Bi-07营养蛋白质粉稳定性的研究

张艳杰，张赟彬，魏蒙月

（1.上海晨冠乳业有限公司上海201401；2.上海应用技术大学香料香精技术与工程学院上海201418）

Bi-07营养蛋白质粉稳定性的研究

张艳杰1，张赟彬2，魏蒙月2

（1.上海晨冠乳业有限公司上海201401；2.上海应用技术大学香料香精技术与工程学院上海201418）

选取乳双歧杆菌（Bifidobacterium lactis，Bi-07）为实验菌种，研究了氮气和贮藏温度以及不同种类的益生元对Bi-07蛋白质营养粉稳定性的影响。以益生菌的活菌量为检测指标，通过厌氧操作定期确定活菌数，得到最佳的蛋白质营养粉的贮藏条件，并在该条件下进行低聚半乳糖（FOS），低聚果糖（GOS）以及混合添加对益生菌活性促进效果的研究。结果证明：Bi-07蛋白质营养粉最佳的贮藏条件为22℃，不充入氮气，低聚半乳糖，低聚果糖均能促进益生菌的存活率。

乳双歧杆菌；益生元；稳定性

0 引言

乳双歧杆菌Bi-07是人体肠道有益菌，用于改善人体宿主肠道菌群的生态平衡［1-4］。低聚半乳糖（GOS）是国际上认可的唯一能被人体肠道内8大有益菌利用的低聚糖［5，6］。低聚果糖（FOS）被称为双歧杆菌的增殖因子，是第一个被GRAS公认的功能性低聚糖，还可作为活化因子促进Ca，Fe等矿物质的吸收，促进维生素的合成［7］。将益生元和益生菌相结合从而改善胃肠道功能的蛋白质营养粉的研究还未见报道。

本文以钙铁基粉为原料，采用将低聚半乳糖和低聚果糖单独或混合添加制备Bi-07营养蛋白质粉，以充入氮气和贮藏温度为变化条件，以乳双歧杆菌的活菌数为指标，研究益生元对Bi-07营养蛋白质粉稳定性的影响程度，并确定出最佳贮藏条件。为益生元乳双歧杆菌的结合使用提供理论参考，且为Bi-07营养蛋白质粉的商业化进程提供依据。

1 实验

1.1 材料试剂

乳双歧杆菌Bifidobacterium lactis，Bi-07；低聚半乳糖Galactooligosaccharides，GOS；低聚果糖Fructo oligosaccharide，FOS。

稀释液及培养基；

氯化钠；8.5 g氯化钠溶解于1 000 mL蒸馏水中，121℃高压灭菌15 min，灭菌后pH值为7.0；MRS琼脂培养基；121℃，15 min高压灭菌。

钙铁营养强化调制乳粉基粉。乳粉基粉的配料如表1所示。

表1 钙铁营养强化调制乳粉基粉的配料

1.2 仪器

低温恒湿箱SL20-LA-TH202，YQX-Ⅱ厌氧培养箱，高压灭菌锅SX-500，全自动菌落计数仪Scan300，电子分析天平，恒温冷冻摇床HZ-9210K。

2 方法

2.1 钙铁营养强化调制乳粉基粉的制备

图1为钙铁营养强化调制乳粉基粉的生产工艺流程。按照1.1中钙铁营养强化调制乳粉基粉中的配料含量进行制备，并测定基粉的水分活度，且在以下所有的试验中，麦芽糊精、全脂乳粉、白砂糖、浓缩乳清蛋白粉、复配乳制品营养强化剂均使用同一来源产品作为配料。

图1 生产工艺流程

图1中，辅料为浓缩乳清蛋白粉，混合植物油，磷脂，复配乳制品营养强化剂，碳酸钙。

2.2 益生元-Bi-07蛋白质营养粉的生产工艺

根据表2处理方法向钙铁营养强化调制乳粉基粉中添加不同的处理，实验蛋白质营养粉的制备采用干混法［8］。Bi-07菌株以现有的生产工艺生产并检测各个生产阶段其活菌的存活量，同一批次的基粉做三个平行样。

（1）预混料。在进行预混料时根据实验设计添加益生菌和益生元，预混料时间为25 min，混料间的温度为25℃，湿度为50%，采用三维“V”型混料机。预混料后检验均匀度，变异系数控制在5%内。干混后检测益生菌含量。

（2）混料。预混料之后，经传送带送至混料间混合，混料时间为5 min，混料的目的是保证基粉和所添加的营养成分混匀。

（3）产品。对进行第二次混合后的样品进行均匀度的检测，确保益生菌，益生元和钙铁营养强化调制乳粉基粉能够完全混合，干混乳粉均匀度变性系数控制在5%内。

（4）包装。混料之后，蛋白质营养粉进入包装车间，依次袋装，充氮气或不充氮气，对产品进行金属检测，微生物指标和理化指标检测，产品合格后，取样进行活菌数量的检测。

（5）贮藏。将合格样品进行稳定性实验，稳定性试验条件具体根据实际生产，贮藏流通环节因素以及菌种的生物活性而定。定期检测模拟货架期下益生菌的活菌数。

2.3 温度和氮气因素的实验方法

将含有乳双歧杆菌Bi-07的益生菌蛋白质营养粉（即实验组1）分别充入氮气和不充氮气进行包装，贮藏在4，22，37，45℃（75%湿度）条件下放置40 d，于0，10，20，30，40 d取样进行活菌数的测定。

表2 不同处理的成分添加

2.4 益生元因素的实验方法

选择低聚半乳糖（GOS），低聚果糖（FOS）及其混合添加在含有益生菌的蛋白质营养粉中（即实验组2，3，4），具体处理见表2，不充氮气于22℃保存40 d，每隔10 d进行一次活菌数量的检测。

2.5 不同处理的益生菌活菌数的确定

菌的培养和活菌数的检测方法［9］

根据表2所示处理制备益生菌蛋白质营养粉，其活菌数的测定方法为；依照GB478935-2010乳酸菌双歧杆菌的计数，首先取营养粉的待测样品先放置于室温下0.5～1 h左右，使其最终温度和室温相同，在无菌操作条件下进行取样，准确称取25 g样品溶解在225 mL无菌生理盐水中，将其放在37℃恒温摇床中振荡1～2 min制成1∶10的样品匀液，然后以10倍梯度单位依次稀释菌悬液，在10 min内选择2～3个适宜的稀释度，取样品液100 μL接种到MRS琼脂培养基上，在36±1℃，48 h厌氧培养后，选择菌落在30～300个之间的培养皿计数，每一个稀释度的菌落数采用3个平板的平均数。

益生菌活菌数量的计算公式：活菌数量（g-1）=稀释倍数×平皿菌落数×10。

3 结果与讨论

3.1 温度对Bi-07蛋白质营养粉稳定性的影响程度

温度是影响益生菌蛋白质营养粉稳定性的主要因素，在生产流通，销售运输以及食用环节都应注意温度的变化，温度过高不易于益生菌的存活，使得活菌数大大减少。由于乳双歧杆菌Bi-07是专性厌氧菌，对周围的环境条件和营养要求非常严格，影响其生长和存活的因素很多。如图1所示，将实验组1的处理样品分别充入氮气和不充氮气进行包装然后存放在不同的温度下进行比较，每隔10 d进行一次活菌残留量的测定，样品的测定从取样到培养均在无氧条件下操作。

在4℃时，两组样品在10 d时活菌残留量迅速下降，由起初的3.4×107g-1分别下降至1.0×107g-1和1.4× 107g-1，随着贮藏时间的延长，不充氮气的B组下降趋势越来越缓慢，在贮藏近40 d时，两组残留活菌量均为0.3×107g-1，B组为0.5×107g-1，相对而言，B组整体趋势较为稳定，充氮气与不充氮气效果无明显区别。

在22℃条件下，贮藏10 d两组样品活菌残留量相差甚微，A组残留量为1.6×107g-1，B组为1.6×107g-1，从第10天之后两组均开始下降，各个阶段下降趋势一致，且充氮气与不充氮气无明显差别。

在37℃75%湿度储藏条件下前10 d时，两组活菌残留数均直线下降，充氮气的A组样品的活菌残留量为1.0×107g-1，而B组为1.1×107g-1，在之后的贮藏过程中，活菌数继续下降，且B组的活菌残留量趋于稳定，根据陈向东［10］气体环境对厌氧益生菌入双歧杆菌V9菌株生长影响的研究，明确了有微量二氧化碳和氧气存在的环境下更有益于其生长。从而证明氮气对益生菌活性的影响程度甚微。

乳酸菌的最适生长温度为37℃，将其存放在45℃（75%）条件下，由图中数据可知，温度越高，越不利于乳双歧杆菌的存活，在贮藏10 d时，两组活菌数分别为0.7×107g-1和0.6×107g-1，可能是由于益生菌的活性会随着贮藏温度的升高而不断下降，使得营养粉中乳双歧杆菌的活力丧失。因此，45℃不适宜作为益生菌的贮藏温度。

综合考虑4个温度贮藏下Bi-07蛋白质营养粉中活菌残留量，依据市场上出售营养粉的流通环节，温度为22℃，不充氮气较为合理，整体下降趋势明显，且活菌残留量较多，益生菌的活性损失较少。

3.2 益生元对Bi-07蛋白质营养粉稳定性的影响程度

益生元对双歧杆菌具有选择性增殖作用，被双歧杆菌代谢后会产生乳酸和醋酸，使胃肠道呈酸性，从而来抑制有害菌的繁殖，促进胃肠道的蠕动和消化，并且对人体肠道内的双歧杆菌具有较强的增殖作用。因此依照表1处理实验组2，3，4，将其不充入氮气贮藏在22℃，通过观察各个贮藏段活菌残留数进行比较。具体结果分析如图2所示。

图1 在不同的贮藏温度下充氮气（A组）与不充氮气（B组）活菌数

图2 在22℃贮藏条件下加入益生元的益生菌活菌残留数

图2中，22℃储藏条件下4组处理的活菌数在10天时均呈直线下降，很明显加入益生元处理的样品活菌数下降较慢，在10 d时，实验组2，3，4的活菌残留数分别为2.1×107，2.1×107，2.2×107g-1，而未添加益生元处理的实验组1的活菌残留数为1.6×107g-1，且在后续的贮藏过程中，添加益生元处理的实验组相对稳定，下降趋势较缓，有研究人员报道婴儿经过低聚半乳糖和低聚果糖的喂养，肠道内益生菌的数量出现了增长，且在婴儿断奶后，这种效应继续持续下去，与本文的研究结果相吻合，说明益生元对乳双歧杆菌的促进作用已经得到了证实，从数据分析来看，低聚果糖和低聚半乳糖对Bi-07蛋白质营养粉的稳定性不具有显著性差异，这可能和低聚果糖和低聚半乳糖的处理添加量以及化学性质有关，实验组4处理的过程中低聚半乳糖与低聚果糖的比例为会对其所产生的效果有所影响。

4 结论

益生菌作为近年来科研讨论的热点，将其性能和实际应用相结合制备Bi-07蛋白质营养粉，对其稳定性进行研究，根据乳双歧杆菌的专性厌氧的特点，分为充氮气和不充氮气进行比较，设置贮藏温度4，22，37，45℃通过厌氧操作对其残留的活菌数进行计数来比较。从综合方面考虑，22℃，不充氮气适宜作为Bi-07蛋白质营养粉的贮藏条件。考虑到益生元的特殊属性作为双歧杆菌的增殖因子，设置将低聚半乳糖，低聚果糖以及两者混合加入到Bi-07蛋白质营养粉中，研究益生元对其稳定性的影响，结果表明；益生元促进了其稳定性，但低聚半乳糖和低聚果糖对益生菌活性的促进作用无显著性差异。因此，对于益生元促进乳双歧杆菌的增殖，还需进一步研究其种类，添加量对乳双歧杆菌的稳定性以及持久性的影响。

［1］哈尔滨美华生物技术公司.益生菌研究进展及在食品工业中的应用［J］.中国食品添加剂，2006（z1）:429-435.

［2］GOTCHEVA V，HRISTOZOVA E，HRISTOZOVA T，et al.Assessment of potential probiotic properties of lactic acid bacteria and yeast strains［J］.Food Biotechnology，2002，16（3）:211-225.

［3］许飞利，李志刚，付萍，等.益生菌生理作用的最新进展［J］.卫生研究，2011，40（2）:277-278.

［4］雷芸.益生菌及其制品研究和应用开发的最新进展［J］.甘肃联合大学学报:自然科学版，2013，27（1）:114-116.

［5］杨海燕.乳双歧杆菌Bi-O7:关爱健康的超级利器［J］.食品工业科技，2010（9）:39-39.

［6］雅莺，袁卫涛，杨海军.低聚半乳糖的特性及应用前景［J］.发酵科技通讯，2011，40（3）:50-52.

［7］王惠莲.低聚果糖的特性及其开发应用［J］.中国食品添加剂，1997（2）:35-38.

［8］刘晓雪，曹美丽，王雪飞.益生菌在婴幼儿配方奶粉中稳定性的研究［J］.中国乳品工业，2015，43（2）:9-11.

［9］梁燕，安颖，靳烨，等.益生菌奶粉货架期预测加速实验影响因素的研究［J］.食品科技，2009（11）:39-43.

［10］陈向东.气体环境对厌氧益生菌乳双歧杆菌V9菌株生长影响的研究［J］.微生物学通报，2014，41（6）:1252-1252.

Stability of Bifidobacterium lactis in protein nutrient powder

ZHANG Yan-jie1，ZHANG Yun-bin2，WEI Meng-yue2
（1.Shanghai Chen Guan Dairy Company Limited，Shanghai 201401，China；2.School of Perfume and Aroma Technology，Shanghai University of Technology，Shanghai 201418，China）

This paper selected the Bifidobacterium lactis（Bi-07）as the target strains and from the storage temperature，nitrogen and different types of prebiotics to study the stability property of probiotics added into protein nutrient powder.The optimal storage condition were determined by using amount of living probiotics as examination index and evaluation the accelerated enhancement of Galactooligosaccharides，Fructo oligosaccharide and mixture added into protein nutrient powder to probiotics.The results showed that the best storage condition is 22℃without nitrogen；different types of prebiotics can promote the survival rate of Bifidobacterium factor.

Bifidobacterium lactis；prebiotics；stability

TS252.1

A

1001-2230（2016）08-0026-03

2016-02-18

上海市《联盟计划》项目（LM2015211）。

张艳杰（1969-），女，高级工程师，研究方向为食品科学。

张赟彬