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖3。

由圖3可知，隨著接種量的增加發(fā)酵奶油中膽固醇含量呈下降趨勢，但在接種量9%以后，膽固醇含量的下降曲線趨于平坦，所以最佳接種量是9%。

圖3 接種量對發(fā)酵奶油中的膽固醇含量影響Fig.3Effect of inoculation quantiy on cholesterol content

2.2.4 不同菌種比例對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。

圖4 混合菌種比例對發(fā)酵奶油中膽固醇含量影響Fig.4Effect of lactobacilli rate on cholesterol contentt

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，菌種比例為1∶1∶2時(shí)，發(fā)酵奶油中的膽固醇含量最低，所以最佳菌種比例為1∶1∶2。

2.3 奶油發(fā)酵工藝參數(shù)對膽固醇含量的影響正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表Table 2Result of orthogonal experiment

續(xù)表2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表Continued table 2Result of orthogonal experiment

由表2比較實(shí)驗(yàn)中A、B，C，D四因素中R值的大小，可以看出發(fā)酵時(shí)間為最顯著因素，其次為發(fā)酵溫度、菌種比例和接種量，四個(gè)因素的主次關(guān)系是B＞A＞D＞C，最優(yōu)組合為A1B2C3D1，即發(fā)酵溫度為41℃、發(fā)酵時(shí)間為6 h、接種量為9%、菌種比例為1∶1∶1。

2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

用優(yōu)化出來的最優(yōu)工藝參數(shù)生產(chǎn)發(fā)酵奶油，3次平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果表Table 3Result of validation experiment

由表3可知，三次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值為0.384mg·g-1。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)考察了植物乳桿菌ST-Ⅲ（CGMCC No.084 7）與嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌等復(fù)合發(fā)酵奶油過程中發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、菌種比例和接種量對產(chǎn)品中膽固醇含量的影響。在實(shí)驗(yàn)條件下，得出的結(jié)論如下：

3.1 測得稀奶油中膽固醇平均含量為0.558 mg·g-1，由嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌發(fā)酵的稀奶油中膽固醇含量為0.531 mg·g-1，而添加植物乳桿菌的發(fā)酵奶油膽固醇平均含量為0.384 mg·g-1，降低量約為31%，可以看出添加植物乳桿菌對降低稀奶油中膽固醇含量作用明顯。

3.2 利用植物乳桿菌發(fā)酵稀奶油，最佳工藝條件為發(fā)酵溫度為41℃、發(fā)酵時(shí)間為6 h、接種量為9%、菌中比例為1∶1∶1時(shí)，發(fā)酵奶油具有良好的品質(zhì)，膽固醇含量為0.384 mg·g-1，降解率為31%。

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Effect of Lactobacillus Plantarumon Fermentation on Cholesterol Content in Fermented Cream

Li Chunxue，Wang Jie，F(xiàn)u Tianxin，He Gaojie，Liu Yumeng
（College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

In order to reduce the cholesterol content in fermented cream，the effect of Lactobacillus Plantarum fermentation on cholesterol content in fermented cream was studied by orthogonal experiment.The process parameter of cream fermentation participated with Lactobacillus plantarum was also determined.The result showed that the cholesterol content in yogurt reduced from 0.531 mg·g-1to 0.384 mg·g-1under the optimum condition that the fermentation temperature was 41℃，the fermentation time was 6 h，the inoculation quantity was 9%，and the lactobacilli rate were 1∶1∶1（Lactobacillus plantarum：Streptococcus thermophilus：Lactobacillus bulgaricus），and the cholesterol-reducing rate was 31%.

Lactobacillus；fermented cream；cholesterol

TS252.54

A

1002-2090（2017）01-0070-04

2016-01-15

黑龍江省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201510223007）。

李春雪（1992-），女，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院食品科學(xué)與工程2013級(jí)本科生。