乳酸菌干粉及其活化代数对牛乳乳酸发酵理化特性影响

田万强，林 清，昝林森，李啸林，高 轶，李林强

（1.杨凌职业技术学院 动物工程分院，陕西 杨凌712100；2.西北农林科技大学 动物科技学院，陕西 杨凌712100；3.西安银桥生物科技有限公司，陕西 临潼710600；4.陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安710062）

传统的酸奶发酵剂是经过对乳酸菌逐步扩大培养制作而成，其过程繁多，操作要求严格，而且菌种的保存、传代有一定难度，在扩大培养过程中菌种群比例容易失调，也常常出现菌种退化活力降低等现象［1－2］，容易导致酸奶品质不稳定。所以，乳业发达国家乳酸菌发酵剂由专门部门生产提供，比如，1988年丹麦汉森中心实验室生产出超浓缩的直投式酸奶发酵剂［3］。

目前，国内部分发酵乳生产企业也选择直投式酸奶发酵剂，然而由于传统观念认为活化乳酸菌活力强，另外企业也考虑生产成本，尚难以普及，而且先有对直投式酸奶发酵剂与传统酸奶发酵剂对酸乳品质影响比较的报道。

因此，本文研究乳酸菌干粉及其不同活化代对牛乳乳酸发酵酸度、乳清析出率和粘度的影响，以期为酸乳生产乳酸菌发酵剂的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

新鲜牛乳采自荷斯坦奶牛；乳酸菌干粉（保加利亚乳杆菌1株，嗜热链球菌2株）购自常州益菌加生物科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 牛乳乳酸菌干粉乳酸发酵 鲜牛乳经过巴氏杀菌冷却到45℃，取5份200mL样液分别添加0.125、0.250、0.375、0.500和0.625g／100g，45℃发酵6h，每小时测定一次各项理化指标。每个添加量重复试验5次，结果取其平均值。下同。

1.2.2 牛乳活化乳酸菌乳酸发酵 鲜牛乳经过110℃15min杀菌后冷却到45℃，取10mL按0.25 g／100g加入乳酸菌干粉，45℃发酵6h。按上述方法取活化乳酸菌按5g／100g依次制作活化第二代、第三代、第四代和第五代发酵剂。各代发酵剂均按2g／100g～6g／100g添加量添加后乳酸发酵6h。

1.2.3 酸度的测定 依据 GB—5413.34—2010《乳和乳制品酸度的测定》。用10mL吸管吸取10 mL乳样置入150mL三角瓶中，加入20mL蒸馏水，加入无水乙醇配制的0.5%酚酞2～3滴，混匀；用0.1mol／L NaOH标准溶液滴定，直至微红色且30s内不褪色；所耗的0.1mol／L NaOH标准溶液的量乘以10，即为所测乳样的酸度，重复试验5次，结果取其平均值，以下测定同。

1.2.4 乳清析出率的测定 采用超高速低温离心机（3K30，美国Sigma公司），称约10g酸奶样品，置入离心管，4 000×g，2℃离心10min，倾出乳清，称量。

持水率（%）＝（M0－M1）×100／M0

式中：M0为待离心酸奶样品的质量／g；M1为倾出乳清后的质量／g。

1.2.5 粘度的测定 采用粘度计（RVDV－II＋Pro，美国博利飞公司），200转／min，17℃条件下测定。

2 结果

2.1 乳酸菌干粉活化代数及添加量对牛乳乳酸发酵的酸度影响

图1 乳酸菌干粉添加量对牛乳乳酸发酵酸度的影响

图2 乳酸菌干粉活化代及添加量对牛乳乳酸发酵酸度的影响

图1、2可见随着乳酸菌干粉和活化乳酸菌添加量的增加，牛乳乳酸发酵酸度均显著性上升（P＜0.05）。通过图1和2比较可见，活化乳酸菌第一代和乳酸菌干粉乳酸发酵产酸效果无显著性差异（P＞0.05），2～5活化乳酸菌产酸效果显著上升（P＜0.05），其中第三代活化乳酸菌产酸效果最佳，结果提示活化三代以后乳酸菌可能发生退化或菌群比例失调。

2.2 乳酸菌干粉活化代数及添加量对牛乳乳酸发酵乳清析出率的影响

由图3、4可见，随着乳酸菌干粉和活化乳酸菌添加量增加，乳清析出率显著提高（P＜0.05）；2～5代活化乳酸乳酸发酵乳清析出率显著高于第一代（P＜0.05），其中第三代活化乳酸发酵乳清析出率最高。通过图3、4比较可见，相对于乳酸菌干粉，活化乳酸菌添加量与乳清析出率无相关性。

图3 乳酸菌干粉添加量对牛乳乳酸发酵乳清析出率的影响

图4 乳酸菌干粉活化代数及添加量对牛乳乳酸发酵乳清析出率的影响

2.3 乳酸菌干粉活化代数及添加量对牛乳乳酸发酵粘度的影响

图5 乳酸菌干粉添加量对牛乳乳酸发酵粘度的影响

由图5、6可见，随着添加量增加，乳酸菌干粉发酵牛乳粘度显著上升（P＜0.05），3～5代活化乳酸菌乳酸发酵乳粘度无显著差异（P＞0.05）；1～2代乳酸发酵粘度显著高于3～5代（P＜0.05），其中第一代活化乳酸菌粘度最大。结果提示随着活化代数的增加，牛乳乳酸发酵粘度呈降低趋势。图5、6比较可见，相对于乳酸菌干粉，活化乳酸菌添加量与发酵乳粘度无明显相关性。

图6 乳酸菌干粉活化代数及添加量对牛乳乳酸发酵粘度的影响

3 讨论

酸奶发酵剂按照物理形态的不同可分为液体酸奶发酵剂、冷冻酸奶发酵剂和直投式酸奶发酵剂3种［3］。本文研究结果表明乳酸菌干粉添加量对发酵乳酸度、乳清析出率和粘度影响显著（P＜0.05），而且结果明显，规律性强，提示直投式乳酸菌干粉生产发酵乳质量易于控制；活化乳酸菌干粉代数及其添加量对发酵乳酸度、乳清析出率和粘度的影响无明显的规律性，本研究结果显示，乳酸菌活化第三代对牛乳乳酸发酵产酸效果和乳清析出率均比较显著（P＜0.05），而其粘度却低于产酸效果低的第一、二代，这与现有报道结果不一致［4］。出现这一结果的原因可能是由于传统酸乳发酵剂制作、保藏过程菌种的退化、污染、菌群比例失调等因素所致［5－6］，发酵剂添加量及其搅拌后凝块状态也可能是重要的因素。

综上比较研究结果可见，直投式酸奶发酵剂不需要经过活化或扩增而直接应用于生产易于保藏，也防止了菌种的退化和污染，发酵乳品质量稳定［7］，但是其商品价格较高，生产成本高，对小型企业来说随着真空冷冻干燥技术的普及如果能够自制则可降低生产成本。

［1］ 刘海限，唐民民，要中航，等.几种直投发酵剂的使用比较［J］.中国乳品工业，2001，29（5）：45－47.

［2］ 吴荣荣.直投式酸奶发酵剂的发酵工艺及其优化［J］.食品科学，2006，27（2）：178－181.

［3］ 杨文雄.我国酸奶发酵剂的使用现状及发展趋势［C］／／第十一届中国国际食品添加剂和配料展览会学术论文集，北京：中国食品添加剂和配料协会，2007.

［4］ 杨爱君，方培生，余保宁，曾庆孝.影响发酵酸奶粘度的因素及控制［J］.现代食品科技，2005，21（4）：45－47.

［5］ 张少辉，莫蓓红，田雷.搅拌型酸奶生产过程中粘度变化的研究［J］.中国乳品工业，2002，31（1）：31－36.

［6］ 梁敏山。乳酸菌增殖培养及直投式酸奶发酵剂的研究［D］.重庆：西南大学，2010：1－61.

［7］ 雷欣宇.乳酸菌活性干燥菌剂制备工艺的研究［D］.重庆：西南大学，2013.