（食品科学专业论文）乳酸菌胞外多糖对凝固型酸乳质构的影响.pdf

川i i ii iii i i i y 17 8 , 符号和缩略词说明 缩写英文名称中文名称 h p l c h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y 高效液相色谱 。 i ri n f r a r e ds p e c t r u m红外光谱 。哪s 州础蛳；s 箸瓣蝴作 t c a t r i c h l o r o a c e t i ca c i d三氯乙酸 u vu l t r a v i o l e ts p e c t r u m紫外光谱 w h cw a t e rh o l d i n gc a p a c i t y持水力 洲i i i ii i j 6 4 6 ， 1 ：； 5 5 1 1 1 产胞外多糖的菌株5 1 1 2 乳酸菌胞外多糖的分类6 1 1 3 乳酸菌胞外多糖的合成6 1 1 4 胞外多糖合成的影响因素7 1 1 5 乳酸菌胞外多糖的化学组成8 1 1 6 胞外多糖的理化性质。9 1 2 胞外多糖在酸乳中的作用9 1 3 胞外多糖与乳中各成分的相互作用1 1 1 3 1 胞外多糖与蛋白质的相互作用1 1 1 3 2 胞外多糖与乳脂肪的相互作用1 2 1 4 研究的目的与意义1 3 2 材料与方法1 4 2 1 试验原料。1 4 2 2 试验试剂1 4 2 3 试验仪器15 2 4 试验方法16 2 4 1 乳酸菌胞外多糖的提取1 6 2 4 2 乳酸菌胞外多糖的纯化1 7 2 4 3 乳酸菌胞外多糖的鉴定1 8 2 4 4 乳酸菌胞外多糖的性质18 2 4 5 乳酸菌胞外多糖不同添加方式对凝固型酸乳的影响2 0 2 4 6 不同温度发酵产生胞外多糖对凝固型酸乳的影响2 1 2 4 7 乳酸菌胞外多糖与乳成分的相互作用2 l 3 结果与分析2 5 3 1 乳酸菌胞外多糖的提取2 5 3 1 1 上清液浓缩倍数对胞外多糖提取率的影响2 5 3 1 2 乙醇浓度对胞外多糖提取率的影响2 5 3 1 3t c a 浓度对胞外多糖提取率的影响2 6 3 2 乳酸菌胞外多糖的纯化2 7 3 3 乳酸菌胞外多糖的纯度鉴定2 8 3 3 1 紫外光谱扫描2 8 3 3 2 双缩脲反应2 9 3 4 2 胞外多糖的单糖组成2 9 3 4 - 3 胞外多糖的含量3 1 3 4 4 胞外多糖的平均分子量3 2 3 4 5 胞外多糖的糖醛酸含量3 3 3 4 6 红外光谱3 3 3 4 7 胞外多糖溶液的粘度3 4 3 5 乳酸菌胞外多糖不同添加方式对凝固型酸乳的影响一3 7 3 5 1 胞外多糖不同添加方式酸乳的s t s 和w h c 3 7 3 5 2 胞外多糖不同添加方式酸乳的流变学3 8 3 5 3 胞外多糖不同添加方式酸乳的质构4 0 3 6 不同温度发酵产生的胞外多糖对凝固型酸乳的影响4 1 3 6 1 不同温度发酵产生胞外多糖的分离4 1 3 6 2 不同温度发酵产生胞外多糖酸乳的s t s 和w h c 4 2 3 6 3 不同温度发酵产生胞外多糖酸乳的流变学4 3 3 6 4 不同温度发酵产生胞外多糖酸乳的质构4 5 3 7 乳酸菌胞外多糖与乳成分的相互作用4 5 3 7 1 乳酸菌胞外多糖与酪蛋白的相互作作用4 5 3 7 2 乳酸菌胞外多糖与乳清蛋白的相互作作用5 2 3 7 3 乳酸菌胞外多糖与乳脂肪的相互作作用5 8 4 讨论6 5 4 1 胞外多糖对酸乳s t s 和w h c 的影响6 5 i i i 6 5 6 6 6 7 6 9 7 0 7 8 7 9 泌到细胞壁外常渗于 培养基的一类糖类化合物，具有保持酸乳凝胶结构，防止乳清析出，提高 粘稠度和凝乳强度等作用。胞外多糖的分离纯化体系、主要性质及不同的 条件下对凝固型酸乳的影响等研究对酸乳生产具有重要的指导价值。本研 究以保加利亚乳杆菌胞外多糖为材料，研究其分离纯化体系、主要性质及 对凝固型酸乳的影响，旨在为酸乳生产实践提供理论支持。主要结果如下： 1 优化了胞外多糖的分离体系，当上清液浓缩倍数1 ：6 、乙醇浓度 7 0 、t c a 浓度2 0 ，此时最大提取率达6 7 8 。与d e a e 离子交换层 析比较后，确定选用s e p h a c r y l 凝胶柱层析进行粗胞外多糖纯化。纯化后 得到两个主要组分，命名为l b z 1 和l b z 2 。经紫外光谱和双缩脲反应 检验，证明其纯度良好。 2 研究了胞外多糖的理化性质，红外光谱检测证明l b z 1 和l b z 2 均为多糖类物质，存在糖醛酸和鼠李糖的特征吸收峰。经高效液相色谱 ( h p l c ) 测定，其单糖组成分别为鼠李糖：果糖：葡萄糖= 1 ：3 1 2 ：4 6 7 和l ：3 6 4 ：7 6 5 。胞外多糖含量、平均分子量、糖醛酸含量测定表明， 其胞外多糖含量分别为4 7 6 7 m g l 和3 4 2 6 4m g m ，平均分子量分别为 2 1 1 0 6d a 和1 7 x 1 0 3d a ，糖醛酸含量分别为2 6 1 和1 8 8 。 3 研究了影响胞外多糖粘度的因素，结果表明：增加浓度、p h 、离 子强度及添加金属离子均可增加胞外多糖的粘度，而温度升高会使其粘度 降低。另外，胞外多糖的粘度受分子量影响，多数情况下分子量大的l b z - 1 粘度高于l b z 2 。 4 将胞外多糖以内源、外源1 ( 直接加入原料乳中) 和外源2 ( 溶解 后加入原料乳中) 的方式加入到原料乳中发酵，酸乳指标测定结果表明： 内源和外源l 加入方式发酵的酸乳各项指标较好。这两种添加方式可使酸 乳持水力升高，乳清析出减少，粘度、粘聚性和回复性提高，硬度适当降 低。 5 酸乳在3 7 、4 0 和4 3 下发酵产生不同比例的胞外多糖，即 l b z h 、l b z m 和l b z l ，其组分含量比例分别为l ：6 2 6 、l ：3 0 5 和 l ：2 3 7 ，平均分子量顺序为l b z m l b z h 对照 外源加入2 ，由此可见，外源加入1 的粘度变化最大。 图2 2 反应了胞外多糖不同添加方式酸乳的粘度随时间的变化曲线。 由图我们可以看出在相同的温度和转速下，随着剪切时间的增加，四种酸 乳的粘度都有不同程度的下降。在刚开始搅拌时下降最为明显，随着时间 的延长变化幅度逐渐减小，最后趋于平缓。曲线走势一致，对外源加入l 添加趋势线，得趋势方程为) ，= 2 1 9 9 3 x 0 7 6 6 6 ( r = o 9 9 9 6 * * ) ，由此我们也 可以判定，发酵的酸奶是一种触变性流体，且其符合幂律方程y = k x ， 这与“幂律定律只适用于流体特性与时间无关的非牛顿液体，即假塑性和 胀塑性流体，对于触变性和胶变性液体不能应用”( 陈克复，1 9 8 9 ) 的理 3 9 加 们 加 0 论是吻合的。这说明 时间m i n 图2 2 胞外多糖不同添加方式酸乳粘度随时间变化曲线 f i g 2 2v i s c o s i t yc u r v ew i t ht i m eo fy o g h u r tw i t hd i f f e r e n ta d d e d w a y so fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e 3 5 3 胞外多糖不同添加方式酸乳的质构 表6 胞外多糖不同添加方式的酸乳质构 t a b l e6t e x t u r eo f y o g u r tw i t hd i f f e r e n ta d d e dw a y so f e x t r a p o l y s a c c h a r i d e 表6 是反应酸乳质构的硬度、粘聚性和回复性指标测定结果。由表可 以看出对照的硬度最大，粘聚性和回复性均是外源加入l 的最大，外源加 入2 的各项值都较小，说明以外源加入2 的方式发酵的酸乳质地很软，结 构松散，致使各项指标值偏低。在内源和外源加入1 方式下，酸乳的硬度 均有不同程度的降低，说明胞外多糖可降低酸乳的硬度，在降低硬度的同 时，粘聚性和回复性有所增加，从而能够改善酸乳的口感，使其结构富有 弹性。其原因可能为胞外多糖的存在增强了酪蛋白大分子的结合能力，提 高体系的凝胶能力，从而能够稳定体系的胶凝状态，增强对外来破坏力的 o o o o 0 0 如 加 加 蠢厶m越摆 山东农业大学硕士学位论文 抵抗能力，表现出较强的粘聚性和回复性。 3 6 不同温度发酵产生的胞外多糖对凝固型酸乳的影响 3 6 1 不同温度发酵产生胞外多糖的分离 通过在3 7 、4 0 和4 3 下发酵酸乳，刺激其产生不同比例的胞外 多糖，经提取纯化，得到胞外多糖的分离曲线如图2 3 所示。从图中可以 明显的看出在3 种温度下酸乳均产生了不同含量及不同分子量的胞外多 糖，含量较大的组分有两种，其分析结果见表7 。 0 3 7 2 一3 7 c 5 01 0 01 5 02 0 0 洗脱体积m l 图2 3 不同温度产生胞外多糖分离曲线 f i g 2 3s e p e r a t i o nc u r v eo fe x t r a p o l y s a c c h a d d ei ny o g u r tf e r m c n t a t e d a td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s 表7 从胞外多糖含量和平均分子量的角度对图2 3 进行了分析。不同 温度发酵的酸乳都产生了两个主要组分的胞外多糖，从总含量来看，3 7 下酸乳的胞外多糖含量最高，而在其最适生长温度4 3 下胞外多糖合 成量较低。这可能是在较低的温度下，细菌生长速度较慢，细胞壁合成也 较慢，从而使细胞膜内侧的类异戊二烯脂质载体被较多用于合成多糖结构 重复单元( 杨贞耐，2 0 0 6 ) ，并更有利于胞外多糖合成酶的分泌，从而使 胞外多糖的产量提高。经计算得到不同含量比例的胞外多糖，3 7 比例为 1 ：6 2 6 ，编号为l b z h ，4 0 比例为1 ：3 0 5 ，编号为l b z m ，4 3 比 例为1 ：6 2 6 ，编号为l b z l ，其平均分子量的顺序为l b z h l b z m c k 。 1 6 0 日1 2 0 a - 只 量8 0 韬 4 0 o + l b z - h+ l b z - m + l b z - l + c k o 5 0 1 0 01 5 02 0 02 5 0 剪切速率s “ 图2 6 不同温度发酵产生胞外多糖的酸乳剪切应力曲线 f i g 2 6s h e a rf o r c ec u r v eo fy o g u r tf e r m e n t a t e da td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s w i t he x t r a p o l y s a c c h a r i d e 6 0 0 ：5 0 0 厶 姜4 0 0 倒 英3 0 0 2 0 0 1 0 0 0 03 0 6 09 01 2 01 5 0 时间m i n 图2 7 不同温度发酵产生胞外多糖的酸乳粘度曲线 f i g 2 7v i s c o s i t yc b i v eo fy o g u r tf e r m e n t a t e d a td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s w i t he x t r a p o l y s a c c h a r i d e 山东农业大学硕士学位论文 粘度随着剪切时间的延长是不断变化的，其变化曲线如图2 7 所示。 从图中可以看出，在剪切速率较低时粘度居于最大值，然后急速下降，在 8 0 s 后酸乳的粘度基本稳定，粘度值变化不大。整个曲线符合幂律方程， 以l b z h 为例添加趋势线，得到趋势方程为y = 3 0 3 2 4 x 加。8 0 8 ( f o 9 9 1 0 * ) ， 说明样品的粘度与剪切时间有关。 3 6 4 不同温度发酵产生胞外多糖的酸乳质构 表8 不同温度产生胞外多糖的酸乳质构 t a b l e8t e x t u r eo f y o g u r tf e r m e n t a t e da td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s w i t he x t r a p o l y s a c c h a r i d e 表8 反映不同温度下发酵产生的胞外多糖的酸乳硬度、粘聚性和回复 性测定结果。c k 的硬度值最大，粘聚性和回复性值最小。三种酸乳均降 低了酸乳的硬度，增加了粘聚性和回复性。不同比例的胞外多糖可以使酸 乳结构细腻，降低其硬度，增加产品内部的粘合力，增加其粘度，使其口 感粘稠，同时增加了酸乳的回复性。从表中还可以看出，胞外多糖的比例 主要影响酸乳的硬度和粘聚性，分子量的大小主要影响回复性。 3 7 乳酸菌胞外多糖与乳成分的相互作用 3 7 1 乳酸菌胞外多糖与酪蛋白的相互作作用 3 7 1 1 不同浓度下胞外多糖与酪蛋白的相互作用 ( 1 ) 浓度对胞外多糖酪蛋白粘度的影响 图2 8 反应的是浓度对胞外多糖酪蛋白粘度的影响。从图中可以看 出，胞外多糖、酪蛋白及胞外多糖酪蛋白的粘度均随着浓度的增大而增 加，胞外多糖加入酪蛋白中后可以增加溶液的粘度，而且分子量较大的 l b z 1 对其影响较大，要达到相同的增稠效果，l b z 2 的浓度要达到 l b z 1 的1 0 倍左右。在溶液中随着浓度的增大，体系中单位体积内的分 4 5 乳酸菌胞外多糖对凝固型酸乳质构的影响 子数逐渐增加，增加了分子之间相互碰撞、相互结合、相互作用的机会， 胞外多糖的存在，影响了酪蛋白分子在溶液中的分布，使分子之间更易相 互缠结形成大分子，致使分子直径增大，粘度值增大。 + l b z 一卜酪蛋白+ l b z - 2 - 酪蛋白 1 2 5 1 2 矗 山 姜1 1 5 恻 桀1 1 1 0 5 1 1 2 5 1 2 舟 山 蠢1 1 5 冀 1 1 1 0 5 1 01 0 0 02 0 0 03 0 0 0 01 0 02 0 03 0 0 比例比例 图2 8 浓度对胞外多糖一酪蛋白粘度的影响 f i g 2 8e f f e c to fc o n c e n t r a t i o no nv i s c o s i t yo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e c a s e i n ( 2 ) 浓度对胞外多糖酪蛋白电导率的影响 4 0 0 0 1 2 0 0 0 罨l 0 0 0 0 i 甜 窭8 0 0 0 6 0 0 0 o 1 0 0 02 0 0 03 0 0 0 4 0 0 0 比例 01 0 02 0 03 0 0 比例 图2 9 浓度对胞外多糖酪蛋白电导率的影响 f i g 2 9e f f e c to fc o n c e n t r a t i o no nc o n d u c t i v i t yo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e c a s e i n o o o o 0 o o 0 o o o o 2 o 8 6 i-gu瓣蹄翟 山东农业大学硕士学位论文 图2 9 为不同浓度下胞外多糖酪蛋白的电导率曲线。胞外多糖的电导 率随着浓度的升高而增大，酪蛋白和胞外多糖酪蛋白的趋势则是随着浓 度的增大，电导率逐渐降低。l b z 1 可降低酪蛋白的电导率，但l b z 一2 对其影响有限。其原因可能是溶液中胞外多糖分子与酪蛋白分子存在互斥 作用，分子量越大，排斥作用越强。胞外多糖的排斥作用增加了酪蛋白分 子之间的相互结合，从而使体系中的带电分子逐渐减少，电导率逐渐降低。 ( 3 ) 浓度对胞外多糖酪蛋白透光度的影响 胞外多糖溶液本身透光度较好，随着浓度的增大，透光度变化不大。 酪蛋白溶液的透光度较差，浓度越大，透光度越小，溶液越浑浊。在胞外 多糖酪蛋白溶液中，低浓度时其透光度较好，随着比例的继续增大，透 光度急速下降，接近于酪蛋白溶液本身的透光度。可见，在低浓度时，胞 外多糖可以促进酪蛋白的溶解与分散，使其溶液均一，呈现良好的透光性。 + l b z - i - 酪蛋白 1 2 0 1 0 0 型8 0 j 】 裔6 0 4 0 2 0 0 01 0 0 02 0 0 03 0 0 0 01 0 02 0 03 0 0 比例 比例 图3 0 浓度对胞外多糖酪蛋白透光度的影响 f i g 3 0e f f e c to fc o n c e n t r a t i o n o i lt r a n s m i t t a n c eo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e - c a s e i n ( 4 ) 胞外多糖酪蛋白相分离图 胞外多糖与酪蛋白的相分离图主要分为2 个部分：下半部分为结 合相区域，在此范围内胞外多糖和酪蛋白结合形成大分子聚合物，在 溶液中稳定存在，l b z 1 与酪蛋白的结合范围为l b z 12 7 4 8 m g 1 0 0 m l ，酪蛋白0 5 - 2 8 9 1 0 0 m l ，l b z 2 与酪蛋白的结合范围 为l b z 11 7 - 3 5 m g 1 0 0 m l ，酪蛋白0 7 - - 2 9 9 1 0 0 m l ；上半部分为分 4 7 0 越装蜊 乳酸菌胞外多糖对凝固型酸乳质构的影响 离相区域，在此范围内胞外多糖或蛋白质绝大部分以各自独立的相存 在。根据经典的f l o r y h u g g i n s 理论( z h a n gg ，2 0 0 3 ) ，当聚合物相 互作用参数x 蛋白麓多着为正时，体系中聚合物之间存在净排斥力，出现 结合相的稳定区域，当z 置白质多糖为负时，各大分子带相反电荷，出现 分离相的不稳定区域。在胞外多糖和酪蛋白浓度较低的时候，形成了 胞外多糖酪蛋白复合物，此时两者是相容的，随着胞外多糖酪蛋白 浓度的不断增大，逐渐发生了相分离，形成了不稳定区域，在不稳定 区域的上部为富酪蛋白相，下部为富胞外多糖相。 o g o 2 攀 皿 嘲 溘 2 733 33 6 3 9 4 2 4 5 4 8 l b z 1 m g 1 0 0 m l 。1 1 7 2 0 2 32 6 2 9 3 2 3 5 l b z - 2 m g 1o o m l 1 图3 1 胞外多糖酪蛋白相分离图 f i g 31s e p a r a t i o nd i a g r a mo fe x p o l y s a c c h a r i d e - c a s e i n 3 7 1 2 不同p h 下胞外多糖与酪蛋白的相互作作用 ( 1 ) p h 对胞外多糖酪蛋白粘度的影响 p h 对胞外多糖酪蛋白粘度的影响结果见图3 2 。胞外多糖的粘度随 p h 的升高呈增大趋势。酪蛋白和胞外多糖酪蛋白溶液的粘度趋势相近， 在p h 为4 2 时粘度值最大，随着p h 的升高，粘度值相应减小，在p h 为 5 时达到最小值，之后，随着p h 的增大，粘度值又开始逐渐变大。p h 4 6 为酪蛋白的等电点，在此p h 下，酪蛋白发生变性，生成大分子的凝聚物， 致使溶液中粒子直径变大，粘度升高。p h 4 2 为酸乳理论发酵终点，在其 等电点之下，生成的凝聚物更大，增加了分子间流动阻力，粘度加大。p h 逐渐增大，酪蛋白胶束受离子强度、所带电荷等的影响，粘度逐渐增大。 加入胞外多糖后，酪蛋白溶液的粘度有所增大，说明，胞外多糖增加酸乳 山东农业大学硕士学位论文 的粘度，主要是与酸乳中的蛋白质作用。l b z 1 酪蛋白的粘度大于l b z 一2 - 酪蛋白的粘度，说明混合溶液的粘度受胞外多糖分子量的影响。 1 3 1 2 一 山 11 型一 撰 1 o 9 44 55 5 5、66 57 p h 图3 2p h 对胞外多糖- 酪蛋白粘度的影响 f i g 3 2e f f e c to fp ho i lv i s c o s i t yo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e - c a s e i n ( 2 ) p h 对胞外多糖一酪蛋白电导率的影响 1 4 0 0 0 彳1 2 0 0 0 g o 堇1 0 0 0 0 糌 磐8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 44 55 5 5b6 57 p h 图3 3p h 对胞外多糖酪蛋白电导率的影响 f i g 3 3e f f e c t o fp h o nc o n d u c t i v i t yo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e - c a s e i n 胞外多糖酪蛋白电导率随p h 变化曲线见图3 3 。曲线的总体趋势为 随着p h 的逐渐增大，电导率值逐渐增大。胞外多糖溶液本身电导率较低， 在加入酪蛋白溶液中后，能够降低酪蛋白溶液的电导率。在p h 逐渐增大 的情况下，酪蛋白胶束表面所带的负电荷也逐渐增多，同时胞外多糖分子 4 9 乳酸菌胞外多糖对凝固型酸乳质构的影响 为阴性多糖，带有一部分的阴离子，使酪蛋白分子与酪 酪蛋白分子与胞外多糖分子之间的静电斥力逐渐增大， 增大。但在混合溶液中胞外多糖分子与酪蛋白分子之间 酪蛋白分子之间的结合，致使溶液中带电分子的减少， 量较大更易促进酪蛋白分子间的结合。h a b i b ( h a b i bb ，2 0 0 8 ) 等人对酪 蛋白进行研究也得出相同的结论。 ( 3 ) p h 对胞外多糖酪蛋白透光度的影响 不同p h 条件下胞外多糖酪蛋白的透光度变化曲线如图3 4 所示。胞 外多糖的透光度随p h 的增大而增大，酪蛋白的透光度随p h 的增大逐渐 升高，在p h 5 5 时达到最大值，然后又随着p h 的增大，透光度开始降低。 酪蛋白加入胞外多糖后，其透光度随着p h 的增大逐渐升高，但其透光度 值总体低于酪蛋白溶液本身的。其原因可能是溶液中胞外多糖的斥力增加 了酪蛋白分子之间的相互结合的机会，使体系中分子的直径相对增大，对 光线的阻挡增加，透光度降低。 1 2 0 i o o 8 0 魁 呆6 0 蜊 4 0 2 0 o 44 555 566 57 p h 图3 4p h 对胞外多糖酪蛋白透光度的影响 f i g 3 4e f f e c to fp ho i lt r a n s m i t t a n c eo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e - c a s e i n ( 4 ) p h 对胞外多糖酪蛋白溶液稳定性的影响 采用t u r b i s c a nl a b 分散稳定性分析仪测定胞外多糖酪蛋白的稳 定性。在不同的p h 条件下，酪蛋白及胞外多糖酪蛋白溶液的稳定性是 不同的。由图3 5 可以看出，在p h 6 0 的时候，酪蛋白和胞外多糖酪蛋白 的扫描曲线基本是一致的，说明此时体系是稳定的。在p h 降到5 5 时， i 氍 端 柏冁 擞 瞩 1 i 0 m 山东农业大学硕士学位论文 叮”t 1 r 1 、衲 缸越博瞻翰2 群 口珏6 釉 k k 一。 一一 一 0 l ， 一0 l _ l l - 1a - l k 冉商审帕 t m 糖a 暇 i 一。一。 0 1 7 叠l l k 。 一f 一一一 、 j p 彤。p 丽丽 l 。 | | ， j 奠l a l l 一一 ， 扯0 i ：霸o o 0 渊 田口 o ：o o 2 埔 0 ；0 0 ：德棚 0 ：o o = o 瑚 o ：。蠹街， o = o 翰1 j o 游：0 3 盘e 0 ：髓口口 o ：a 黝堵j b 即- 螋 热嗍 | l |、 鬻嬲瓣擀 1 i ，。 l b z - 1 二酪蛋白i b 玉2 - 酪蛋白酪蛋白v 图3 5p h 对胞外多糖- 酪蛋白稳定性的影响 f i g 3 5e f f e c to fp ho i ls t a b i l i t yo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e c a s e i n 5 l o 内嚷：薯i 曩霹i 证：o j 蕊 彘钢教勺鏖重i 8 沿口：璐口c 扩瓣：垂i 寝 0 ：0 0 ：0 ：珑 乳酸菌胞外多糖对凝固型酸乳质构的影响 扫描曲线发生波动，已经出现分离的现象，且酪蛋白的粒径增大，说 明此时溶液内分子发生部分变化，体系开始不稳定了。在p h 达到5 0 时， 扫描曲线波动严重，基本呈现分离状态，特别是酪蛋白的扫描曲线已经完 全分离开，说明溶液已经不稳定了。胞外多糖酪蛋白的扫描曲线波动情 况要小于酪蛋白的，说明胞外多糖酪蛋白溶液的稳定性要好于酪蛋白溶 液的，胞外多糖可以有效的抑制酪蛋白溶液的不稳定性，且分子量较大的 l b z - 1 效果好于l b z 2 的。其原因可能是胞外多糖的斥力作用能够使酪 蛋白分子间结合紧密，降低分子重新分布的机会，同时胞外多糖对酪蛋白 溶液具有一定的乳化作用，能够降低体系的自由能，使其保持稳定。 3 7 2 乳酸菌胞外多糖与乳清蛋白的相互作作用 3 7 2 1 不同浓度下胞外多糖与乳清蛋白的相互作作用 ( 1 ) 浓度对胞外多糖乳清蛋白溶液粘度的影响 图3 6 为浓度对胞外多糖乳清蛋白粘度的影响。胞外多糖和乳清蛋白 的粘度均随浓度的增加而增大，而l b z 1 乳清蛋白和l b z - 2 乳清蛋白的 粘度曲线则随浓度的增加而下降，但是粘度值总体来说变化幅度不大，乳 清蛋白粘度值在1 0 4 5 左右，l b z 1 乳清蛋白值在1 0 8 5 左右，l b z 2 乳 清蛋白为1 0 5 5 左右。由此可见浓度对乳清蛋白粘度影响不大，但l b z 1 能显著增加乳清蛋白的粘度，且其增稠能力远大于l b z 2 。 叼 矗 山 g 型 巢 2 0 03 0 04 0 05 0 0 2 03 04 05 0 比例比例 图3 6 浓度对胞外多糖乳清蛋白粘度的影响 f i g 3 6e f f e c to f c o n c e n t r a t i o no nv i s c o s i t yo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e - w h e y 5 2 2 1 8 6 4 2 l 1 o o 0 o 1 l l l 1 b厶趔粲 他 雌 乏； 1 l l l 1 ( 2 ) 浓度对胞外多糖乳清蛋白电导率的影响 胞外多糖乳清蛋白电导率随浓度变化曲线见图3 7 。胞外多糖溶液的 电导率随浓度的增大而增大，乳清蛋白和胞外多糖乳清蛋白溶液的电导 率基本处于一恒定范围内，受浓度影响不明显。分子量较大的l b z 1 使乳 清蛋白的电导率有所减小，而分子量较小的l b z 2 则使其增大。l b z 一1 分 子量大，在溶液中对乳清蛋白分子的排斥力较大，加强了乳清蛋白分子本 身的结合，使溶液中的电荷减少，电导率降低。小分子量的l b z 2 虽然对 乳清蛋白分子也有排斥力，但是排斥力很小，依靠斥力分布在乳清蛋白分 子中，相当于增加了体系中电荷数，所以电导率增加。 下每i 0 0 0 0 o 乏8 0 0 0 瓣 争 印6 0 0 0 4 0 0 0 1 2 0 0 0 鲁 u 【，；1 0 0 0 0 j 、 箍8 0 0 0 硼 6 0 0 0 4 0 0 0 2 0 03 0 04 0 0 5 0 0 2 03 04 05 0 比例 比例 图3 7 浓度对胞外多糖乳清蛋白电导率的影响 f i g 3 7e f f e c to fc o n c e n t r a t i o no i lc o n d u c t i v i t yo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e w h e y ( 3 ) 不同浓度胞外多糖乳清蛋白透光度测定结果 不同浓度胞外多糖乳清蛋白透光度测定结果见图3 8 。胞外多糖 溶液的透光度随浓度的增大而降低，乳清蛋白的透光度随浓度的增 大，先减小后增大。加入胞外多糖后透光度明显增加，但随着浓度增 加，透光度值变化不大。由图可以推出，胞外多糖有利于乳清蛋白溶 液的分散与溶解，使其分子分布均匀，溶液均一。其原因可能是胞外 多糖和乳清蛋白均具有一定的乳化性，两者相互作用，使体系稳定。 但胞外多糖的分子量对其影响不大。 乳酸菌胞外多糖对凝固型酸乳质构的影响 2 0 03 0 04 0 05 0 0 比例 1 2 0 i 0 0 型8 0 米 蜊6 0 4 0 2 0 o 2 03 04 05 0 比例 图3 8 浓度对胞外多糖乳清蛋白透光度的影晌 f i g 3 8e f f e c to fc o n c e n t r a t i o no nt r a n s m i t t a n c eo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e - w h e y ( 4 ) 不同浓度胞外多糖乳清蛋白表面张力测定结果 2 0 03 0 04 0 05 0 0 2 03 04 05 0 比例比例 图3 9 浓度对胞外多糖乳清蛋白表面张力的影响 f i g 3 9e f f e c to f c o n c e n t r a t i o no ns u r f a c et e n t i o no fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e - w h e y 乳清蛋白的表面张力随浓度变化不大，趋势平稳。l b z 2 加入到乳清 蛋白以后使其表面张力加大了，小分子量的胞外多糖加入溶液中，由于其 斥力较小，对乳清蛋白分子的影响较小，单位体积内溶液的分子数增多， 分子空间减小，一部分分子被“挤”到液面表层，逸散出去，所以表面张 力增加了。加入l b z 1 后在低浓度时能够降低表面张力，高浓度时则又 增加表面张力。大分子量的l b z 1 在低浓度时能够促使乳清蛋白分子之 加 的 加 o 越鬟蜊 仡 融 弱 鳃 幻 _un，r卷恒僻 他 阱 ，：2 鸽 如 l-暑unr激旧搽 间结合，增加分子间的引力，能够紧紧“抓住”液面表层的分子，避免其 蒸发，所以其表面张力下降，有利于溶液的稳定；而浓度增大了以后，与 l b z 2 情形类似，分子之间“争抢空间，而使一部分分子游离到液面表 层而散失，以致其表面张力增大。 ( 5 ) 胞外多糖乳清蛋白相分离图 胞外多糖与乳清蛋白的相分离图如图4 0 所示。图中从左上角到右下 角被一条实线，即相分离线分为两部分：黑点的区域为胞外多糖和乳清蛋 白结合生成大分子聚合物的稳定区域，横线区域为含有胞外多糖相或乳清 蛋白相的不稳定区域。在低浓度时，胞外多糖与乳清蛋白在溶液中存在，协 同 作用，促进大分子聚合物的生成，但其并不呈正比关系，l b z 1 与乳 清蛋白的结合范围为：l b z 10 8 4 8 m l o o m l ，乳清蛋白0 2 0 6 8 g l o o m l ；l b z 2 与乳清蛋白的结合范围为：l b z 26 - - - 3 6 m g l o o m l ，乳 清蛋白0 1 o 6 8 1 0 0 m l 。l b z 2 与乳清蛋白的结合能力几乎是l b z 1 的1 0 倍。随着浓度的继续增大，达到临界值后，两分子之间斥力占据主 体地位，出现相分离，在分离相中，下层为乳清蛋白相，上层为胞外多糖 相。 0 g o 2 曲 皿 嘲 蜒 j 卧 0 81 6 2 43 24 0 4 8 l b z i m g 1 0 0 m l 1 61 21 82 4 3 0 3 6 l b z 2 r a g1 0 0 r a l 图4 0 胞外多糖- 乳清蛋白相分离图 f i 9 4 0s e p a r a t i o nd i a g r a mo fe x t r a p o l y s a c c h a r i d e - w h e y 3 7 2 2 不同p h 下胞外多糖与乳清蛋白的相互作作用 ( 1 ) p h 对胞外多糖一乳清蛋白粘度的影响 p h 对胞外多糖一乳清蛋白粘度的影响结果见图4 1 。胞外多糖的粘度 乳酸菌胞外多糖对凝固型酸乳质构的影响 随p h 的增大而上升，而乳清蛋白和胞外多糖乳清蛋白的粘度变化具有 波动性。在p h 4 2 和4 6 时由于小于等于蛋白质的等电点，所以溶液中的 分子以凝聚体的形式存在，分子半径增大，分子间相互缠绕，增加了分子 流动时的阻力，导致粘度值较大。当p h 大于5 0 以后，乳清蛋白的粘度 保持恒定，加入胞外多糖的粘度明显增加且呈上升趋势，说明乳清蛋白本 身粘度受p h 的影响较小。胞外多糖的存在，能增加乳清蛋白溶液的粘度， 增加的能力与分子量有关。 44 55 5 566 57 p h 图4 1p h 对胞外多糖- 乳清蛋白粘度的影响 f i g 41e f f e c to fp ho nv i s c o s i t yo fe x t r a p o l y s a e c h a r i d e w h e y ( 2 ) p h 对胞外多糖一乳清蛋白电导率的影响 1 4 0 0 0 g1 2 0 0 0 置 谆1 0 0 0 0 胁- - r 脚8 0 0 0 6 0 0 0 4 0 0 0 白 44 555 566 57 p h 图4 2p h 对胞外多糖乳清蛋白电导率的影响 f i