温度对嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌发酵羊奶的影响

陈 合 张秋红 王长凤 舒国伟

（陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西 西安 710021）

益生菌（probiotics）是指能够改善肠道微生物平衡，对宿主起施加有益影响的微生物制剂［1］。酸乳中的益生菌可调整肠胃功能，抑制腐败菌的繁殖；促进营养物质钙、镁、单糖等的吸收，产生B群维生素等有益物质；降低血清中的胆固醇含量，预防心脑血管疾病；具有抗肿瘤效果和防止老化的发生等［2，3］。

目前，国际上对羊奶研究开发的产品比较多，包括液态产品、发酵产品（如奶酪、脱脂酪乳或酸乳、开菲尔）、冷冻产品（如冰激凌或冷冻酸乳）以及浓缩和干燥产品［4］。国内外关于发酵山羊乳产品的研究文献［5，6］很多，包括影响酸乳生产和冷藏过程中益生菌活性的因素以及冷藏过程中酸乳品质变化的因素等等。本课题组在前期研究［7］中对保加利亚乳杆菌和嗜热乳链球菌发酵凝固型酸羊奶的工艺进行了优化。本试验在保加利亚乳杆菌和嗜热乳链球菌两菌株的基础添加了嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌，主要考察温度对嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌发酵羊奶的影响，为进一步优化发酵条件获得口感佳、益生菌活菌数较高的发酵乳提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 材料、菌种及培养基

鲜山羊奶：陕西关中奶山羊羊奶，陕西西安未央大学园区附近农户提供；

德氏乳杆菌保加利亚亚种（L.bulgaricus，LB）、嗜热链球菌（S.thermophilus，ST），嗜酸乳杆菌（L.acidophilus，LA）、干酪乳杆菌（L.casei，LC）：陕西科技大学生命科学与工程学院提供；

培养基：MRS肉汤、M17肉汤、MRS琼脂及改良番茄汁培养基，青岛海博生物科技有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

手提式压力蒸汽灭菌锅：YX－280D 型，合肥华泰医疗设备有限公司；

超净工作台：SW－CJ－1F型，苏州净化设备有限公司；

酸度计：PHS－3C型，上海精密仪器有限公司；

电热恒温培养箱：DH5000AB型，天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 酸羊奶发酵工艺流程

将3%的普通酸羊奶发酵剂（LB∶ST＝1∶1）接入到灭菌冷却的鲜山羊奶中，再分别接入5%的L.acidophilus 和L.casei，分别于35，37，39，41，43 ℃下发酵，每隔1.5h取样测定酸度、pH 值、LA 活菌数及总活菌数，过夜后熟后对其感官进行评定。

1.2.2 菌 种 活 化 MRS 肉 汤 用 于L.bulgaricus，L.acidophilus及L.casei 冻干菌粉的活化，M17肉汤用于S.thermophilus冻干菌粉的活化。

1.3 分析检测方法

1.3.1 活菌数的测定 采用平板涂布法。发酵乳中总活菌数（保加利亚乳杆菌、嗜热乳链球菌和嗜酸乳杆菌或干酪乳杆菌）采用改良番茄汁培养基测定，因所用保加利亚乳杆菌对胆盐敏感，所以发酵乳中L.acidophilus 或L.casei 采用MRS琼脂（含0.06% （m／V）胆盐）测定［8］。涂布时选好的每个稀释度做3个复本求均值，然后计算每毫升活菌数。

1.3.2 pH 值 的 测 定 采 用PHS－3C 酸 度 计 室 温 下 直 接测定［9］。

1.3.3 酸度的测定 采用氢氧化钠滴定法［10］。

1.3.4 感官指标评价 由5位以上感官正常人员经培训后品尝，分别从色泽、气味、滋味及组织状态4个方面对发酵乳样品进行评定。具体以上感官项目权重的分布详见表1。

表1 酸羊奶的感官评价标准［11］Table 1 Sense evaluation standard of goat yogurt

2 结果与分析

2.1 温度对嗜酸乳杆菌发酵羊奶的影响

温度对嗜酸乳杆菌发酵羊奶的影响见表2及图1～4。

表2 温度对嗜酸乳杆菌发酵羊奶感官的影响Table 2 Effect of different temperature on sensory evaluation of goat yogurt containing L.acidophilus

由表2可知，在35 ℃发酵的酸羊奶酸味稍淡，具有轻微羊奶膻味；37 ℃的酸羊奶酸度适中，有清香、纯正的酸奶味且无羊奶膻味；39，41，43 ℃的酸羊奶则偏酸，但羊奶膻味很淡。

图1 温度对LA 酸羊奶嗜酸乳杆菌数的影响Figure 1 Effect of temperature on viable counts of LA in goat yogurt

图2 温度对LA 酸羊奶总菌数的影响Figure 2 Effect of temperature on total viable counts in goat yogurt

图3 温度对LA 酸羊奶pH 的影响Figure 3 Effect of temperature on pH in goat yogurt containing LA

图4 温度对LA 酸羊奶酸度的影响Figure 4 Effect of temperature on acidity in yogurt containing LA

由图1可知，各温度下发酵酸羊奶中L.acidophilus 在开始4.5h内生长迅速，之后生长速度减慢。其中，37 ℃下的L.acidophilus活菌数为1.80×107CFU／mL（最高值），43 ℃下的L.acidophilus 活菌数为1.20×107CFU／mL（最低值）。这是因为35～37 ℃是L.acidophilus的最适生长温度范围，45 ℃培养时温度偏高菌种生长受抑制，而37 ℃培养时温度适中，菌种生长旺盛。由图2可知，各温度下发酵酸羊奶总菌数在4.5h以前随着发酵时间的延长逐渐增加，4.5h以后趋于下降。其中，43 ℃时总菌数最高为1.38×109CFU／mL，35 ℃时总菌数最低为1.16×109CFU／mL。

由图3、4可知，酸羊奶产酸速度随发酵温度升高而加快。35 ℃条件下的整个发酵过程中，酸羊奶酸度增加缓慢，在发酵4.5h时酸度和pH 分别可达850T 和4.21；37，39，41 ℃条件下的酸羊奶产酸趋势基本相同，但37 ℃发酵4.5h后 酸 度 和pH 达97.80T 和3.88，分 别 比39 ℃和41 ℃酸度高4.80T 和1.80T，pH 低0.24和0.11。数据得出在L.acidophilus含量低（1.8×107CFU／mL）的情况下，对发酵乳的酸度和pH 值产生了重大影响。这是因为嗜热链球菌代谢产生的乳酸、甲酸、CO2等是嗜酸乳杆菌的生长刺激物，缩短了L.acidophilus 凝乳时间，提高了其产酸速率；发酵温度为43℃时，在开始的1.5h酸度增长较快，之后增长缓慢。

由上述可知，L.acidophilus 羊奶的最佳温度为37 ℃，此时酸羊奶凝固时间为4h，酸度和pH 达到97.80T 和3.88，L.acidophilus 活菌数和总活菌数达到1.8×107CFU／mL 和1.38×109CFU／mL，感官评价总分达到8.35分。

2.2 温度对干酪乳杆菌发酵羊奶的影响

温度对干酪乳杆菌发酵羊奶的影响见表3及图5～8。

表3 温度对干酪乳杆菌酸羊奶感官评价的影响Table 3 Effect of different temperature on sensory evaluation of goat yogurt containing L.casei

由表3可知，35 ℃发酵的酸羊奶无酸味，且膻味较重；39～41 ℃下发酵的酸羊奶酸味稍淡，甜味适中，但无羊奶膻味，39 ℃滋味、气味、组织状态均较佳；43 ℃下的酸羊奶偏酸，且具有较大的羊奶膻味。

由图5 可 知，在35，37，39，41 ℃发 酵 时，LC 在 开 始 的4.5h增长迅速，之后缓慢降低，4.5h时达到最大值。发酵温度为43 ℃时，酸羊奶L.casei 在整个发酵过程中增长缓慢，主要因为35～40 ℃是L.casei的最佳温度范围，43 ℃温度过 高；其中，L.casei 活菌数在39 ℃时达到最高 为1.56×108CFU／mL，在43 ℃培养6h时L.casei 活菌数最低为6.20×107CFU／mL。由图6可知，各温度下的酸羊奶总菌数变化趋势基本相同，均在4.5h达到最大值。其中，39，41，43 ℃发酵温度下总菌数最高值分别为1.81×109，1.79×109，1.89×109CFU／mL，35 ℃下总菌数最高值为1.47×109CFU／mL。

图5 温度对酸羊奶干酪乳杆菌数的影响Figure 5 Effect of temperature on viable counts of L.casei in goat yogurt

图6 温度对LC酸羊奶总菌数的影响Figure 6 Effect of temperature on total viable counts in goat yogurt containing LC

图7 温度对LC酸羊奶pH 的影响Figure 7 Effect of temperature on pH in goat yogurt containing LC

由图7、8可知，各温度下的酸羊奶酸度（pH）在发酵过程中呈缓慢上升（下降）的趋势。其中，39，41，43 ℃下，酸羊奶酸度和pH 在4.5h 时分别为79.2，83，81°T 和4.48，4.44，4.4，35 ℃下，酸羊奶酸 度 和pH 在4.5h 时 分 别 为70.8°T 和4.7。

由上述可知，L.casei羊奶最佳发酵温度为39 ℃，此时酸羊奶凝固时间为4.5h，酸度达到79.2°T，pH 达到4.48，L.casei 活 菌 数 达 到1.56×108CFU／mL，总 菌 数 达 到1.81×109CFU／mL，感官评价总分可达到7.00分。

图8 温度对LC酸羊奶酸度的影响Figure 8 Effect of temperature on acidity in goat yogurt containing LC

3 结论

温度对L.acidophilus和L.casei 的生长、产酸速率、活菌数及酸羊奶的口感都有明显的影响。L.acidophilus 酸羊奶的最佳发酵温度为37 ℃，此时凝乳时间为4h，酸度和pH 分别为97.8°T和3.88，L.acidophilus活菌数和总活菌数分别为1.8×107，1.38×109CFU／mL；L.casei 酸羊奶的最佳发酵温度为39 ℃，此时酸羊奶凝固时间4.5h，酸度和pH 分别为79.20T 和4.48，L.casei活菌数和总活菌数也均较高。

1 Golden B R.Health benefits of probiotic［J］.British Journal of Nutrition，1998，80（supl2）：203～207.

2 Brian J B W.The lactic acid bacteria in health and disease［M］.London and New York：Elsevier Applied Science，1992：211～264.

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6 Shah N P，Ravula R R.Influence of water activity on fermentation，organic acids production and viability of yoghurt and probiotic bacteria［J］.Australian Journal of Dairy Technology，2000（55）：127～131.

7 陈合，王长凤，舒国伟，等.凝固型酸羊奶发酵工艺的优化［J］.食品科技，2010，35（12）：71～74.

8 Shu Guowei，Ma Zhenxing，Wang Zhaowei，et al.Effect of bile and nalidixic acid on growth of selected probiotics［J］.Advanced Materials Research，2011（322）：248～251.

9 张伯琛，刘增然，梁斐斐，等.强化益生发酵奶的研制［J］.食品科学，2008，29（11）：741～744.

10 孟子轩，李官浩，王妍.凝固型五味子酸奶工艺的研究［J］.食品科技，2009，34（8）：49～51

11 杨琴，蔡雷江，孙宗奇，等.萨能奶山羊乳的营养特性及酸羊乳产品的开发［J］.贵州农业科学，2009，37（1）：116～119.