溫度對嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌發酵羊奶的影響

陳 合 張秋紅 王長鳳 舒國偉

（陜西科技大學生命科學與工程學院，陜西 西安 710021）

益生菌（probiotics）是指能夠改善腸道微生物平衡，對宿主起施加有益影響的微生物制劑［1］。酸乳中的益生菌可調整腸胃功能，抑制腐敗菌的繁殖；促進營養物質鈣、鎂、單糖等的吸收，產生B群維生素等有益物質；降低血清中的膽固醇含量，預防心腦血管疾病；具有抗腫瘤效果和防止老化的發生等［2，3］。

目前，國際上對羊奶研究開發的產品比較多，包括液態產品、發酵產品（如奶酪、脫脂酪乳或酸乳、開菲爾）、冷凍產品（如冰激凌或冷凍酸乳）以及濃縮和干燥產品［4］。國內外關于發酵山羊乳產品的研究文獻［5，6］很多，包括影響酸乳生產和冷藏過程中益生菌活性的因素以及冷藏過程中酸乳品質變化的因素等等。本課題組在前期研究［7］中對保加利亞乳桿菌和嗜熱乳鏈球菌發酵凝固型酸羊奶的工藝進行了優化。本試驗在保加利亞乳桿菌和嗜熱乳鏈球菌兩菌株的基礎添加了嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌，主要考察溫度對嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌發酵羊奶的影響，為進一步優化發酵條件獲得口感佳、益生菌活菌數較高的發酵乳提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料、菌種及培養基

鮮山羊奶：陜西關中奶山羊羊奶，陜西西安未央大學園區附近農戶提供；

德氏乳桿菌保加利亞亞種（L.bulgaricus，LB）、嗜熱鏈球菌（S.thermophilus，ST），嗜酸乳桿菌（L.acidophilus，LA）、干酪乳桿菌（L.casei，LC）：陜西科技大學生命科學與工程學院提供；

培養基：MRS肉湯、M17肉湯、MRS瓊脂及改良番茄汁培養基，青島海博生物科技有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

手提式壓力蒸汽滅菌鍋：YX－280D 型，合肥華泰醫療設備有限公司；

超凈工作臺：SW－CJ－1F型，蘇州凈化設備有限公司；

酸度計：PHS－3C型，上海精密儀器有限公司；

電熱恒溫培養箱：DH5000AB型，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酸羊奶發酵工藝流程

將3%的普通酸羊奶發酵劑（LB∶ST＝1∶1）接入到滅菌冷卻的鮮山羊奶中，再分別接入5%的L.acidophilus 和L.casei，分別于35，37，39，41，43 ℃下發酵，每隔1.5h取樣測定酸度、pH 值、LA 活菌數及總活菌數，過夜后熟后對其感官進行評定。

1.2.2 菌 種 活 化 MRS 肉 湯 用 于L.bulgaricus，L.acidophilus及L.casei 凍干菌粉的活化，M17肉湯用于S.thermophilus凍干菌粉的活化。

1.3 分析檢測方法

1.3.1 活菌數的測定 采用平板涂布法。發酵乳中總活菌數（保加利亞乳桿菌、嗜熱乳鏈球菌和嗜酸乳桿菌或干酪乳桿菌）采用改良番茄汁培養基測定，因所用保加利亞乳桿菌對膽鹽敏感，所以發酵乳中L.acidophilus 或L.casei 采用MRS瓊脂（含0.06% （m／V）膽鹽）測定［8］。涂布時選好的每個稀釋度做3個復本求均值，然后計算每毫升活菌數。

1.3.2 pH 值 的 測 定 采 用PHS－3C 酸 度 計 室 溫 下 直 接測定［9］。

1.3.3 酸度的測定 采用氫氧化鈉滴定法［10］。

1.3.4 感官指標評價 由5位以上感官正常人員經培訓后品嘗，分別從色澤、氣味、滋味及組織狀態4個方面對發酵乳樣品進行評定。具體以上感官項目權重的分布詳見表1。

表1 酸羊奶的感官評價標準［11］Table 1 Sense evaluation standard of goat yogurt

2 結果與分析

2.1 溫度對嗜酸乳桿菌發酵羊奶的影響

溫度對嗜酸乳桿菌發酵羊奶的影響見表2及圖1～4。

表2 溫度對嗜酸乳桿菌發酵羊奶感官的影響Table 2 Effect of different temperature on sensory evaluation of goat yogurt containing L.acidophilus

由表2可知，在35 ℃發酵的酸羊奶酸味稍淡，具有輕微羊奶膻味；37 ℃的酸羊奶酸度適中，有清香、純正的酸奶味且無羊奶膻味；39，41，43 ℃的酸羊奶則偏酸，但羊奶膻味很淡。

圖1 溫度對LA 酸羊奶嗜酸乳桿菌數的影響Figure 1 Effect of temperature on viable counts of LA in goat yogurt

圖2 溫度對LA 酸羊奶總菌數的影響Figure 2 Effect of temperature on total viable counts in goat yogurt

圖3 溫度對LA 酸羊奶pH 的影響Figure 3 Effect of temperature on pH in goat yogurt containing LA

圖4 溫度對LA 酸羊奶酸度的影響Figure 4 Effect of temperature on acidity in yogurt containing LA

由圖1可知，各溫度下發酵酸羊奶中L.acidophilus 在開始4.5h內生長迅速，之后生長速度減慢。其中，37 ℃下的L.acidophilus活菌數為1.80×107CFU／mL（最高值），43 ℃下的L.acidophilus 活菌數為1.20×107CFU／mL（最低值）。這是因為35～37 ℃是L.acidophilus的最適生長溫度范圍，45 ℃培養時溫度偏高菌種生長受抑制，而37 ℃培養時溫度適中，菌種生長旺盛。由圖2可知，各溫度下發酵酸羊奶總菌數在4.5h以前隨著發酵時間的延長逐漸增加，4.5h以后趨于下降。其中，43 ℃時總菌數最高為1.38×109CFU／mL，35 ℃時總菌數最低為1.16×109CFU／mL。

由圖3、4可知，酸羊奶產酸速度隨發酵溫度升高而加快。35 ℃條件下的整個發酵過程中，酸羊奶酸度增加緩慢，在發酵4.5h時酸度和pH 分別可達850T 和4.21；37，39，41 ℃條件下的酸羊奶產酸趨勢基本相同，但37 ℃發酵4.5h后 酸 度 和pH 達97.80T 和3.88，分 別 比39 ℃和41 ℃酸度高4.80T 和1.80T，pH 低0.24和0.11。數據得出在L.acidophilus含量低（1.8×107CFU／mL）的情況下，對發酵乳的酸度和pH 值產生了重大影響。這是因為嗜熱鏈球菌代謝產生的乳酸、甲酸、CO2等是嗜酸乳桿菌的生長刺激物，縮短了L.acidophilus 凝乳時間，提高了其產酸速率；發酵溫度為43℃時，在開始的1.5h酸度增長較快，之后增長緩慢。

由上述可知，L.acidophilus 羊奶的最佳溫度為37 ℃，此時酸羊奶凝固時間為4h，酸度和pH 達到97.80T 和3.88，L.acidophilus 活菌數和總活菌數達到1.8×107CFU／mL 和1.38×109CFU／mL，感官評價總分達到8.35分。

2.2 溫度對干酪乳桿菌發酵羊奶的影響

溫度對干酪乳桿菌發酵羊奶的影響見表3及圖5～8。

表3 溫度對干酪乳桿菌酸羊奶感官評價的影響Table 3 Effect of different temperature on sensory evaluation of goat yogurt containing L.casei

由表3可知，35 ℃發酵的酸羊奶無酸味，且膻味較重；39～41 ℃下發酵的酸羊奶酸味稍淡，甜味適中，但無羊奶膻味，39 ℃滋味、氣味、組織狀態均較佳；43 ℃下的酸羊奶偏酸，且具有較大的羊奶膻味。

由圖5 可 知，在35，37，39，41 ℃發 酵 時，LC 在 開 始 的4.5h增長迅速，之后緩慢降低，4.5h時達到最大值。發酵溫度為43 ℃時，酸羊奶L.casei 在整個發酵過程中增長緩慢，主要因為35～40 ℃是L.casei的最佳溫度范圍，43 ℃溫度過 高；其中，L.casei 活菌數在39 ℃時達到最高 為1.56×108CFU／mL，在43 ℃培養6h時L.casei 活菌數最低為6.20×107CFU／mL。由圖6可知，各溫度下的酸羊奶總菌數變化趨勢基本相同，均在4.5h達到最大值。其中，39，41，43 ℃發酵溫度下總菌數最高值分別為1.81×109，1.79×109，1.89×109CFU／mL，35 ℃下總菌數最高值為1.47×109CFU／mL。

圖5 溫度對酸羊奶干酪乳桿菌數的影響Figure 5 Effect of temperature on viable counts of L.casei in goat yogurt

圖6 溫度對LC酸羊奶總菌數的影響Figure 6 Effect of temperature on total viable counts in goat yogurt containing LC

圖7 溫度對LC酸羊奶pH 的影響Figure 7 Effect of temperature on pH in goat yogurt containing LC

由圖7、8可知，各溫度下的酸羊奶酸度（pH）在發酵過程中呈緩慢上升（下降）的趨勢。其中，39，41，43 ℃下，酸羊奶酸度和pH 在4.5h 時分別為79.2，83，81°T 和4.48，4.44，4.4，35 ℃下，酸羊奶酸 度 和pH 在4.5h 時 分 別 為70.8°T 和4.7。

由上述可知，L.casei羊奶最佳發酵溫度為39 ℃，此時酸羊奶凝固時間為4.5h，酸度達到79.2°T，pH 達到4.48，L.casei 活 菌 數 達 到1.56×108CFU／mL，總 菌 數 達 到1.81×109CFU／mL，感官評價總分可達到7.00分。

圖8 溫度對LC酸羊奶酸度的影響Figure 8 Effect of temperature on acidity in goat yogurt containing LC

3 結論

溫度對L.acidophilus和L.casei 的生長、產酸速率、活菌數及酸羊奶的口感都有明顯的影響。L.acidophilus 酸羊奶的最佳發酵溫度為37 ℃，此時凝乳時間為4h，酸度和pH 分別為97.8°T和3.88，L.acidophilus活菌數和總活菌數分別為1.8×107，1.38×109CFU／mL；L.casei 酸羊奶的最佳發酵溫度為39 ℃，此時酸羊奶凝固時間4.5h，酸度和pH 分別為79.20T 和4.48，L.casei活菌數和總活菌數也均較高。

1 Golden B R.Health benefits of probiotic［J］.British Journal of Nutrition，1998，80（supl2）：203～207.

2 Brian J B W.The lactic acid bacteria in health and disease［M］.London and New York：Elsevier Applied Science，1992：211～264.

3 Denariaz G.Ferment milk and health benefits［J］.IDF Nutrition News letter，1996（4）：32～35.

4 陳合，舒國偉.特種乳技術手冊［M］.北京：化學工業出版社，2010：26.

5 Donkor O N，Henriksson A，Shah N P.Effect of acidification on the activity of probiotics in yoghurt during cold storage［J］.International Dairy Journal，2006（16）：1 181～1 189.

6 Shah N P，Ravula R R.Influence of water activity on fermentation，organic acids production and viability of yoghurt and probiotic bacteria［J］.Australian Journal of Dairy Technology，2000（55）：127～131.

7 陳合，王長鳳，舒國偉，等.凝固型酸羊奶發酵工藝的優化［J］.食品科技，2010，35（12）：71～74.

8 Shu Guowei，Ma Zhenxing，Wang Zhaowei，et al.Effect of bile and nalidixic acid on growth of selected probiotics［J］.Advanced Materials Research，2011（322）：248～251.

9 張伯琛，劉增然，梁斐斐，等.強化益生發酵奶的研制［J］.食品科學，2008，29（11）：741～744.

10 孟子軒，李官浩，王妍.凝固型五味子酸奶工藝的研究［J］.食品科技，2009，34（8）：49～51

11 楊琴，蔡雷江，孫宗奇，等.薩能奶山羊乳的營養特性及酸羊乳產品的開發［J］.貴州農業科學，2009，37（1）：116～119.