干酸奶发酵剂应用技术的研究.pdfVIP

第 4卷第 2期 2 0 0 4年 6月 中 国 食 品 学 报 J o u rna l o f C h i n e s e I n s t i t u t e o f F o o d S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y 场 4 No 2 J u n 2 0 0 4 干酸奶发酵剂应用技术的研究 肖冬光 汪建 明 史媛英 ( 天津科技 大 学食品科 学与生物工程 学院 天津 3 0 0 2 2 2 ) 摘 要对干乳酸 茵发 酵剂的复水活化液组成 、活化温度 、活化 时间和 干剂 用量 等进 行 了研 究。通过对发 酵过 程 中酸度 、p H值 、乳酸茵 茵数及 发酵 剂活力 的测定 ，确 定干 酸奶发酵 剂的 复水活化 条件与使 用工 艺为 ：以 4 脱 脂乳 粉或 4 乳清粉 溶液 作 活化 液 ，用量 为每 克 干剂 2 0 0 3 0 0 mL ，活化 温度 4 0 4 2 ，活化 时 间 4 0 6 0 mi n 。活化后 每 克干剂 可发 酵酸奶 2 5 L，即干酸 奶发 酵剂对 酸奶 的使 用量 为十 万分之 四( W v ) 。结 果表 明 ：将干酸奶发 酵剂在 适宜条件 下活化后 再投 入使 用，可提 高干酸奶发酵 剂的活性 ，减 少发酵剂 的用量 ，降 低干酸奶发 酵剂的使 用成本。 关键词 干酸奶发酵剂 复 水活化使 用工 艺 文章编号1 0 0 9 7 8 4 8 ( 2 0 0 4 ) 0 2 0 0 3 9 0 4 酸奶发酵剂是乳酸菌发 酵制 品生产 的关键 ， 直接影p il a u 产 品的质量 。随着乳酸菌发酵剂高浓 培菌技术、深度冷冻技术和真空冻干技术等的发 展 ，在乳酸菌发酵制 品生产 中使用直投式干酸奶 发酵剂成为主要趋势之一 l 一。直投式酸奶发酵剂 的优点是简化生产工艺 和稳定产品质量 。不足之 处在于 目前市 场价格 较高 ，生产成本有所增加 ， 从而影响了干酸奶发酵剂 的广泛使用。 干酸奶发 酵剂 的水 分含 量一般 在 3 左右 ， 其中的乳酸菌细胞处于休眠状态 ，复水活化后将 变为具有正常功能的细胞 。适 当的复水活化条件 将 为活 细胞恢 复原有 功能 和活力 提供 良好 的环 境 ，起到渗透缓 冲作用 ，调节营养物进入冷冻干 燥细胞 的速度 ，使细胞能够快速恢复活力 。活 化过程分 3步 ： 第 1步 ：干细胞吸水 ，即复水作用 ； 第 2步 ：被损伤的细胞结构和大分子物质以 及大量 的各种化合物重新合成 ，以取代在干燥 与 复水过程 中分解 和流失的胞 内物质 ，逐渐恢复正 常细胞 的功能，即活化 ； 第 3步 ：活化细胞的生长与繁殖 。 近年来 ，有关酸奶发酵剂高密度培养 、分离 收稿 日期 ：2 0 0 3 l 一 2 9 作者简介 ：肖冬光 。男 ，1 9 5 6年 出生 ，教授 浓缩和干剂制备等方面 的研究 已有很 多报道【 6 一， 但有关 干酸奶发酵剂的活化与应用条件的研究却 没有引起人们 的重视 ，这在一定程度上影 响了直 投式干酸奶发酵剂的推广应用 。本文通过对干乳 酸菌发酵剂 的复水活化液组成、活化温度 、活化 时间和干剂用量等的研究 ，确定最适的复水活化 条 件与使用 工艺 ，降低 干酸奶 发 酵剂 的使 用成 本 ，从而 为干酸奶发酵剂的广泛应用打下基础 。 1 材 料与方 法 1 1 主要实验材料 干酸奶发酵剂 ：自制 ，活菌数为 5 9 3亿 g 。 脱脂乳粉 ：天津天狮生物制 品有限公司。 乳清粉 ：大港乳品厂 。 1 2实验方法 1 2 1 酸度的测定取 1 0 mL发酵液 ，注入容量 为 1 5 0 m L的三角瓶中，用 2 0 mL蒸馏水稀释 ，加 入 1 酚酞指示 剂 2滴 ，用 0 1 mo l L N a OH标准 溶液滴定 ，不断摇 动直至微红色在 3 0 s内不 消失 为止 。把滴定 时所 消耗 的 0 1 mo l L N a O H标 准 溶液的毫升数乘 以 1 0 ，即为 1 0 0 mL发酵液 的酸 度 ，以吉尔涅尔度 ( 。 T )表示 。 1 2 2 p H值的测定 采用 0 0 1级便携式酸度计 P h e p 3及精密 p H试纸测定 。 维普资讯 中 国 食 品 学 报 2 0 0 4 年 第2 期 1 2 3 乳酸菌活菌计数血球计数显微计数法和 MR S培养基配方平 板计 数法( 依据 国际乳品联 合会标准 I D F 1 1 7 ：1 9 8 3 ) 1 2 4 乳酸菌发酵剂活力的测定 取一定量发酵 剂 ，接种 于 2 0 0 m L 1 0 脱脂 乳管( N F MS ) 中 ， 过一定时 间后测其酸度 ( 。 T ) ，或观察脱脂乳管 的凝固时间 ，以此来比较活力的大小。 2结果与讨论 2 1 活化液的选择 乳酸菌细胞在干燥脱水过程中，由于结合水 分的丧失 ，其细胞膜变为多孔的网状结构 ，从而 破坏 了细胞膜的屏障作用 ，导致胞 内物质 的渗漏 损失和失活 。适宜的活化液组成有利于干乳酸菌 细胞膜的修复 ，阻止胞 内物质的流失 ，提高复水 活化 的效果 。不同活化 液的复水 活化效果 见表 1 。试验 条件 为 ：活化 温度 4 0 ，活化 l h后按 l 的接种量接种于 1 0 N F MS管 中，测定培养 3 5 h后的酸度值 ，并观察乳管的凝 固时间。 表 1 不同活化液对菌体 活化 的影响 T a b l e 1 T h e e ff e c t o f r e s u s c i t a t i n g l i q u i d o n a c t i v a t i o n o f b a c t e ria 的温度 复水 。试验所用 活化液为 4 脱 脂奶粉 ， 在不同温度下活化 l h后 ，按 l 的接种量接种于 1 0 N F MS管 中 ，4 2 培养 3 5 h后 ，测 定 酸度 值 ，结果 见图 1 。从结果看 ，随着活化温度的上 升 ，酸度值增加 ，说 明活化的效果好。最适的活 化温度为 4 0 4 2 o C 。 一 甾 温度( ) 图 1 温度对茵体活化的影响 F i g 1 Th e e ff e c t o f t e mp e r a t u r e o n a c t i v a t i o n of b a c t e ria 2 3活化时间的确定 活化时间的长短与活化液的组成、用量及干 剂的接种 量等有关 。本 实验 以 4 脱脂奶粉为活 化 液 ，用 3 0 mL活化液活化 由 5 mL原发酵剂制得 的干菌体 ，活化温度为 4 0 4 2 ，测定活化过程 中 p H和活细胞数的变化情况，结果见图2 。在 不 同活化 时间取样 ，按 l 接种量接种于 1 0 的 NF MS管 中，测定脱脂乳管 的凝 固时间 ，结果见 图 3 。 6 实验结果表明，用4 脱脂奶粉或4 乳清粉 0 o 作活化液，脱脂乳管的酸度值较高 ，凝固时间较 6 2 短， 说明发酵剂的活力强，即干剂的活化效果较 u u 好。另外 ，乳糖的活化效果也较好 ，无菌水 的活 5 6 化效果最差 。在后面的实验 中选用 4 脱脂奶粉 为活化液。 5 0 2 - 2复水活化温度的影响 在较低温度下复水会引起细胞膜磷脂类物质 的结 晶，并在膜 内出现沟流 ，从而使干细胞复水 时的泄漏量增加 ，活性下降 ，因而一般采用较高 图 2 活化时间 、p H与活细胞 浓度的关系 F i g 2 Th e r e l a t i o n s h i p b e t we e n a c t i v a t i n g t i me ， p H v a l u e a n d t h e p o p u l a t i o n o f the b a c t e ri a 詈 蟥 维普资讯 第4 卷 第2期 干酸奶发酵剂应 用技 术的研 究 4 1 厘 苗 回 活化 时间( mi n ) 图 3 活化 时间与脱脂 乳管凝 固时 间的关 系 F i g 3 T h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n a c t i v a t i n g t i me a n d t h e c o a g u l a t i o n t i me o f t h e NF MS l i q u i d 从 图 2看 ，活化 4 0 mi n后 ，p H值下 降较快 ， 即乳酸菌开始较多地产生乳酸并繁殖细胞 。从图 3看 ，脱脂乳管的凝 固时间随活化时间的延长而 缩短 ，即发酵剂活力加强。综合 图 2和图 3可看 出 活 化 时 间 在 4 0 6 0 mi n内较 为 合 适 。 少 于 4 0 m i n ，菌体细胞 尚未完全 活化 ，许多细胞还 处 于半休眠状态 ；若 活化时间过长 ，由于营养物质 的不断消耗 ，细胞 代谢加 快 ，一 部分 细胞会 自 溶。此外 ，活化 时间过长 ，不仅细胞开始老化 ， 活细胞数有所下降，而且易引进杂菌污染。 2 ， 4干剂用量的确定 采用前 面实 验得 出的最佳 活化条 件进行 活 化 ，观察不同接种量下脱脂乳管的凝 固时间 ，结 果见图 4 。从 图 4看出 ，要使脱脂乳管 的凝 固时 间在 4 5 h之 间 ，活化液 的接 种量 应为 O 6 5 1 8 ，相 当于干剂用 量为 o 0 2 6 c - 0 O 7 1 。从 节省时间和降低成本的角度考 虑 ，可选择 1 的 接种量 ( 干剂用量约为 0 0 4 0 c ) 。 接种量 ( ) 图 4接种量与脱脂乳 管凝固时间的关 系 F i g 4 e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n i n o c u l a t i n g d o s a g e a n d t h e c o a g u l a t i o n t i me o f t h e NF MS l i q u i d 3结 论 3 1 4 脱脂 乳粉或 4 乳清粉溶 液可作 为干酸 奶发酵剂的活化液 。活化液用量为每克干酸奶发 酵剂 2 0 0 3 0 0 mL 。在此条件下 ，有利于维持乳酸 菌渗透压的平衡 和提供活化过程所需 的营养 ，从 而使细胞活性迅速恢复。 3 ， 2确 定 的 最 适 活 化 条 件 为 ：活 化 温度 4 0 4 2 ，活化 时间 4 0 6 0 mi n ，在此条件下发酵剂活 菌含量高 、发酵活力好 。 3 3 干酸奶发 酵剂经活化后 ，其合适的使用 量 为 0 0 4 ，即 每 克 干 酸 奶 发 酵 剂 可 发 酵 酸奶 2 5 L 。而不 活化 时 ，要达到相 同的效果 ，其干酸 奶发酵剂 的使 用量为 0 1 。由此可见 ，将 干酸 奶发酵剂在适宜条件下活化后再投入使用 ，可大 幅度提高干酸奶发酵剂的活性 ，减少发酵剂的用 量 ，从 而大大降低干酸奶发酵剂的使用成本。 参 考 文 献 1 高松柏酸奶 的发展趋 势 f J 1中国乳 品工业 ，2 0 0 1 ，( 2 9 )6 ：1 4 - 1 7 2 黄 良昌，吕晓玲酸奶发 酵剂的研 究进展 f J 1 广东食 品工业科技， 2 0 0 1 ，3 ：4 3 - 4 6 3 Kr i n g e l u m，B o e r g e ，e t a 1 Me t h o d o f i mp r o v i n g the e ffi c a c y of l a c ti c a c i d b a c t e ria l s t a r t e r c u l t u r e s a n d i mp rov e d s t a r t e r c u l t u re c o mp o s i t i o n s Un i d S t a s P a t e n t Ap p l i c a t i o n 2 0 0 2 0 0 8 1 7 1 2，J u n e ，2 0 0 2 4 C G Vi n d e r o l a ， N B a i l o ， J A Re i n h e i me r S u r v i v a l o f p r o b i o t i c mi c r o fl o r a i n Ar g e n t i n i a n y o g h u r t s d u rin g r e f ri g e r a t e d s t o r age f J 1J F o o d R e s e a r c h I n t e r n a t i o n a l ， 2 0 0 0 ，3 3 ( 2 ) ：9 7 - 1 0 2 5 G A l a e d d i n o g l u ，A G i i v e n a n d M O z i l e n A c ti v i t y - l o s s k i n e t i c s o f f r e e z e - d ri e d l a c t i c a c i d s t a r t e r c u l t u re 【 J 】E n z y me Mi c rob i o ，1 9 8 9， ( 1 1 ) ：7 6 5 7 6 9 维普资讯 4 2 中 国 食 品 学 报 2 0 0 4 年第2 期 6 吕兵，张国农 乳酸菌发酵剂浓缩培养 的研 究 【 J 】中国乳 品工业 ，2 0 0 1 ，2 9 ( 3 ) ：7 9 7 史援英，肖冬光酸奶发酵剂 高浓度培 养的研究 【 J 天 津轻工业学报，1 9 9 9 ，1 ：2 0 2 5 8 卢行安，陈明生，袁杰利等乳酸菌冷冻 干燥工 艺的研究进展 【 J 】中国微生态学杂志 ，2 0 0 1 ，1 3 ( 1 ) ：5 8 - 5 9 9 田洪涛，贾英民，马外内雯等嗜热链 球菌真空冷冻干燥前后发 酵活力变化 【 J 】中国乳品工业 ，2 0 0 1 ，( 3 0 )6 ： 1 7 - 1 9 A S t u d y o n t h e Ap p l i c a t i o n o f Dr y Yo g h u r t S t a r t e r Po wd e r Xi a o Do n g g u a n g Wa n g J i a n mi n g S h i Yu a n y i n g ( C o e g e o f F o o d S c ie n c e& B i o t e c h n o l o g y ,T i a n j i n S c ie nce& T e c h n o l o g y ,T i a n j i n 3 0 0 2 2 2 ) Ab s t r a c t Th e c o mp o s i ti o n o f t h e r e s u s c i t a t i n g l i q u i d a c t i v a t i n g t i me & t e mp e r a t u r e a n d the d o s a g e o f d r y y o g h u r t s t a r t e r p o w d e r a d d e d we re s t u d i e d T h r o u g h d e t e r mi n a t i o n o f the a c i d - b a s e ti t r a t i o n ，p H v a l u e ，the p o p u l a t i o n o f the b a c t e r i a a n d t h e a c t i v i t y o f th e s t a r t e r ，t h e a c ti v a t i o n c o n d i t i o n s a n d t h e a p p l i c a t i o n p a r a me t e r o f d ry y o ghu r t s t a r t e r p o w d e r we re o b t a i n e d as foUo ws ：4 NF MS o r 4 wh e n p o wd e r W as u s e d a s a c t i v a t i n g l i q u i d ，the d o s e wa s 2 0 0 3 0 0 mL g T h e s t a r t e r p o wd e r Was res u s c i t a t e d w i th the f e r me n tat i o n a b i l i t y o f 2 5 L g a f t e r a c t i v a t e d a t 4 0 4 2 C f o r 4 0 6 0 rai n T o p r o d u c e 1 0 0 ， 0 0 0 l i t e r s y o ghu rt ，4 o s d ry y o g h u rt s tart e r p o w d e r W as n e e d e d I t W as c o n c l u d e d tha t a c t i v a t i o n o f the d ry y o ghu rt s t a rt e r p o w d e r u n d e r s u i t a b l e c o n d i t i o n s b e f o re u t i l i z a t i o n c o u l d i mp r o v e the a c fi v i o f the s t a r t e r a n d c u t i t s d o s a g e S O a s t o red u c e the c o s t of the d ry y o ghu rt s ta rt e r p o w d e r K e y w o r d s D ry y o ghu rt s t a r t e r p o w d