论文部分内容阅读
近些年来,酸乳凭借其独特的风味、丰富的营养以及一定的保健作用,深受消费者喜爱。但目前市面上的酸乳产品同质化现象严重,已远不能满足人们对酸乳产品多样化的需求。酸乳产品的风味和质量很大程度上取决于发酵剂的菌种组成及比例。我国对乳品发酵剂的研究起步较晚,具有自主知识产权的商业发酵剂较少,酸乳发酵剂的市场基本被国外公司垄断。因此,开展应用基础研究,筛选具有优良发酵性能的乳酸菌菌株,研制具有自主知识产权的新型酸乳复合菌种发酵剂具有重要意义。本研究首先采用传统培养法对不同来源开菲尔粒中的乳酸菌进行分离,并采用16S rDNA序列分析法进行鉴定;其次,通过对分离菌株发酵性能的测定,筛选出优良乳酸菌;再次,将优良乳酸菌根据其功能特性,进行不同组合比例的发酵试验,获得最佳的酸乳复合菌种发酵剂配方;最后,在单因素试验的基础上进行正交试验,获得复合菌种发酵剂的最佳发酵条件,试验以市售国外发酵剂为参照,对该酸乳复合菌种发酵剂的性能进行测试与评价。主要研究内容和取得的成果如下:(1)以源自不同地区的8种开菲尔粒为乳酸菌分离源,经分离、鉴定共获得43株开菲尔源乳酸菌,并构建了43株乳酸菌的系统发育进化树。试验研究以采集自新疆、西藏、内蒙古和我国东北地区的8种开菲尔粒为分离源,采用传统培养法,经形态学、过氧化氢酶及革兰氏染色观察和分析获得43株乳酸菌。对该43株乳酸菌菌株进行16S r DNA序列的特异性扩增、测定及同源性比对分析鉴定至种属,并构建其系统发育进化树。试验获得的43株乳酸菌鉴定结果如下:开菲尔乳杆菌12株、副干酪乳杆菌7株、乳酸乳球菌5株、嗜热链球菌5株、嗜酸乳杆菌4株、植物乳杆菌3株、保加利亚乳杆菌2株、假肠膜明串珠菌2株、肠膜明串珠菌1株、耐久肠球菌1株、鼠李糖乳杆菌1株。(2)对该43株乳酸菌进行发酵性能测试与筛选,获得了3株优良乳酸菌。试验研究首先对43株乳酸菌进行了遗传稳定性、凝乳时间、产酸能力的初步筛选工作,获得了12株遗传稳定性状较好、凝乳时间适中、产酸能力较佳的乳酸菌,分别为4株开菲尔乳杆菌,4株乳酸乳球菌,2株嗜热链球菌,1株鼠李糖乳杆菌以及1株耐久肠球菌。其次,对该12株乳酸菌进行了持水力、产黏能力、产香能力、蛋白水解能力、菌种活力的测定,并对其单菌发酵乳进行感官评价。综合试验结果,最终择优选择了3株可用于复合菌种发酵剂研制的乳酸菌,分别为嗜热链球菌YKHH2、乳酸乳球菌SFCE1和开菲尔乳杆菌YKGX5。嗜热链球菌YKHH2的持水率与初始表观粘度分别为64.62%与9.21 Pa,在持水能力与产黏能力方面表现最为优异;乳酸乳球菌SFCE1有着较好的乙醛生成能力(14.34μg/mL)和较强的产双乙酰能力(6.03μg/mL),且乙醛与双乙酰比例适宜(2.38:1),因此产香能力方面表现最为优异;开菲尔乳杆菌YKGX5有着较强的前产酸能力(87.49°T)与较弱的后酸化能力(6.35°T),且其氨基氮含量为353.75μg/mL,菌种活力高达1.31×109 CFU/mL,在产酸、蛋白水解和菌种活力方面表现最为优异;此外,YKHH2、SFCE1和YKGX5单菌发酵乳的感官评分依次为79.50、76.00及65.80分,在色泽、滋气味及组织结构方面评价较好。该3株乳酸菌符合工业化发酵要求,具有极好的商业应用价值与前景。(3)对筛选得到的3株优良乳酸菌进行了菌种复合发酵的优化试验,确定了最佳的酸乳复合菌种发酵剂配方,即乳酸乳球菌SFCE1:嗜热链球菌YKHH2:开菲尔乳杆菌YKGX5=30:300:1。试验研究以筛选获得的3株优良发酵剂乳酸菌为研究对象,首先进行了菌株间拮抗性试验和牛乳中生长曲线试验,结果显示3株乳酸菌株间无拮抗现象,且在牛乳中生长良好。其次进行了球菌之间最佳组合比例试验,结果显示最佳组合比例为SFCE1:YKHH2=1:10,此时酸乳样品的酸度、持水力、硬度与粘性表现较好,感官评分较高(83.20分)。最后,在上述试验获得的最佳球菌间组合比例的基础上,进行了球菌与杆菌之间最佳复配比例试验,结果显示最佳复配比例为30:1,此时酸乳样品酸度、持水力、硬度与粘性表现较好,感官评分最高(84.20分)。最终确定复合菌种发酵剂的配方为SFCE1:YKHH2:YKGX5=30:300:1,此时获得的酸乳产品酸度适宜,持水力与组织结构较好,感官评分最高。(4)对酸乳复合菌种发酵剂的发酵条件进行了正交优化,经优化后的发酵试验验证,酸乳复合菌种发酵剂性能优异,整体表现优于与市售国外发酵剂。试验研究以接种量、发酵温度和蔗糖添加量为影响因素,在单因素试验结果基础上进行正交优化试验,得到最佳发酵条件为发酵温度33℃、接种量3×107CFU/mL、蔗糖添加量6%,此时发酵得到的酸乳感官评分为88.10分,高于正交试验组的最高分87.20分,表明正交试验优化成功。在此条件下,对复合菌种发酵剂从常规发酵性能、全质构与流变学特性、挥发性香气成分方面进行评价,结果表明:与市售国外发酵剂相比,复合发酵剂凝乳时间适中,产酸能力、持水力、菌种活力表现优异,其发酵的酸乳具有更好的凝乳状态和质地,在受外力作用时组织结构的改变相对较小且恢复速度相对较快,挥发性香气成分更为丰富,感官评分更高。综上所述,获得的复合菌种发酵剂性能优异,整体表现优于市售国外发酵剂,具有极好的工业应用前景和经济价值。