葛根多糖對乳酸菌發(fā)酵特性的影響

李磊　閆雅欣　任嬡嬡　吳鳴昊　王楠　韓嬌嬌　鄭婕　賀瑩

摘 要：以葛根為原料，研究不同添加量的葛根多糖對乳酸菌產(chǎn)酸性能、保水性、發(fā)酵黏度及其增殖的影響。結(jié)果表明，隨著葛根多糖添加量的增加，pH值呈遞減趨勢，滴定酸度隨時間的延長也逐漸升高，而對保水能力的影響較小，對乳酸菌的生長影響呈先增后減的趨勢。當(dāng)添加量低于0.8%時，對乳酸菌具有極明顯的促生長作用;當(dāng)添加量為0.8%時，促乳酸菌生長作用達(dá)到最佳，葛根多糖對乳酸菌生長具有益生元特性。

關(guān)鍵詞：葛根多糖;乳酸菌;發(fā)酵;黏度

中圖分類號 TS252.54文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2020）12-0025-03

Abstract：In this study， the effects of adding 0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0% Pueraria polysaccharide on acid production， water retention， fermentation viscosity and lactobacillus proliferation were studied using pueraria as raw material.The results showed that the pH value of pueraria polysaccharide group showed a decreasing trend with the increase of the addition amount， while the titration acidity increased with the increase of the addition amount， the corresponding titration acidity also increased with time.but the amount of pueraria polysaccharide have less effect on the water retention. Pueraria polysaccharide influence on the growth of lactobacillus are inverted “U” type， pueraria polysaccharide content lower than 0.8%， the growth of lactobacillus has extremely obvious， the adding amount was 0.8%， promote the growth of lactobacillus effect best， Pueraria polysaccharide prebiotics characteristics for the growth of lactobacillus.

Key words： Pueraria polysaccharide; Lactic acid bacteria; The fermentation; Viscosity

葛根是指豆科植物葛根（Pueraria lobata）或甘根藤（Gange vine）的根，其大部分生長在潮濕和陽光充足的環(huán)境中。葛根藤長超過10m，藤條堅韌，葉片交替，小葉和花朵呈紫紅色，根部長圓形，且根塊粗大肥厚[1]。葛根是一種復(fù)雜而龐大的糖類物質(zhì)，具有復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，分子量從數(shù)萬到數(shù)千萬，具有許多生物活性，包括抗感染、增強免疫力、降血糖、抗病毒等作用[3]。

李積華等采用提取和酶處理技術(shù)對葛根進(jìn)行加工，研制出了天然的功能性飲料[3]。王淑珍等通過對葛根進(jìn)行分類篩選、純化提取后，將其加工成具有解熱、止渴、飽腹等功效的天然保健飲料[4]。樊經(jīng)建等對葛根解酒液體飲料的生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)葛根中含有大量的大豆甙成分，能夠有效分解乙醛的毒性，阻止酒精對大腦的抑制功能，在解酒的同時幫助人體護肝[5];在一些歐美國家生產(chǎn)了一系列有關(guān)葛根的新產(chǎn)品，如葛根咖啡、蘆筍、蘆薈飲料、葛根凍罐、葛根混合產(chǎn)品、葛根口服液和葛根紅腸。日本生產(chǎn)出了葛根飲料、葛根果凍、葛根口服液、葛根面包、葛根粉絲、葛根冰淇淋、葛根面條等產(chǎn)品[6]。

本研究以葛根多糖為試驗材料，通過測定pH值、滴定酸度、黏度、持水力以及乳酸菌菌落總數(shù)，探究其對乳酸菌產(chǎn)酸性能、發(fā)酵黏度、保水性及乳酸菌增殖的影響，以期為中藥葛根的食用和藥理價值的開發(fā)提供理倫依據(jù)[7]。

1 材料與方法

1.1 供試材料 葛根：鄉(xiāng)寧縣昌寧萬盛堂大藥房;發(fā)酵劑：北京秀川有限公司;純牛奶：山西古城有限公司;95%乙醇、酚酞指示劑、氫氧化鈉、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、瓊脂：天津市試劑廠。儀器與設(shè)備：F100高速萬能粉碎機：北京浩能有限公司;L550離心機：湘儀集團;PHS-3C pH計：上海儀電科學(xué)儀器公司;LDZX-30KBS高壓蒸汽滅菌器：上海右一儀器有限公司;NDJ-1B黏度計：上海希仁有限公司;PGX?250培養(yǎng)箱：上海至成分析有限公司;HH-4恒溫水浴鍋：金壇儀器廠;BS124S分析天平：上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 葛根多糖的提取 稱取葛根50g，將其置于圓底燒瓶中，加入蒸餾水800mL，充分?jǐn)嚢瑁⒃?00℃下煮沸4h，用3層紗布濾出葛根殘渣，重復(fù)2次，然后置于60℃水浴鍋中水浴直至濾液濃縮至300mL，離心（4000r/min，10min），將無水乙醇加入離心后的上清液中沉淀過夜，繼續(xù)離心（4000r/min，10min），棄去上清液，收集沉淀物，并加入80mL水并充分混合，然后加入95%乙醇攪拌均勻，將容器密封并過夜使其沉淀，繼續(xù)離心（4000r/min，10min），收集下方沉淀，向沉淀中加入80mL蒸餾水并攪拌，在干燥箱中干燥，得到葛根多糖備用[8]。

1.2.2 乳酸菌發(fā)酵乳的制備 將鮮牛乳以每杯30mL的添加量倒入紙杯中，隨后將葛根多糖分別以0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的添加量添加到鮮牛奶中（其中1組不添加做對照組），每組平行測定3次。然后在95～100℃下滅菌10min，室溫下冷卻至40℃左右，再添加濃度為0.9%的發(fā)酵劑，接種于滅菌乳中，并在43℃培養(yǎng)箱中發(fā)酵6h，將其置于4℃冰箱中，備用[9]。

1.2.3 酸度的測定

1.2.3.1 pH值測定 將純牛奶倒入6個紙杯中，每杯倒80mL牛奶，每組有6個紙杯，共6組。第1組是空白對照，未加入葛根多糖，剩下每組加入不同比例的葛根多糖。將所有裝有牛奶的紙杯在95℃下滅菌10min，然后將其冷卻至約43℃，取0.9%的發(fā)酵劑0.1g接種到每個紙杯中，并在43℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。用pH計每隔1h測量每組中的每份牛奶的pH值[10]。

1.3.3.2 滴定酸度的測定 滴定酸度測量，每1h從每組裝有牛乳的紙杯中取出乳樣品10mL，并置于250mL錐形瓶中。用2倍量的蒸餾水稀釋，然后加入兩滴體積分?jǐn)?shù)為0.5%的酚酞指示劑溶液。用0.1mol/L NaOH溶液滴定成淡粉色，保持30s不變色即可。消耗的NaOH毫升數(shù)量乘以10，以獲得在發(fā)酵的某個時間點的樣品的滴定酸度，以吉爾涅爾度表示。將每組樣品進(jìn)行3次測量。

1.2.4 黏度的測定 將由1.2.2制備的樣品在4℃的冰箱中儲存12h，然后取出并使其達(dá)到室溫。通過黏度計測量樣品的黏度，并用玻璃棒均勻攪拌待測樣品，選擇3號轉(zhuǎn)子并在10r/min的轉(zhuǎn)速下測量。該值每10s取1次，計算表觀黏度。每個樣品做3組平行。

1.2.5 持水力的測定 將空的50mL離心管的質(zhì)量記錄為W0，并將通過1.2.3的方法發(fā)酵的30mL樣品加入到每個離心管中。將總質(zhì)量稱為W1，然后在4℃下以4000r/min離心10min，棄去上清液，收集沉淀物后稱量總質(zhì)量W，平行測量3次后取平均值。持水力計算公式如下：

持水力（%）=（W-W0）/（W1-W0）×100

1.2.6 乳酸菌總數(shù)的測定 通過方法1.2.3制備待測樣品，取一定量的上述樣品稀釋不同的梯度，按照GB 4789.35-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 乳酸菌檢驗》的方法倒入MRS培養(yǎng)基中，計算乳酸菌總數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 葛根多糖對乳酸菌產(chǎn)酸能力的影響 從圖1可以看出，隨著葛根多糖添加量的增加，6個實驗組的pH值逐漸降低。當(dāng)發(fā)酵時間為1h時，各個添加量的pH值基本相同，pH值主要分布在6.3左右;當(dāng)發(fā)酵時間為3h時，pH值呈現(xiàn)急劇下降的趨勢，這可能是因為乳酸菌在此時間段內(nèi)充分發(fā)酵，產(chǎn)生大量酸;當(dāng)發(fā)酵時間為6h時，而在第6h，每組的pH值為4.3左右，這時pH值的曲線趨于一個相對平緩的狀態(tài)，這是由于乳酸菌被酸抑制，不再產(chǎn)酸，發(fā)酵被抑制。

從圖2可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，葛根多糖的滴定酸度不斷增加。添加不同量的葛根多糖的滴定酸度均高于空白對照組，各組的滴定酸度在6h內(nèi)均超過80°T。

2.2 葛根多糖對乳酸菌發(fā)酵乳黏度的影響 從圖3可以看出，空白對照組的表觀黏度值最高，達(dá)到了3190mPa·s，均高于其他葛根多糖組的表觀黏度，并且添加量對其黏度的影響呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。當(dāng)葛根多糖添加量為0.8%時，表觀黏度值最低。

2.3 葛根多糖對乳酸菌發(fā)酵乳保水性的影響 從圖4可以看出，不同添加量的葛根多糖組發(fā)酵乳的保水性均在55%左右。

2.4 葛根多糖對乳酸菌增殖的影響 從表1可以看出，添加不同葛根多糖劑量組中，乳酸菌菌落總數(shù)均高于空白對照組，并且隨著葛根多糖添加量的增加而逐漸增多。當(dāng)葛根多糖添加量為0.8%時，菌落總數(shù)達(dá)到109個數(shù)量級，菌數(shù)達(dá)到最大。由此可以得出，葛根多糖添加量低于或等于0.8%時，葛根多糖對乳酸菌的生長和增殖有明顯的促進(jìn)作用，能夠被乳酸菌分解吸收，促進(jìn)乳酸菌生長繁殖。

3 結(jié)論與討論

以葛根為原料提取葛根多糖，對不同添加量的葛根多糖對乳酸菌發(fā)酵后的酸乳進(jìn)行了理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)的測定。結(jié)果表明，葛根多糖可以加快乳酸菌產(chǎn)酸，并且隨著添加量的增加，乳酸菌的產(chǎn)酸量逐漸增多，葛根多糖對乳酸菌發(fā)酵乳的保水性無明顯影響，但明顯可以促進(jìn)乳酸菌的增殖。當(dāng)葛根多糖添加量為0.8%時，促乳酸菌生長作用達(dá)到最佳。

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[10]樊經(jīng)建.葛根的保健功能及其飲料制備[J].西部糧油科技，1997，22（1）：36-37. （責(zé)編：張宏民）