益生菌发酵羊乳工艺的研究

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，西安710119）

益生菌发酵羊乳工艺的研究

王银,葛萍,白莉圆,栗小慧,董玉珊,任子钰,张富新

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，西安710119）

以羊乳为原料，研究了益生菌羊乳发酵中益生菌种类、益生菌与普通酸奶发酵剂配比及发酵条件对发酵乳酸度、黏度、总乳酸菌数和益生菌数的影响。结果表明，采用副干酪乳杆菌01（LP-01）作为发酵剂，当副干酪乳杆菌01与普通酸奶发酵剂YO-MIX 883按3∶1配合，添加量为2%，发酵温度为37℃，发酵时间为36～48 h时，发酵乳酸度和黏度较大，总乳酸菌数和益生菌数较高。

益生菌；羊乳；发酵；酸度；黏度

0 引言

羊乳含有丰富的蛋白质、脂肪、乳糖、矿物质、维生素及多种生物活性物质，主要营养成分与母乳接近，具有乳脂肪球和酪蛋白胶粒较小的特点，易于人体消化吸收[1]。传统医学认为，山羊泌出的乳汁味甘性温，入肝、胃、心、肾经，有温润、补虚、养血的良好功效[2]。此外羊乳还具有抗过敏、提高免疫力、减肥瘦身等保健作用[3]。益生菌是一类能对人和动物产生有益影响的微生物[4]，可改变宿主肠道微生物菌群的组成，改善肠道微生物平衡，调节宿主黏膜和免疫系统，从产生有利于宿主健康的作用[5]。但在应用益生菌发酵时，益生菌凝乳效果差，因此在实际生产中，通常将益生菌与普通酸奶发酵剂混合应用，来提高发酵乳的凝乳效果[6]。本研究采用陕西省萨能奶山羊全脂羊奶粉为原料，将益生菌和普通酸奶发酵剂混合发酵，确定了合适的发酵工艺，制成具有羊乳和益生菌双重保健的发酵乳制品。为羊乳新产品的开发提供思路。

1 实验

1.1 材料

全脂羊奶粉，脱脂牛奶粉，普通酸奶发酵剂（YO-MIX 883）。益生菌发酵剂：嗜酸乳杆菌（LA），干酪乳杆菌（LC），副干酪乳杆菌01（LP-01），副干酪乳杆菌431（LP-431）。

1.2 仪器设备

立式高压蒸汽灭菌器，SW—CJ—lF型超净工作台，GSP-9080MB隔热式恒温培养箱，黏度计，XMTD型数显恒温水浴锅，电子天平，MDF-U 54n型低温冰箱。

1.3 测定方法

1.3.1 乳酸菌及益生菌的测定

MRS培养基(质量浓度)[7]：蛋白胨10.0 g/L，牛肉粉5.0 g/L，酵母粉4.0 g/L，葡萄糖20.0 g/L，吐温80为1.0 mL，K2HPO4·7H2O为2.0 g/L，醋酸钠·3H2O 5.0 g/L，柠檬酸三铵2.0 g/L，MgSO4·7H2O为0.2 g/L，MnSO4·4H2O为0.05 g/L，琼脂粉15.0 g/L。蒸馏水加热溶解，冷却至50℃，用0.1 mol/L醋酸溶液调pH至6.2，121℃灭菌20 min，用于测定总乳酸菌。

LC培养基(质量浓度)[8]：蛋白胨10.0 g/L，肉浸膏4.0 g/L，酵母膏1.0 g/L，吐温80为1 mL，酪蛋白酸水解物1.0 g/L，CH3COON a·3H2O为3 g/L，KH2PO4为2 g/L，柠檬酸铵1.0 g/L，MgSO4·7H2O 0.2 g/L，Mn⁃SO4·4H2O为0.05 g/L，琼脂粉12.0 g/L。蒸馏水加热溶解，冷却至30℃，用浓度为0.1 mol/L的醋酸溶液调pH值至5.1，121℃灭菌20 min，用于测定益生菌。

总乳酸菌数的测定：采用平板涂布法[9]。在无菌操作条件下，将融化的MRS培养基倒入灭菌培养皿，冷却后形成培养平板。将乳样充分搅拌均匀，依次做10倍梯度稀释至适当稀释度，吸取1 mL稀释液在培养平板上涂布均匀。再倒入一层冷却至50℃的MRS培养基形成双层平板，将培养皿放入烛缸，在37℃下培养48 h。记录培养基平板中的菌落数，单位以 mL-1表示。

益生菌数的测定：按照Ravula的方法[10]。在无菌操作条件下，将LC培养基制成培养平板。将乳样充分搅拌均匀，依次做10倍梯度稀释至适当稀释度，吸取1 mL稀释液在培养平板上涂布均匀。再倒入一层冷却至30℃的LC培养基形成双层平板，再将培养皿放入烛缸，在27℃下无氧培养72 h。记录培养基平板中的菌落数，结果以 mL-1表示。

1.3.2 黏度的测定

采用旋转式黏度计[11]。选用二单元SC4-27转子，在25℃测试，在第30 s时记录数据，分别测量3次数据后取平均值。黏度单位为 mPa·s。

1.3.3 酸度的测定

按照GB/T 5413-28-1997的方法测定[12]，单位以°T表示。

1.4 益生菌羊乳的发酵

将粉末状发酵剂接入经115℃（15 min）灭菌后的脱脂牛乳中，在37℃下发酵至凝乳，制成发酵乳生产发酵剂。将羊奶粉用蒸馏水复原成质量分数为12%的复原乳，95℃杀菌30 min，冷却后接入生产发酵剂，在一定温度下发酵一定时间，分别测定发酵乳的滴定酸度、黏度、总乳酸菌数和益生菌数。

1.5 数据处理

数据采用DPS统计分析软件进行处理，采用Duncan新复极差法进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 益生菌的筛选

将嗜酸乳杆菌（LA）、干酪乳杆菌（LC）、副干酪乳杆菌01（LP-01）和副干酪乳杆菌431（LP-431）4种益生菌制成的发酵剂，按质量分数为2%的接种量接入已杀菌的12%复原羊乳中，在37℃下发酵至凝乳，测定发酵乳的酸度、黏度和乳酸菌数，结果如表1所示。

表1 益生菌对羊乳发酵特性的影响

由表1可以看出，在羊乳发酵中，4种益生菌的凝乳时间均较长，其中LA凝乳时间最长为12 h，LP01的凝乳时间最短为6 h，但均大于普通发酵剂3～4 h的凝乳时间[13]。4种益生菌的产酸能力差别较大，其中LC产酸能力较强，在凝乳时发酵乳的酸度达到143°T。4种益生菌对发酵羊乳的黏度影响不大，而对发酵羊乳中活性益生菌的影响显著，其中LP-01益生菌在发酵羊乳中存活率较高（P<0.05），达到4.73×108mL-1，表明LP-01益生菌能够很好适应于羊奶发酵基质。在羊乳发酵过程中，不同益生菌的凝乳特性、产酸能力及存活率有一定的差别，这不仅与益生菌本身发酵特性有关[14]，也与其发酵介质有关[15]。本试验中4种益生菌产酸能力差异显著（P<0.05），而产黏能力差异较小，说明这4种益生菌产生胞外多糖的能力基本一致。通常产生胞外多糖较多的菌种，在发酵过程中形成较高黏度，有利于乳的凝固，同时也可减少在后期加工中为了提高发酵乳的黏度而人为添加增稠剂。从凝乳时间，产酸能力，产黏能力及益生菌的存活率方面考虑，LP-01适宜于对羊乳进行发酵。

2.2 益生菌与普通酸奶发酵剂配比对羊乳发酵性能的影响

将益生菌LP-01与普通酸奶发酵剂YO-MIX 883以1∶1，2∶1，3∶1比例混合，按2%的接种量接入已杀菌的羊乳中，在37℃下发酵至凝乳，测定发酵乳的酸度、黏度、总乳酸菌数和益生菌数，结果如表2所示。

表2 发酵剂配比对羊乳发酵特性的影响

由表2可以看出，随着LP-01比例的增大，发酵羊乳的凝乳时间延长，发酵酸度变化不大（P>0.05），发酵黏度逐渐减少。表明在羊乳发酵过程中，普通酸奶发酵剂的应用有利于缩短发酵乳的凝乳时间和提高发酵乳的黏度。随着益生菌比例的增大，发酵乳中总乳酸菌数和益生菌数明显增大（P<0.05）。由以上结果表明，在羊乳发酵中，适当增加益生菌比例有利于提高发酵羊乳中乳酸菌以及益生菌的活菌数，增强羊乳发酵乳的保健功能。因此，本研究选择将LP-01与YO-MIX 883按3∶1比例混合，用于羊乳发酵。

2.3 发酵条件对羊乳发酵性能的影响

2.3.1 发酵时间的影响

将LP-01与YO-MIX 883制成的发酵剂以3∶1的比例混合，按2%的接种量接入已杀菌的羊乳中，37℃发酵72 h，测定发酵过程中酸度、黏度、总乳酸菌数和益生菌数，结果如表3所示。

由表3可以看出，随着发酵时间的延长，发酵乳的酸度和黏度逐渐增大，总乳酸菌数和益生菌数呈现先增加后减少的趋势。在羊乳发酵36～48 h时，发酵乳中总乳酸菌数和益生菌数达到最大（P<0.05）。在发酵初期，乳酸菌处于适应期，生长速度缓慢，随后菌体进入对数期，生长繁殖较快，发酵乳中活菌数增加，随着发酵时间的继续延长，乳酸菌分解乳糖产生乳酸[16]，使发酵乳的酸度升高，从而抑制了乳酸菌自身的生长，总乳酸菌数和益生菌数均逐渐降低[17]。因此，LP-01与YO-MIX 883按3∶1发酵羊乳的最佳发酵时间为36～48 h。

表3 发酵时间对羊乳发酵特性的影响

2.3.2 发酵温度对羊乳发酵性能的影响

将LP-01与YO-MIX 883以3∶1的比例混合，按2%的接种量接入已杀菌的羊乳中，在37，40，43℃下发酵48 h，测定发酵乳的酸度、黏度、总乳酸菌数和益生菌数，结果如表4所示。

表4 发酵温度对羊乳发酵特性的影响

由表4可以看出，随着发酵温度的升高，发酵乳酸度变化不显著（P>0.05），而发酵黏度明显增大（P< 0.05）。当羊乳在37℃发酵时，发酵乳中益生菌数最高（P<0.05），酸度和总乳酸菌数也较高。发酵温度与乳酸菌代谢活动密切相关[18]，乳酸菌在最适温度下代谢旺盛，菌体生长较快。不同的菌种有其适宜生长温度，LP-01适宜生长温度为37℃，在此温度下发酵乳中益生菌含量较高，同时LP-01具有较强的耐酸性[19，20]，能够抵抗发酵过程中酸度的影响，因此，从益生菌发酵方面来看，羊乳在37℃发酵有利于益生菌的生长繁殖。

2.3.3 发酵剂添加量的影响

将LP-01与YO-MIX 883以3∶1的比例混合，按质量分数为1%，2%，3%的接种量接入已杀菌的羊乳中，在37℃下发酵48 h，测定发酵乳的酸度、黏度、总乳酸菌数和益生菌数，结果如表5所示。

由表5可以看出，随着发酵剂添加量增大，发酵乳的酸度和黏度也逐渐增大。当发酵剂的添加量为2%时，发酵乳总乳酸菌数最高，显著高于发酵剂添加量为1%和3%的发酵乳（P<0.05），而益生菌在发酵剂添加量为2%和3%时，差异不显著（P>0.05），但显著高于1%的添加组。在发酵乳生产中发酵剂添加量直接影响发酵乳中乳酸菌的存活率，当发酵剂添加量较少时，会使发酵速度缓慢[21]，而当发酵剂添加量过大时，乳酸菌产酸速度过快，从而抑制乳酸菌的生长繁殖，使发酵乳中活菌数降低。因此，最适发酵剂添加量为2%。

表5 发酵剂添加量对羊乳发酵特性的影响

3 结论

通过对益生菌发酵羊乳中益生菌种类、益生菌与普通酸奶发酵剂配比及发酵条件的研究。表明：选择副干酪乳杆菌01（LP-01），普通酸奶发酵剂YO-MIX 883以3∶1比例配合发酵羊乳，其添加量为2%，发酵温度为37℃，发酵时间为36～48 h时，发酵羊乳中总乳酸菌数和益生菌数较高，酸度和黏度较大，可满足羊乳发酵乳生产。

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Develop ment o f goat milk fer mentation techno logy w ith mixed cu lture consisting of probiotics

WANG Yin,GEPing,BAILiyuan,LIXiaohui,DONG Yushan,REN Ziyu,ZHANG Fuxin

The influence of probiotics species,strains ratio of starter culturesand fermentation condition on the acidity,viscosity and the total number of Lacticacid bacteria and probiotics in fermented milk were researched.The results showed that using Lactobacillus paracasei-01 asstarter, w hen the ration of Lactobacillusparacasei-01 w ith YO-MIX 883 was3∶1,amountof mixed starterw as2%,fermented temperaturew as37℃,fer⁃mented timewas36～48 h,the acidity,viscosity and the totalnumber of lacticacid bacteria and probioticsin goat milk w ere higher.

probiotics；goat milk；fermentation；acidity；viscosity

TS252.54

A

1001-2230（2017）01-0054-03

2016-07-19

陕西省重大科技成果转化引导专项（2016KTCG01-12）。

王银（1992-），男，硕士研究生，研究方向为新型乳品开发。

张富新

(College o f Food Engineering and Nutritional Science of ShaanxiNormalUniversity,Xi’an 710119,China)