复配菌株对发酵乳品质与功能特性的改善作用研究进展

发酵乳具有悠久的历史,是经乳酸菌发酵而成的,富含蛋白质、矿物质和维生素等多种营养成分。随着人们对生活品质追求的提高,发酵乳受到消费者越来越多的关注。目前市面上的发酵乳多数是以单菌株或传统乳酸菌(嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌)作为发酵剂制备而成的,但是以此生产发酵乳会有发酵时间过长、口感略差和稳定性不佳等问题。近年来,复配菌株作为发酵乳的发酵剂成为发酵乳制备方向的研究热点,利用不同菌株间的互作协同作用,可以有效提高代谢产物的含量和丰富度,进而改善发酵乳的品质及功能特性,弥补传统发酵乳在产品形态以及感官体验等方面的不足。本文综述了复配菌株能够加快发酵乳pH下降速度,丰富产品感官以及改善其流变特性和持水能力,同时还可以增强发酵乳在降血脂、抗炎、抗氧化、抑菌等功能方面的能力。最后展望了发酵乳在未来可以进行创新的研究方向,为今后发酵乳的多元化、功能化、精准化生产提供指导。

发酵乳后酸化的影响因素及其控制措施

发酵乳因其独特的口感及较高的营养价值备受消费者的青睐,但由于微生物残余的代谢活性导致发酵乳出现后酸化现象,使其在冷链运输、储存及销售过程中品质急剧下降,菌株稳定性显著降低,严重影响消费者对产品的接受度,并且缩短产品的货架期。因此,该文探讨影响发酵乳后酸化的因素(包括发酵剂的类型、乳的成分、加工参数、益生菌和益生元),对发酵乳后酸化的产生机制进行讨论,并从物理、化学和生物方面综述控制发酵乳后酸化的措施,讨论相关技术的局限性,以期为减弱发酵乳的后酸化程度,改善发酵乳的货架期品质提供参考途径。

功能性乳酸菌的筛选、鉴定及抗氧化性能的初步评价

为开发功能性乳酸菌发酵剂,对成都地区的自然发酵酸菜进行采集,并分离其中的乳酸菌。经革兰氏染色和过氧化氢酶实验初步鉴定64株分离物均为乳酸杆菌。对64株乳杆菌耐酸、耐胆盐和耐H2O2的能力进行检测,筛选到了3株耐受性能较好的菌株。比较了3株乳酸菌菌体、发酵上清液和胞内提取物的抗氧化性能,发现发酵上清液的羟自由基和DPPH自由基的清除能力较好,且SC608的羟自由基清除能力明显高于其他两株(p<0.05)。对SC608的生长性能进行测定,发现该菌株在4 h时进入对数生长期,12 h时进入稳定期。API50并结合16S r DNA测序分析,鉴定菌株SC608为植物乳杆菌。上述结果显示,植物乳杆菌SC608是开发具有抗氧化功能的乳酸菌发酵剂的理想材料。

高浓度酒精发酵

高浓酒精发酵是以提高单位体积内发酵醪液中淀粉含量,在适量的酿酒酵母菌作用下,在一定的时间内获得最大量的酒精。影响高浓酒精发酵的因素有:葡萄糖浓度、酒精含量、溶解氧浓度、酵母菌细胞密度、发酵温度和副营养物匮乏等。提高高浓酒精发酵的方法有:改良筛选优良酵母生产菌株、改进发酵系统、利用复合酶添加工艺和提高营养限制因子利用。(孙悟)

乳酸菌发酵剂制备发酵乳的特性研究

为科学评价自主研发发酵剂Z-1和Z-2在产酸、产香、黏弹性和持水力等方面的特性,将两种发酵剂菌株按不同比例复配后制备发酵乳,并将其与采用国际标准通用型发酵剂D-1制备的发酵乳进行对比。通过实时监测发酵乳p H值变化发现,Z-1与Z-2的产酸延迟期较长,产酸主要发生在发酵中后期。采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术检测其中挥发性风味物质发现,Z-1和Z-2发酵乳中主要形成了4种香气物质,分别为2,3-丁二酮、2,3-戊二酮、3-羟基丁酮和乙酸。经振幅扫描和旋转扫描测试发现,Z-1与Z-2发酵乳均形成了良好的凝乳结构,表现为入口时稠厚,吞咽时爽滑;同时,与D-1发酵乳相比,乳清析出量较少,固形物质量分数分别为61.3%和59.2%。上述结果表明,自主研发发酵剂能够使发酵乳形成适宜的酸度、良好的香气和稳定的组织状态;同时振幅扫描和旋转扫描技术可应用于发酵乳制品的质构评价。

富含天然维生素B的甜乳清发酵乳酸菌饮料的研制

对分离自发酵乳制品中的6株乳酸菌进行高产维生素B筛选,经筛选得到两株具有良好产VB_1和VB_6的菌株,鉴定分别为植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌。在前期单因素实验基础上,以甜乳清添加量、蔗糖添加量、菌株复配比例为因素设计L9(33)正交试验,以感官评价为主要依据,同时结合pH值和维生素B产量,确定了甜乳清添加量为10%、蔗糖添加量为6%、菌株复配比例为1∶1最为适宜。在此条件下,37℃发酵8h后,乳清发酵饮料的pH值为4.29,VB1和VB6含量分别为21.55μg/mL和17.09μg/mL,风味愉悦,酸甜适中,口感细腻顺滑。4℃储藏21d,pH值和维生素含量无显著下降,感官品质良好且稳定。富含维生素的乳清发酵饮料丰富了目前活菌型乳酸菌饮料的品类,具有良好的市场前景。

人工湿地植物净化效果研究

通过测定人工湿地污水pH值、NH3-N、TP和TN 4项指标,对芦苇、水葱、香蒲和千屈菜这4种典型人工湿地植物进行了净化效果研究,筛选出净化效果好且具有观赏价值的湿地植物。结果表明:4种植物对水质的处理效果为:pH值基本达到7左右;NH3-N的去除率平均约为50%;TP为40%;TN为25%。4种湿地植物的优选顺序为香蒲>芦苇>水葱>千屈菜。

内蒙古传统乳制品中乳酸菌的分离鉴定及耐酸性能研究

目的筛选耐酸能力强、能耐受人体胃肠环境在肠道中存活的乳酸菌菌株。方法对采集自内蒙古地区牧民家庭中45份传统乳制品中的乳酸菌进行分离和和纯化,共分离出104株乳酸菌,并进行形态观察、碳水化合物代谢分析、16S r DNA序列分析、高通量耐酸性优良菌株的筛选和人工胃液耐受性分析等的研究。结果本研究共筛选到8株耐受人工胃液极佳的乳酸菌,经鉴定这些菌株为4株Lactobacillus plantarum(WHH727、WHH730、WHH777和WHH1118)、3株Lactobacillum fermentum(WHH734、WHH778和WHH868)和1株Lactobacillus acidophilus(WHH729)。其中,耐受人工胃液最佳的是L.fermentum WHH734,经p H为1.5的人工胃液处理2 h,存活率在86.32%,经p H为2.5的人工胃液处理2 h后,存活率为96.85%。结论菌株的分离鉴定以及高耐酸性菌株的筛选,对我国益生菌资源的保藏和开发有重要的意义。

德氏乳杆菌WHH009高密度培养条件的研究

通过对分离自青海地区传统发酵乳中的一株产酸快速乳杆菌Lactobacills delbrueckii subsp.lactis WHH009进行了高密度培养条件的优化。提出了适合该菌株的高密度发酵方案,认为在发酵过程中采用CO2进行搅拌,pH值维持在6.1,发酵温度采用43℃,在菌体生长对数期进行补料,最终发酵液中的活菌数可达1.5×1010mL-1,菌泥得率为2.35%,为其他乳酸菌高密度发酵研究,提供了一些参考和理论依据。

富含支链氨基酸的乳酸菌发酵乳清蛋白饮料的研制

该研究从分离自西藏传统发酵乳制品中的120株乳酸菌筛选到了5株具有较强乳蛋白分解能力的菌株,并对上述5株菌的凝乳能力、产酸特性、发酵后形成的风味和组织状态进行测试,筛选到一株兼具较强乳蛋白分解能力和良好发酵性能的乳酸菌P679,经鉴定该菌株是一株副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)。为了进一步改善该菌株的发酵性能,提高氨基酸产量,对复合乳蛋白发酵基质的成分进行正交优化,以乳清蛋白、脱脂乳、乳清粉添加量为主要因素,以终点p H值、蛋白水解度、游离氨基酸含量和感官评价为考量指标,获得三种乳蛋白原料的最优复配比例为WPC80为4%、脱脂奶粉为6%、风味乳清粉为5%。该菌株在此复配乳蛋白基料上发酵8h,能够显著提高游离氨基酸的含量,特别是支链氨基酸总量较发酵前提高了12.5倍,并在21d货架内具有较优的稳定性。

响应面法优化嗜热链球菌WHH003的发酵条件

目的对嗜热链球菌WHH003发酵条件进行优化,以提高其发酵活菌数。方法采用单因素实验确定嗜热链球菌发酵条件的响应值,采用响应面法优化嗜热链球菌的发酵温度、p H以及接种量,确定最佳发酵条件。结果对嗜热链球菌活菌数的影响因素大小依次为:发酵p H值>接种量>发酵温度;最优发酵条件为:p H5.5、发酵温度45℃、接种量4%。在此条件下,嗜热链球菌的活菌数LG值为9.62。结论本研究建立的响应面模型可行,可降低其工业化生产成本。

电解食盐水对乳饮料生产清洗消毒工艺的改进

清洗消毒工艺是乳制品生产的关键控制点之一。利用电解活化技术(Electro Chemical Activation,ECA)对原位清洗(Clean in Place,CIP)相关工艺参数进行调整改进,形成一套新的用于乳制品生产车间的清洗消毒方法。结果表明,与传统CIP相比,新工艺在确保对罐体、管路、瓶盖等清洗消毒良好效果基础上,节约了清洗时间,降低了能源及化学品消耗。该工艺不仅节约了生产成本,还减少废气、废液的排放,对实际生产和环境保护具有重要意义。

基于基因组学对副干酪乳杆菌BS 08黏附作用的分析

副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)作为乳制品中常见的重要益生菌,能够增强机体免疫力、改善调节肠道菌群平衡、降低血糖水平等。黏附是微生物与宿主相互作用的先决条件之一,是其发挥生物屏障功能的基础。L.paracasei作为益生菌吸附于黏膜表面可以延长自身作用于宿主的时间。基于基因组学分析L.paracasei的黏附作用及其对病原菌黏附的抑制作用,有助于进一步探讨益生菌的生物屏障机制,对乳酸菌的研究开发具有非常重要的理论意义。本课题以分离自西藏地区传统发酵奶制品的L.paracasei为研究对象,筛选出黏附作用最显著的L.paracasei BS 08,分析其黏附作用相关基因,通过去除菌体表面的黏附素,观察对Caco-2细胞的黏附差异性,并探究目标菌株对病原菌黏附的抑制作用。

一株降胆固醇菌株的筛选鉴定及安全性评价

胆固醇摄入量过多是引发心血管疾病的重要诱因,降低胆固醇是近年来的研究热点。乳酸菌具有多种益生功能,尤其是降胆固醇功能受到人们的密切关注,利用乳酸菌降胆固醇可以避免药物治疗带来的副作用,并且可以用于缓解由药物治疗引发的肠道菌群失调。肠道菌群在婴儿时期的定植由多种因素影响,且每位婴儿的肠道都会经历从无菌到复杂微生物定植的过程,微生物在特定的时间和空间按照特定数量和规律分布,在宿主生长发育和健康方面发挥重要作用。植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)作为婴幼儿肠道中重要的乳酸菌,对其安全性能进行评价分析很有必要。同时,对具有胆固醇降低功能的乳酸菌的研究开发具有非常重要理论及实际应用意义。本研究以分离自婴幼儿粪便的20株乳酸菌为研究对象,分析其胆固醇脱除能力,筛选出一株降胆固醇能力最强的菌株,经鉴定为植物乳杆菌,然后对此菌株的安全性能进行评价,初步判定L.plantarum BS 09为一株安全的益生菌,具有进一步应用的潜力。

凝固型牛油果酸奶的研制

以脱脂乳粉、全脂乳粉和牛油果浆为主要原料,研究凝固型牛油果酸奶的最佳配方。以感官评价为指标,通过不同单因素实验和正交试验确定酸奶的最佳配方。结果表明:牛油果浆影响最大,其次为蔗糖和接种量。酸奶的最佳配方:牛油果浆添加量为5%,蔗糖添加量为6%,接种量为0.03‰,在43℃发酵6h,所得酸奶的品质最佳。在此条件下可以制得浅绿色、凝乳均匀、营养丰富的牛油果酸奶。

白葡萄双发酵低醇果汁饮品的工艺研究

以白葡萄汁为原料,采用植物乳杆菌与酵母菌复配发酵,采用3因素3水平正交试验,以风味评价为指标,确定了发酵白葡萄汁原液的最佳工艺。其最佳工艺参数为:植物乳杆菌:酵母菌=5∶1,接种量4‰,发酵温度37℃,发酵时间10h,冷藏温度4℃,冷藏时间18h。利用发酵白葡萄汁原液进行发酵果汁成品的探索,果汁最佳配方为:发酵白葡萄汁原液25%、脱脂乳粉1%、蔗糖6%、果胶0.2%、大豆多糖0.1%。