植物乳桿菌P9接種量對凝固型發(fā)酵乳貯藏特性的影響

張媛，潘瀟，劉文君，2，白梅，陳永福

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 乳品生物技術(shù)與工程教育部重點實驗室，呼和浩特 010018；2.江中藥業(yè)股份有限公司，南昌 330096）

0 引言

發(fā)酵乳制品是人類最早食用的“加工”食品之一，已有數(shù)千年歷史[1]。發(fā)酵是提高牛乳營養(yǎng)價值、消化率、質(zhì)地和風味等的有效途徑，此外，還可以通過發(fā)酵產(chǎn)生新的功能性成分[2]。益生植物乳桿菌是益生菌的重要組成之一，具有降低膽固醇、治療炎癥性腸病和調(diào)節(jié)機體免疫功能等作用[3-5]。植物乳桿菌P9是一株具有優(yōu)良胃腸液耐受性的益生乳酸菌。李常坤[6]發(fā)現(xiàn)該菌對有機磷農(nóng)藥具有良好的降解效果，可通過調(diào)節(jié)腸道菌群和降低大鼠體內(nèi)炎癥等作用，緩解甲拌磷對大鼠造成的損傷。

研究通過對發(fā)酵乳貯藏期間p H值、滴定酸度、質(zhì)構(gòu)和感官評價等指標進行分析，確定植物乳桿菌P9的最優(yōu)添加量，為植物乳桿菌P9發(fā)酵乳的開發(fā)應用提供數(shù)據(jù)支持和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 菌種來源

實驗所用植物乳桿菌P9由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學乳酸菌菌種資源庫（Lactic Acid Bacteria Collection Center,LABCC）保藏并提供。

1.2 儀器與試劑

DV-E型黏度計，美國Brookfield公司；TA-XTplus質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System公司；SRH 60-7型高壓均質(zhì)機，上海申鹿均質(zhì)機有限公司。全脂乳粉，新西蘭恒天然；固體培養(yǎng)基MRS-V，上海易利生物科技有限公司；商業(yè)發(fā)酵劑，YF-L904，科漢森（中國）有限公司。

1.3 凝固型發(fā)酵乳的制備

將11.5%(wt/wt)全脂奶粉和6.5%蔗糖于滅菌蒸餾水中完全溶解后加熱至60℃，20 MPa條件下均質(zhì)；95℃，5 min殺菌；冷卻至42℃后接種發(fā)酵劑。實驗分組和植物乳桿菌P9接種量情況見表1。p H值4.5為發(fā)酵終點，放置4℃貯藏28 d。采集貯藏1、7、14、21 d和28 d的樣品測定各項指標。每個實驗組3個平行。

表1 實驗分組及植物乳桿菌P9的接種量情況

1.4 發(fā)酵及貯藏期間相關(guān)指標測定

1.4.1 酸度的測定

p H值測定：采用pHSJ-3F p H計測定。

滴定酸度測定：根據(jù)國標GB 5009.239—2016[7]中規(guī)定的“酚酞指示劑法”進行檢測。

1.4.2 活菌數(shù)的測定

準確稱取25.00 g發(fā)酵乳樣品于三角瓶中，加入225 mL生理鹽水，混勻；進行梯度稀釋，選擇適合的梯度傾注培養(yǎng)。采用添加0.01‰萬古霉素的MRS固體培養(yǎng)基[8]，37℃厭氧培養(yǎng)72 h。

1.4.3 黏度、持水力的測定

黏度測定：將發(fā)酵乳樣品恢復至室溫后，采用黏度儀4#轉(zhuǎn)子進行測定，轉(zhuǎn)速為100 r/min，扭矩為10%～100%，測定時間為30 s。

持水力測定：稱取發(fā)酵乳樣品20 g，放置于有定性濾紙的漏斗中，室溫放置120 min后收集濾液并立即稱重[9]。

計算方法：持水性=1-（濾液質(zhì)量g/樣品質(zhì)量g）×100%。

1.4.4 質(zhì)構(gòu)的測定

采用A/BE探頭，用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀對發(fā)酵乳樣品的硬度、稠度和內(nèi)聚性進行測定。測試前速和后速1.5 mm/s，測試中速1.0 mm/s，初始應力2.0 g，壓縮程度20%，壓縮時間5 s，測試距離20 mm。

1.5 感官評定

由20名經(jīng)過感官評定訓練的老師和學生組成，根據(jù)國家標準GB19302—2010[10]對發(fā)酵乳樣品進行打分，感官評分表見表2。

表2 貯藏期間發(fā)酵乳感官得分評分

1.6 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS軟件（25.0版）進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），顯著性水平設(shè)定為0.05，用GraphPad軟件（7.0版）進行繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 發(fā)酵乳貯藏期pH值和滴定酸度的變化

p H值和滴定酸度（TA）是評價發(fā)酵乳后酸化的重要指標，對于生產(chǎn)穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵乳至關(guān)重要。各組發(fā)酵乳p H值和TA在貯藏期間的變化如圖1所示。研究表明，發(fā)酵乳p H值在4.0～4.6之間時，乳酸含量達到發(fā)酵乳的理想狀態(tài)，可以賦予發(fā)酵乳特有的酸味，有助于增加發(fā)酵乳的黏稠度，并能起到防腐作用[11]。4組樣品在貯藏期間pH值均呈下降趨勢，貯藏結(jié)束時，A組、B組、C組和D組樣品pH值分別為4.22、4.23、4.22和4.21，4組樣品在貯藏期間p H值變化均不顯著（P＞0.05）。

圖1 貯藏期間發(fā)酵乳pH值及滴定酸度的變化

TA反映了包括肽和游離氨基酸殘基在內(nèi)的總酸性基團的總和。4組樣品的TA在貯藏期間隨著時間的變化上升趨勢逐漸平緩，其中D組樣品在貯藏期間的TA最高，在貯藏結(jié)束時達到94°T，B組樣品TA增長最為緩慢，最終達到89°T，但4組樣品的滴定酸度在貯藏期間均無顯著差異（P＞0.05），這表明添加植物乳桿菌P9的發(fā)酵乳后酸化不顯著（P＞0.05）。植物乳桿菌P9發(fā)酵乳在貯藏期間p H值和TA的變化趨勢與于志會[12]等的研究結(jié)果類似。

2.2 發(fā)酵乳貯藏期植物乳桿菌P9活菌數(shù)的變化

植物乳桿菌P9發(fā)酵乳在貯藏期間的活菌數(shù)變化如圖2所示。貯藏28 d時，B組、C組和D組植物乳桿菌P9的活菌數(shù)分別達到3.02×106mL-1、3.31×106mL-1和1.43×107mL-1與貯藏1 d時的活菌數(shù)沒有明顯差異（P＞0.05），這與王輯[13]的結(jié)果研究一致，說明植物乳桿菌P9在發(fā)酵乳貯藏期間具有良好的穩(wěn)定性。

圖2 貯藏期間發(fā)酵乳中植物乳桿菌P9活菌數(shù)的變化

2.3 發(fā)酵乳貯藏期黏度和持水力的變化

發(fā)酵乳在貯藏期間的黏度變化如圖3所示。4組樣品1 d至14 d時黏度呈上升趨勢，21 d至28 d時黏度均呈下降趨勢。1，7，14 d和21 d時，C組樣品黏度顯著高于其它3組樣品（P＜0.05）。研究顯示，胞外多糖（EPS）可增強發(fā)酵乳質(zhì)地和黏度，改善其功能特性，并可保護細胞免受不利環(huán)境條件和噬菌體感染的侵害[14-16]。EPS可能通過結(jié)合水與牛奶其他成分來增加發(fā)酵乳的黏度，從而增強酪蛋白網(wǎng)絡(luò)的剛性結(jié)構(gòu)，因此，它可以減少發(fā)酵乳中的脫水現(xiàn)象，提高乳制品的穩(wěn)定性[17]。據(jù)報道[18]，植物乳桿菌具有產(chǎn)生胞外多糖的能力，因此，本研究中植物乳桿菌P9可能通過產(chǎn)生胞外多糖提高發(fā)酵乳的黏度。

圖3 貯藏期間發(fā)酵乳黏度的變化

持水力是決定發(fā)酵乳組織狀態(tài)和延長貨架期的關(guān)鍵因素。發(fā)酵乳貯藏期間的持水力變化如圖4所示。貯藏1 d到14 d期間，各組發(fā)酵乳持水力均呈上升趨勢，可能是隨著貯藏時間的增加發(fā)酵乳中總固體含量增加，酪蛋白膠束之間的吸引力強度降低，持水力增加[19]；14 d后呈下降趨勢，可能與膠體磷酸鈣的溶解速度和程度有關(guān)。C組樣品持水力顯著高于（P＜0.05）A組和B組，而A組、B組和D組樣品之間無顯著差異（P＞0.05）。說明添加1×106mL-1的植物乳桿菌P9能提高發(fā)酵乳的持水性，有利于提高發(fā)酵乳穩(wěn)定性。

圖4 貯藏期間發(fā)酵乳持水力的變化

2.4 發(fā)酵乳貯藏期質(zhì)構(gòu)的變化

質(zhì)構(gòu)是影響發(fā)酵乳質(zhì)量和接受度最明顯的因素之一。硬度，稠度和內(nèi)聚性等是評價發(fā)酵乳品質(zhì)的重要指標，發(fā)酵乳在貯藏期間質(zhì)構(gòu)的變化如表3所示。在貯藏期間，A組發(fā)酵乳1 d到14 d的硬度、稠度和內(nèi)聚性呈上升趨勢，14 d到28 d呈下降趨勢，這可能是由于貯藏期間發(fā)酵乳p H值的持續(xù)下降誘導蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)中離子的發(fā)生變化，導致酸奶凝膠結(jié)構(gòu)的破壞[20]。與A組相比，B組、C組和D組發(fā)酵乳在貯藏期間硬度、稠度和內(nèi)聚力增加，與張睿[21]等研究結(jié)果一致。整體而言，植物乳桿菌P9對發(fā)酵乳的品質(zhì)無不良影響，可以用作輔助發(fā)酵劑，賦予發(fā)酵乳益生特性。

表3 貯藏期間發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)的變化

2.5 發(fā)酵乳貯藏期感官評價

氣味、滋味、色澤和口感是評價感官特性重要的因素，決定了發(fā)酵乳是否被大眾接受。發(fā)酵乳樣品貯藏期間的感官得分如圖5所示。4組樣品在貯藏1 d時C組和D組的感官得分顯著高于其他兩組（P＜0.05），其酸度適宜、無乳清析出、凝乳均勻、具有發(fā)酵乳特有香氣。貯藏1 d到14 d期間各組發(fā)酵乳的感官得分呈上升趨勢，可能由于其黏度和持水力升高所致。14 d后呈下降趨勢，可能由于發(fā)酵乳的酸度增加導致感官品質(zhì)下降[22]。在28 d時，A組、B組、C組和D組樣品得分為85分、87分、93分和89分，A組感官得分較低。這表明添加植物乳桿菌P9可改變發(fā)酵乳的滋味及組織狀態(tài)，進而提高發(fā)酵乳品質(zhì)。Li[23]等通過研究不同植物乳桿菌與商業(yè)發(fā)酵劑復配發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)添加植物乳桿菌的發(fā)酵乳可產(chǎn)生一些獨特的風味物質(zhì)，如2,3-戊二酮、乙醛和醋酸酯。

圖5 貯藏期間發(fā)酵乳感官得分

3 結(jié)論

植物乳桿菌P9是一株具有農(nóng)藥降解活性的益生乳酸菌，乳制品是益生菌的最好載體之一。本研究將不同接種量的植物乳桿菌P9與商業(yè)發(fā)酵劑復配發(fā)酵，分析其對發(fā)酵乳貯藏特性的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加植物乳桿菌P9不影響發(fā)酵乳的pH值和滴定酸度，說明植物乳桿菌P9不會引起發(fā)酵乳后酸化。添加不同接種量的植物乳桿菌P9均可增加發(fā)酵乳硬度、稠度和內(nèi)聚性，改善發(fā)酵乳質(zhì)構(gòu)。當植物乳桿菌P9接種量為1×106mL-1時，發(fā)酵乳的黏度和持水力增加，其組織狀態(tài)光滑細膩、具有發(fā)酵乳特有的香氣、硬度較大、稠度高、品質(zhì)穩(wěn)定。同時，貯藏期間發(fā)酵乳中植物乳桿菌P9活菌數(shù)保持穩(wěn)定，在貯藏期末仍在106mL-1以上，可以有效保證發(fā)酵乳益生功效的發(fā)揮。綜上，在發(fā)酵乳中添加益生菌植物乳桿菌P9不僅賦予發(fā)酵乳益生功效，而且能夠改善質(zhì)構(gòu)特性和貯藏穩(wěn)定性，有作為輔助發(fā)酵劑的潛力，應用前景廣闊。