益生菌發(fā)酵火龍果研究

廖良坤+魏曉奕+林麗靜

摘 要 通過(guò)對(duì)Lactobacillus casei LK-1發(fā)酵火龍果進(jìn)行研究，結(jié)果表明：該菌株發(fā)酵的生長(zhǎng)特性，在16 h可達(dá)到發(fā)酵穩(wěn)定期，發(fā)酵過(guò)程中可利用葡萄糖、果糖等作為代謝底物，代謝產(chǎn)生的是乳酸，而不是乙酸?；瘕埞诎l(fā)酵18 h后，感官評(píng)價(jià)可接受程度最佳。

關(guān)鍵詞 Lactobacillus casei LK-1 ；發(fā)酵 ；火龍果

中圖分類(lèi)號(hào) Q939

Abstract This paper study fermentation of pitaya by Lactobacillus casei LK-1，reveals the growth characteristic of the strain fermentation，the fermentation in 16 h can achieve the fermentation stable phrase，the fermentation process in the use of glucose，fructose，etc as metabolic substrate metabolism to produce lactic acid，and does not produce acetic acid. After fermentation pitaya in fermentation 18 h，sensory evaluation get best result. This study will lay the foundation for the production of fermented fruit use probiotics.

Key words Lactobacillus casei LK-1 ； fermentation ； pitaya

益生菌是一大類(lèi)對(duì)食用者身體健康能發(fā)揮有益作用的活菌。隨著研究的深入，人們?cè)絹?lái)越清晰地認(rèn)識(shí)到益生菌的功效，在健康人體腸道中，益生菌占腸道菌群的比例在25 %以上[1]。目前，已被證實(shí)的益生菌功能主要有促進(jìn)消化、緩解壓力、合成維生素、降低膽固醇水平、調(diào)節(jié)激素、提高免疫力、增強(qiáng)抗感染能力等功能[2]?，F(xiàn)實(shí)生活中，有些因素會(huì)導(dǎo)致人體腸道的益生菌比例發(fā)生變化，導(dǎo)致菌群失衡，如飲食、工作壓力、抗生素濫用等，造成體內(nèi)益生菌大量減少。因此，人體應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充益生菌，為腸道創(chuàng)造一個(gè)適宜的環(huán)境，以便保持腸道益生菌群在正常水平[3]。

益生菌在發(fā)酵果蔬中的應(yīng)用可追溯到20世紀(jì)60年代[4]。Pederson等[5]在1961年率先將純種發(fā)酵接種技術(shù)應(yīng)用于泡菜研究。隨后，加拿大考德威爾生物發(fā)酵股份有限公司（Caldwell Bio FermentationCanadalnc）在1998年獲得了復(fù)合菌種接種發(fā)酵蔬菜的專(zhuān)利技術(shù)。筆者以火龍果為材料，利用益生菌Lactobacillus casei LK-1進(jìn)行發(fā)酵，研究其發(fā)酵特性及相關(guān)代謝變化，為火龍果的深加工開(kāi)拓新方向。

1 材料與方法

1.1 材料

火龍果（市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)）；Lactobacillus casei LK-1菌種（中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所保藏）；乳酸標(biāo)品（sigma公司）；乙酸標(biāo)品（sigma公司）；葡萄糖標(biāo)品（sigma公司）；果糖標(biāo)品（sigma公司）。打漿機(jī)（美的）；高壓蒸汽滅菌鍋（日本hirayama）；發(fā)酵罐（瑞士比歐）；無(wú)菌操作臺(tái)；恒溫培養(yǎng)箱；高效液相色譜（日本島津）。

1.2 方法

1.2.1 發(fā)酵工藝流程

將新鮮火龍果去皮、打漿，加入10 %葡萄糖，105 ℃滅菌15 min，冷卻后接入Lactobacillus casei LK-1發(fā)酵劑，接種量為萬(wàn)分之一，混勻后，于37 ℃恒溫培養(yǎng)進(jìn)行發(fā)酵。

1.2.2 生長(zhǎng)特性研究

將打漿后的火龍果滅菌、接種，37 ℃恒溫培養(yǎng)，每2 h取樣測(cè)定發(fā)酵過(guò)程中活菌數(shù)、酸度和pH值的變化，共測(cè)定56 h。

1.2.3 發(fā)酵底物變化

將打漿后的火龍果滅菌、接種，37 ℃恒溫培養(yǎng)，每2 h取樣，利用HPLC檢測(cè)發(fā)酵過(guò)程中蔗糖、葡萄糖、果糖的變化，重復(fù)3次。檢測(cè)方法：將發(fā)酵液以12 000 r/min離心10 min，取上清經(jīng)0.22 μm水系濾膜過(guò)濾，得到的濾液用于高效液相色譜分析。色譜條件：進(jìn)樣量20 μL，流動(dòng)相為6 mmol/L硫酸溶液，流速為0.5 mL/min，柱溫45 ℃，檢測(cè)器為示差檢測(cè)器。

1.2.4 發(fā)酵產(chǎn)物變化

將打漿后的火龍果滅菌、接種，37 ℃恒溫培養(yǎng)，每2 h取樣，利用HPLC檢測(cè)發(fā)酵過(guò)程中乳酸、乙酸的變化趨勢(shì)，重復(fù)3次。檢測(cè)方法：將發(fā)酵液以12 000 r/min離心10 min，取上清經(jīng)0.22 μm水系濾膜過(guò)濾，得到的濾液用于高效液相色譜分析。色譜條件：進(jìn)樣量20 μL，流動(dòng)相為6 mmol/L硫酸溶液，流速為0.5 mL/min，柱溫45 ℃，紫外檢測(cè)器，檢測(cè)波長(zhǎng)205 nm。

1.2.5 感官評(píng)定

將發(fā)酵不同時(shí)間的火龍果進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，以色澤、風(fēng)味、口感等為指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，感官評(píng)價(jià)采用10人隨機(jī)取樣盲測(cè)，進(jìn)行打分，各指標(biāo)滿分均為10分。

1.2.6 活菌計(jì)數(shù)

取1 g樣品加入9 mL無(wú)菌生理鹽水中，梯度稀釋至適當(dāng)濃度，均勻涂布于MRS固體平板上，置于37 ℃恒溫培養(yǎng)48 h，進(jìn)行菌落技術(shù)，每個(gè)樣重復(fù)3次。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)均利用origin作圖，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次取平均值±SD。

2 結(jié)果分析

2.1 生長(zhǎng)特性

Lactobacillus casei LK-1發(fā)酵火龍果的生長(zhǎng)曲線見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，0-4 h處于發(fā)酵延滯期，4-16 h為發(fā)酵對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，16-36 h為穩(wěn)定期，36-56 h為衰亡期。Lactobacillus casei LK-1呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的“S”形生長(zhǎng)曲線[5]。圖2為L(zhǎng)actobacillus casei LK-1發(fā)酵火龍果pH及酸度變化，從圖2可以看出，在發(fā)酵對(duì)數(shù)期，發(fā)酵火龍果pH和酸度都發(fā)生急劇變化，穩(wěn)定期以后，仍然繼續(xù)發(fā)酵產(chǎn)酸，酸度繼續(xù)增加，而pH值變化較小。

2.2 發(fā)酵底物變化

乳酸菌發(fā)酵主要利用物料中的糖作為代謝底物，干酪乳桿菌可以利用葡萄糖，也可以利用果糖，發(fā)酵過(guò)程中，添加葡萄糖作為發(fā)酵底物，以提高發(fā)酵性能[6]。由圖3可知，發(fā)酵過(guò)程中，葡萄糖的量逐漸少，說(shuō)明發(fā)酵過(guò)程中菌株以葡萄糖作為代謝底物。同時(shí)，火龍果中含有豐富的果糖，菌株可以利用果糖作為代謝底物，果糖的量在發(fā)酵對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期急劇減少，說(shuō)明發(fā)酵過(guò)程中消耗了果糖。

2.3 發(fā)酵代謝產(chǎn)物變化

圖4為L(zhǎng)actobacillus casei LK-1發(fā)酵火龍果過(guò)程中代謝產(chǎn)物的變化，由圖4可知，在發(fā)酵過(guò)程中，乳酸的含量在不斷積累，而乙酸在整個(gè)過(guò)程中未被檢測(cè)到。說(shuō)明Lactobacillus casei LK-1在利用葡萄糖及果糖作為代謝底物時(shí)，進(jìn)行同型發(fā)酵，僅產(chǎn)生乳酸。

2.4 感官評(píng)價(jià)

發(fā)酵過(guò)程中由于乳酸菌代謝產(chǎn)生大量有機(jī)酸及風(fēng)味物質(zhì)，對(duì)發(fā)酵的物質(zhì)感官有很大影響[7]，通過(guò)對(duì)Lactobacillus casei LK-1發(fā)酵火龍果過(guò)程中不同時(shí)間感官進(jìn)行評(píng)價(jià)，以得到最佳發(fā)酵時(shí)間，感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖5。由圖5可知，發(fā)酵18 h時(shí)，所選5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)的分均最高，說(shuō)明Lactobacillus casei LK-1發(fā)酵火龍果發(fā)酵時(shí)間為18 h時(shí)，可接受程度最高。因此，應(yīng)選18 h作為火龍果最佳發(fā)酵時(shí)間。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)Lactobacillus casei LK-1發(fā)酵火龍果進(jìn)行研究，揭示了該菌株發(fā)酵的生長(zhǎng)特性，在16 h可達(dá)到發(fā)酵穩(wěn)定期，發(fā)酵過(guò)程中可利用葡萄糖、果糖等作為代謝底物，代謝產(chǎn)生的是乳酸，而不是乙酸。發(fā)酵火龍果在發(fā)酵18 h后，感官評(píng)價(jià)可接受程度最佳。本研究可為L(zhǎng)actobacillus casei LK-1發(fā)酵火龍果及熱帶水果的發(fā)酵奠定理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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