Bi-07營養蛋白質粉穩定性的研究

張艷杰，張赟彬，魏蒙月

（1.上海晨冠乳業有限公司上海201401；2.上海應用技術大學香料香精技術與工程學院上海201418）

Bi-07營養蛋白質粉穩定性的研究

張艷杰1，張赟彬2，魏蒙月2

（1.上海晨冠乳業有限公司上海201401；2.上海應用技術大學香料香精技術與工程學院上海201418）

選取乳雙歧桿菌（Bifidobacterium lactis，Bi-07）為實驗菌種，研究了氮氣和貯藏溫度以及不同種類的益生元對Bi-07蛋白質營養粉穩定性的影響。以益生菌的活菌量為檢測指標，通過厭氧操作定期確定活菌數，得到最佳的蛋白質營養粉的貯藏條件，并在該條件下進行低聚半乳糖（FOS），低聚果糖（GOS）以及混合添加對益生菌活性促進效果的研究。結果證明：Bi-07蛋白質營養粉最佳的貯藏條件為22℃，不充入氮氣，低聚半乳糖，低聚果糖均能促進益生菌的存活率。

乳雙歧桿菌；益生元；穩定性

0 引言

乳雙歧桿菌Bi-07是人體腸道有益菌，用于改善人體宿主腸道菌群的生態平衡［1-4］。低聚半乳糖（GOS）是國際上認可的唯一能被人體腸道內8大有益菌利用的低聚糖［5，6］。低聚果糖（FOS）被稱為雙歧桿菌的增殖因子，是第一個被GRAS公認的功能性低聚糖，還可作為活化因子促進Ca，Fe等礦物質的吸收，促進維生素的合成［7］。將益生元和益生菌相結合從而改善胃腸道功能的蛋白質營養粉的研究還未見報道。

本文以鈣鐵基粉為原料，采用將低聚半乳糖和低聚果糖單獨或混合添加制備Bi-07營養蛋白質粉，以充入氮氣和貯藏溫度為變化條件，以乳雙歧桿菌的活菌數為指標，研究益生元對Bi-07營養蛋白質粉穩定性的影響程度，并確定出最佳貯藏條件。為益生元乳雙歧桿菌的結合使用提供理論參考，且為Bi-07營養蛋白質粉的商業化進程提供依據。

1 實驗

1.1 材料試劑

乳雙歧桿菌Bifidobacterium lactis，Bi-07；低聚半乳糖Galactooligosaccharides，GOS；低聚果糖Fructo oligosaccharide，FOS。

稀釋液及培養基；

氯化鈉；8.5 g氯化鈉溶解于1 000 mL蒸餾水中，121℃高壓滅菌15 min，滅菌后pH值為7.0；MRS瓊脂培養基；121℃，15 min高壓滅菌。

鈣鐵營養強化調制乳粉基粉。乳粉基粉的配料如表1所示。

表1 鈣鐵營養強化調制乳粉基粉的配料

1.2 儀器

低溫恒濕箱SL20-LA-TH202，YQX-Ⅱ厭氧培養箱，高壓滅菌鍋SX-500，全自動菌落計數儀Scan300，電子分析天平，恒溫冷凍搖床HZ-9210K。

2 方法

2.1 鈣鐵營養強化調制乳粉基粉的制備

圖1為鈣鐵營養強化調制乳粉基粉的生產工藝流程。按照1.1中鈣鐵營養強化調制乳粉基粉中的配料含量進行制備，并測定基粉的水分活度，且在以下所有的試驗中，麥芽糊精、全脂乳粉、白砂糖、濃縮乳清蛋白粉、復配乳制品營養強化劑均使用同一來源產品作為配料。

圖1 生產工藝流程

圖1中，輔料為濃縮乳清蛋白粉，混合植物油，磷脂，復配乳制品營養強化劑，碳酸鈣。

2.2 益生元-Bi-07蛋白質營養粉的生產工藝

根據表2處理方法向鈣鐵營養強化調制乳粉基粉中添加不同的處理，實驗蛋白質營養粉的制備采用干混法［8］。Bi-07菌株以現有的生產工藝生產并檢測各個生產階段其活菌的存活量，同一批次的基粉做三個平行樣。

（1）預混料。在進行預混料時根據實驗設計添加益生菌和益生元，預混料時間為25 min，混料間的溫度為25℃，濕度為50%，采用三維“V”型混料機。預混料后檢驗均勻度，變異系數控制在5%內。干混后檢測益生菌含量。

（2）混料。預混料之后，經傳送帶送至混料間混合，混料時間為5 min，混料的目的是保證基粉和所添加的營養成分混勻。

（3）產品。對進行第二次混合后的樣品進行均勻度的檢測，確保益生菌，益生元和鈣鐵營養強化調制乳粉基粉能夠完全混合，干混乳粉均勻度變性系數控制在5%內。

（4）包裝。混料之后，蛋白質營養粉進入包裝車間，依次袋裝，充氮氣或不充氮氣，對產品進行金屬檢測，微生物指標和理化指標檢測，產品合格后，取樣進行活菌數量的檢測。

（5）貯藏。將合格樣品進行穩定性實驗，穩定性試驗條件具體根據實際生產，貯藏流通環節因素以及菌種的生物活性而定。定期檢測模擬貨架期下益生菌的活菌數。

2.3 溫度和氮氣因素的實驗方法

將含有乳雙歧桿菌Bi-07的益生菌蛋白質營養粉（即實驗組1）分別充入氮氣和不充氮氣進行包裝，貯藏在4，22，37，45℃（75%濕度）條件下放置40 d，于0，10，20，30，40 d取樣進行活菌數的測定。

表2 不同處理的成分添加

2.4 益生元因素的實驗方法

選擇低聚半乳糖（GOS），低聚果糖（FOS）及其混合添加在含有益生菌的蛋白質營養粉中（即實驗組2，3，4），具體處理見表2，不充氮氣于22℃保存40 d，每隔10 d進行一次活菌數量的檢測。

2.5 不同處理的益生菌活菌數的確定

菌的培養和活菌數的檢測方法［9］

根據表2所示處理制備益生菌蛋白質營養粉，其活菌數的測定方法為；依照GB478935-2010乳酸菌雙歧桿菌的計數，首先取營養粉的待測樣品先放置于室溫下0.5～1 h左右，使其最終溫度和室溫相同，在無菌操作條件下進行取樣，準確稱取25 g樣品溶解在225 mL無菌生理鹽水中，將其放在37℃恒溫搖床中振蕩1～2 min制成1∶10的樣品勻液，然后以10倍梯度單位依次稀釋菌懸液，在10 min內選擇2～3個適宜的稀釋度，取樣品液100 μL接種到MRS瓊脂培養基上，在36±1℃，48 h厭氧培養后，選擇菌落在30～300個之間的培養皿計數，每一個稀釋度的菌落數采用3個平板的平均數。

益生菌活菌數量的計算公式：活菌數量（g-1）=稀釋倍數×平皿菌落數×10。

3 結果與討論

3.1 溫度對Bi-07蛋白質營養粉穩定性的影響程度

溫度是影響益生菌蛋白質營養粉穩定性的主要因素，在生產流通，銷售運輸以及食用環節都應注意溫度的變化，溫度過高不易于益生菌的存活，使得活菌數大大減少。由于乳雙歧桿菌Bi-07是專性厭氧菌，對周圍的環境條件和營養要求非常嚴格，影響其生長和存活的因素很多。如圖1所示，將實驗組1的處理樣品分別充入氮氣和不充氮氣進行包裝然后存放在不同的溫度下進行比較，每隔10 d進行一次活菌殘留量的測定，樣品的測定從取樣到培養均在無氧條件下操作。

在4℃時，兩組樣品在10 d時活菌殘留量迅速下降，由起初的3.4×107g-1分別下降至1.0×107g-1和1.4× 107g-1，隨著貯藏時間的延長，不充氮氣的B組下降趨勢越來越緩慢，在貯藏近40 d時，兩組殘留活菌量均為0.3×107g-1，B組為0.5×107g-1，相對而言，B組整體趨勢較為穩定，充氮氣與不充氮氣效果無明顯區別。

在22℃條件下，貯藏10 d兩組樣品活菌殘留量相差甚微，A組殘留量為1.6×107g-1，B組為1.6×107g-1，從第10天之后兩組均開始下降，各個階段下降趨勢一致，且充氮氣與不充氮氣無明顯差別。

在37℃75%濕度儲藏條件下前10 d時，兩組活菌殘留數均直線下降，充氮氣的A組樣品的活菌殘留量為1.0×107g-1，而B組為1.1×107g-1，在之后的貯藏過程中，活菌數繼續下降，且B組的活菌殘留量趨于穩定，根據陳向東［10］氣體環境對厭氧益生菌入雙歧桿菌V9菌株生長影響的研究，明確了有微量二氧化碳和氧氣存在的環境下更有益于其生長。從而證明氮氣對益生菌活性的影響程度甚微。

乳酸菌的最適生長溫度為37℃，將其存放在45℃（75%）條件下，由圖中數據可知，溫度越高，越不利于乳雙歧桿菌的存活，在貯藏10 d時，兩組活菌數分別為0.7×107g-1和0.6×107g-1，可能是由于益生菌的活性會隨著貯藏溫度的升高而不斷下降，使得營養粉中乳雙歧桿菌的活力喪失。因此，45℃不適宜作為益生菌的貯藏溫度。

綜合考慮4個溫度貯藏下Bi-07蛋白質營養粉中活菌殘留量，依據市場上出售營養粉的流通環節，溫度為22℃，不充氮氣較為合理，整體下降趨勢明顯，且活菌殘留量較多，益生菌的活性損失較少。

3.2 益生元對Bi-07蛋白質營養粉穩定性的影響程度

益生元對雙歧桿菌具有選擇性增殖作用，被雙歧桿菌代謝后會產生乳酸和醋酸，使胃腸道呈酸性，從而來抑制有害菌的繁殖，促進胃腸道的蠕動和消化，并且對人體腸道內的雙歧桿菌具有較強的增殖作用。因此依照表1處理實驗組2，3，4，將其不充入氮氣貯藏在22℃，通過觀察各個貯藏段活菌殘留數進行比較。具體結果分析如圖2所示。

圖1 在不同的貯藏溫度下充氮氣（A組）與不充氮氣（B組）活菌數

圖2 在22℃貯藏條件下加入益生元的益生菌活菌殘留數

圖2中，22℃儲藏條件下4組處理的活菌數在10天時均呈直線下降，很明顯加入益生元處理的樣品活菌數下降較慢，在10 d時，實驗組2，3，4的活菌殘留數分別為2.1×107，2.1×107，2.2×107g-1，而未添加益生元處理的實驗組1的活菌殘留數為1.6×107g-1，且在后續的貯藏過程中，添加益生元處理的實驗組相對穩定，下降趨勢較緩，有研究人員報道嬰兒經過低聚半乳糖和低聚果糖的喂養，腸道內益生菌的數量出現了增長，且在嬰兒斷奶后，這種效應繼續持續下去，與本文的研究結果相吻合，說明益生元對乳雙歧桿菌的促進作用已經得到了證實，從數據分析來看，低聚果糖和低聚半乳糖對Bi-07蛋白質營養粉的穩定性不具有顯著性差異，這可能和低聚果糖和低聚半乳糖的處理添加量以及化學性質有關，實驗組4處理的過程中低聚半乳糖與低聚果糖的比例為會對其所產生的效果有所影響。

4 結論

益生菌作為近年來科研討論的熱點，將其性能和實際應用相結合制備Bi-07蛋白質營養粉，對其穩定性進行研究，根據乳雙歧桿菌的專性厭氧的特點，分為充氮氣和不充氮氣進行比較，設置貯藏溫度4，22，37，45℃通過厭氧操作對其殘留的活菌數進行計數來比較。從綜合方面考慮，22℃，不充氮氣適宜作為Bi-07蛋白質營養粉的貯藏條件。考慮到益生元的特殊屬性作為雙歧桿菌的增殖因子，設置將低聚半乳糖，低聚果糖以及兩者混合加入到Bi-07蛋白質營養粉中，研究益生元對其穩定性的影響，結果表明；益生元促進了其穩定性，但低聚半乳糖和低聚果糖對益生菌活性的促進作用無顯著性差異。因此，對于益生元促進乳雙歧桿菌的增殖，還需進一步研究其種類，添加量對乳雙歧桿菌的穩定性以及持久性的影響。

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Stability of Bifidobacterium lactis in protein nutrient powder

ZHANG Yan-jie1，ZHANG Yun-bin2，WEI Meng-yue2
（1.Shanghai Chen Guan Dairy Company Limited，Shanghai 201401，China；2.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai University of Technology，Shanghai 201418，China）

This paper selected the Bifidobacterium lactis（Bi-07）as the target strains and from the storage temperature，nitrogen and different types of prebiotics to study the stability property of probiotics added into protein nutrient powder.The optimal storage condition were determined by using amount of living probiotics as examination index and evaluation the accelerated enhancement of Galactooligosaccharides，Fructo oligosaccharide and mixture added into protein nutrient powder to probiotics.The results showed that the best storage condition is 22℃without nitrogen；different types of prebiotics can promote the survival rate of Bifidobacterium factor.

Bifidobacterium lactis；prebiotics；stability

TS252.1

A

1001-2230（2016）08-0026-03

2016-02-18

上海市《聯盟計劃》項目（LM2015211）。

張艷杰（1969-），女，高級工程師，研究方向為食品科學。

張赟彬