新疆传统发酵乳品中乳酸菌与酵母菌生长的相互影响

余 兰,塔布斯·马那尔,新华·那比

(新疆医科大学药理教研室,新疆乌鲁木齐 830011)

新疆传统发酵乳品中乳酸菌与酵母菌生长的相互影响

余 兰,塔布斯·马那尔,新华·那比*

(新疆医科大学药理教研室,新疆乌鲁木齐 830011)

对新疆传统发酵乳酪乳清中的优势菌株:马乳酒样乳杆菌、乳酸乳球菌、瑞士乳杆菌、植物乳杆菌、东方伊莎酵母菌在驼乳中的生长特性进行了研究。探讨了4株乳酸菌与东方伊莎酵母菌之间的相互作用。结果表明,在发酵过程中东方伊莎酵母菌显著促进马乳酒样乳杆菌和乳酸乳球菌的生长(p<0.05),对瑞士乳杆菌的生长促进作用不明显(p>0.05)。同时,4株乳酸菌抑制东方伊莎酵母菌的生长(p<0.05)。此外,乳酸菌与东方伊莎酵母菌共同接种发酵有利于保持发酵乳冷藏期间活菌数的稳定及缓解乳酸菌的过度产酸。综上所述:乳酸菌与酵母菌之间可能存在相互作用的关系。

传统发酵乳酪乳清,乳酸菌,酵母菌,相互作用

新疆传统发酵乳品作为一种民族药，在哈萨克族居住地已有数千年的应用历史，其中乳酪乳清主要用于调节血脂、血糖等[1]。发酵驼乳则用于结核病、糖尿病的辅助治疗，本课题组在前期研究中发现乳酪乳清具有抗动脉粥样硬化作用[2]，乳酪乳清蕴涵着大量的微生物，其中最主要为乳酸菌和酵母菌。这些发酵菌经过历史的筛选和驯化存在于传统乳品中，产生一定的治疗保健作用，其相互作用不容忽视。

利用乳酸菌与酵母菌共同发酵制作发酵乳品中,酵母菌在发酵过程中为乳酸菌提供了多种营养因子例如氨基酸、维生素和丙酮酸盐等物质[2],同时乳酸菌的代谢产物又为酵母菌提供了能量来源[3]。在发酵过程中,酵母菌不仅分泌出蛋白酶和脂肪酶,分解基质产生营养物质促进乳酸菌的生长,而且还将乳酸菌代谢出的乳酸盐作为能量物质进行代谢,产生出芳香类物质[4-6],促进了发酵乳的后熟。乳酸菌与酵母菌之间可能存在某种相互作用[7],会对乳酸菌和酵母菌的生长和新陈代谢产生影响,可以改变发酵产品的成熟时间和产品的风味特征。

本文对新疆传统发酵乳酪乳清中所筛选的4株乳酸菌及1株酵母菌在脱脂驼乳中的生长、代谢进行了初步研究,并为进一步探讨发酵乳中乳酸菌与酵母菌的相互作用关系提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

洁净工作台 SW-CJ-2F,广州深华生物公司；恒温培养箱 DNP-9162,上海精宏公司；高压灭菌锅 YXQ-LS-50,上海博讯公司；低速离心机 艾本德5702,德国Eppendorf公司；pH计 Oakton,美国Cole-Parmer公司；厌氧产气袋、厌氧盒 日本三菱公司。

1.2 实验方法

1.2.1 菌株活化 使用前将各乳酸菌与酵母菌菌株分别在MRS肉汤培养基和麦芽汁液体培养基中活化2～3代,使菌株活力达到最强。

1.2.2 生长曲线的测定 将活化好的各菌株按照一定的初始浓度分别接种于灭菌的新鲜脱脂驼乳中,于30℃培养24h,按要求每隔3h定期取样,测定活菌数与pH。

1.2.3 样品的制备 将活化好的各乳酸菌与酵母菌,分别测其活菌数,然后将马乳酒样乳杆菌、瑞士乳杆菌、植物乳杆菌和乳酸乳球菌,分别以初始浓度对数值约为7.1的活菌数接种于灭菌(95℃ 10min)的体积比为11%的新鲜脱脂驼乳中,以同样的方法每种乳酸菌各接种2份,1份单独发酵,1份接种初始浓度对数值约为5.5活菌数的东方伊莎酵母菌。将各样品置于30℃恒温培养箱中发酵12h,按要求定期取样,测定各项指标。

1.2.4 pH及总酸含量的测定 pH测定:采用pH计测定。总酸测定:按GB 5413.34-2010中测定发酵乳酸度的方法测定。

1.2.5 活菌数测定 发酵乳中乳酸菌活菌数测定:将发酵乳进行无菌梯度稀释,选取适当稀释度的发酵乳,采用MRS琼脂培养基倾注培养,每个稀释度的培养基做2个平行样,于37℃恒温培养箱中厌氧培养2～3d后计数。酵母菌活菌数测定:将发酵乳进行无菌梯度稀释,选取适当稀释度的发酵乳,采用马铃薯葡萄糖琼脂培养基涂布培养,每个稀释度的培养基做2个平行样,于30℃恒温培养箱中需氧培养2～3d后计数。

首先，遗民注杜的心态表现。 后金入主中原后，遗民群体或抗争，或自戕，或隐逸，或游移，在国家与民族危亡的历史语境中追求忠孝仁义的儒家传统理念。 《荀子·礼论》曰：“君子敬始而慎终，终始如一，是君子之道，礼义之文也。”固然入世理念是儒家所倡导的基本思想，但是，在华夷之辨与君臣之道的观念下，贞于朱明，背离清廷成为不少遗民文人心目中反映君子品质的行为。 遗民文人投射自身心绪，与杜诗产生跨越时空的共鸣，表现出强烈的儒家君子文化精神感召力量。

1.2.6 数据分析 实验数据使用SPASS 18软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 生长曲线的测定

如图1所示,为5株菌在新鲜脱脂驼乳中的生长曲线:4株乳酸菌的初始接种浓度对数值均约为7.1,0～3h内各乳酸菌生长缓慢,处于延滞期；3～9h处于对数期生长速率较快,尤其是瑞士乳杆菌在9h时活菌数对数值达到8.47；9～24h内进入稳定期,各菌的活菌数增长缓慢,发酵乳开始凝乳,并有大量乳清析出；24h时马乳酒样乳杆菌活菌数对数值达最大为8.65。

图1 5株菌在驼乳中的生长曲线Fig.1 Growth curves of 5 strains in camel milk

东方伊莎酵母菌初始接种浓度对数值约为5.5,0～3h内生长速率几乎为零,处于延滞期；3～15h生长速率增大,15h时活菌数对数值达到6.76,15～24h内进入稳定期,活菌数变化较小。

2.2 发酵过程中pH的变化

pH是判断酸奶发酵终点的重要指标。灭菌的新鲜脱脂驼乳初始pH为6.41,当接种各乳酸菌与酵母菌后,乳酸菌开始利用各种营养物质生长繁殖,代谢过程中产生乳酸使发酵乳的pH下降。如图2所示为各菌发酵过程中发酵乳的pH的变化曲线,各乳酸菌整个发酵过程中pH呈递减趋势,尤其瑞士乳杆菌最为显著。此外,发酵前0～12h的pH下降明显,下降速率变化不一,在发酵后12h,其下降速率趋于平稳。而东方伊莎酵母菌在整个发酵期间pH几乎没有变化。

图2 乳酸菌与酵母菌在发酵过程中驼乳pH的变化Fig.2 Change of camel milk pH during fermentation of lactic acid bacterias and yeast

2.3 乳酸菌与酵母菌的相互影响

当一种产品中存在多种微生物时,除了微生物对乳的作用外,微生物之间的相互作用也是不容忽视的。它们之间必然会存在相互影响,各种微生物间的共生或抑制现象,通常是依据活菌数的变化来判断的。本实验通过乳酸菌单独发酵与添加酵母菌混合发酵,观察各乳酸菌与东方伊莎酵母菌在发酵12h与4℃保藏2周后活菌数变化,探讨各乳酸菌与东方伊莎酵母菌之间的相互作用及对发酵乳的影响。

2.3.1 酵母菌对乳酸菌生长的影响 如表1所示,各乳酸菌在东方伊莎酵母菌存在的条件下活菌数的变化,由表可以看出,在发酵及冷藏过程中东方伊莎酵母菌对各乳酸菌在脱脂驼乳中的生长均能产生一定的影响,在发酵12h后,东方伊莎酵母菌对马乳酒样乳杆菌与乳酸乳球菌活菌数的影响有显著的差异(p<0.05)。除了植物乳杆菌,接种东方伊莎酵母菌的发酵乳中乳酸菌的活菌数均比单独培养的要高,因此可以认为在发酵过程中,东方伊莎酵母菌的添加对马乳酒样乳杆菌,乳酸乳球菌与瑞士乳杆菌的生长均有促进作用,这与陈历水[8]和李先胜[9]的研究结果相同,这可能是由于东方伊莎酵母菌为各乳酸菌提供了氨基酸、维生素等营养物质作为生长因子促进其生长。

表3 冷藏期间pH的变化Table 3 Change of pH during the cold storage

表1 东方伊莎酵母菌对乳酸菌在驼乳中生长的影响Table 1 Effect of Issatchenkia orientalis on the growth of lactic acid bacteria in the camel milk

将发酵乳冷藏于4℃冰箱中保藏2周后,测定发酵乳中马乳酒样乳杆菌与乳酸乳球菌的活菌数,发现结果与12h的一致,即未添加东方伊莎酵母菌的发酵乳中的乳酸菌活菌数明显比添加东方伊莎酵母菌的活菌数要低(p<0.05)由此可以推测东方伊莎酵母菌可能对这4株乳酸菌在贮存期的生长存在着促进作用这与Gadaga[10]的报道相同。

2.3.2 乳酸菌对酵母菌生长的影响 由表2中结果可以看出,发酵12h后,各乳酸菌的添加能够显著地降低东方伊莎酵母菌的生长速度(p<0.05),但是在4℃冷藏2周后,各乳酸菌的添加对东方伊莎酵母菌的生长均有一定程度的促进作用。如表1中结果发现东方伊莎酵母菌除了抑制植物乳杆菌的生长外,能促进其余3株乳酸菌的生长,而表2中各乳酸菌却抑制东方伊莎酵母菌的生长,原因可能是因为东方伊莎酵母菌的代谢产物如维生素和氨基酸等营养物质促进了乳酸菌的生长,但是乳酸菌的快速生长却抑制了东方伊莎酵母菌的生长,同样可能是对营养物质的竞争性利用,从而减缓了东方伊莎酵母菌的生长,这与Roostita[11]的报道相同。要明确二者之间的相互作用机理,还需要对两者的代谢产物做进一步详细的分析。

表2 各乳酸菌对东方伊莎酵母菌在驼乳中生长的影响Table 2 Effect of lactic acid bacteria on the growth of Issatchenkia orientalis in the camel milk

此外,还可以看出,冷藏2周后,除了乳酸乳球菌,与各乳酸菌一起发酵的东方伊莎酵母菌活菌数均比单独接种东方伊莎酵母菌的活菌数增幅要大(p<0.05),这可能说明在冷藏期间,各乳球菌与东方伊莎酵母菌之间可能存在共生作用,这种相互作用有利于发酵乳在冷藏期间的活菌数的稳定。

2.3.3 冷藏期间的pH与酸度变化 pH与总酸含量是判断酸奶发酵终点的重要指标,与发酵乳的口味、质地、风味有着非常密切的联系[12]。由表3所示,为各乳酸菌单独发酵与添加东方伊莎酵母菌的发酵乳的pH与总酸含量的变化。可以看出,马乳酒样乳杆菌和乳酸乳球菌与添加东方伊莎酵母菌发酵乳在冷藏期间pH与总酸含量变化不大,而植物乳杆菌与瑞士乳杆菌与添加东方伊莎酵母菌发酵乳在冷藏期pH明显变小,总酸含量增加。可能是这两种乳酸菌与东方伊莎酵母菌之间在冷藏期间存在共生作用的原因。

此外,各乳酸菌单独发酵乳pH较与东方伊莎酵母菌发酵乳变化明显,说明乳酸菌在冷藏期间继续发酵产乳酸,而酵母菌在冷藏期间能够继续进行无氧发酵产生乙醇和利用凝乳中的乳糖发酵产生的乳酸,使凝乳的pH有所升高,缓解了乳酸菌发酵的过度产酸。

3 结论

在发酵过程中添加东方伊莎酵母菌促进马乳酒样乳杆菌,乳酸乳球菌与瑞士乳杆菌的生长；4株乳酸菌均抑制东方伊莎酵母菌的生长,该4株乳酸菌和东方伊莎酵母菌共同发酵有利于保持发酵乳冷藏期间乳酸菌的活菌数的稳定；此外,添加东方伊莎酵母与乳酸菌一起发酵,能够缓解乳酸菌冷藏期间继续发酵的过度产酸；综上所述:发酵乳中乳酸菌和酵母菌之间的相互作用关系比较复杂,既有促进作用,也有抑制作用,它们的互生机理还有待进一步研究。

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[2]新华·那比，尼加提·热合木，罗兰，等. 新疆传统发酵乳酪乳清对动脉粥样硬化大鼠血管内皮的保护作用[J]. 中国新药杂志，2007，21：1776-1779.

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Interactions of lactic acid bacterium and yeasts isolatedfrom Xinjiang traditional fermented dairy products

YU Lan,Tabusi·MANAER,Xinhua·NABI*

(Department of Pharmacology,Xinjiang Medical University,Urumqi 830011,China)

The characteristics of predominant strains isolated from Xinjiang traditional fermented cheese whey were studied. The results showed the selected strains,Lactobacilluskefiranofaciens,Lactococcuslactis,Lactobacillushelveticus,Lactobacillusplantarum,Issatchenkiaorientalisgrew well in the camel milk. Various interactions between the four lactic acid bacterias andIssatchenkiaorientaliswere also investigated. In details,the growth ofLactobacilluskefiranofaciensandLactococcuslactis(p<0.05)was advanced by the addition ofIssatchenkiaorientalis;Issatchenkiaorientalishad no obvious effect on the growth ofLactobacillushelveticus(p>0.05)during the fermentation process. At the same time,the addition of lactic acid bacteria could inhibit the growth ofIssatchenkiaorientalis(p<0.05).In addition,a positive interaction between lactic acid bacteria andIssatchenkiaorientaliswas observed what could keep the viability of each other during the cold storage.

traditional fermented cheese whey;lactic acid bacteria;yeast;interaction

2014-10-11

余兰(1987-)，女，硕士，研究方向：心血管药理与鉴定。

*通讯作者:新华·那比(1967-)，女，博士,教授,主要从事心血管药理学方面的研究。

国家自然科学基金(81160344)。

TS201.3

A

1002-0306(2015)03-0186-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.03.030