（食品科学专业论文）瑞士乳杆菌乳制品中酪蛋白磷酸肽的研究.pdf

分类号：t s 2 5 2 5 3 密级：( 秘密、机密、绝密) i i i il lii i iili l l li l li iiil 17 9 7 3 4 0 学校代码：1 0 0 5 7 研究生学号：0 5 8 0 8 1 1 9 瑞士乳杆菌乳制品中酪蛋白磷酸肽的研究 i n v e s t i g a t i o no nc a s e i np h o s p h o p e p t i d e s i nl a c t o b a c i u u s h e l v e t i c u sd a i r yp r o d u c t s 专业名称：食品科学 指导教师姓名：赵征教授 研究生姓名：王青华 申请学位级别：工学硕士 论文提交日期：2 0 0 7 年1 2 月 论文课题来源：天津市科技攻关重点项目 学位授予单位：天津科技大学 天津科技大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的 研究成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集 体已经发表或撰写的成果内容。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：王奇辛 日期：妒署年。；月力日 专利权声明 本人郑重声明：所呈交的论文涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天 津科技大学所有。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：互青华 日期：翮年弓月哆日 ， 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，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权天津科技大学可以将本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和汇编本学位论文。 保密口( 请在方框内打) ，在 年解密后适用本授权 书。 本学位论文属于不保密口( 请在方框内打1 j ) 。 作者签名： 导师签名： 日期：蒯年月7 日 日期：溯年弓月椤日 摘要 瑞士乳杆菌具有较强的蛋白酶水解能力，用于改善发酵乳制品的的风味和质构， 在发酵过程中能产生多种氨基酸和生物活性肽，从而提高了产品的营养价值。本论文 选用瑞士乳杆菌作为发酵菌种制作了发酵乳和c a m e m b e r t 干酪，对发酵乳和干酪中的 酪蛋白磷酸肽进行了研究。 本论文根据瑞士乳杆菌具有产粘、产酸快的特点，利用正交试验设计优化瑞士乳 杆菌培养条件。结果表明，当奶粉浓度为1 1 、接种量为3 、培养温度为3 7 、 前发酵时间6h 及后发酵2 4h 时所制得的发酵乳，凝乳组织状态均匀细腻，酸度适中。 以鲜牛乳为原料，通过正交实验优化了添加瑞士乳杆菌的c a m e m b e r t 干酪最佳工 艺条件为：发酵剂添加量为0 0 0 5 ，瑞士乳杆菌接种量为0 0 0 4 ，装模p h 值为5 4 ， 凝乳切割边长为1 0i t l i n 。 本论文对发酵乳和干酪样品中的酪蛋白磷酸肽进行了的研究，证明了产品中含有 酪蛋白磷酸肽。通过单因素实验和正交试验确定了使用d 2 0 1 型大孔强碱阴离子交换 树脂纯化酪蛋白磷酸肽的操作条件为：洗脱速度为2 5 0m l m i n 、进样浓度为3 、洗 脱酸( i c 0 浓度为0 3m o l l 、洗脱温度为4 0 。对纯化前后酪蛋白磷酸肽和商品的 酪蛋白磷酸肽的氮磷比和阻钙沉淀活性进行了测定分析。结果表明，纯化前的氮磷比 在1 1 左右，具有一定的阻钙沉淀活性；纯化后的氮磷比为8 左右，氮磷比明显降低， 阻钙沉淀活性比纯化前更强，能有效推迟沉淀产生时间1 5m i n 。比商业酶解生产的酪 蛋白磷酸肽有更好的阻钙沉淀活性。 关键词：瑞士乳杆菌；发酵乳；干酪；酪蛋白磷酸肽( c p p s ) ；阻钙沉淀活性 a b s t r a c t l a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u ss h o w sh i g hp r o t e o l y s i sa b i l i t yi nf e r m e n t a t i o no fm i l k ，w h i c h i su s e dt oe n h a n c ef l a v o ra n dt e x t u r e s o m eh e a l t h yf u n c t i o ni n g r e d i e n t s ，s u c ha sa m i n o a c i da n db i o p e p t i d ea r ed e t e c t e di nl a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u sf e r m e n t e dy o g u r ta n dc h e e s e l a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u sw a ss e l e c t e da ss t a r t e rt op r e p a r ey o g u r ta n dc a m e m b e r tc h e e s e c a s e i np h o s p h o p e p t i d e s ( c p p s ) w a se x t r a c t e da n dp u r i f i e df r o ml a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u s f e r m e n t e dy o g u r ta n dc h e e s e a c c o r d i n gt ot h er a p i da c i d i f i c a t i o na n ds l i m e - f o r m i n gc a p a c i t yo fl a c t o b a c i l l u s h e l v e t i c u s ，t h eo r t h o g o n a la r r a yd e s i g nw a su s e dt oa n a l y z ef e r m e n t e dm i l km a d ef r o m d i f f e r e n tc u l t u r i n gc o n d i t i o n t h er e s u l ti n d i c a t e dt h eo p t i m a lc u l t u r ec o n d “i o nw a st h a t l a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u sc o u l dg r o ww e l la t3 7 4 ci n1 1 s k i mm i l kb yi n o c u l a t i n g3 s t a r t e r t h ef e r m e n t e dm i l kh a dg o o dc o a g u l a t i o n ，t h ef i t n e s so fm o u t h f e e la n da c i d i t y f r e s hm i l ka n dl a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u sw e r ea p p l i e df o rm a k i n gc a m e m b e r tc h e e s e o r t h o g o n a le x p e r i m e n t sw e r ec o n d u c t e dt oo p t i m i z et h ep a r a m e t e r so ns o f tc h e e s eq u a l i t y t h eo p t i m i z e dp a r a m e t e r si n c l u d e dt h ed o s eo ft h es t a r t e r0 0 0 5 工a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u s 0 0 0 4 ，p h5 4a n dc u t t i n gs i z e10r a m c p p sw a ss t u d i e dw i t hi ny o g u r ta n dc h e e s e b o t hc o n t a i n e dc a s e i np h o s p h o p e p t i d e s c p p si nl a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u sf e r m e n t e dm i l ka n dc h e e s ew a si s o l a t e da n dp u r i f i e d t h r o u g ht h es i n g l ef a c t o r i a la n do r t h o g o n a le x p e r i m e n t s t h eo p t i m a lo p e r a t i o nc o n d i t i o n s o fd 一2 01a n i o n - e x c h a n g er e s i nf o rp u r i f y i n gc p p si n c l u d e dt h ee l u t i o nr a t e2 5 0m l m i n ， t h ef e e d i n gc o n c e n t r a t i o no fc p p s3 ，t h ec o n c e n t r a t i o no fe l u a n t ( h c i ) 0 3m o l la n dt h e t e m p e r a t u r e4 0 t h er a t i o no fn i t r o g e n p h o s p h o r s ( n p ) a n da c t i v i t yt op r e v e n tc a l c i u m p r e c i p i t a t i o n 、e r e d e t e r m i n e dt h r o u g h p h - s t a t t h e n po f u n p u r i f i e d c p p sw a s a p p r o x i m a t e l y11 a n dt h en po fp u r i f i e dc p p sa f t e rw a s8 t h ep u r i f i e dc p p ss h o w e d s t r o n g e ra c t i v i t yt op r e v e n tc a l c i u mp r e c i p i t a t i o nt h a n t h a to ft h eu n p u r i f i e dc p p s k e yw o r d s ：l a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u s ，y o g u r t ，c h e e s e ，c a s e i np h o s p h o p e p t i d e s ( c p p s ) ， p r e v e n tc a l c i u mp r e c i p i t a t i o n 目录 l 前言”l 1 1 瑞士乳杆菌概述1 1 2 益生菌2 1 3 乳酸菌”3 1 3 1 乳酸菌的定义3 1 3 2 应用于发酵乳生产的乳酸菌3 1 3 3 应用于干酪生产的乳酸菌4 1 4 发酵乳5 1 4 1 发酵乳的定义5 1 4 2 发酵乳的发展概况5 1 4 3 发酵乳的保健功能5 1 5 干酪一6 1 5 1 干酪的定义6 1 5 2 干酪的历史6 1 5 3 干酪的分类7 1 5 4c a m e m b e r t 干酪7 1 5 5 干酪的营养价值”8 1 5 6 发酵剂在干酪生产中的作用8 1 6 乳源生物活性肽9 1 7 酪蛋白磷酸肽( c p p s ) 1 0 1 7 1 酪蛋白磷酸肽的结构1 1 1 7 2 酪蛋白磷酸肽的功能性质及开发现状l l 1 7 3 发酵乳制品中的酪蛋白磷酸肽”1 2 1 7 4 酪蛋白磷酸肽的分离纯化方法1 3 1 7 5 酪蛋白磷酸肽的检测1 4 1 8 本课题研究的目的与意义1 4 1 9 研究的主要内容1 5 2 材料与方法1 6 2 1 实验材料、仪器与主要试剂1 6 2 1 1 菌种1 6 2 1 2 主要原材料1 6 2 1 3 培养基1 6 2 1 4 主要试剂1 6 2 1 5 主要仪器与设备1 8 2 2 实验方法18 2 2 1 瑞士乳杆菌发酵乳发酵剂的制备“1 8 2 2 2 制作干酪的发酵剂1 9 2 2 3 酸度和活力的测定1 9 2 2 4 瑞士乳杆菌的活菌计数1 9 2 2 5 瑞士乳杆菌生长曲线的测定”1 9 2 2 6 瑞士乳杆菌发酵乳的制作”1 9 2 2 7 添加瑞士乳杆菌的c a m e m b e r t 干酪的制作2 0 2 2 8 瑞士乳杆菌发酵乳基本理化指标的测定2 l 2 2 9 瑞士乳杆菌发酵c a m e m b e r t 干酪基本理化指标的测定2 2 2 2 1 0 瑞士乳杆菌发酵乳制品中酪蛋白磷酸肽的初步分离一2 4 2 2 1 l 酪蛋白磷酸肽粗制品的纯化2 4 2 2 1 2 酪蛋白磷酸肽性质的测定2 6 2 2 1 3 酪蛋白磷酸肽氨基酸组成及含量的测定2 7 3 结果与讨论2 8 3 1 瑞士乳杆菌的研究2 8 3 1 1 瑞士乳杆菌发酵剂的制备2 8 3 1 。2 瑞士乳杆菌的最佳接种量2 8 3 1 3 瑞士乳杆菌的生长特性2 8 3 2 瑞士乳杆菌发酵乳工艺条件的优化3 0 3 2 1 正交试验的因素与水平的选择3 0 3 2 2 正交试验设计及结果3 0 3 2 3 验证实验3 2 3 3 干酪加工工艺的优化”3 2 3 3 1 正交试验的因素与水平的选择3 2 3 3 2 正交实验设计结果”3 2 3 2 3 验证实验3 4 3 4 瑞士乳杆菌基本理化指标的测定- 3 4 3 4 1 瑞士乳杆菌发酵乳在冷藏过程中酸度、p h 值变化的研究3 4 3 4 2 最佳工艺条件下制得的酸奶质量评价3 6 3 5 瑞士乳杆菌发酵c a m e m b e r t 干酪基本理化指标的测定3 6 3 5 1 水分含量3 6 l i 3 5 2 蛋白质含量和脂肪含量3 6 3 6 干酪成熟过程中蛋白质降解的研究3 6 3 6 1 水溶性氮( w s n ) 的测定3 6 3 6 2 非蛋白氮( n p v 0 的测定3 7 3 7 瑞士乳杆菌发酵乳制品( 发酵乳和干酪) 中酪蛋白磷酸肽的初步分离3 7 3 7 1 瑞士乳杆菌发酵乳中酪蛋白磷酸肽的初步分离”3 7 3 7 2 干酪中酪蛋白磷酸肽的初步分离“3 7 3 8 酪蛋白磷酸肽粗制品的纯化3 8 3 8 1 单因素实验”3 8 3 8 2 正交实验优化洗脱条件一4 0 3 8 3 最优条件洗脱曲线”4 2 3 8 4 酪蛋白磷酸肽氮磷比r ( n p ) 的测定4 3 3 8 5 酪蛋白磷酸肽阻钙沉淀活性的测定“4 4 3 8 6 酪蛋白磷酸肽氨基酸组成及含量4 5 4 结论4 8 5 展望4 9 6 参考文献5 0 7 攻读硕士学位期间发表论文情况5 5 8 致谢：5 6 l 天津科技大学硕士学位论文 1 前言 1 1 瑞士乳杆菌概述 瑞士乳杆菌( l a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u s ) 是传统的干酪加工菌种，具有促进干酪成 熟的作用。2 0 世纪9 0 年代，科学家发现瑞士乳杆菌发酵乳中的短肽具有抑制血管紧张 素酶，缓解紧张，改善睡眠，增强记忆力，提高更年期女性血钙浓度等多种功能。瑞 士乳杆菌己在国外列入益生菌的行列。现有多种产品和大量的专利及学术论文面世【i 】。 本论文主要研究对象为瑞士乳杆菌( l a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u s ) ，它属于益生菌的一种， 乳酸杆菌属，0 6 1 0 x 2 0 6 0 微米，单个或成链，用次甲基蓝染色无异染粒。 在琼脂平板上，菌落直径2 3n l n l 或更小，通常不透明，白色到浅灰色，粗糙到 假根状。在厌氧和5 c 0 2 条件下洋菜划线培养的生长物大量增加，在含吐温8 o 或油 酸钠的培养基中菌落较大或较光滑。 同型发酵产d l 乳酸，从果糖和甘露糖常常产弱酸，缓慢或不产酸。不发酵苦杏 仁苷或水杨苷，偶尔发酵海藻糖。 细胞壁含甘油磷壁( 酸) ，肽聚糖为l 赖氨酸d 天冬氨酸盐，无阿拉伯糖、鼠李 糖、半乳糖和甘露糖残基。 要求复杂的培养基，在牛奶中生长良好，产生2 或更多的乳酸。在含乳清、西红 柿汁、肝或胡萝卜水解物，酪素水解物加上酵母提取物和能发酵的碳水化合物的培养 基中生长良好。在合成的营养培养基中需要泛酸钙、核黄素、吡哆醛或吡哆胺和镁。 不需要外加的硫胺素、叶酸、维生素b 1 2 和胸腺嘧啶。 分离自酸乳、制干酪的发酵剂和干酪，与其它菌种配合用于干酪的生产，特别是 e m m e n t a l 和g r u y e r e 的干酪。热休克处理的瑞士乳杆菌细胞可使r a s 干酪比正常情 况下提前卜2 个月成熟，利用本种以干酪生产过程中产生的过滤乳清为基质，可生产 乳酸。部分菌株对s t a p h a u r e u s 的生长及其耐热核酸酶的分泌有抑制作用【2 】。 在众多乳酸菌中，瑞士乳杆菌具有较强的蛋白水解活性【3 1 ，可加速c h e d d a r 和 g o u d a 干酪的成熟，可缩短成熟时间，被广泛用于发酵乳制品的发酵剂中【4 5 】，它所发 酵的乳制品含肽的浓度较高1 6 j 。具有较强蛋白水解活性的瑞士乳杆菌不仅是人体肠道 的益生菌【7 j ，而且能水解乳蛋白产生包括血管紧张素转化酶抑制肽( a c e i p ) 在内的多种 生物活性肽。y a m a m o t o n 等人就曾从l a c t o b a c i l l u sh e l v e t i c u sc p n 4 发酵酸奶产品中 分离得到短肽【8 】。据n a k a m u r ae ta 1 报道【9 】从瑞士乳杆菌和酿酒酵母发酵的酸奶中分离 出带有氨基酸残基的v p p 和i p p 两种三肽，如图1 1 所示，具有a c e 抑制活性并能 降低血压。这两种肽的i c 5 0 分别是助m 和5 m 。日本c a l p i s 食品工业公司的山本直 之【l o l 对1 6 株乳酸菌所制的发酵乳进行了降血压肽方面的研究，发现乳杆菌的降血压 活性一般高于乳球菌和乳链球菌，而且瑞士乳杆菌具有最强的a c e 抑制活性，在体 内试验中具有最强的降血压活性。 1 前言 图1 - 1 来自乳蛋白的抗高血压三肽( v p p ，i f p ) f i g 1 1t h ea n t - h y p e a e nt r i p e p t i d e s ( v p p , i p p ) f r o mm i l kp r o t e i n 注：引自i n f o r m a t i o na b o u tt h ee v o l u s 圆f e r m e n t e dm i l k 1 2 益生菌 益生菌( p r o b i o t i e s ) 是指对人和动植物机体有益的菌。由益生菌生产的产品叫益生 菌制品，包括活菌体、死菌体、菌体成分及代谢产物，这种制品能改善机体微生物和 酶的平衡，并刺激特异性或非特异性免疫机制，达到防治某些疾病、促进发育、增强 体质、提高产量、延缓衰老和延长寿命的目的【1 l 】。如表1 - 1 。对益生菌作用机理的传 统认识主要有：通过产生乳酸降低p h 值抑制病原菌生长；分泌抗菌物质；竞争定植 位点；竞争营养物质；提高宿主免疫力等。近年来随着研究的深入，人们对益生菌作 用机理也有了新的认识。益生菌与以往使用的免疫调节药物不同，作用不是单向的。 它通过许多目前还不完全清楚的途径综合调控免疫力【1 2 】。过去经验和现代的科学证 明，益生菌具有医疗效果、保健效果、经济效益、社会效益和生态效益。乳酸菌是最 早发现和最常用的益生菌，利用其发酵特性制得活性微生物制品，通过改善宿主肠道 微生物菌群平衡来实现其保健功能1 1 3 , 1 4 】，酸乳就是一种最常见的发酵型益生乳制品。 表1 - 1 益生菌一般应符合标准及主要保健功能【l 习 t a b l e1 1t h ec o m m o ms t a n d a r da n df u n c t i o no f p r o b i o t i e 应符合标准 主要保健功能 1 对宿主健康发挥有益作用 2 非致病菌且没有毒性作用 3 在生物学上应当具有活性，即包含大量活茵 4 可以在宿主肠道内定植及代谢 5 在贮存和使用过程中保持活性 6 必须采自于宿主 l 减轻乳糖不耐受症状 2 抑制病原菌 3 提升胃肠道免疫功能 4 改善消化功能 5 抑制肿瘤发生 6 降低血浆胆固醇浓度 天津科技大学硕士学位论文 益生菌的重要生理功能己得到国际公认，开发和应用这类产品是人类预防多种疾 病的措施之一，是微生态学发展的必然方向。遗传修饰后的益生菌将带来更大的医疗 效果、保健效果、经济效益、社会效益和生态效益。 1 3 乳酸菌 1 3 1 乳酸菌的定义 乳酸菌( l a c t i c a c i db a c t e r i a ) 是一类可发酵碳水化合物( 主要指葡萄糖) 产生大量 乳酸的革兰氏阳性菌的总称。此类细菌在自然界分布广泛，在工业、农业、医药等领 域存在很高的应用价值，广泛应用于乳品加工业、食品加工业、饲料调制、医药卫生 及畜禽疾病的防治，与人类密切相关，因而受到人们的极大重视。 乳酸菌能分解各种糖产生乳酸。乳酸菌的乳酸发酵方式分为同型乳酸发酵 ( h o m o f e r m e n t a t i o n ) 和异型乳酸发酵( h e t e r f e r m e n t a t i o n ) 两种。在同型乳酸发酵中， 葡萄糖按下列方式分解： c 6 h 1 2 0 6 2 c h 3 c h o c o o h 1m o l 葡萄糖被分解成2m o l 的乳酸，即被消耗的葡萄糖几乎1 0 0 转换成了乳酸， 分解产物只有乳酸，而无其它物质生成，所以称为同型乳酸发酵。 在异型乳酸发酵中，葡萄糖的分解产物除了乳酸以外，还生成其它物质。它又可 分为两种类型： i c 6 h 1 2 0 6 c h 3 c h o c o o h + c h 3 c h 2 0 h + c 0 2 i i c 6 h 1 2 0 6 - - c h 3 c h o c o o h + 1 5 c h 3 c o o h 在i 型中，1m o l 葡萄糖被分解成1m o l 的乳酸、1m o l 乙醇和1m o l c 0 2 ，即被消 耗的葡萄糖有5 0 生成了乳酸。这种乳酸发酵方式在异型乳酸发酵中占有绝大多数。 在i i 型中，1m o l 葡萄糖被分解成了1m o l 的乳酸和1 5m o l 乙酸，也就是被消耗的葡 萄糖生成的乳酸不超过5 0 。只有营养要求比较复杂和特殊的双歧杆菌依这种发酵方 式分解葡萄糖，因此，这种异型乳酸发酵途径又称为双歧途径( b i f i d u mp a t h w a y ) 。 目前，乳酸菌已广泛应用于发酵酸乳、乳酸菌饮料、干酪、酿造食品、面包及食 品保藏等许多方面。乳酸菌不仅应用于食品工业，还广泛应用于医药工业、发酵工业、 饲料工业上。关于乳酸菌的防癌、抗肿瘤、抗变异原及免疫增强作用的研究，己引起 食品科学、微生物学、预防医学和微生态学等多学科的广泛重视【1 6 】。 1 3 2 应用于发酵乳生产的乳酸菌 乳杆菌属、链球菌属、双歧杆菌属、乳球菌属、明串珠菌属、片球菌属中的种及 其亚种是应用于发酵乳生产的主要乳酸菌。目前工业化生产的菌种大约有几十种，主 要的一些菌种见表1 2 。 酸奶发酵剂的优劣与产品质量的好坏有极为密切的关系。现市售酸奶发酵剂一般 由嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌为主要基本菌种而组成。一般从单个菌种菌株生长情 况、产酸能力和芳香物质的产生，以及菌株混合培养时菌株间相互作用对产酸及芳香 。， 1 前言 物质产生的促进作用等五个方面进行发酵剂研究，可为筛选出适合工业化生产的优良 菌株以及制各质量稳定的酸奶发酵剂提供科学依据，并在生产中确保发酵剂的质量， 从发酵剂这一环节上来确保酸奶最终产品的质量。 表1 - 2 生产发酵乳的乳酸菌种类【1 7 1 t a b l e1 - 2s p e c i e so fl a c t i c a c i db a c t e r i au s e df o rf e r m e n t e dm i l k 菌种中文名英文名好气性主要机能 制作发酵乳乳酸类型 1 乳链球菌l a cs t r e p t o c o c c u s微好气 产酸、产香人工酪乳、酸性奶油 l ( + ) 2 双歧杆菌 b i f i d o b a e t e r i u m 厌气性产酸 酸奶l ( + ) 3 嗜热链球菌 跏t h e r m o p h i l u s 微好气产酸酸奶 l ( + ) 4 保加利亚杆菌l a cb u l g a r i c u s微好气产酸、产香酸奶、克菲尔l ( + ) d ( - ) 5 嗜酸乳杆菌l a ca c i d o p h i l u s 微好气产酸嗜酸乳杆菌乳l ( + ) 6 乳酪乳杆菌l a cc a s e i 微好气产酸液体发酵乳 l ( + ) d ( ) 7 瑞士乳杆菌l a ch e l v e t i x u s 微好气产酸、产香酸奶、克菲尔 l ( + ) d ) 8 乳酸乳杆菌l a cl a c t i s微好气 产酸 酸奶 l ( + ) 9 木糖乳杆菌lx y l o s u s微好气 产酸酸奶d ( - ) 1 0 乳脂明串珠菌l e u c o n o s t o cc r e m o r i s微好气产香 人工酪乳、酸性奶油l ( + ) d ( ) l1 丁二酮链球菌s t r d i a c e t i l a c t i s 微好气 产酸、产香人工酪乳、酸性奶油l ( + ) d ( - ) l2 弯曲乳杆菌三c u r v a t u s 微好气产酸酸奶 l ( + ) d ( ) 发酵乳制品在传统饮食中一直占有重要地位。人们使用不同的乳酸菌做发酵剂， 制品在风味，组织状态，微生物指标，营养价值等方面会有差异。近年来我国鲜奶产 量的大幅度增加，酸奶消费呈剧增趋势，但花色品种较为单一，营养价值也大致相同， 消费者迫切需要品种繁多，营养价值更高，更令人满意的新产品。所以希望本文的研 究可在一定程度上指导瑞士乳杆菌制品的正确使用和工业化产品开发，这无论在学术 价值上还是在应用上都有重大意义。 1 3 3 应用于干酪生产的乳酸菌 乳酸菌发酵剂在干酪的成熟中具有下述作用： ( 1 ) 发酵乳糖，产生乳酸，乳酸对于凝乳酶凝乳和凝块质构具有显著的影响； ( 2 ) 乳酸菌的蛋白酶和脂酶在于酪的成熟中发挥着重要的作用： ( 3 ) 乳酸对于干酪的风味有明显的影响，并抑制致病菌和腐败菌的生长。 常见的干酪发酵剂的乳酸菌和作用见表1 3 。 4 天津科技大学硕士学位论文 表1 3 干酪发酵剂的乳酸菌 t a b l el 一3l a c t i c a c i db a c t e r i ao f c h e e s ez y m o g e n 乳酸菌的种类作用 乳酸菌球菌 乳脂菌球菌 乳酸乳球菌双乙酰亚种 乳脂明串珠菌 嗜热链球菌 保加利亚乳杆菌 布氏乳杆菌 坚忍链球菌 粪肠球菌 产酸 产酸 产酸、产气、形成风味 产气、形成风味 用于高温处理干酪产酸 用于高温处理干酪产酸 用于高温处理干酪产酸 用于高温处理干酪产酸、形成风味 用于高温处理干酪产酸、形成风味 1 4 发酵乳 1 4 1 发酵乳的定义 发酵乳是指用脱脂乳或全脂乳经特殊微生物发酵而成的制品，在销售前必须保持 微生物的活性，不得含有任何致病菌。从某种意义上讲，乳的发酵是乳成分的预消化， 如乳糖、蛋白质和脂肪的讲解，同时可溶性钙和磷的含量提高，并合成一些b 族维生 素，因此，与普通乳相比，其营养价值提高【1 8 】。国际乳业联盟( i d f ) 专家组在1 9 6 7 年年会上对发酵乳作出如下定义：所谓发酵乳是指以( 全脂乳、部分脱脂乳、完全脱 脂乳、浓缩乳、部分脱脂乳粉或全脂脱脂乳粉还原乳) 经均质( 或不均质) ，杀菌( 或 灭菌) 后，加特定的微生物发酵剂制成的一类产品【1 9 1 。 1 4 2 发酵乳的发展概况 酸奶作为一种是乳酸菌发酵制品，历史非常悠久。早在公元前2 0 0 0 年就出现了手 工制作酸奶。后魏贾思勰著齐民要术中记载了发酵乳的制作方法：牛羊乳皆得作， 煎乳四五沸便止，以绢袋滤入瓦罐中。其卧酪暖如人体，熟乳一升用香酪半匙，痛搅 令散泻，明旦乳成。这表明当时我国人民已经熟练的掌握了发酵乳的基本制作过程。 2 0 世纪初，我国已经可是了使用菌种的发酵乳生产。我国在8 0 年代引进了数十条现代 化的发酵乳生产线，开始了大规模的工业化生产。特别是近2 0 年来，发酵乳的消费在 全国已经非常普及，最常使用的发酵菌种是保加利亚杆菌和嗜热链球菌。另外具有保 健功能的嗜酸乳杆菌和双歧杆菌等的发酵乳也有广泛生产。 1 4 3 发酵乳的保健功能 作为世界公认的健康食品，酸奶对于人体的保健作用是多方面的。除了各种营养 成分，酸奶的保健功效还来自于大量乳酸菌和它的代谢产物，以及原料发酵过程中所 产生的各种活性物质。其营养保健功效主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 调整肠道菌群，抑制有害菌；促进消化吸收，改善胃肠道功能。主要由于 1 前言 乳中的主要化学物质乳酸和少量的乙酸、甲酸、苯甲酸具有抑菌作用，在某种情况下 对腐败微生物有杀菌效果，尤其是对革兰氏阴性致病菌。其抗菌作用还要归功于乳酸 菌能产生具有杀菌作用的特殊蛋白质化合物，即细菌素。 ( 2 ) 改善乳糖不耐症，提高对乳制品的适应能力。酸奶中的乳酸菌可以分泌出 乳糖酶，能帮助人体消化乳制品中的乳糖，还能诱导人体肠道产生乳糖酶。 ( 3 ) 提高钙、铁等矿物质的吸收率。酸奶中的乳酸和蛋白质分解产生的c p p s ( 酪 蛋白磷酸肽) 等肽类物质，都可以有效提高钙、磷、铁、锌等矿物质的吸收率。 ( 4 ) 提高肠道免疫功能，防止肠道感染。人体和动物实验都证明，在摄入酸奶 之后，对各种肠道致病菌和病毒的抵抗能力明显增强，降低了腹泻的发病率。 ( 5 ) 抑制某些类型的癌症。人们对与癌症病原学有关的乳酸菌代谢活性有很大 的兴趣，解释乳酸菌的抗癌机理主要是：将少将致癌前体物转化成致癌物有关的粪酶 的含量，直接转化或消除致癌前体物或致癌物，增强宿主的免疫体系，降低血液中胆 固醇的含量。 ( 6 ) 减轻辐射损伤，抑制辐射后淋巴细胞数目下降。动物实验表明，摄入酸奶 后的小鼠受到辐射后耐受力增强，辐射免疫系统的破坏减轻。 因此可以说酸奶是仅次于母乳的营养食品。 1 5 干酪 1 5 1 干酪的定义 干酪俗称奶酪，英文名c h e e s e 。它是将原料乳通过酶凝，再将凝块进行加工、成 型、发酵成熟而成的一种浓缩乳制品。以前，人们通常这样描述干酪：通过酶反应， 使乳凝结，紧接着把乳清从凝结物中分离，得到更接近固体的凝块。随着品种的增加 和新技术的使用，这样的描述并没有把乳清干酪、乳酸干酪、稀奶油干酪和其他一些 新技术( 如超滤、反渗透、高压等) 制得的干酪包括进去，因此不被人们普遍接受。 现在联合国粮农组织和世界卫生组织( f a o w t o ) 对干酪所下的定义为：“干酪是 通过将牛乳、脱脂乳或部分脱脂乳，或以上乳的混合物凝结并排放出液体后得到的新 鲜或成熟产品。由于这个定义没有将乳清干酪和新方法制成的干酪包括在内，因此 在第二次定义时新加进了乳清干酪：“乳清干酪是通过添加或不添加牛乳乳脂成分的 乳清浓缩或凝结的产品 。制成后未经发酵成熟的称生干酪，经发酵成熟而制成的产 品称为成熟干酪1 2 0 1 。 1 5 2 干酪的历史 干酪的生产有着悠久的历史，研究表明，干酪食品于公元前6 0 0 0 年一7 0 0 0 年起源 于伊拉克的幼发拉底河和底格里斯河流域。当时，人们用皮革、陶器或木制容器来盛 放挤好的奶。但是，这些容器很难保持洁净，因此，鲜乳很快就会变酸并且发生凝固 现象。随后，人们就会把凝乳块中的乳清排出，制成一种形式简单的新鲜干酪，第一 块干酪就是这样得来的。这些早期的干酪制作中没有用到凝乳酶，风味比较刺激，而 天津科技大学硕士学位论文 且很酸。 不经过酸化而用凝乳酶凝乳是干酪制作过程中的一个飞跃。大约到了3 世纪或4 世纪时，干酪的生产制作已经相当成熟。模制或压制与凝乳酶的使用相结合生产硬质 干酪的方法已经与现代工艺十分相似。随着贸易的不断扩充，城市人口不断增长，干 酪受到极大的关注，成为当时重要的商品。随着罗马帝国的衰落，1 0 世纪意大利成为 欧洲的干酪制作中心。在文艺复兴时期，由于干酪被认为是一种不健康食品，其生产 和消费均受到限制，但到了1 9 世纪干酪又重新得到重视和发展【2 1 1 。 初期，所有的干酪都是以未经处理的乳为原料制作的。未经处理的乳本身含有一 些微生物，制作过程中稍不注意，不仅会使干酪变质，而且还会危害到消费者的健康。 到1 8 世纪5 0 年代，法国微生物学家路易斯巴斯德发明了巴斯德杀菌法，干酪制作工 艺从此得以改进。巴斯德杀菌法的发明为干酪的大规模生产创造了条件；纯化微生物 发酵剂的使用代替了以前的酸乳和乳清发酵剂：从犊牛胃中提取凝乳酶并精致和标准 化，使凝乳的质量得以控制，减少了微生物的污染；酸度计的发明更使定量检测酸度 有了可能，正是这一系列的科技进步使干酪的制作步入了科学的轨道。 1 5 3 干酪的分类 据文献记载，干酪的种类将近2 0 0 0 种，随着新产品的开发，干酪的种类每年都 在增加，但由于同一种干酪在不同国家和不同时期有不同的名称，干酪实际品种应该 少于2 0 0 0 种。由于干酪的种类繁多，因此要对其分类，也变得异常困难，一般较简 单的分类方法是按照干酪水分含量的不同将干酪分为以下几类： 特软干酪( 水分含量8 0 ) 、软质干酪( 水分含量5 0 - 7 0 ) 、半软质干酪( 水分含 量4 0 一5 0 ) 、半硬质干酪( 水分含量4 0 - 5 0 ) 、硬质干酪( 水分含量3 0 - 5 0 ) 。 1 5 4c a m e m b e r t 干酪 1 5 4 1c a m e m b e r t 干酪的特点 c a m e m b e r t 干酪是将原料乳经杀菌、发酵、凝乳、切割、入模、排除乳清、盐浸、 喷洒霉菌发酵剂、成熟等工序加工而成的一种霉菌熟化软质干酪。c a m e m b e r t 干酪成 熟期间，特有的卡门培尔干酪青霉( p e n i c i l l i u mc a m e m b e r t ) 和白青霉( p e n i c i l l i u m c a n d i d u m ) 是专性好氧微生物，仅在干酪表面生长，在干酪成熟前6 天生长不明显。 外来的耐酸性酵母也可在c a m e m b e r t 干酪表面生长，它和霉菌可将乳酸氧化成c 0 2 和h 2 0 ，使干酪特别是干酪表面p h 值明显上升。干酪表面还发生明显蛋白降解作用， 另外氨基酸脱氨产生n h 3 也有助于干酪p h 上升。由这两种霉菌产生的蛋白酶和脂肪 酶从干酪表面向中心渗透，促使干酪成熟。产品表面最终长满白色霉菌，内部组织呈 融化状态，具有独特的风味。 c a m e m b e r t 干酪在成熟过程中，蛋白质被逐步分解成不同大小的肽类、氨基酸等， 脂肪被降解成不同大小的脂肪酸，因此c a m e m b e r t 干酪中的分子吸收率达到9 6 一9 8 ， 同时c a m e m b e r t 干酪中还含有大量必需氨基酸和生理活性物质。 ，j 一 1 5 4 2 瑞士乳杆菌在c a m e m b e r t 干酪中的应用 瑞士乳杆菌是一种乳酸菌，因而被广泛应用于乳制品中，尤其是应用在瑞士干 酪中。瑞士乳杆菌具有较强的蛋白水解活力，其细胞酶能够将肽类降解为氨基酸，因 而能够加速干酪的成熟和减少干酪中苦味肽的产生。 1 5 5 干酪的营养价值 干酪营养价值非常高，可以说是浓缩了乳中的大部分精华成分，将原乳中的蛋白 质和脂肪浓缩了1 0 倍左右，其中蛋白质含量为2 1 - 3 2 ，脂肪2 2 - 3 1 ，乳糖为 0 1 一1 0 ，钙为7 0 0m g k g ，铁0 6 一0 7 ，此外，还含有丰富的维生素。因为干酪 经过发酵，食用干酪不会出现乳糖不耐受症，也可避免蛋白质过敏反应【2 2 】，而且干酪 比人乳、牛乳营养更丰富【2 3 】( 见表1 4 ) 。 由表1 4 可看出，干酪中含