优良“老酸奶”发酵剂组合的筛选

阿茹罕，李春，刘宁，2

（1.东北农业大学食品学院，哈尔滨 150030；2.国家乳业工程技术研究中心，哈尔滨 150086）

优良“老酸奶”发酵剂组合的筛选

阿茹罕1，李春1，刘宁1，2

（1.东北农业大学食品学院，哈尔滨 150030；2.国家乳业工程技术研究中心，哈尔滨 150086）

为了筛选出优良的酸奶发酵剂，根据菌株的稳定性、发酵活力、凝乳时间等指标对23菌株（其中有13株球菌与10株杆菌）进行初步筛选，获得13株具有优良发酵特性的菌株（其中有7株球菌与6株杆菌）。根据单菌株发酵实验结果，按菌种性能互补原则将各球菌与杆菌复配，进行28个组合发酵实验，测定发酵速度、质构、乳清析出以及后酸化等指标。最终筛选出球菌S1、S4与杆菌L2，此组合与目前商业化直投发酵剂比具有发酵前期产酸速度快、发酵时间短的优点，而且具有天然的发酵香气，乳清析出量很少，适用于直投式发酵剂的生产。

老酸奶；菌种组合；筛选

0 引言

近年来，“老酸奶”越来越受到消费者的喜爱，与普通酸奶相比较，它的竞争优势在于，天然发酵香气，外观如嫩豆腐，口感细腻爽滑。但是，天然老酸奶制作时间长，保质期相对较短，常常出现黏稠度低、组织状态粗糙、乳清析出等不良现象，影响了消费者的购买意愿[1]。要解决上述问题，最根本的方法是筛选出优良的“老酸奶”发酵剂。酸奶发酵剂在酸奶生产过程中的作用非常重要，是酸奶产品产酸和产香的基础和原因，酸奶质量的好坏主要取决于酸奶发酵剂的品质类型及活力[2]。本研究通过对23株乳酸菌的筛选和互配，寻求优质的“老酸奶”发酵剂，具备凝乳状态光滑细腻，乳清析出较少，产酸快，产黏和产香性能高且具备较弱的后酸化特性，为企业生产具有市场价值的凝固型酸奶产品提供参考。

1 实验

1.1 材料

实验采用脱脂乳进行发酵筛选菌种组合，根据菌株的稳定性、凝乳状态、凝乳时间等指标从23株不同来源的乳酸菌菌株(其中杆菌10株，球菌13株)中初步筛选出了13株菌株，分别为7株球菌和6株杆菌，这些菌株均来源于乳品科学教育部重点实验室(东北农业大学)菌种保藏库，如表1所示。

根据单菌株发酵实验结果，按菌种性能互补原则将各球菌与杆菌进行复配，控制杆菌与球菌的种类在1∶1，1∶2和2∶3，混合比例为1∶1，共进行了28种不同组合的发酵实验。以某后酸化程度弱的菌株为对照组（0#），见表2。

培养基：脱脂乳培养基，改良M17培养基，改良MRS培养基，按文献的成分及配比进行配制[3]。所用试剂为实验室常规分析纯化学试剂。

表1 实验菌株来源

表2 不同球菌与杆菌组合

1.2 主要仪器与设备

电子天平，酸度计，培养箱，质构仪，电热恒温水浴锅，高压灭菌锅，显微镜和冰箱等。

1.3 方法

1.3.1 发酵乳加工工艺流程

12%的脱脂乳→杀菌(95℃，5 min)→冷却至44～45℃→接种（接种量均为3%）→发酵(40℃)→迅速冷却→4℃冷藏。

1.3.2 pH值测定

pH计用于酸奶发酵期间及储存期间pH值变化的检测。发酵开始到发酵结束每隔1 h，发酵完成后存储期间每隔24 h，每次取3个试管，测定pH值。

1.3.3 酸度测定[4]

按照GB/T 5009.46-2003提供的方法进行测定具体方法，准确吸取10 g试样于150 mL锥形瓶中，加20 mL蒸馏水及2～3滴0.5%的酚酞指示剂混匀，用浓度为0.1 mol/L的NaOH标准溶液滴定至初现粉红色，并在1 min内不褪色，消耗的氢氧化钠标准滴定溶液毫升数乘以10，即称为酸奶的吉尔涅尔度。

1.3.4 保水能力及乳清析出的测定[5]

发酵乳在离心作用下，会发生脱水收缩现象(syneresis)，致使乳清从凝胶结构中分离出来。在相同的离心条件下，测量发酵乳的脱水收缩率(syneresis rate)可以反映出不同发酵乳样品的保水能力。具体方法是，吸取30 g（4℃）的发酵乳样品放入刻度离心管中，4 200 r/min离心20 min，倾出乳清1 min。保水能力和乳清析出表示为

保水能力=沉淀的质量/初始发酵乳质量×100%，

乳清析出=倾出乳清的质量/初始发酵乳质量×100%。

1.3.5 质构分析[6]

样品100 mL未搅拌，采用质构仪TA-XT2测定。选用A/BE探头，直径为35 mm的压力盘。参数设置如下：下降速度与测试速度为1.0 min/s，提升速度为10.0 min/s，测试深度30.0 mm，记录整个过程中所需的应力。

1.3.6 感官评价[7]

主要对酸奶的组织状态、滋味和气味进行评价。邀请22名测试者，男女各半，对不同菌株组合生产的发酵乳进行感官评定。实验者通过打分对产品做出评估。测定项目如下：⑴风味分值1～7分(不愉快～很愉快)；⑵酸度分值1～5分(温和～很酸)；⑶组织状态1～4分(稀薄～浓厚)。

2 结果与讨论

2.1 乳酸菌混合发酵组合筛选

商业化“老酸奶”产品，在生产过程中存在的问题主要有：⑴发酵时间过长；⑵乳清析出较多；⑶保持天然的发酵香气。

根据这3个主要问题，对28个不同菌株组合进行筛选，满足下列条件中一条便排除：⑴凝乳时间超过5 h；⑵乳清析出百分率超过15%；⑶有明显的苦味。最终筛选出4个菌株组合具有优良的发酵特性，16#、18#、19#和20#，这4组合由于包含的杆菌、球菌的不同，发酵性质及优势也不同。16#中L6是高产胞外多糖的杆菌，S1有天然发酵香气；18#中S7是高产胞外多糖的球菌，S1有天然发酵香气；19#中S1有天然发酵香气；20#中S7是高产胞外多糖的球菌，S1有天然发酵香气。

在酸奶发酵过程中，能够单纯由菌株发酵得到天然发酵香气，这将为生产优良产品提供非常有力的支持。因为过多添加增香剂来提高发酵乳制品的风味，不但不容易被消费者接受，也使企业要投入更多的成本。此外，已经有研究指出，由于酸奶在生产的过程中要受到机械力的作用，凝胶结构会被破坏，使用产胞外多糖的乳酸菌可以防止乳清析出凝胶破碎，还可以增加酸奶的黏度[8]。这种仅从菌种的角度复配的发酵剂，有效的提高发酵乳的质构以及风味，不用借助增香剂、增稠剂或稳定剂，这样发酵得出的天然无添加物的食品已成为未来的趋势。

2.2 酸度及pH值随时间变化曲线

图1为不同组合发酵过程中pH值变化。由图1可以看出，对照组（0#）的某商用菌株需要发酵7.5 h，pH值才能达到4.5左右，实验筛选出的4组（16#、18#、19#、20#）发酵的时间都在4 h以内，发酵的时间缩短了近一半。16#和18#的曲线路径基本重合，经过前2 h的发酵迟滞期，pH降低明显加快，在3～4 h之间下降速度最快。19#和20#的曲线也基本重合，发酵前期启动速度较16#和18#要快，发酵不到3 h pH就达到5以下，整个发酵过程大约3.5 h，pH值便可以达到4.5左右。

酸度的变化趋势如图2所示。由图2可以看出，对照组（0#）的某商用菌株发酵7.5 h酸度才能达到90°T以上。16#和18#的酸度曲线基本相同，发酵的前2 h酸度上升很缓慢，经过发酵迟滞期后2～3 h产酸明显加快，3～4 h产酸量急速升高，4 h可达90°T左右。19#和20#的曲线基本重合，产酸速度比16#和18#快，发酵过程前期启动速度较快，2～3 h是产酸速度最快的阶段，发酵不足3 h酸度就达到90°T以上。

综合图1和图2，可以看出，实验筛选的4组在40℃发酵4 h内酸度都能达到90°T左右，产酸量和产酸速度都可以满足企业生产的需求。

2.3 乳酸菌混合发酵的后酸化变化曲线

后酸化是评价发酵剂是否能应用于实际生产的一个重要指标。后酸化导致发酵乳在保藏过程中酸度持续升高、口感变差、乳清析出增多，都严重的影响酸奶制品稳定性及品质。

各组从发酵结束开始，经过24 h后熟，每隔24 h测定酸度和pH值，如图3和图4所示。由表3可以看出，各组合在4℃保藏7 d之后，对照组0#的酸度变化最小，仅增加了4°T，其次是16#酸度变化量最小，增加了6°T，19#和20#分别增加了14°T和13°T；18#酸度增长了22°T，后酸化情况最为严重，不宜用于实际生产。

表3 低温冷藏后酸奶酸度变化°T

2.4 乳酸菌混合发酵对发酵乳质构特性的影响

利用质构仪TA-XT2获得了各组发酵乳4个反映质地的指标，分别是黏度、内聚性、浓稠度和硬度，如表4所示。

黏度由大到小的顺序是：18#>20#>19#>0#> 16#，各组合的凝乳状态，有较大的差异性。18#和20#，黏度都非常大，分别是333.462和302.123，这是因为两组中都含有高产胞外多糖的球菌S7，实验发现只要有球菌S7发酵乳都有很明显的拉丝现象。此外，从凝乳状态角度看来18#和20#发酵乳凝乳时都没有凝块形成，属于搅拌型酸奶，不适于发酵凝固型酸奶故可排除。16#、19#与对照组0#凝乳是固态，外观类似豆腐状，符合实验要筛选的“老酸奶”发酵剂菌株。

关于内聚性，18#>19#>20#>0#>16#，18#值最大，16#最小。

关于浓稠度，20#>19#>18#>0#>16#，20#最高，16#最低。

硬度方面，20#>19#>18#>0#>16#，20#的值最高，16#最低。

可以看出，内聚性、浓稠度和硬度排在第二位的都是19#，发酵性质比较优良。16#四个指标的数值都排在最后一位，数值全部低于对照组，并不符合实验要筛选的优良发酵剂的条件。

表4 不同菌株组合对发酵乳质构特性的差异性

2.5 混合发酵对发酵乳保水性和乳清析出的影响

各组合发酵结束之后，经过4℃（24 h）的后熟之后，测定保水性和乳清析出情况，结果如表5所示。由表5可以看出，保水能力由大到小的顺序为：20#> 18#>19#>16#>0#，乳清析出量由多到少的顺序为：0#>16#>20#>19#>18#。对照组0#保水能力最差为31.13%，同时乳清析出也是最多13.25%，其他各组无论是保水能力还是乳清析出的情况，都优于对照组。其中保水能力最好的是20#为52.87%，乳清析出最少的是18#为6.26%。由上面的质构测定，排除18#和20#。19#乳清析出较16#少，保水能力较16#好，所以19#发酵性质较优良。

表5 不同的菌株组合对发酵乳保水性和乳清析出的影响

2.6 感官评定结果

由12名志愿者对5个菌株组合所发酵的酸奶进行感官评价，结果如表6所示。由表6可以看出，18#与20#在风味上稍差，口味偏酸，组织状态黏稠。0#、16#、19#在风味儿和酸度上较接近，但相比之下19#发酵乳风味评分最高，酸度适中，组织状态最好，凝块较硬不易松散。

表6 不同的菌株组合发酵乳感官评定

3 结论

菌种组合为球菌S1、S4和杆菌L2，对于企业生产凝固型酸奶产品具有较高的应用价值。此组合与目前商业化菌株比具有启动速度快，发酵速度短的优点，40℃发酵3 h左右酸度便可达到90°T。从风味上与商业化直投发酵剂无明显差别，但硬度较高，凝块状态明显要更好，乳清析出量很少，保水能力更强。在后酸化程度上，与商业化菌株比较，相近或略高。

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Screening the good set-style yogurt combined starter culture

A Ru Han1,LI Chun1,LIU Ning1,2
（1.College of Food Sciences,Northeast Agricultural University,Harbin,150030，China;2.National Dairy Engineering and Technology Research Center,Harbin 150086，China）

To screen starter cultures for set-style yogurt production,the fermentation characteristics of 23lactic acid bacteriastrains(13streptococciand 10lactobacilli)were studied.By comparing the stability,activity and curd time of the 23 strains,13 strains(7streptococciand 6lactobacilli) were screened out preliminary.According to the bacteria prepotent compensate principle,different strains were combined each other,and combined strains were evaluated according to the characteristics of fermented milk such aslactic acidproductivity,texture profile analysis,quantity of whey and the acidification of the fermented milk during storage etc.The best combination strains were S1,S4and L2.This combination produces acid quickly at the beginning of fermentation and has little whey,good flavor which has the potential to be used as the direct vet starter.

set-style yogurt;combined bacteria;screening

TS252.54

A

1001-2230（2012）03-0035-04

2012-01-10

阿茹罕（1988-），女，硕士研究生，研究方向为营养与乳制品加工。

刘宁