保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的比例變化對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

秦南冰，李妍，袁珠妮，張列兵

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083）

保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的比例變化對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

秦南冰，李妍，袁珠妮，張列兵

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京100083）

通過(guò)對(duì)不同比例的這兩種菌搭配所發(fā)酵酸奶的產(chǎn)酸能力、酸奶后酸化、黏度和持水率的測(cè)定，以及對(duì)酸奶風(fēng)味的評(píng)價(jià)，研究了保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的比例對(duì)酸奶品質(zhì)的影響，旨為酸奶生產(chǎn)中發(fā)酵劑的選擇提供參考。

保加利亞乳桿菌；嗜熱鏈球菌；菌種比例；酸奶發(fā)酵

0 引言

酸奶發(fā)酵劑一般由嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌組成，兩種菌在牛奶發(fā)酵中的關(guān)系主要為共生作用和拮抗作用。共生作用表現(xiàn)為嗜熱鏈球菌在乳中生長(zhǎng)產(chǎn)生一些代謝物可促進(jìn)保加利亞乳桿菌的生長(zhǎng)。Pette等[1]首次證實(shí)保加利亞乳桿菌發(fā)酵乳中的無(wú)菌過(guò)濾物可促進(jìn)嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)。此后又有研究發(fā)現(xiàn)嗜熱鏈球菌刺激保加利亞乳桿菌生長(zhǎng)的促進(jìn)物質(zhì)是甲酸[2]及CO2等物質(zhì)[3]。近些年又有研究表明，某些保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌在乳中的存在拮抗作用而不存在協(xié)同作用[4]。

酸奶發(fā)酵劑及發(fā)酵過(guò)程中兩種菌的比例對(duì)酸奶的性質(zhì)有著重要的影響。本研究綜合考察了保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌接種比例的變化對(duì)酸奶品質(zhì)的影響，并分析了發(fā)酵過(guò)程中球桿菌比例變化，為酸奶發(fā)酵劑球桿菌比例的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 菌種活化和發(fā)酵劑的制備

菌種保加利亞乳桿菌LB，嗜熱鏈球菌S12（實(shí)驗(yàn)室保存）。將S12和LB菌種的凍干粉分別接種于10%脫脂乳（雀巢脫脂乳粉沖調(diào)而成）中，于37℃培養(yǎng)8-12 h，如此反復(fù)活化3代，得到S12和LB的液態(tài)發(fā)酵劑。

1.2 酸奶制作

將S12和LB的發(fā)酵劑按體積比例分別為1︰10，1︰5，1︰1，5︰1，10︰1接入滅菌后的牛奶（三元純牛奶20090715生產(chǎn)批號(hào)A41Y），接種量2%，于42℃下恒溫培養(yǎng)，當(dāng)測(cè)得所發(fā)酵牛乳pH小于4.6且酸度大于70°T后，終止發(fā)酵。

1.3 酸奶保存和取樣

發(fā)酵完畢的酸奶先于4℃的冰箱中冷藏約16 h，然后于室溫（約25℃）放置5 d，分別于接種時(shí)、終止發(fā)酵時(shí)以及于室溫放置的第1天、第3天、第5天取樣測(cè)定酸度以及進(jìn)行菌數(shù)計(jì)數(shù)，于冷藏期結(jié)束后測(cè)定酸奶黏度和持水率。

1.4 球桿菌數(shù)量計(jì)數(shù)

用顯微鏡進(jìn)行菌數(shù)計(jì)數(shù)。取3 μL用0.9%生理鹽水稀釋100倍后的酸奶樣品（接種時(shí)的樣品稀釋10倍）均勻涂布于直徑為1.4 cm的圓形帶格載玻片上，革蘭氏染色后，通過(guò)顯微鏡檢測(cè)將每個(gè)樣品隨機(jī)選取10個(gè)視野計(jì)數(shù)球菌和桿菌數(shù)，取平均值，再根據(jù)顯微鏡視野面積計(jì)算出酸奶中的球桿菌數(shù)。

1.5 酸度測(cè)定

測(cè)定酸度采用滴定法。稱取10 mL酸奶，用濃度為0.1 mol/L的NaOH滴定，換算出酸奶的吉爾涅爾度。

1.6 黏度測(cè)定

所用黏度計(jì)型號(hào)為Brookfield DV-C數(shù)顯黏度計(jì)，轉(zhuǎn)子為S63，轉(zhuǎn)速30 r/min，攪拌30 s后讀數(shù)。

1.7 析水率（持水力）測(cè)定

測(cè)定析水率的方法是稱取W=20 g左右酸奶，在510 g下離心10 min，吸取上層清液稱量質(zhì)量W1，析水率=W1/W×100%。

1.8 感官評(píng)價(jià)

以10人的評(píng)價(jià)小組對(duì)酸奶進(jìn)行評(píng)分檢驗(yàn)和嗜好度排序檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 球桿菌比例對(duì)酸奶品質(zhì)的影響

2.2.1 對(duì)酸化和后酸化的影響

嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌發(fā)酵乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸(占轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的85%～98%)，使牛奶pH值下降至酪蛋白等電點(diǎn)時(shí)達(dá)到凝乳，得到酸奶產(chǎn)品[5]。酸奶發(fā)酵過(guò)程中球桿菌比例的變化直接影響混合菌的產(chǎn)酸速度。表1為不同比例混合菌產(chǎn)酸能力。由表1可以看出，接種時(shí)球菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶發(fā)酵速度整體上快于桿菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶，但以桿菌和球菌接種體積比為1︰1時(shí)的產(chǎn)酸速度最快，且二者接種體積比越接近1︰1酸奶發(fā)酵越快。

酸奶的后酸化情況由圖1所示。由圖1可以看出，接種時(shí)球菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶產(chǎn)品在貯存前3 d酸度上升較快，3 d后放慢，而桿菌占優(yōu)勢(shì)的發(fā)酵劑則相反，在3 d后產(chǎn)酸速率明顯上升。但球菌接種比例占優(yōu)勢(shì)的酸奶總體后酸化程度仍低于桿菌比例占優(yōu)勢(shì)的酸奶，這一點(diǎn)與趙鑫的研究一致。他們認(rèn)為混合菌中嗜熱鏈球菌含量較高時(shí)，酸奶的后酸化程度較低[6]。酸奶樣品室溫下放置5 d后，后酸上升最多的仍然是桿菌與球菌接種體積比為1︰1的發(fā)酵劑，可見(jiàn)在此比例下兩種菌生長(zhǎng)產(chǎn)酸最強(qiáng)。

2.2.2 球桿菌接種比例對(duì)酸奶黏度的影響

表1 不同比例混合菌產(chǎn)酸能力

圖1 不同比例混合菌酸度曲線

牛乳在發(fā)酵過(guò)程中，由于酪蛋白的沉淀以及保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌產(chǎn)生胞外多糖作為增稠劑、黏膠劑，增加了發(fā)酵乳的黏度。徐成勇[7]等發(fā)現(xiàn)向混合菌發(fā)酵劑中添加嗜熱鏈球菌可增加酸奶的黏度。圖2為不同比例混合菌發(fā)酵劑產(chǎn)黏能力。圖2中，桿菌與球菌接種體積比為1︰10的酸奶產(chǎn)品黏度最大，且混合菌中嗜熱鏈球菌體積分?jǐn)?shù)較高時(shí)更利于黏性物質(zhì)的產(chǎn)生，李志成[8]等人之前的研究結(jié)果也得到過(guò)類似結(jié)果。

2.2.3 球桿菌接種比例對(duì)酸奶持水力的影響

研究采用離心測(cè)定析水率的方法分析了酸奶的持水能力，結(jié)果如圖3所示。由圖3可以看出，酸奶析水率在桿菌與球菌接種體積比為1︰1時(shí)出現(xiàn)峰值，說(shuō)明1︰1比例接種球桿菌發(fā)酵劑的酸奶持水力最差，隨球菌或桿菌比例增加持水力都有所改善。DOROTA CAIS-SOKOLI SKA等人[9]的研究也得到類似的結(jié)果，他們研究發(fā)現(xiàn)保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌比例為1︰1發(fā)酵的酸奶的脫水收縮敏感性比兩種菌比例為3︰2時(shí)發(fā)酵的酸奶更高，并且隨著貯存時(shí)間延長(zhǎng)，這種敏感性增強(qiáng)。

2.2.4 球桿菌接種比例對(duì)酸奶感官性質(zhì)的影響

趙征等[10]認(rèn)為保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌接種比例為為1︰100的酸奶風(fēng)味優(yōu)于該比例為1:10的酸奶，而后者風(fēng)味又優(yōu)于桿菌與球菌接種體積比為1︰1的酸奶。

圖2 不同比例混合菌發(fā)酵劑產(chǎn)黏能力

圖3 不同比例混合菌發(fā)酵劑析水率

如表2所示，在不同球桿菌接種比例酸奶產(chǎn)品的感官評(píng)分鑒評(píng)中，除桿菌與球菌接種體積比為5︰1的酸奶評(píng)分較低外，其余酸奶產(chǎn)品評(píng)分相近。但參與鑒評(píng)者普遍認(rèn)為接種時(shí)混合菌中球菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶風(fēng)味較柔和，桿菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶酸味較重。后又對(duì)5種酸奶進(jìn)行嗜好度排序檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)接種時(shí)混合菌中嗜熱鏈球菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶嗜好度明顯高于球桿菌接種體積相等以及接種時(shí)保加利亞乳桿菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶。綜合考慮酸奶評(píng)分和嗜好度得出結(jié)論，混合菌發(fā)酵劑中嗜熱鏈球菌含量較高時(shí)，酸奶的風(fēng)味更佳。

表2 不同比例發(fā)酵劑發(fā)酵酸奶感官鑒評(píng)結(jié)果

2.2 酸奶在發(fā)酵及貯藏過(guò)程中菌比例變化

在不同接種體積比例的基礎(chǔ)上，本實(shí)驗(yàn)采用顯微鏡直接計(jì)數(shù)法統(tǒng)計(jì)了球桿菌菌數(shù)的真實(shí)比例及其在酸奶發(fā)酵和貯存過(guò)程中的變化情況，為分析酸奶的品質(zhì)變化提供一些參考。從圖4至圖8的數(shù)據(jù)可見(jiàn)，接種的體積比例與菌數(shù)比例還是有差距的，桿菌與球菌接種體積比例1︰10，1︰5，1︰1，5︰1，10︰1的酸奶在接種時(shí)相對(duì)應(yīng)的桿菌與球菌比例分別為0.093，0.387，0.927，2.001，2.750。

圖4為酸奶接種發(fā)酵及貯存過(guò)程中不同桿菌與球菌比例及總菌數(shù)變化。由圖4可以看出，不同保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌接種比例的酸奶在發(fā)酵及貯存過(guò)程中總菌數(shù)的變化基本一致，即在貯存第1天時(shí)達(dá)到高峰，之后開(kāi)始逐漸下降。但桿菌與球菌接種體積比為10︰1的酸奶例外，接種時(shí)桿菌占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)時(shí)，發(fā)酵和貯存過(guò)程中菌種生長(zhǎng)都比其他酸奶慢，總菌數(shù)至貯存第3天達(dá)到峰值，這可能是由于球菌比例過(guò)低，不能夠及時(shí)生長(zhǎng)并提供刺激桿菌生長(zhǎng)的甲酸、CO2等物質(zhì)的緣故[11]。分析菌種比例與酸奶總菌數(shù)的變化關(guān)系可以看出，球桿菌比例越接近1酸奶總菌數(shù)越大，并且混合菌中嗜熱鏈球菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶總菌數(shù)要高于混合菌中保加利亞乳桿菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶。

從發(fā)酵和貯藏過(guò)程中球桿菌比例變化來(lái)看，球菌占優(yōu)勢(shì)時(shí)（圖4（a）（b））在發(fā)酵和貯存過(guò)程中，球桿菌比例的變化較平緩，桿菌比例略有增加，但幅度不大。球桿菌比例為1︰1時(shí)（圖4（c）），發(fā)酵和貯存過(guò)程中兩者比例此起彼伏，但沒(méi)有明顯的規(guī)律。當(dāng)桿菌占優(yōu)勢(shì)時(shí)（圖4（d）（e）），發(fā)酵和貯存過(guò)程中球桿菌比例波動(dòng)也比較大，且未呈現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)律。

3 結(jié)論

(1)以球桿菌比例為1︰1時(shí)，發(fā)酵劑產(chǎn)酸最快，但發(fā)酵的產(chǎn)品后酸上升也最快。接種時(shí)嗜熱鏈球菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶產(chǎn)品較接種時(shí)保加利亞乳桿菌占優(yōu)勢(shì)的酸奶產(chǎn)品后酸化程度略低。

(2)球桿菌比例越接近1︰1時(shí)，發(fā)酵的酸奶持水力越差，而隨著球菌或桿菌比例的增加，酸奶的持水力提高。

(3)酸奶的黏度隨發(fā)酵劑中嗜熱鏈球菌所占比例的增加呈上升趨勢(shì)。

(4)嗜熱鏈球菌占優(yōu)勢(shì)的發(fā)酵劑發(fā)酵酸奶的綜合風(fēng)味優(yōu)于球桿菌等比例和報(bào)及利亞乳桿菌占優(yōu)勢(shì)的發(fā)酵劑發(fā)酵的酸奶。

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Vary of the ratio of Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus during inoculation and fermentation and its effect on yoghourt quality

QING Nan-bing,LI Yan,YUAN Zhu-ni,ZHANG Lie-bing
(College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China)

The proprotion of those two has vital effect on the fermented natures of yoghourt.In this paper,the impact of the ratio of Lactobacillus Bulgaricus and Streptococcus Thermophilus on yoghourt quality was discussed basing on the characteristics of yoghourt fermented by diverse proportions of those two microorganism—acid production,postacidification,viscocity，specific retention and evaluation of the organoleptic property of yoghourt in order to provide reference for the choice of culture starters in yoghourt production.

Lactobacillus Bulgaricus；Streptococcus;Thermophilus；bacteria ratio；yoghourt fermentation

TS252.54

A

1001-2230（2011）02-0037-04

2010-11-03

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目（nycytx-0503）。

秦南冰（1989-），男，本科，從事乳品微生物方向的研究。