果蔬发酵乳酸菌粉常压于燥制备工艺研究

曾海英，谭书明，母应春，李韦谨

(贵州大学生命科学院食品科学系，贵州贵阳550025)

果蔬发酵乳酸菌粉常压于燥制备工艺研究

曾海英，谭书明，母应春，李韦谨

(贵州大学生命科学院食品科学系，贵州贵阳550025)

通过对果蔬发酵乳酸菌粉DV培养基优化复配、常压干燥工艺、包装储存条件研究，得出直投式乳酸菌粉常压制备工艺。即将果蔬发酵用乳酸菌接种于优化复配DV(DV中添加5%葡萄糖，1%蛋白粉，12.5%水)载体培养基上，置37±1℃下培养24h;收集菌粉平铺高度0.5cm进行55℃远红外干燥3h，该菌粉用真空包装置4℃下保存15d，其乳酸菌数均能达到107cfu/g以上。

乳酸菌粉，干载体培养基，远红外干燥

乳酸发酵果蔬制品是一类深受老百姓喜爱的传统发酵食品，其营养与保健功效逐渐被人们熟知。然而传统自然乳酸发酵产品菌群复杂多样、发酵难控制、产品品质不稳定;采用人工接种菌群强化乳酸发酵则需要对生产菌种进行繁琐的纯活化复壮、扩大培养;种子液培养基多为化学药品配制，存在不安全因素［1-3］，而采用冻干菌粉或喷雾菌粉则生产成本昂贵，得率低［3-4］;因此本课题旨在探索果蔬发酵用乳酸菌粉的常压制备工艺，以期为今后的该产品的产业化发展，稳定品质，减少成本，缩短周期提供前期研究数据与技术支撑。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验菌株 为分离自发酵果蔬制品的益生益酵菌株 1-2(L.plantarum)、2-2(L.acetotolerns)、4 (L.fermentum)、5(L.amylovorus)活化、纯检合格备用［6］;干载体DV培养基(以下简称DV) 乳白色粉状物，微香，过40目筛。

1.2 实验方法

1.2.1 DV优化复配 以乳酸菌菌落计数为考察指标，采用正交实验L9(34)对葡萄糖(A)，蛋白粉(B)和加水量(C)3个因素进行考察，因素水平表见表1。实验结果采用SPSS13.0统计软件进行分析，以下皆同。

表1 DV优化复配正交实验因素水平表

1.2.2 菌种扩培 接菌量为3%，并置37±1℃培养24h后进行菌粉干燥。

1.2.3 菌粉远红外常压干燥［7］设计物料平铺高度(A)、干燥时间(B)、温度(C)为因素，菌活力及含水量为考察指标进行正交实验，筛选最佳干燥条件，因素水平表见表2。

表2 菌粉干燥正交实验因素水平表

1.2.4 菌粉包装与检验 将干燥菌粉进行抽真空包装和常压包装，并置4、22、37℃下保藏15d，观察包装产品外观品质变化，并对存放15d的菌粉进行乳酸菌菌落计数，霉菌计数及水分测定、pH测定［8］。

1.2.5 DV理化指标的测定 参照 GB/T5009.3-2003、GB/T5009.5-2003、GB/T5009.7-2003执行。

2 结果与分析

2.1 DV各理化指标检测

通过国标方法测定DV培养基各项基础理化指标(见表3)，结果显示DV水分含量与pH均适合乳酸菌的生长需求。但蛋白质含量、糖含量等仍有不足，若要进行乳酸菌扩培，达到细胞高密度培养，该培养基仍需进一步优化碳源、氮源含量。

表3 DV的理化指标

2.2 DV优化复配

针对DV理化测定结果，在考察单因素影响预实验的基础上，通过对四株乳酸菌在优化复配DV上生长性能检测，采用SPSS13.0统计软件对数据进行分析(结果见表4、表5)得出:在DV优化复配方案中，A葡萄糖、B蛋白粉因素对实验结果均有显著性影响(P＜0.05)，C加水量因素无显著影响(P＞0.05)。各因素主次顺序为:B＞A＞C。复配培养基最佳组合为B3A3C2，即DV培养基中加入5%葡萄糖，1%蛋白粉，12.5%加水量，接种3%乳酸菌，置37±1℃下培养24h，均能达到＞107cfu/g活菌数。

表4 DV优化复配正交实验结果

表5 DV优化复配方差分析结果

2.3 菌粉的干燥工艺

将扩培菌粉进行远红外干燥，通过检测干燥后菌粉中乳酸菌活菌数从而得出最优干燥工艺(如表6、表7)。经检验得出:A平铺高度、B干燥时间与C干燥温度对菌粉中乳酸菌活性均有显著影响(P＜0.05);影响主次顺序为:B＞C＞A;最优干燥工艺为B3C2A2，即将菌粉平铺为0.5cm高，55℃下进行远红外干燥处理3h，乳酸菌仍能保持80%以上活菌量。且干燥后菌粉水分含量均值为13.22%，pH5.6±0.1，能较好抑制霉菌等其它微生物生长，保障乳酸菌为优势菌群存在。菌粉满足低水分含量，高活菌量等指标，表明常压远红外干燥制备菌粉工艺基本可行。

表6 菌粉干燥正交实验结果

表7 菌粉干燥方差分析结果

2.4 菌粉包装及检验

干燥菌粉如何进行包装储存，直接影响着后期菌粉的利用率。一方面要考虑延长菌粉的保质期;另一方面仍要考虑注意菌粉存放期不能结块、吸潮、菌活力下降、受杂菌污染等。因此，合理可行的包装方法与储存条件就显得尤为重要。采用优化工艺进行菌粉干燥，并将干燥菌粉进行真空包装与常压包装比较，置不同温度下存放15d测定其乳酸菌数、霉菌数、水分含量、pH等，以比较不同包装方法与储存条件对干燥菌粉的影响，其结果见表8。

表8 菌粉包装及检验

经观察、检验得出:外观形态上，不同条件下，保存15d的乳酸菌粉均为乳白色粉状固体，无结块、变色、霉变现象。从各理化、微生物检测指标分析，干燥菌粉保存15d后，活菌数仍达95%以上，具有较高的菌活力;但真空包装获得的乳酸菌数略优于常压包装。分析可能由于常压包装中的少量氧气改变了体系中的氧化还原电势，从而影响了菌体休眠与生长。霉菌数检测两种包装与不同温度保存下霉菌数均＜3000cfu/g，达到控制标准。水分含量与pH方面，两者皆略有波动，基本表现出随储存温度的上升，水分、pH呈降低的趋势，分析与乳酸菌在储存期的进一步生长繁殖导致体系改变有关。综合各指标结果得出:采用真空包装干燥菌粉，并置4℃下保存能明显延长菌粉保质期，菌粉品质不下降或变化极为缓慢，菌活力仍保持95%以上。

3 结论

通过对果蔬发酵乳酸菌用干载体培养基DV的优化复配，高密度细胞培养物常压干燥菌粉制备及菌粉包装与贮存条件比较研究，得出果蔬发酵乳酸菌粉常压干燥制备工艺可行，即将生产用乳酸菌按3%接种量接种于优化复配DV培养基上，DV中需添加5%葡萄糖，1%蛋白粉，12.5%水，将其置37±1℃下培养24h，菌含量可达＞107cfu/g;将扩培菌剂平铺高度1cm置50℃下远红外干燥3h，对干燥菌粉进行真空包装，于4℃下保存15d，该干燥菌粉均能保持95%以上活菌量。这为直投式生物法生产果蔬发酵食品，实现该类产品的快速化生产、加速特色果蔬发酵食品的产业化发展提供了前期实验数据及技术支撑。但是，是否还可通过添加其它促生长因子扩大乳酸菌细胞的生长，菌粉干燥效率与能耗关系的分析，菌粉贮藏期再延长中的理化学、微生物学变化研究及运用菌粉进行直投式生产发酵型果蔬制品的风味、品质评定等一系列问题仍需要再进一步研究、探讨。

［1］闵华.发酵蔬菜乳酸菌的分离及培养基的筛选［J］.江西农业学报，2002，14(2):61-64.

［2］熊涛，徐立荣，范镭，等.蔬菜发酵专用乳酸菌的菌体高密度培养［J］.食品科学，2007，28(12):345-349.

［3］贺稚非，向瑞玺，李洪军，等.泡菜活性直投式乳酸菌发酵剂的研究［J］.食品科学，2006，27(8):191-197.

［4］Rumian N，et al.Comparative investigations on activity of lactobacillus bulgaricus during lyophilization［J］.Cryobiology，1993:438-442.

［5］Wolff E.Freeze-drying of streptococcus thermophilus:a comparision between the vacuum and the atmospheric method［J］.Cryobiology，1990，27:569-575.

［6］曾海英，秦礼康，江萍.糟辣椒中乳酸菌的鉴定及生物学特性比较研究［J］.中国酿造，2002(3):15-20.

［7］李里特.远红外技术在食品加工中应用的原理和问题［J］.食品工业科技，1990(6):3-7.

［8］王叔纯.食品卫生检验技术手册［M］.第三版.北京:化学工业出版社，2002:7.

Study on atmospheric pressure drying technology of lactic acid bacteria powder for fermenting fruit and vegetable

ZENG Hai-ying，TAN Shu-ming，MU Ying-chun，LI Wei-jin
(College of Life Science，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

The atmospheric pressure drying technology of lactic acid bacteria(LAB)powder for fermenting fruit and vegetable was obtained by researching on DV medium optimization，drying technology and condition of package and storage.The result showed that the best addition amount of glucose，protein and H2O for DV medium were 5%，1%and 12.5%.And the optimal technology conditions was as follows:LAB was inoculated into optimal DV medium，then cultured at 37±1℃for 24h.After that the LAB powder was parallel laid 0.5cm and dried at 55℃ for 3h，and then vacuum packaged and stored at 4℃ for 15d.The number of living LAB bacteria can reach 107cfu/g in the LAB powder.

lactic acid bacteria(LAB)powder;DV medium;far-infrared drying

TS201.1

B

1002-0306(2010)08-0230-03

2010-05-24

曾海英(1978-)，女，讲师，研究方向:食品微生物。

贵州省工业攻关课题(黔科合GY字［2007］3023);贵州大学青年科学基金项目(贵大青基合字2007-67号)。