嗜热链球菌S-3对发酵乳品质的影响

徐致远;艾连中

【摘 要】本文从传统乳制品中筛选出一株产粘能力强的嗜热链球菌S-3,其发酵的酸奶粘度和保水性优于不产粘菌株及添加食品添加剂的发酵乳.该菌株与保加利亚乳杆菌协同发酵具有优势互补的效果,可以在较短的时间内获得粘度高的酸奶. 【期刊名称】《工业微生物》 【年(卷),期】2018(048)004 【总页数】4页(P1-4)

【关键词】嗜热链球菌;酸奶;发酵 【作 者】徐致远;艾连中

【作者单位】上海理工大学医疗器械与食品学院,上海食品微生物工程技术研究中心,上海200093;乳业生物技术国家重点实验室,上海200436;上海理工大学医疗器械与食品学院,上海食品微生物工程技术研究中心,上海200093 【正文语种】中 文

嗜热链球菌是发酵乳中最常用的发酵剂之一，它不仅能赋予产品一定的风味，还能影响产品的质构。乳酸菌胞外多糖具有改善酸乳制品的粘度、质构和口感的作用[1, 2]。乳酸菌多糖可以通过提高产品的粘度来防止乳清析出，另外乳酸菌多糖还具有保护乳酸菌抵御胃肠道强酸和各种消化酶损伤的作用，有利于益生菌在肠道的粘附和定殖[3-6]。乳酸菌胞外多糖可以通过多种途径来调节机体的免疫功能[7-10]，

主要有促进T/B淋巴细胞增殖、提高免疫细胞吞噬能力、激活NK细胞、释放细胞因子等。多糖的免疫活性与其分子量、单糖组成、分子结构和取代基团等都有密切的关系。Lactobacillus delbrueckii OLL1073R-1产生的酸性磷酸多糖，具有显著地增强淋巴细胞增殖的作用[11]。Leuconostoc mesenteroides生产的中性右旋糖酐经过磷酸化改性后，表现出较强的免疫刺激活性[12]。LPEZA等[13]研究了17株产胞外多糖的双歧杆菌，它们具有良好的肠道粘附特性。并且多数菌株产的胞外多糖具有刺激周边血单核细胞增殖和细胞因子分泌的作用。

胞外多糖对发酵乳的影响主要表现为对产品粘度、流变特性、保水性、爽滑感的影响，优质的嗜热链球菌多糖可以大大改善产品的质构和口感，乳酸菌胞外多糖还具多种免疫活性，因此筛选优质的嗜热链球菌一直是酸奶发酵剂制备的关键环节。 1 材料与方法 1.1 菌种

嗜热链球菌S-3为实验室筛选菌株，并在中国微生物菌种保藏中心保藏，编号为：CGMCC 12098。嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的复配菌粉、单株保加利亚乳杆菌、不产粘嗜热链球菌、瑞士乳杆菌均购于丹尼斯克。 1.2 主要试剂

氢氧化钠、M17培养基，MRS培养基等。 1.3 培养基

基础培养基：均质后的全脂牛奶

鲜奶分装95 ℃灭菌10 min冷却接种42 ℃发酵至pH 4.3放入4 ℃冷藏 1.4 培养方法

将适量的菌种(约1×106 CFU/mL)接种牛奶中，42 ℃静置培养。 1.5 分析方法

粘度的测定：取适量酸奶，加入proRheo R180型粘度计2号转子中，在转速64

s-1下，间隔时间为10 s，测定粘度。

酸度的测定：用0.1 mol/L的氢氧化钠进行滴定，所用氢氧化钠的量。 脱水收缩：称量并记录干燥烧杯质量，称取30 g发酵乳于漏斗，10 min 后测量析出水的质量。

剪切速率对表观粘度的影响：流变测试在ARES-G2流变仪上进行。夹具为钛合金的平板，其直径为50 mm，测试的间隙为1.0 mm。测试样品的表面涂一层稀的硅油防止水分的蒸发。剪切速率的测试范围为0.01 s-1到100 s-1，测试温度为10 ℃。

多糖的含量测定及提取方法：将发酵后的酸奶1 kg，10 000 r/min 离心15 min，上清加2倍体积的酒精沉淀后离心，沉淀物用水溶解后再次离心去除蛋白，然后加入两倍体积的酒精，反复操作3次，多糖溶液透析后冻干、称重。 2 结果与讨论 2.1 菌种的筛选

嗜热链球菌是酸奶产品中最常用的发酵剂之一，它可以赋予产品特定的风味和质构。本实验的目的是筛选出产粘能力强的嗜热链球菌，筛选样品来源于新疆伊犁那拉提牧场哈萨克族牧民自制的马奶酒和奶酪、新疆哈密地区维吾尔族牧民自制的酸奶和西藏那曲地区牧民自制的奶酪。选择在M17液体培养基中生长后絮凝沉淀的菌株，最终获得5株菌具有较高粘度的嗜热链球菌如表1所示，分别是嗜热链球菌S-1～S-5，其中嗜热链球菌S-3具有最高的粘度，并且产品堆积感好，所以后续实验采用S-3进行深入研究，其在显微镜下呈链状如图1所示，多个细胞因为粘多糖的作用而连接在一起。

表1 不同嗜热链球菌S-1～S-5的粘度菌株S-1S-2S-3S-4S-5粘度/(Pa·s)0.530.620.720.650.45胞外多糖/(mg·L-1) 7080100 9050 图1 嗜热链球菌S-3的个体形态(10×100倍)

2.2 嗜热链球菌S-3发酵的酸奶特性

酸奶容易出现黏稠度低，颗粒感强，乳清析出等问题，解决这些问题常用的方法是添加食品添加剂，随着科技的发展食品安全问题越来越受到重视，纯净的无添加食品更受消费者的热爱，所以要通过筛选产黏能力强的乳酸菌来弥补产酸能力强的乳酸菌生产的酸奶颗粒感强，保水性差的缺陷，不同乳酸菌生产的酸奶如图 2所示。产酸能力强的保加利亚乳杆菌、产酸快的嗜热链球菌和产酸能力强的瑞士乳杆菌其生产的酸奶粗糙，产品析水严重，而用产黏能力强的嗜热链球菌S-3生产的酸奶其表面光滑，无颗粒感，质地均匀。 保加利亚乳杆菌 嗜热链球菌 瑞士乳杆菌

嗜热链球菌 S-3图2 不同乳酸菌生产酸奶的质构

产黏的嗜热链球菌S-3与不产黏的嗜热链球菌(添加果胶或琼脂)制备的酸奶的性质进行比较，如图3所示，用嗜热链球菌S-3生产的酸奶，其粘度在剪切速率为1 s-1到100 s-1的范围内显著大于添加果胶和琼脂的对照组，远大于不添加食品添加剂的空白对照。当果胶和琼脂添加量都为0.1%时，其粘度接近。如图4所示，嗜热链球菌S-3产的酸奶脱水收缩率最低，保水性最好。所以采用该嗜热链球菌生产的酸奶可以降低添加剂的用量，甚至取代食品添加剂的使用，制备无添加的酸奶产品，并且其粘度和保水性甚至优于市售嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌的复配菌粉。

△S-3;○果胶0.1%;◇琼脂0.1%;□对照图3 不同酸奶的流变学特性 图4 不同酸奶的粘度和脱水收缩率 2.3 嗜热链球菌S-3的发酵特性

通常的酸奶制品是由保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌[14]以适当的比例混合发酵而成。

两种菌具有互补的作用，在发酵过程中可以互相促进生长，在产品口味上可以使味道更丰富，提高酸奶的口感和品质。嗜热链球菌能产生甲酸促进保加利亚乳杆菌的生长，保加利亚乳杆菌能分解蛋白质促进嗜热链球菌的生长，所以混菌发酵更能发挥菌种的优势。借鉴酸奶混菌发酵的经验，将嗜热链球菌S-3和保加利亚乳杆菌混合发酵，其产酸曲线如图5所示，由图5可知，嗜热链球菌S-3单独发酵时9 h后pH仅5.31，酸奶仅因为产较多的粘多糖而变的黏稠，产品还没有完全凝固，此时单独保加利亚乳杆菌发酵的酸奶pH为4.33，刚符合要求，两者以20∶1的接种量混合发酵时，7 h pH就达到4.3，并且粘度达到0.72 Pa·s，远大于单独用保加利亚乳杆菌发酵得到的酸奶粘度0.31 Pa·s。在酸奶中酪蛋白在pH 低于4.6以后变性，形成空间网络结构，乳清蛋白填充在网状结构之间，增加结构的粘度，该结构类似于建筑中的水泥和砂石，两者结合才能增加结构的强度。嗜热链球菌多糖也类似于乳清蛋白填充在酪蛋白的网状结构中增加了结构的粘度。 图5 嗜热链球菌S-3和保加利亚乳杆菌的发酵曲线 3 结语

本文筛选到一株产粘能力强的嗜热链球菌S-3，并对其生产的酸奶的质构与常规酸奶用食品添加剂进行了比较，从产品的流变学特性、粘度和保水性可以看出，用嗜热链球菌S-3发酵酸奶可以降低甚至替代常规发酵过程中食品添加剂的使用。嗜热链球菌S-3与保加利亚乳杆菌可以协同共生，两者复配可以获得粘度高并且发酵速度快的复配发酵剂。本文为应用高产粘嗜热链球菌S-3制备酸奶产品奠定了基础。 参考文献

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