（水产品加工及贮藏工程专业论文）保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制.pdf

保加利亚乳杆菌的高密度培养 及大豆发酵饮料的研制 学位论文完成日期：型兰：! 二! 指导教师签字：当杰牡 答辩委员会成员签字。= # 丢衔 万 立巫垄二 套箐 ；疑绑暂l 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 () 或其他教育机构的学位或证书使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名甬t 嘶 签字日期：叫。年6 月尹日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下 事项： l 、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。 2 、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中 国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社用于出版和编入c n k i 中国知识资源总库， 授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 剔程誊锄 签字日期沙卢年月彳日 妙 七砌 日 l月j，f 孙9 f 鍪 一 利 厶 作 年 文 书 敝 讳 位 吼 削 醐字 签 保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制 摘要 本文主要围绕保加利亚乳杆菌的高密度培养和大豆发酵饮料的研制展开研 究。包括保加利亚乳杆菌培养基及培养条件的优化，大豆脂肪氧化酶活性抑制方 法的探讨，大豆胰蛋白酶抑制剂活性抑制的研究，大豆蛋白酶水解条件优化，大 豆发酵饮料工艺条件优化及营养成分分析和感官评价。旨在开发出一种营养价值 高、感官风味好的高品质大豆发酵饮料。 本文首先探讨了碳源、氮源、增殖因子、无机盐对保加利亚乳杆菌高密度培 养的影响；应用s a s 软件，采用响应面优化设计对该菌的发酵培养基进行优化， 主要研究了温度、初始p h 值、及接种量对高密度培养的影响，确定最佳培养条 件为温度4 2 c ，初始p h 7 5 ，最适接种量3 。优化后菌体密度( 0 d 值) 最大值 从原来的1 1 0 4 提高到1 4 3 7 ，提高了3 0 1 6 ；菌体浓度可达到1 2x1 0 9 c f u m l ， 比优化前( 1 4 x1 0 8 c f u m l ) 提高了8 5 7 倍。在5 l 发酵罐上进行高密度培养， 菌体增殖速度较快，6 h 即可达到最高菌体浓度，最大菌体密度达到1 7 0 1 ( o d 值) ， 使高密度培养的工业化生产成为可能。 通过比较不同处理方法对大豆脂肪氧化酶活性的影响，选择最佳方法并对该 方法的参数条件进一步优化，以达到抑制大豆脂肪氧化酶活性，消除豆腥味的目 的。在几种预处理方法中，热磨法对大豆脂肪氧化酶活性抑制效果最好。各因素 对大豆脂肪氧化酶酶活影响程度由高到低分别为浸烫温度 磨浆温度 浸烫时 间，最佳工艺参数为浸烫温度9 5 ，浸烫时间5 m i n ，磨浆温度1 0 0 c 。在该条 件下做验证试验发现大豆脂肪氧化酶酶活仅为3 6 0 u g ，是未经处理的7 8 9 。 通过比较不同处理方法对大豆胰蛋白酶抑制剂活性的影响，选择最佳方法并 对该方法的参数条件进一步优化，以达到降低大豆胰蛋白酶抑制剂活性，减少其 对人体不良影响的目的。在几种预处理方法中，热磨法对大豆胰蛋白酶抑制剂活 性抑制效果最好。各因素对大豆胰蛋白酶抑制剂活性影响程度由高到低分别为浸 烫温度 磨浆温度 浸烫时间，最佳工艺参数为浸烫温度9 5 ，浸烫时问5 m i n ， 磨浆温度1 0 0 ( 2 。在该条件下做验证试验发现t i u 仅为7 5 ，是未经处理的 2 8 4 1 。 利用蛋白酶水解大豆蛋白，使大豆蛋白水解为短肽，有利于乳酸菌的生长利 用，也有利于人体吸收。经过优化的复合酶水解大豆工艺显著促进了豆乳的发酵 进程，不但提高了发酵过程中的滴定酸度而且加速了乳酸菌的产酸速率，缩短了 发酵时间，这对于改善大豆发酵饮料质量、降低染菌危险、减少成本以及提高生 产效率都具有重大意义。 以大豆发酵饮料的酸度及p h 值为考察对象，研究生产过程中几个关键因素 对产品品质的影响，从而进一步优化生产工艺，提高产品质量。测定大豆发酵饮 料中的营养成分，并对其作感官评价，与酸牛奶做比较，考察大豆发酵饮料的优 势与不足。从工艺条件角度上看，影响大豆发酵饮料质量的主要因素按影响程 度由高到低分别为温度 葡萄糖量 p h 值 接种量 菌种比，最佳工艺条件为 葡萄糖5 ，初始p h 值7 5 ，发酵温度4 2 。c ，接种量4 ，菌种比为1 ：1 。由响应面 分析可知，当温度为4 2 1 3 ( 2 ，葡萄糖浓度为4 9 7 ，p h 值为7 4 2 时，大豆发 酵饮料滴定酸度最大，结果为6 9 8 4 。t 。 本文研制的大豆发酵饮料消除了豆腥味并且抑制了胰蛋白酶抑制剂的活性， 在营养成分和感官风味上可以与酸牛奶相媲美，具有十分广阔的开发利用前景。 关键词：保加利亚乳杆菌；大豆脂肪氧化酶；大豆胰蛋白酶抑制剂；水解；酸 度 t h eh i g h - d e n s i t yc u l t i v a t i o no fl a c t o b a c i l l u s b u l g a r i c u sa n dt h ed e v e lo p m e n to fs o y b e a nf e r m e n t e d b e v e r a g e a b s t r a c t t h i st h e s i si sm a i n l ya b o u t t h eh i g h d e n s i t yc u l t i v a t i o n o f l a c t o b a c i l l u sb u l g a r i c u s a n dt h ed e v e l o p m e n to fs o y b e a n f e r m e n t e d b e v e r a g e i n c l u d i n gt h eo p t i m i z a t i o n o fl a c t o b a c i l l u sb u l g a r i c u s m e d i u m a n dc u l t u r ec o n d i t i o n s ，t h ei n h i b i t i o nm e t h o d so fs o y b e a nl i p o x y g e n a s e a c t i v i t y ，t h e i n h i b i t i o nm e t h o d s o f s o y b e a n t r y p s i n i n h i b i t o r a c t i v i t y ，t h eo p t i m i z a t i o no fs o y b e a np r o t e i nh y d r o l y s i sc o n d i t i o n s a n d t h en u t r i t i o n a la n a l y s i sa n ds e n s o r ye v a l u a t i o no fs o y b e a nf e r m e n t e d b e v e r a g e t h ea i mo ft h i ss t u d yw a st od e v e l o pak i n do fh i g h q u a lit y s o v b e a nf e r m e n t e db e v e r a g ew i t ht h ep r o s p e c to fh i g hn u t r i t i o n a lv a l u e a n dg o o ds e n s o r yt a s t e t h ei n f l u e n c eo fc a r b o na n dn i t r o g e ns o u r c e s ，m u l t i p l i c a t i o nf a c t o r s ， a n di n o r g a n i cs a l t so nh i g h - d e n s i t yc u l t u r eo fl a c t o b a c i l l u sb u l g a r i c v s w e r ed i s c u s s e db yu s i n gt h em e t h o do fr e s p o n s es u r f a c ed e s i g nt oo p t i m i z e t h eb a c t e r i af e r m e n t a t i o nm e d i u m t h ei m p a c to ft e m p e r a t u r e ，i n i t i a lp h a n d i n o c u l u ms i z eo nh i g h - d e n s i t yc u l t u r ew e r e s t u d i e di no r d e rt o d e t e r m i n et h eo p t i m u mc u l t u r ec o n d i t i o n s t h eo p t i m u mc u l t u r ec o n d i t i o n s w e r et h a tt e m p e r a t u r e4 2 ，i n i t i a lp h 7 5 a n d i n o c u l a t i o n3 t h e m a x i m u mc e i id e n s i t y ( o dv a l u e ) i n c r e a s e db y3 0 1 6 ，f r o mt h eo r i g i n a l 1 1 0 4t o1 4 3 7 c e l lc o n c e n t r a t i o nr e a c h e s1 2 x1 0 9 c f u m l c o m p a r i n gw i t h p r e o p t i m i z a t i o n ( 1 4 1 0 8 c f u m l ) ， i ti n c r e a s e d8 5 7t i m e s i n5 l f e r m e n t o r ，t h ec e l lo f b u l g a r i c u sg r e wv e r yf a s t ，a n di tc o u l da c h i e v e t h eh i g h e s tc e l lc o n c e n t r a t i o ni n6 h o u r s t h em a x i m u mb i o m a s s c o n c e n t r a t i o nw a s1 7 0 1 ( o dv a l u e ) ，w h i c hi s t os a yt h a tal a r g e s c a l e i n d u s t r i a lp r o d u c t i o nw a sp o s s i b l e b yc o m p a r i n gt h es o y b e a nl i p o x y g e n a s ea c t i v i t yo fd i f f e r e n tt r e a t m e n t ， t h eb e s tm e t h o dw a sc h o s e na n dt h ep a r a m e t e r so ft h e c o n d i t i o n sw e r e o p t i m i z e dt oe l i m i n a t et h ea c t i v i t yo fs o y b e a nl i p o x y g e n a s e i ns e v e r a l p r e - p r o c e s s i n gm e t h o d s ，h e a tg r i n d i n gm e t h o dw a st h e m o s te f f e c t i v eo n e a m o n gv a r i o u sf a c t o r so fh e a tg r i n d i n gm e t h o d ，t h em o s ti m p o r t a n to n e w a s s c a l d i n gt e m p e r a t u r e ，t h e nr e f i n i n gt e m p e r a t u r ea n d t h el a s to n ew a s s c a l d i n gt i m e t h e b e s t p r o c e s sp a r a m e t e r s w e r et h a tt h es c a l d i n g t e m p e r a t u r e9 5 ，t h es c a l d i n gt i m e5 m i n a n dt h er e f i n i n gt e m p e r a t u r e 1 0 0 u n d e rt h e s ec o n d i t i o n s ，c h e c k i n g t h ea c t i v i t yo fs o y b e a n l i p o x y g e n a s e ，t h er e s u l tw a so n l y3 6 0 u g ，w h i c hw a s 7 8 9 o fp r e t r e a t m e n t b ys t u d y i n gd i f f e r e n tt r e a t m e n tw i t ht h es o y b e a nt r y p s i ni n h i b i t o r a c t i v i t y ，t h eb e s tm e t h o dw a sc h o s e na n dt h ep a r a m e t e r so ft h ec o n d i t i o n s w a so p t i m i z e dt oe l i m i n a t et h ea c t i v i t yo fs o y b e a nt r y p s i ni n h i b i t o r h e a t g r i n d i n gm e t h o dw a sm o s te f f e c t i v e a m o n gv a r i o u sf a c t o r so f h e a tg r i n d i n g m e t h o d ，t h em o s ti m p o r t a n to n ew a ss c a l d i n gt e m p e r a t u r e ，t h e nr e f i n i n g t e m p e r a t u r ea n dt h el a s to n e w a ss c a l d i n gt i m e t h eb e s tp r o c e s sp a r a m e t e r s w e r et h a tt h es c a i d i n gt e m p e r a t u r e9 5 ，t h es c a l d i n gt i m e5 m i na n dt h e r e f i n i n gt e m p e r a t u r e1 0 0 u n d e rt h e s ec o n d i t i o n s ，c h e c k i n g t h e a c t i v i t yo fs o y b e a nt r y p s i ni n h i b i t o r ，t h e t i uw a so n l y7 5 ，a n dt h a t w a s2 8 41 o fp r e t r e a t m e n t u s i n gp r o t e a s et oh y d r o l y z es o yp r o t e i ni n t o1 0 w e rp e p t i d e ，w a sf o u n d c o n d u civ et ot h eg r o w t ho fl a ct o b a c i l l u sb u l g a r i c u s , a n da ls oc o n d u c iv e t ot h eh e a lt ho fh u m a nb o d y t h eo p ti m iz e dp r o c e s so fs o y b e a ne n z y m e h y d r o l y s i ss i g n i f i c a n t l yp r o m o t e dt h ef e r m e n t a t i o np r o c e s so fs o y b e a n m i l k ，n o to n l yi m p r o v e dt h et i t r a t i o na c i d i t yo ft h ef e r m e n t a t i o np r o c e s s b u ta l s oa c c e l e r a t e dt h er a t eo f # c i dp r o d u c t i o n a n di t s h o r t e n e dt h e f e r m e n t a t i o nt i m e ，w h i l ei m p r o v i n gt h eq u a l i t yo fs o y b e a n sf e r m e n t e d b e v e r a g e a sar e s u l t o f t h a t ，i t c a nr e d u c et h er i s ko fb a c t e r i a l c o n t a m in a tio n ，a n dr e d u c ec o s ts t h ea c i d i t ya n dp hv a l u eo ft h ef e r m e n t e ds o y b e a nb e v e r a g ew e r e a s s e s s e d b ys t u d y i n gs e v e r a lk e yf a c t o r so n t h ei m p a c to fp r o d u c t q u a l i t y ，t h ep r o d u c t i o np r o c e s sw a so p t i m i z e da n dt h e p r o d u c tq u a l i t y w a si m p r o v e d t h en u t r i t i o nv a l u e o fs o y b e a nf e r m e n t e db e v e r a g e w a s d e t e r m i n e d ，a n dt h es e n s o r yw a sa s s e s s e d ，c o m p a r i n gw i t ht h ey o g u r t f r o m t h ev ie wo fp r o c e s sc o n d itio n s ，t e m p e r a t u r ew a st h em o s ts ig n i f ic e n t f a c t o r ，t h e nw a st h ea m o u n to fg l u c o s ea n dt h i r do n ew a sp hv a l u e t h e i n o c u l u ma n db a c t e r i ar a t i ow a sf o l l o w i n g t h eo p t i m u mc o n d i t i o n sw e r e g l u c o s e5 、t h ei n i t i a lp hv a l u e7 5 ，f e r m e n t a t i o nt e m p e r a t u r e4 2 ， i n o c u l a t i o nv o l u m e4 a n db a c t e r i ar a t i o1 ：1 t h er e s p o n s e s u r f a c e a n a l y s i s s h o w e dt h a t ，w h e nt h et e m p e r a t u r ew a s4 2 1 3 ，g l u c o s e c o n c e n t r a t i o nw a s4 9 7 a n dt h ep hv a l u ew a s7 4 2 ，t h et i t r a t a b l ea c i d i t y o ft h ef e r m e n t e ds o y b e a nb e v e r a g ec a m et ot h er e s u l to f6 9 8 4 。t t h es o y b e a nf e r m e n t e db e v e r a g ed e v e l o p e db yt h ist h e s i sw a sn o to n l y e li m i n a t e dt h eb e a n yf l a v o ra n di n h i b i t e dt h et r y p s i na c t i v i t y ，b u ta l s o c o m p a r a b l ew i t hy o g u r ti nn u t r i e n tc o m p o s i t i o na n ds e n s o r yf l a v o r ，a n dh a d av e r yb r o a dp r o s p e c tf o rd e v e l o p m e n ta n du t i l i z a t i o n k e yw o r d s ：l a c t o b a c i il u sb u l g a ri c u ss o y b e a n ，iip o x y g e n a s e ，s o y b e a n t r y p s i ni n h i b i t o r ，h y d r o l y s i s ，a c i d i t y 一 目录 1 前言1 1 1 乳酸茵的概述1 1 1 1 乳酸菌的分类1 1 1 2 乳酸菌的一般特性1 1 1 3 乳酸菌的功能2 1 2 大豆发酵饮料的营养保健功能5 1 2 1 大豆发酵饮料的营养价值5 1 2 2 大豆发酵饮料的保健功能6 1 3 大豆发酵饮料存在的缺陷6 1 3 1 大豆脂肪氧化酶6 1 3 2 大豆胰蛋白酶抑制剂8 1 4 国内外大豆发酵饮料的研究现状1 0 1 5 本课题的立题依据1 2 1 6 本课题的主要内容1 3 2 保加利亚乳杆菌高密度培养1 4 2 1 导言1 4 2 2 实验材料1 5 2 2 1 菌种1 5 2 2 2 主要试剂1 5 2 2 3 主要仪器1 5 2 2 4 培养基1 6 2 3 实验方法1 6 2 3 1 测定方法1 6 2 3 2 菌体培养方法1 6 2 3 3 保加利亚乳杆菌生长曲线的测定1 7 2 3 4 保加利亚乳杆菌高密度培养基的优化1 7 2 3 5 高密度培养条件的优化1 8 2 3 6 保加利亚乳杆菌的发酵罐实验：1 9 2 4 结果与分析1 9 2 4 1 保加利亚乳杆菌生长曲线的测定1 9 2 4 2 保加利亚乳杆菌高密度培养基的优化2 0 2 4 3 高密度培养条件的优化3 2 2 4 4 优化前后菌株生长对比3 5 2 4 5 保加利亚乳杆菌发酵罐实验3 9 2 5 本章小结4 0 3 大豆脂肪氧化酶活性抑制及胰蛋白酶抑制剂的去除4 0 3 1 导言4 0 3 2 实验材料4 1 3 2 1 主要试剂4 1 3 2 2 主要仪器4 1 3 3 实验方法4 1 3 3 1 大豆脂肪氧化酶活性测定4 l 3 3 2 大豆脂肪氧化酶活性抑制方法4 3 3 3 3 大豆脂肪氧化酶活性抑制方法优化4 3 3 3 4 胰蛋白酶抑制剂( s t i ) 活性( t i u ) 测定4 4 3 3 5s t i 的活性( t i u ) 抑制方法4 5 3 3 6s t i 的活性( t i u ) 抑制方法优化4 5 3 4 结果与讨论4 6 3 4 1 大豆脂肪氧化酶活性测定与抑制4 6 3 4 2 大豆胰蛋白酶抑制剂活性测定与抑制4 7 3 5 本章小结4 9 4 大豆蛋白酶水解5 l 4 1 导言5 1 4 2 实验材料。5 3 4 2 1 主要试剂5 3 4 2 2 主要仪器5 3 4 3 实验方法5 3 4 3 1 水解度( d h ) 测定方法( p t t s t a t 法) 5 3 4 3 2 单酶水解5 4 4 3 3 酶解预处理条件优化5 5 4 3 4 组合酶水解5 6 4 3 5 酶解条件优化5 6 4 3 6 酶解条件优化后验证实验5 6 4 4 结果与讨论5 6 4 4 1 单酶水解5 6 4 4 2 酶解预处理条件优化6 0 4 4 3 组合酶试验结果6 3 4 4 4 酶解条件优化实验结果6 5 4 4 5 酶解条件验证实验结果6 6 4 5 本章小结6 7 5 大豆发酵饮料的研制6 8 5 1 导言6 8 5 2 实验材料6 9 5 2 1 主要试剂6 9 5 2 2 主要仪器6 9 5 3 实验方法7 0 5 3 1 菌种驯化及工艺路线7 0 5 3 2 大豆发酵饮料工艺优化7 1 5 3 3 大豆发酵饮料成分分析及感官评价7 2 5 4 结果与讨论7 9 5 4 1 豆浆中可溶性固形物含量与磨浆时间的关系”7 9 5 4 2 大豆发酵饮料工艺优化7 9 5 4 3 成分分析及感官评价8 7 5 5 本章小结9 4 6 研究结论与展望9 5 6 1 研究结论9 7 6 2 展望9 7 参考文献9 7 致谢一1 0 4 个人简历1 0 5 一 保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制 1 刖吾 1 1 乳酸菌的概述 乳酸菌，是指一群能从可发酵性碳水化合物( 主要是葡萄糖) 产生大量乳酸 的革兰氏阳性细菌的通称。乳酸菌是一类对人体有益的微生物菌群，而且广泛分 布在自然界。乳酸菌发酵能产生大量的有机酸、醇类及各种氨基酸等代谢物，具 有抑制腐败菌、提高消化率、防癌等生理功效。乳酸菌的应用历史非常悠久，但 真正科学的研究和利用是始于1 9 世纪中叶n 2 1 。如今，乳酸菌在工业、农业和医 药等与人类生活密切相关的重要领域应用价值很高，广泛应用于乳制品加工业、 食品加工业、饲料调制、医药卫生以及畜禽疾病的防治。 1 1 1 乳酸茵的分类 近几十年来，随着现代分子生物学和生物实验研究技术迅速发展，一些新的 分类技术逐步被使用，如乳酸旋光性测定、细胞壁组成的测定、基因探针、d n a 杂交技术、聚合酶链式反应( p c r ) 技术等，使得分类技术有了很大提高。由于应 用了新技术和现代分子生物学的研究手段，新属、种不限于用表型性状，而且以 基因型的特征来说明它们与类似属种在系统发育上的亲缘关系。到目前为止，乳 酸菌中包括杆菌类的乳杆菌属( l a c t o b a c i l l u s ) 、双歧杆菌属 ( b i f i d o b a e t e r i u m ) 、肉食杆菌属( c a r n o b a c t e r i u m ) 、芽孢乳杆菌属 ( s p o r o l a c t o b a e i l l u 曲等，球菌类有乳球菌属( l a c t o c o c c u s ) 、明串珠菌属 ( l e u c o n o s t o e ) 、肠球菌属( e n t e r o c o c c u s ) 等共1 8 个属1 5 2 个种碡一1 。 1 1 2 乳酸菌的一般特性 乳酸菌的基本特性是革兰氏阳性、不形成芽孢、不形成色素、不能产生含铁 的卟啉化合物、过氧化氢酶阴性、厌氧生长但具有氧耐受性；不能还原硝酸盐； 无运动性，或很少；分解蛋白质，但不产生腐败产物，脂肪分解能力较弱；乳酸 是发酵的最重要的终产物1 。乳酸菌营养要求复杂，一般需要氨基酸类化合物、 b 族维生素、其他类生长因子，不能利用复杂的碳水化合物。另外乳酸菌具有大 部分微生物所没有的利用乳糖的能力。乳酸菌的乳酸发酵类型有两种，一种为分 解糖类只产生乳酸的发酵类型，称为同型乳酸发酵，此类乳酸菌为同型发酵乳酸 菌；另一种为分解糖类产生乳酸的同时，还可以产生其它物质的发酵( 如乙酸、 乙醇和c 0 ：等) ，称为异型乳酸发酵，此类乳酸菌为异型发酵乳酸菌。表卜1 列 保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制 出了商业性发酵剂中乳酸菌的部分特性。 表1 1 商业性发酵剂中乳酸菌的部分特性 t a b 1 1s o m ec h a r a c t e r i s t i c so f t h el a c t i ca c i db a c t e d af o u n di nc o m m e r c i a lc u l t u r e s 注：木果糖一1 ，6 一磷酸和乳杆菌中m n 2 + 有激活作用 1 1 3 乳酸菌的功能 1 1 3 1 抗菌和整肠作用 乳酸菌进入人体消化道后，就在肠道内繁殖，产生乳酸、乙酸和一些抗菌物 质，使肠道的p h 值和氧化还原电位降低，从而能抑制致病菌和有害于人体健康 菌的生长繁殖，可起到抗菌防病的作用。同时，乳酸菌的大量生长繁殖也维持了 肠道菌群的平衡，起到了整肠作用。 1 1 3 2 改善制品的风味，提高制品的营养价值 乳酸菌利用可发酵糖，产生酸味柔和的乳酸。另外，发酵过程中还可产生醋 2 保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制 酸、丙酸等有机酸及醇、醛、酮多种风味物质。它们在赋予制品以酸味的同时， 使制品风味更佳。食品原料经乳酸菌发酵后，能使蛋白质、脂肪和糖类改性或分 解为人体更易吸收的消化状态，同时还能增加可溶性钙、磷、铁和某些b 族维生 素的含量，提高它的消化吸收性能和营养价值7 1 。 1 1 3 3 防癌和抗癌作用 乳酸菌在肠道内的繁殖可改善肠道菌群的组成，促进肠道的蠕动，从而减少 了致癌物在肠道内的停留时间；乳杆菌和双歧杆菌还能发酵分解致癌物n 一亚硝 基胺，起到了抗癌的作用；乳酸菌及其代谢产物能诱导干扰素和促细胞分裂剂的 产生，活化自然杀伤细胞( n k ) 并产生免疫球蛋白抗体，从而活化巨噬细胞的功能， 增强人体的免疫能力，提高对癌症的抵抗力。乳酸茵的抗癌作用已得到了试验证 实。1 9 6 2 年，保加利亚的b o d a n o v 用保加利亚杆菌的抽出物注入移植有癌细胞 的试验鼠的腹腔后，有5 8 的治疗效果；1 9 7 3 年，美国的r e d d y 和f a r m e r 等将 移植有腹水癌的试验鼠喂以酸奶，证明可以抑制2 8 - 3 5 的癌细胞的增殖哺1 。 1 1 3 4 降低胆固醇 乳酸菌菌体成分或菌体外代谢物有抗胆固醇因子。乳酸菌的代谢能显著减少 肠管对胆固醇的吸收，同时，乳酸菌吸收部分胆固醇并将其转变为胆酸盐排出体 外。实验证明，用乳酸菌发酵的乳清饲养老鼠6 周后，与对照组相比，血清胆固 醇值最低，且有较高的谷胱甘肽过氧化物酶活性( g s h - p x ) 。红细胞中的抗氧化酶 ( s o d 和c a t a l a s e ) 活性最高呻1 们。 1 1 3 5 延缓衰老 现代医学认为，人体衰老是因为体内自由基积累而引起的。如果能够降低机 体内的自由基水平，就可以延缓衰老过程。乳酸菌能够清除体内产生的自由基， 从而具有延缓细胞衰老延年益寿的作用。 1 1 3 6 抑菌物质的产生 乳酸菌具有一定的保藏作用。研究表明：由糖发酵产生的有机酸，赋予产品 良好的保藏效果。产品p h 值的降低和产生的有机酸( 乳酸和醋酸) 起主要的抑制 作用。很少的细菌能在如此低的p h 值增殖n 。 乳酸菌还产生一些含量较低的其他抑制物质。这些化合物包括过氧化氢、丁 二酮、细菌素以及乳过氧化物酶作用于过氧化氢和硫氰酸后生成的亚硫氰酸。乳 保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制 酸菌细菌素是近十几年来广泛研究的课题。乳酸菌细菌素一般具有较狭窄的抗菌 谱；分子的一部分是肽类，因此对蛋白酶比较敏感。一般是热稳定的。上述领域 的研究，对其健康作用提供了科学的证据。含这些微生物的食物可以作为功能性 食品。表卜2 、表1 - 3 分别列出了可作为益生菌使用的乳酸菌和益生菌的筛选标 准n 乏埘。 表1 2 益生菌的乳酸菌 t a b 1 - 2e x a m p l e so fl a c t i ca c i db a c t e r i au s e da sp r o b i o t i c sf o rh u m a n 表l - 3 益生菌的筛选标准 t a b l 1 - 3s e l e c t i o nc r i t e r i af o rp r o b i o t i cm i c r o o r g a n i s m s 益生菌的特性备注 酸和胆盐的稳定性经口腔摄入是必要的；可以穿过肠道保证菌体细胞 的完整性，可以维持粘附和代谢活力 对肠道粘膜的吸附免疫调节、对病原菌的竞争排阻、阻碍病原菌的吸 附、暂时的定植作用 人类来源健康作用具有菌株特异性、如s a c c h a r o m v c e sb o u l a r d i i 益生菌不是人类来源 在食品和临床应用是安全的进行菌株的准确的鉴定和特性研究，试验证明是 安全的，不会使肠道粘膜发生退化 临床上证明是有效的健康作用经过准确严格的临床试验 良好的工艺特性菌株的稳定性、噬菌体抗性、在产品中的存活性、 可以进行大规模的培养、对产品的风味无不良的 影响 4 保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制 1 2 大豆发酵饮料的营养保健功毹 1 2 1 大豆发酵饮料的营养价值 大豆( s o y b e a n ) 为豆科大豆属一年生草本植物，原产于我国。我国自古栽培， 至今已有4 7 0 0 多年的种植史。作为我国人民饮食中植物蛋白质的主要来源之一， 大豆不仅蛋白质含量高、必需氨基酸种类齐全、构成比例恰当，适合人体需要， 而且含较少的胆固醇。大豆约含3 5 1 蛋白质、2 0 7 4 脂肪，而且其中绝大部分 是不饱和脂肪酸，对人的健康有益。它的蛋白质和脂肪的含量高于任何一种粮食 作物，是植物食品中唯一可和动物性食品相媲美的高蛋白、高脂肪食品。同时大 豆中的b 族维生素及钙、铁、磷等矿物质元素含量也较高，这有利于补充目前国 民膳食中营养素的摄入不足。与酸牛奶相比，酸豆奶中的蛋白质、脂肪、钙等营 养成份与酸牛奶相近，铁、维生素c 含量高于酸牛奶。大豆含较多的维生素e 、 不饱和脂肪酸和较少的胆固醇，因而具有较好的抗生物氧化和预防高血脂等保健 功效n 4 。 豆乳接种乳酸菌发酵后，产生乳酸及具有芳香气味的酯类，并能分解破坏其 中的胰蛋白酶抑制剂、植酸等抗营养因子。因而酸豆奶的风味口感、食用价值与 营养素含量均明显高于未发酵的豆浆类饮料。此外，乳酸菌可以在人体肠道内增 殖，产生的乳酸对肠道内腐生性细菌和病原菌有抑制作用，对治疗肠道疾病具有 良好的医疗效果，使发酵豆奶饮料具有营养保健特征。豆乳发酵过程中产生的有 机酸和酯类物质赋予产品良好的风味和口感；其营养价值与酸牛奶相近。由于乳 酸菌的发酵作用，使大豆蛋白更易被人体消化吸收，尤其是活的乳酸菌更赋予饮 料有独特的胃肠保健功效，同时，由于乳酸菌的产香、脱腥作用，大大改善了豆 乳的风味，使豆乳在保留其固有营养成分的同时，更易于消化吸收，也利用了乳 酸菌作用使豆乳具有醇香、清爽的酸香味。 由于大豆发酵饮料中的大豆、鲜牛奶等经乳酸发酵，成分有很大的改变，产 品更易于消化吸收，营养效果更趋于完善。 ( 1 ) 大豆发酵饮料中的蛋白质经乳酸发酵，变成氨基酸，与同类型产品相比，大 豆发酵饮料发酵前后氨基酸含量增加了1 1 倍，而一般酸奶仅增加4 倍，其含有 的丰富的必需氨基酸，使其营养价值得到大幅的提高。 ( 2 ) 大豆发酵饮料中的脂肪、胆固醇由于使用大豆为主要原料，对照同类产品， 保加利亚乳杆菌的高密度培养及大豆发酵饮料的研制 其含量明显下降，一般酸奶脂肪为卜3 ，而大豆发酵饮料脂肪仅0 6 3 ；发 脂肪球变小，低级脂肪酸和必需脂肪酸含量增加，这将大大的有利于人体的 消化吸收“8 3 。 ( 3 ) 大豆发酵饮料中的乳糖约3 0 转化为各种有机酸( 如甲酸、柠檬酸、乙酸等) ， 它能增加酸奶的独特风味，抑制有害微生物的繁殖，促进胃液分泌和胃肠蠕动， 促进机体对钙、磷、铁的吸收。 1 2 2 大豆发酵饮料的保健功能 ( 1 ) 大豆发酵饮料具有较强的抗菌活性，可抑制有害菌的生长，而使有