鼠李糖乳杆菌grx19常温发酵乳制备条件优化及其中试

摘要

发酵乳（包括发酵乳饮料）产品因具有良好营养价值及独特的保健功效受到越来越多的消费者的喜爱。常规的活菌型发酵乳产品需冷藏销售、货架期短，销售成本高，因此开发不需要冷链贮藏的长货架期活菌型发酵乳产品不仪具有重要意义，且具有广阔的市场需求。如何改善发酵乳产品的口感和风味，提高产品货架期内乳酸菌活菌数量，目前已成为常温发酵乳产品领域亟待解决的关键问题。本文主要研究了热应激对鼠李糖乳杆菌grx19发酵特性和功能特性的影响，并对活菌型常温发酵乳和发酵乳饮料的制备条件进行优化，同时通过中试生产，对常温发酵乳和发酵乳饮料产品进行品质分析，为进一步开发高品质常温发酵乳（饮料）打下基础。主要研究结果如下:
　　1.热应激对L.rhamnosus grx19发酵特性影响分析。热应激L.rhamnosus grx19相比对照组生长调整期延长了8h，对数生长期为第10至第15h，对数生长期缩短3h，稳定期活菌数高于对照组。热应激对L.rhamnosus grx19发酵乳硬度无显著(P＜0.05)影响，而使发酵乳内聚性和胶粘性分别增大33.3％和26.8％。在4℃/28d的贮藏过程中，热应激L.rhamnosus grx19发酵乳酸度平均上升速度为1.32°T/d，比对照组降低了29.0％;发酵结束时发酵乳活菌数为6.0×108CFU/mL，贮藏过程中活菌数先上升后下降，最后保持稳定，在28d时活菌数为1.3×108 CFU/mL。在25℃/28d的贮藏过程中，热应激L.rhamnosus grx19发酵乳酸度平均上升速度为5.26°T/d，比对照组降低了14.7％;发酵结束时发酵乳活菌数为6.0×108CFU/mL，贮藏过程中活菌数保持一段时间的稳定后开始下降，在28d时活菌数为1.3×107 CFU/mL。
　　2.热应激对L.rhamnosus grx19人工消化耐受性和抗氧化能力的影响分析。经热激处理后的L.rhamnosus grx19菌株在pH2.0和pH3.0的人工胃液中3h存活率分别较对照组提高了0.89％和6.64％。热激后活化一代的L.rhamnosus grx19菌株在pH2.0和pH3.0的人工胃液中3h存活率分别提高了9.03％和26.53％。热应激使L.rhamnosus grx19人工肠液3h存活率提高了13.68％;热激后活化一代使L.rhamnosus grx19人工肠液1.5h和3h存活率分别提高了17.35％和21.08％。热应激使L.rhamnosus grx19在0.3 g/100mL和0.5 g/100mL浓度胆盐中耐受力都升高(P＜0.05)，但热激后活化一代后，耐受力反而降低了(P＜0.05)。热应激使L.rhamnosus grx19·OH清除率降低(P＜0.05)，而提高了DPPH·清除率(P＜0.05)。
　　3.L.rhamnosus grx19常温发酵乳（饮料）制备条件优化。将热应激L.rhamnosus grx19与其他嗜热链球菌组合配比，综合比较发酵乳的发酵特性和感官评价，获得发酵乳（饮料）发酵菌种最佳组合为:热应激L.rhamnosus grx19∶嗜热链球菌90-57∶嗜热链球菌937-1=1∶1∶1。发酵乳最佳稳定剂配方为:果胶0.20％，变性淀粉0.10％，海藻酸钠0.20％，制备的发酵乳持水力为76.28％;发酵乳饮料最佳稳定剂配方为:复合乳化剂（单甘脂∶蔗糖酯=1∶1）0.10％，果胶0.25％，变性淀粉0.10％，海藻酸钠0.15％，螯合剂（三聚磷酸钠）0.04％，制备的发酵乳饮料稳定系数为0.95。发酵乳进行72℃/15s的二次热处理后，在常温贮藏条件下，2d后活菌数上升到1.0×106CFU/mL以上，且4周内均保持在1.0×108CFU/mL以上，后酸化变弱，稳定性下降。同样，发酵乳饮料进行二次热处理(72℃/15s)后，在常温贮藏条件下，2d后活菌数上升到1.0×106CFU/mL以上，且4周内均保持在1.0×107CFU/mL以上，后酸化变弱，稳定性下降。
　　4.L.rhamnosus grx19常温发酵乳（饮料）中试生产及产品品质分析。(1)在11.5％复原全脂乳中加入6％蔗糖和0.4％复配稳定剂，溶解均匀后过滤均质(20MPa，60℃)，经90-95℃/15min热处理冷却至37℃，接种3％复配稳定剂（L.rhamnosus grx19∶S.thermophilus90-57∶S.thermophilus937-1=1∶1∶1），37℃恒温发酵至终点酸度为70°T左右，搅拌冷却后灌装，再经72℃/15s二次热处理后常温贮藏。根据此优化工艺中试生产的发酵乳品质优良，具有发酵乳特有的滋味和香气，色泽，组织均匀，口感细腻，常温贮藏15d时产品品质无明显变化。(2)11.5％复原脱脂乳溶解均匀后过滤均质(20MPa，60℃)，经90-95℃/15min热处理冷却至37℃，接种3％复配稳定剂（L.rhamnosus grx19∶S.thermophilus90-57∶S.thermophilus937-1=1∶1∶1），37℃恒温发酵至终点酸度为140°T左右;然后与含9％的蔗糖和0.4％复配稳定剂的糖水混合搅拌均匀，经过均质(20MPa，60℃)后灌装，再经72℃/15s二次热处理后常温贮藏。根据此优化工艺中试生产的发酵乳饮料品质优良，具有乳酸菌饮料特有的色泽，组织均匀，口感细腻，常温贮藏15d时产品品质无明显变化。

目录

摘要

1 绪论

1．1 乳酸菌

1．1．1 乳酸菌的概念及分布

1．1．2 乳酸菌的分类

1．1．3 乳酸菌的主要生理功能

1．1．4 乳酸菌在发酵乳制品中的应用

1．1．5 鼠李糖乳杆菌

1．2 热应激

1．2．1 热应激提高乳酸菌的耐热性

1．2．2 乳酸菌耐热机理

1．3 发酵乳产品

1．3．1 发酵乳产品市场分析

1．3．2 发酵乳产品概述及其营养价值和保健功能

1．4 稳定剂在发酵乳产品中的应用

1．5 二次热处理对延长发酵乳产品货架期的作用

1．6 本文研究目的与意义

1．7 主要研究内容

2 实验材料和方法

2．1 材料

2．1．1 乳酸菌来源

2．1．2 试剂

2．1．3 主要实验仪器

2．1．4 乳酸菌培养基

2．2 实验方法

2．2．1 乳酸菌菌种活化

2．2．2 热激处理

2．2．3 生长曲线的测定

2．2．4 样品制备

2．2．5 发酵乳产品特性分析

2．2．6 乳酸菌人工消化耐受性试验

2．2．7 乳酸菌抗氧化活性的测定

2．2．8 数据分析

3 结果与分析

3．1 热应激对L．rhamnosus grx19发酵特性影响

3．1．1 热应激对L．rhamnosus grx19发酵速度的影响

3．1．2 热应激对L．rhamnosus grx19发酵乳组织质构的影响

3．1．3 热应激对L．rhamnosus grx19发酵乳贮藏特性的影响

3．1．4 热应激对L．rhamnosus grx19人工消化耐受性和抗氧化特性的影响

3．1．5 热应激L．rhamnosus grx19对抗氧化特性变化影响

3．1．6 小结

3．2 热应激L．rhamnosus grx19发酵乳(饮料)制备条件优化

3．2．1 发酵菌株组合优化

3．2．2 发酵乳(饮料)稳定剂的优化

3．2．3 二次热处理对发酵乳(饮料)常温贮藏特性的影响

3．2．4 小结

3．3 L．rhamnosus grx19常温发酵乳(饮料)中试生产及产品品质分析

3．3．1 发酵乳中试

3．3．2 发酵乳饮料中试

3．3．3 小结

4 结论

参考文献

致谢

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