腸膜明串珠菌Leuco4發(fā)酵稀奶油的條件優(yōu)化

摘要：以1株具有良好的產(chǎn)胞外多糖能力的腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）Leuco4（CGMCC NO.6432）為發(fā)酵劑，添加蔗糖、發(fā)酵稀奶油得到涂抹型發(fā)酵稀奶油制品。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)確定腸膜明串珠菌發(fā)酵稀奶油的最佳配方。結(jié)果表明，最佳發(fā)酵條件為溫度29 ℃、接種量3%、發(fā)酵時(shí)間55 h、蔗糖添加量60 g/L。該工藝條件得到的產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)，可進(jìn)一步開發(fā)利用。該產(chǎn)品不含任何穩(wěn)定劑、增稠劑及乳化劑，但是穩(wěn)定性好、稠度佳、保水性很好，符合清潔標(biāo)簽以及健康自然食品的要求。

關(guān)鍵詞：腸膜明串珠菌；發(fā)酵稀奶油；清潔標(biāo)簽；發(fā)酵工藝；配方優(yōu)化

中圖分類號： TS225.2+3文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2014）09-0243-02

收稿日期：2013-12-06

基金項(xiàng)目：國家科技支撐計(jì)劃（編號：2013BAD18B01）；國家“863”計(jì)劃（編號：2011AA100901）。

作者簡介：周方方（1981—），女，山東煙臺人，碩士，中級工程師，主要從事食品生物技術(shù)方向的研究。Tel：（021）66553219；E-mail：zhoufangfang@brightdairy.com。

通信作者：郭本恒，博士，教授級高級工程師，主要從事乳品生物技術(shù)方向的研究。Tel：（021）66553219；E-mail：gbhbrightdairy@hotmail.com。發(fā)酵稀奶油可以延長稀奶油的儲存期，獲得口感、涂抹性俱佳的涂抹型稀奶油制品。本研究以脫脂乳生產(chǎn)中副產(chǎn)品稀奶油為原料，以腸膜明串珠菌為發(fā)酵劑進(jìn)行單菌發(fā)酵，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)確定腸膜明串珠菌發(fā)酵稀奶油的最佳配方。

1材料與方法

1.1原料、菌株與試劑

稀奶油，為光明乳業(yè)股份有限公司乳品四廠脫脂乳產(chǎn)品副產(chǎn)品；蔗糖（白砂糖）（廣西上上糖業(yè)有限公司生產(chǎn)）；脫脂乳粉（新西蘭Snylait公司，食品級）。

腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）Leuco4 （CGMCC NO.6432）為筆者所屬試驗(yàn)室保藏；M17培養(yǎng)基購自德國Merck公司；其他試劑均為分析純。

1.2儀器與設(shè)備

APV-1000均質(zhì)機(jī)（美國APV公司）；高速攪拌機(jī)（上海Flunko公司）；恒溫水浴鍋（GFL公司）；CA-1480-3型無菌工作臺（上海凈化設(shè)備有限公司）；Bostwick稠度計(jì)（CSC Scientific公司）；BS-2E型震蕩培養(yǎng)箱（金壇市國旺實(shí)驗(yàn)儀器廠）。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1發(fā)酵種子液的制備取-80 ℃保存的腸膜明串珠菌Leuco 4，在含5%蔗糖的M17平板上活化（28 ℃），并在含5%蔗糖的無菌脫脂乳中逐級擴(kuò)培，培養(yǎng)溫度為28 ℃，培養(yǎng)時(shí)間為30 h，得到發(fā)酵種子液，冷卻；發(fā)酵種子液中腸膜明串珠菌菌落數(shù)為1×108 CFU/mL。

1.3.2稀奶油的發(fā)酵稀奶油（加熱到50 ℃）+蔗糖→高速攪拌20 min→加熱到60～65 ℃→均質(zhì)[一級壓力（16.5±0.5） MPa，二級壓力（3.5±0.5） MPa]→殺菌（90～95 ℃，5 min）→冷卻至25～30 ℃→接種→發(fā)酵（28～30 ℃，180 r/min）→灌裝、冷卻。如果發(fā)酵結(jié)束有乳清析出，則需要在灌裝之前排掉乳清。

1.3.3理化及感官測定

1.3.3.1黏度（流動性）試驗(yàn)對發(fā)酵稀奶油進(jìn)行流動性（黏度）方面的效果檢驗(yàn)，用Bostwick稠度計(jì)進(jìn)行流動性（黏度）測試。將清潔干燥的稠度計(jì)放于水平位置，調(diào)整水平螺旋使水泡居中。關(guān)閉扣緊容量皿閥門，稱取樣品填滿容量皿，樣品測試在（20±1） ℃下進(jìn)行，并用刮刀刮平頂部，記錄樣品溫度。按下閥門扣打開閥門使樣品流下，同時(shí)開始計(jì)時(shí)，30 s時(shí)讀取樣品流動在刻度板上的讀數(shù)，即稠度值，精確到 0.1 cm。每個(gè)樣品測試3次，取平均值。

1.3.3.2析水試驗(yàn)[1]對發(fā)酵稀奶油進(jìn)行析水試驗(yàn)。先稱出1個(gè)空容器，記為mp，在該容器上蓋1個(gè)200目的篩子，在篩子上稱出一定量的樣品記為m1（本試驗(yàn)取50 g樣品），在30 ℃恒溫箱放置12 h后，取出稱容器總質(zhì)量m2。計(jì)算析水率，析水率越小，表示持水性越好。每個(gè)樣品測試3次，取平均值。

指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)得分黏度黏度適中（2.0～3.0 cm），易于涂抹8～10黏度可以接受（3.1～5.0 cm），涂抹較容易5～7黏度太高或者太低（>5.0 cm或者<2.0 cm），很難涂抹開或者太稀無法涂抹0～4

析水性保水能力強(qiáng)，幾乎無水析出（0～0.5%）8～10有保水能力，稍有水析出（0.6%～1.0%）5～7保水性差，水析出多（>1.0%）0～4

1.3.3.3感官測定感官評定由20名經(jīng)過培訓(xùn)的評價(jià)員完成。從色澤（10分）、氣味（10分）、組織狀態(tài)（30分）、滋味（40分）、涂抹性（10分）5個(gè)方面對發(fā)酵稀奶油進(jìn)行感官評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3.4單因素試驗(yàn)參考腸膜明串珠Leuco4菌產(chǎn)胞外多糖的條件[2]，選取溫度、培養(yǎng)時(shí)間、接種量、蔗糖添加量4個(gè)因素設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)。

溫度：以含50 g/L蔗糖的稀奶油為培養(yǎng)基，接種量2%，按“1.3.2”節(jié)方法分別于27、28、29、30、31 ℃發(fā)酵，48 h后取發(fā)酵產(chǎn)品，按“1.3.3”節(jié)方法打分。

培養(yǎng)時(shí)間：以含50 g/L蔗糖的稀奶油為培養(yǎng)基，接種量2%，30 ℃發(fā)酵，按“1.3.2”節(jié)方法分別于40、45、50、55、60 h取發(fā)酵產(chǎn)品，按“1.3.3”節(jié)方法打分。

接種量：以含50 g/L蔗糖的稀奶油為培養(yǎng)基，接種量分別為1%、2%、3%、4%、5%，30 ℃發(fā)酵，按“1.3.2”節(jié)方法于48h取發(fā)酵產(chǎn)品，按“1.3.3”節(jié)方法打分。

蔗糖量：分別以含30、40、50、60、70 g/L蔗糖的稀奶油為培養(yǎng)基，接種量2%，30 ℃發(fā)酵，按“1.3.2”節(jié)方法分別于48h取發(fā)酵產(chǎn)品按“1.3.3”節(jié)方法打分。

1.3.5正交試驗(yàn)根據(jù)腸膜明串珠Leuco4菌單因素試驗(yàn)的結(jié)果，選定溫度、蔗糖添加量、培養(yǎng)時(shí)間、接種量為考察因素，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，試驗(yàn)的因素水平如表3所示。試驗(yàn)結(jié)果以理化打分（表1）及20人感官小組打分（表2）來評定，滿分100分。按照正交試驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整發(fā)酵條件，對正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

表3腸膜明串珠菌發(fā)酵稀奶油正交試驗(yàn)的因素和水平

水平因素A：溫度（℃）B：時(shí)間（h）C：接種量（%）D：蔗糖量（g/L）128451502295026033055370

2結(jié)果與討論

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果

從單因素試驗(yàn)結(jié)果（圖1）來看，溫度28～31 ℃、發(fā)酵時(shí)間45～60 h、菌種添加量1%～3%、蔗糖添加量40～60 g/L時(shí)得分較高，正交試驗(yàn)條件按此結(jié)果設(shè)計(jì)。

2.2正交試驗(yàn)結(jié)果

正交試驗(yàn)結(jié)果（表4）顯示，最好的組合是A2B3C3D2，就

極差來看，影響腸膜明串珠菌Leuco4發(fā)酵稀奶油的因素主次順序?yàn)锳>B>C>D，溫度對稀奶油產(chǎn)品總體得分值影響最大。溫度影響腸膜明串珠菌的代謝速度，從而影響了其產(chǎn)胞外多糖的量及產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)，因此不同溫度下的產(chǎn)品得分差異最大。蔗糖量的極差值最低，說明蔗糖添加量對稀奶油影響最小。腸膜明串珠菌的蔗糖代謝產(chǎn)物為黏性葡聚糖[3]，腸膜明串珠菌胞外多糖通常用于乳品工業(yè)，可用作增稠劑提高產(chǎn)品的黏度，以及用作穩(wěn)定劑減弱蛋白質(zhì)的脫水收縮作用，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性[4-5]。

2.3最佳條件驗(yàn)證

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，選最佳組合條件，按照溫度29 ℃、培養(yǎng)時(shí)間55 h、接種量3%、蔗糖添加量60g/L發(fā)酵稀奶油，以同樣感官小組成員評定，結(jié)果得分為98.3分。得分高于單一因素試驗(yàn)任一組結(jié)果， 表明所得條件為腸膜明串珠菌Leuco4發(fā)酵稀奶油的最佳條件。

3結(jié)論

本研究通過單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上的正交試驗(yàn)，得到并驗(yàn)證了腸膜明串珠菌Leuco4發(fā)酵稀奶油的最佳條件為溫度 29 ℃、培養(yǎng)時(shí)間55 h、接種量3%、蔗糖添加量60 g/L。發(fā)酵得到的稀奶油口感細(xì)膩順滑，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、無乳清析出，有較適宜的黏度和涂抹性，具有很高的附加值和良好的銷售前景。

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