２０１３年４月 ８８ 第３４卷第７期 Ｆｏｏｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｏｍｅｎｔ 食晶硪究与并发 工艺技术 ＤＯＩ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１００５－６５２１．２０１３．０７．０２３ 干酪乳杆菌发酵酸乳生产工艺优化 张杰，郗宏波，苏贺靖，王艳萍 （天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津３００４５７） 摘要：以从日本传统酸奶中分离选育出的优质干酪乳杆菌作为试验菌种。通过单因素试验和正交试验确定最佳发 酵工艺条件。结果表明：嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、干酪乳杆菌配比为１：１：２；接种量为５％；发酵温度３７℃；乳 固体含量１２％为最佳参数组合。 关键词：干酪乳杆菌；发酵酸乳；工艺优化 Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ＬａｃｔｏｂａｃｉＵｕｓ ｃａｓｅｉ Ｙｏｇｈｕｒｔ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｅ，ＸＩ Ｈｏｎｇ—ｂｏ，ＳＵ Ｈｅ—ｑｉｎｇ，ＷＡＮＧ Ｙａｎ－ｐｉｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＦｏｏｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００４５７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｃａｓｅｉ ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ａｎｄ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｊａｐａｎｅｓｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｙｏｇｈｕ￣ｗａｓ ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｓｔｒａｉｎｓ．Ｂｙ ｔｈｅ ｓｉｎｇｌｅ ｆａｃｔｏｒ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｏ￣ｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔｓ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｗａｓ ｔｈｅ ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｓ：Ｌａｃｔｕｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ：Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｃａｓｅｉ ｏｆ １：１：２，ｉｎｏｃｕｌａｔｅｄ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ５％，ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ３７ ｏＣ．ｍｉｌｋ ｓｏｌｉｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ １ ２％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｃａｚｅｉ；ｙｏｇｈｕｒｔ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 作者简介：张杰（１９８２一），女（汉），助理实验师，硕士，研究方向：食品微生物。 ●◆０●●◆◆ 表正交试验结果与分析 参考文献： 【１］马毓泉内蒙古植物志【Ｍ１．２版内蒙古人民出版社，１９８９：５８３ 『２］江苏新医学院坤药大辞典．（下册）『Ｍ］．上海：上海人民出版社，１９９７： ２３９５ Ｔａｂｌｅ ２ Ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔ ［３】王若菲．锁阳——极具开发潜力的天然保健品［ＭＩ．卫生职业教 育，２００３：１５８—１８９ ｆ４ 将盛岩，４］陈立德，赵良忠，等．枇杷叶熊果酸超临界流体萃取工艺 的研究［Ｊ］．食品科学，２００７，２８（９）：１８６—１８８ ［５１于明明，周富强．刘军海．熊果酸提取工艺的研究进展ｆＪ１．氨基酸 和生物资源．２００９ ３１（１）：３３—３６ ［６］罗荣珍，杜怀明，张利，等．微波一超声协同作用提取熊果酸的工艺 研究 ．安徽农业科学，２０１ １，３９（４）：２３２２—２３２３，２３２７ Ｉ７Ｉ付红军，彭湘莲．枇杷叶中熊果酸的索氏提取工艺优化【Ｊ】．食品与 机械，２０１１，２７（２）：５９—６１ ［８］黎海彬．山楂中有效成分含量测定的研究『Ｊｉ．食品科学，２００８，２９ （８）：４７５—４７７ 收稿日期：２０１２—０７—１６ 工艺技术 张杰，等：干酪乳杆菌发酵酸乳生产工艺优化 乳酸菌作为定居肠道中的有益菌群，具有维持人 体中微生态平衡的作用，其益生作用逐渐引起了人们 的广泛关注。乳制品是乳酸菌发酵应用最多，也是最 为成熟的领域。市售的酸奶大多数采用保加利亚乳杆 菌和嗜热链球菌，但这两种菌在肠道内存活率较低， 其有益作用受到了很大的限制ｌｌ＿。 干酪乳杆菌（Ｌａｃｔｏｂａｅｉｌｌｕｓ ｃａｓｅｉ）作为益生菌的一 种，具有良好的耐酸及胆汁抗性，所以干酪乳杆菌进 入人体后可以在肠道内大量存活，起到调节肠内菌群 平衡、促进人体消化吸收等作用嘲。同时干酪乳杆菌， 可降低血浆胆固醇，增强宿主对微生物病原体的非特 异性抵抗力，加快清除肠道内病原体，治疗肠道菌群 紊乱和增强肠道透性，从而防止食物过敏和急性腹 泻。近年来，由于对其宿主营养、免疫、防病等具有显 著的益生功效，干酪乳杆菌作为益生菌被广泛应用于 功能性食品，特别是乳制品的开发中，并逐渐为人们 所关注【３ｊ。 本实验以从日本传统酸奶中分离选育出的干酪 乳杆菌为试验菌株，结合传统酸奶中常用的保加利亚 乳杆菌和嗜热链球菌混合发酵，确定最佳的适合酸奶 加工的工艺条件。 １材料与方法 １．１实验材料 鲜牛奶（无抗生素残留）；脱脂奶粉：雀巢公司；白 砂糖（一等品）；保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌：天津科 技大学食品生物技术实验室保存；干酪乳杆菌：前期 实验从日本传统酸奶中分离纯化得到。 培养基：改良ＭＲＳ培养基、脱脂乳培养基等按文 献Ｉ４］的方法配置。 １．２ 方法 １．２．１菌种活化 将保存的保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和干酪乳 杆菌按１％（体积比）接种至液体ＭＲＳ培养基中，３７℃ 恒温培养，并反复活化２次～３次。 将１％ＭＲＳ菌液分别接种于脱脂乳培养基，３７℃ 恒温培养，并反复活化２次～３次。 １．２．２工艺流程 原料鲜奶一净化一脂肪含量标准化一配料（加白 砂糖）一过滤一预热一均质一杀菌一冷却一接种一分 装一发酵一冷却后熟、冷藏、成品。 １．２．３检验方法 １．２．３．１感官评价 由本实验室７人组成感官评定小组，采用百分制 ８９＝＝Ｉ 对产品质量评分。感官评价标准见表１。 表１感官评定标准 Ｔａｂｌｅ １ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｓｅｎｓｏｒｙ ｑｕａｌｉｔｙ １．２．３．２酸度测定 采用ＮａＯＨ滴定法，以Ｔ表示为：在１５０ｍＬ锥形 瓶中移入１０ｍＬ发酵样品，准确到１０ｍｇ，加入约２０Ｌ 蒸馏水，用０．１Ｎ ＮａＯＨ滴定，按下式计算酸度（。Ｔ） Ａ＝１０×耗Ｎａ０Ｈ量×０．１×１０ １．２．４单一菌种（干酪乳杆菌）发酵实验 以不同接种量、发酵时间、发酵温度、乳固含量分 别进行单因素实验，记录凝乳时间，测定滴定酸度，评 价发酵产品的感官风味。 １．２．５混合菌发酵最佳参数实验 有研究表明阁，嗜热链球菌（ｓｔ）及保加利亚乳杆菌 （Ｌｂ）在１：１的比例下接种，发酵的酸乳口感最佳。本 次实验将这两类乳酸菌以１：１的比例混匀同干酪乳 杆菌以不同比例混合，作为发酵剂，进行混合菌发酵实 验。以酸奶的感官评价及酸度为指标，采用ｋ（３４）正 交表进行正交试验。 １．２．６酸奶发酵 以正交试验得出的最佳条件进行酸奶发酵，检测 发酵效果。 ２结果与分析 ２．１单一菌种发酵实验 ２．１．１不同接种量对酸奶发酵的影响 不同接种量对酸奶发酵的影响见图１。 ３ ４ ５ ６ ７ 接种量，％ 图１接种量对发酵产酸及发酵状态的影响 Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｉｎｏｃｕｌｕｍ Ｏｉｌ ｔｈｅ ａｃｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃ￣ ９０ 张杰，等：干酪乳杆菌发酵酸乳生产工艺优化 工艺技术 由图１显示，发酵酸度随着接种量的增加而增加。 当接种量达到６％时增加趋势缓慢，到７％以上的接 种量时就有大量的乳清析出并且逐渐增加。在３％的 、 接种量时，各方面指标均不如５％的接种量，综合上述 原因，在正交实验中的接种量设为４％、５％、６％。 ２．１．２不同发酵时间对酸奶发酵的影响 由２．１．１确定接种量为５％，实验过程中发现在发 酵时间为６ ｈＮ８ ｈ过程中，其逐渐开始凝固，所以将发 酵时间分别设为６、８、１Ｏ、１２ ｈ，实验过程中所测的各 项结果如图２。 １２０ ｌＯ０ ８０ ６ｏ ４０ ２０ ０ ６ ７ ９ ｌＵ ｌｌ ｌ２ ｔ／ｈ 图２发酵时间对发酵产酸及发酵状态的影响 Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔｓ －ｌｏｆ Ｊｏ、 ｔｉｍｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ 由图２可以看出，酸度随着发酵时间的增长而增 加。但在６ ｈ一７ ｈ这个时间段内酸奶没有凝固，８ ｈ后开 始凝固并且状态逐渐增强，但在１０ ｈ后开始有乳清析 出，并且随着时间增加明显增加。将正交试验的发酵 时间定为１０ｈ。 ２．１－３不同发酵温度对酸奶发酵的影响 不同发酵温度对酸奶发酵的影响见图３。 ３５ ３６ ３７ ３８ ３９ ４０ １ｙ℃ 图３发酵温度对发酵产酸及发酵状态的影响 Ｆｉｇ．３ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ 由２．１．１确定接种量为５％；由２．１．２确定发酵时 间为１０ ｈ，干酪乳杆菌种活化的最佳温度为３５℃一 ４０℃的范围内，所以将其发酵温度分别设为３５、３６、 ３７、３８、３９、４０℃。实验过程中所测的各项结果如下。 酸奶的酸度在３５℃～３７ ｃｃ这段温度内，随发酵温 度的增加而增加，但在３７℃后其酸度随温度的增加而 降低。同时在３５℃时酸奶凝固状态不好，有大量乳清 析出，综合上述原因，在混合菌正交试验中的发酵温 度设为３５、３７、３９℃。 ２．１．４不同乳固体含量对酸奶发酵的影响 不同乳固体含量对酸奶发酵的影响见图４。 ＼ 乳崮含量，％ 图４乳固体含量对发酵产酸及发酵状态的影响 Ｆｉｇ．４ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｍｉｌｋ ｓｏｌｉｄｓ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｎ ｈｔｅ ａｃｉｄｉｔｙ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｓ 乳固体含量越高，发酵产酸速度越快，且凝乳质地 良好，乳清析出少。固体含量为１０％组时，凝乳质地 差，乳清析出严重，感官粗糙；乳固体含量为１２％、１３％ 和１４％组，可得到良好的酸度及凝乳质地，随着乳固 含量的增加凝乳质地随之变硬。本实验表明，对于生 产优质的酸奶产品，牛奶中总干物质浓度要达到１２％ 以上方可。 ２－２混合菌发酵最佳参数实验 在单一菌种单一因素发酵试验的基础上，选择菌 种配比、接种量、发酵温度和乳固含量四个主要因素进 行正交试验。采用ＩＪ９（３ ）正交试验，从而确定发酵酸奶 工艺最佳条件，正交试验结果见表２。 表２确定发酵工艺条件的Ｌ。（３４）正交试验结果 Ｔａｂｌｅ ２ Ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ Ｌ｛３ ）ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｔｓｔ ｏｎ ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ 鲨墨墨 垦 里鲨… 酸度／。Ｔ 工艺技术 张杰，等：干酪乳杆菌发酵酸乳生产工艺优化 ９ｌ＝＝＝＝１ 由表２极差分析可知，各因素对产酸影响大小顺 序为：接种量＞菌种配ｔＬ＞发酵温度＞ｇＬ固体含量。随着 干酪乳杆菌比例增大，产酸作用也明显增强。而因素 对感官的影响大ｆｌ，，／ｌ￣序为：乳固体含量＞菌种配比＞发 酵温度＞接种量，乳固体含量对口感影响最大。 种因素的影响，其中受乳固体含量及菌种配比影响较 大，但各因素之间也存在着相互调节、又相互制约的关 系。通过ＩＪ９（３ ）正交试验，得出干酪乳杆菌酸奶最佳发 酵工艺为混合菌种配比（嗜热链球菌：保加利亚乳杆 菌：干酪乳杆菌）为１：１：２，接种量为５％，３７℃有氧 容易看出，较低的温度、接种量及乳固体含量制 约产酸；若增加乳固体含量、接种量及改变菌种配比 可弥补低温发酵不足。所以，在一定范围内综合因素 之间有着相互调节和制约作用。综合产酸能力、组织 状态及感官最佳工艺水平组合Ａ Ｂ：Ｃ。Ｄ，（Ｄ ）。根据试验 结果与分析，混合菌种最佳发酵工艺菌种配比１：１：２， 接种量为５％，发酵温度为３７℃，乳固体含量不得低 于１２％，考虑到生产成本、乳固体含量１２％，即可满 发酵，考虑到生产成本、乳固体含量定为１２％。 ３）据此发酵工艺生产的酸奶，凝固质地硬，无乳 清析出，酸味柔和，酸甜适口，风味良好。 参考文献： ［１］高松柏．发酵乳的最新进展［Ｊ１．中国乳品工业，２００４，３２（８）：４６—４９ ［２】ＶＩＤＥＲＯＬＡ Ｃ Ｇ，ＭＯＣＣＨＩＵＴＩ＇Ｉ Ｐ，ＲＥＩＮＨＥＭＩＥＲ Ｊ Ａ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ａｍｏｎｇ Ｌａｃｔｉｃ Ａｃｉｄ Ｓｔａｒｔｅｒ．Ｐｒｏｂｉｏｔｉｃ Ｂａｃｔｅｒｉａ Ｕｓｅｄ ｆｏｒ Ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ 足产品品质要求。 ２．３酸奶发酵 Ｄａｉｒｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｊ］．Ｊ Ｄａｉｒｙ Ｓｃｉ，２００２，８５：７２１－７２９ ［３】汪建明，赵仁国，肖冬光．高活性干酪乳杆菌粉末发酵剂的初步研 究［Ｊ］．天津科技大学学报，２００５，２０（２）：９—１３ 以嗜热链球菌：保加利亚乳杆菌：干酪乳杆菌比 【４］凌代文．乳酸细菌分类鉴定及实验方法【Ｍ］．北京：中国轻工业出 版社，１９９９：６—１２５ 『５ 李宏梁，５Ｊ刘辉．发酵酸奶生产工艺优化【Ｊ］现代食品科技，２００８，２４ （５）：３６０－３６２ 例为１：１：２的混合菌，接种量为５％，乳固体含量为 １２％，在３７￣Ｃ进行有氧发酵。测得酸度为７６＿４。Ｔ，感官 得分为８６ ３结论 ［６】谢继志，葛庆丰．影响酸奶的因素及其质量控制叨．中国乳品工业 ２００１（６）：２０—２４ １）单一菌种发酵试验表明，干酪乳杆菌生产发酵 【７］张丽萍，杨晨，王成强，等．干酪乳杆菌在酸奶生产中的应用研究 【Ｊ】．中国乳品工业２００７（２）：２３—２６ 酸牛奶的工艺条件：３７℃，５％，乳固体含量ｌ２％以上， 发酵时间为８ ｈ １０ｈ。 ［８】郭本桓．益生菌［Ｍ】．北京化学工业出版社，２００４：３８２—３８３ ２）混合菌种在发酵工艺中对产品质地、风味、感 官等受菌种配比、接种量、发酵温度、乳固体含量等各 收稿日期：２０１２—０７—０６ 来稿要求及注意事项 １．来稿务求论点鲜明、论据可靠、数据准确、文字精炼，引用资料请提供文献。文章不得超过１００００字， 一般请掌握在６ ０００字左右。来稿的文题、作者姓名、单位名称以及文章摘要、关键词（３～８个）、图表名称均需 附英文译文。 ２．凡逻辑性强、具有前瞻性首创性的科技论文、获得相关奖励的论文及国家级、省部级资助项目的研究 报告、论文，来稿请注明批准号，并同时将批文（或合同书）、奖励证书的复印件邮寄给本刊（注明文章题目和 第一作者），本刊将优先刊登。 ３．本刊原则上只介绍第一作者。来稿请在文章首页下脚注明第一作者简介，格式为：姓名（出生年一），性别 （民族），职称，学位，研究方向（即专业）。若需要介绍通信作者，请用 注明，且介绍内容宜在２０个字以内。 详见中国天津食品网 （ｗｗｗ．ｔｊｆｏｏｄ．ｃｏｒｎ．ｃｎ）