保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的比例變化對酸奶品質的影響

秦南冰，李妍，袁珠妮，張列兵

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京100083）

保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的比例變化對酸奶品質的影響

秦南冰，李妍，袁珠妮，張列兵

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京100083）

通過對不同比例的這兩種菌搭配所發酵酸奶的產酸能力、酸奶后酸化、黏度和持水率的測定，以及對酸奶風味的評價，研究了保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌的比例對酸奶品質的影響，旨為酸奶生產中發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；酸奶發酵

0 引言

酸奶發酵劑一般由嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌組成，兩種菌在牛奶發酵中的關系主要為共生作用和拮抗作用。共生作用表現為嗜熱鏈球菌在乳中生長產生一些代謝物可促進保加利亞乳桿菌的生長。Pette等[1]首次證實保加利亞乳桿菌發酵乳中的無菌過濾物可促進嗜熱鏈球菌的生長。此后又有研究發現嗜熱鏈球菌刺激保加利亞乳桿菌生長的促進物質是甲酸[2]及CO2等物質[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同作用[4]。

酸奶發酵劑及發酵過程中兩種菌的比例對酸奶的性質有著重要的影響。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酸奶品質的影響，并分析了發酵過程中球桿菌比例變化，為酸奶發酵劑球桿菌比例的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 菌種活化和發酵劑的制備

菌種保加利亞乳桿菌LB，嗜熱鏈球菌S12（實驗室保存）。將S12和LB菌種的凍干粉分別接種于10%脫脂乳（雀巢脫脂乳粉沖調而成）中，于37℃培養8-12 h，如此反復活化3代，得到S12和LB的液態發酵劑。

1.2 酸奶制作

將S12和LB的發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生產批號A41Y），接種量2%，于42℃下恒溫培養，當測得所發酵牛乳pH小于4.6且酸度大于70°T后，終止發酵。

1.3 酸奶保存和取樣

發酵完畢的酸奶先于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、終止發酵時以及于室溫放置的第1天、第3天、第5天取樣測定酸度以及進行菌數計數，于冷藏期結束后測定酸奶黏度和持水率。

1.4 球桿菌數量計數

用顯微鏡進行菌數計數。取3 μL用0.9%生理鹽水稀釋100倍后的酸奶樣品（接種時的樣品稀釋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，通過顯微鏡檢測將每個樣品隨機選取10個視野計數球菌和桿菌數，取平均值，再根據顯微鏡視野面積計算出酸奶中的球桿菌數。

1.5 酸度測定

測定酸度采用滴定法。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 黏度測定

所用黏度計型號為Brookfield DV-C數顯黏度計，轉子為S63，轉速30 r/min，攪拌30 s后讀數。

1.7 析水率（持水力）測定

測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量W1，析水率=W1/W×100%。

1.8 感官評價

以10人的評價小組對酸奶進行評分檢驗和嗜好度排序檢驗。

2 結果與分析

2.1 球桿菌比例對酸奶品質的影響

2.2.1 對酸化和后酸化的影響

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

酸奶的后酸化情況由圖1所示。由圖1可以看出，接種時球菌占優勢的酸奶產品在貯存前3 d酸度上升較快，3 d后放慢，而桿菌占優勢的發酵劑則相反，在3 d后產酸速率明顯上升。但球菌接種比例占優勢的酸奶總體后酸化程度仍低于桿菌比例占優勢的酸奶，這一點與趙鑫的研究一致。他們認為混合菌中嗜熱鏈球菌含量較高時，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的發酵劑，可見在此比例下兩種菌生長產酸最強。

2.2.2 球桿菌接種比例對酸奶黏度的影響

表1 不同比例混合菌產酸能力

圖1 不同比例混合菌酸度曲線

牛乳在發酵過程中，由于酪蛋白的沉淀以及保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌產生胞外多糖作為增稠劑、黏膠劑，增加了發酵乳的黏度。徐成勇[7]等發現向混合菌發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酵劑產黏能力。圖2中，桿菌與球菌接種體積比為1︰10的酸奶產品黏度最大，且混合菌中嗜熱鏈球菌體積分數較高時更利于黏性物質的產生，李志成[8]等人之前的研究結果也得到過類似結果。

2.2.3 球桿菌接種比例對酸奶持水力的影響

研究采用離心測定析水率的方法分析了酸奶的持水能力，結果如圖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時出現峰值，說明1︰1比例接種球桿菌發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果，他們研究發現保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌比例為1︰1發酵的酸奶的脫水收縮敏感性比兩種菌比例為3︰2時發酵的酸奶更高，并且隨著貯存時間延長，這種敏感性增強。

2.2.4 球桿菌接種比例對酸奶感官性質的影響

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

圖2 不同比例混合菌發酵劑產黏能力

圖3 不同比例混合菌發酵劑析水率

如表2所示，在不同球桿菌接種比例酸奶產品的感官評分鑒評中，除桿菌與球菌接種體積比為5︰1的酸奶評分較低外，其余酸奶產品評分相近。但參與鑒評者普遍認為接種時混合菌中球菌占優勢的酸奶風味較柔和，桿菌占優勢的酸奶酸味較重。后又對5種酸奶進行嗜好度排序檢驗，發現接種時混合菌中嗜熱鏈球菌占優勢的酸奶嗜好度明顯高于球桿菌接種體積相等以及接種時保加利亞乳桿菌占優勢的酸奶。綜合考慮酸奶評分和嗜好度得出結論，混合菌發酵劑中嗜熱鏈球菌含量較高時，酸奶的風味更佳。

表2 不同比例發酵劑發酵酸奶感官鑒評結果

2.2 酸奶在發酵及貯藏過程中菌比例變化

在不同接種體積比例的基礎上，本實驗采用顯微鏡直接計數法統計了球桿菌菌數的真實比例及其在酸奶發酵和貯存過程中的變化情況，為分析酸奶的品質變化提供一些參考。從圖4至圖8的數據可見，接種的體積比例與菌數比例還是有差距的，桿菌與球菌接種體積比例1︰10，1︰5，1︰1，5︰1，10︰1的酸奶在接種時相對應的桿菌與球菌比例分別為0.093，0.387，0.927，2.001，2.750。

圖4為酸奶接種發酵及貯存過程中不同桿菌與球菌比例及總菌數變化。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酵及貯存過程中總菌數的變化基本一致，即在貯存第1天時達到高峰，之后開始逐漸下降。但桿菌與球菌接種體積比為10︰1的酸奶例外，接種時桿菌占絕對優勢時，發酵和貯存過程中菌種生長都比其他酸奶慢，總菌數至貯存第3天達到峰值，這可能是由于球菌比例過低，不能夠及時生長并提供刺激桿菌生長的甲酸、CO2等物質的緣故[11]。分析菌種比例與酸奶總菌數的變化關系可以看出，球桿菌比例越接近1酸奶總菌數越大，并且混合菌中嗜熱鏈球菌占優勢的酸奶總菌數要高于混合菌中保加利亞乳桿菌占優勢的酸奶。

從發酵和貯藏過程中球桿菌比例變化來看，球菌占優勢時（圖4（a）（b））在發酵和貯存過程中，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（圖4（c）），發酵和貯存過程中兩者比例此起彼伏，但沒有明顯的規律。當桿菌占優勢時（圖4（d）（e）），發酵和貯存過程中球桿菌比例波動也比較大，且未呈現統一規律。

3 結論

(1)以球桿菌比例為1︰1時，發酵劑產酸最快，但發酵的產品后酸上升也最快。接種時嗜熱鏈球菌占優勢的酸奶產品較接種時保加利亞乳桿菌占優勢的酸奶產品后酸化程度略低。

(2)球桿菌比例越接近1︰1時，發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)酸奶的黏度隨發酵劑中嗜熱鏈球菌所占比例的增加呈上升趨勢。

(4)嗜熱鏈球菌占優勢的發酵劑發酵酸奶的綜合風味優于球桿菌等比例和報及利亞乳桿菌占優勢的發酵劑發酵的酸奶。

[1] PETTE J W,LOLKEMA H，YOGHURT I.Symbiose en Antibiose in Mengcultures van Lactobacillus bulgaricus en Streptococcus thermophilus[J].Netherlands Milk and Dairy Journal,1950,4:197-208.

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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

現代農業產業技術體系建設項目（nycytx-0503）。

秦南冰（1989-），男，本科，從事乳品微生物方向的研究。