1、保加利亚乳杆菌在牛羊乳基质中发酵性能差异的比较王秀玲 1，葛武鹏 1，田毅 1，王迁 2，秦立虎 3，张旺倩 1（1. 西北农林科技大学 食品科学与工程学院，陕西 杨凌，712100；2.陕西杨凌质量技术检测检验所，陕西 杨凌，712100；3. 西安奶业科学研究所，陕西西安，710065）摘 要：探讨了德氏保加利亚乳杆菌（ L. Bulgaricus）在牛、羊乳基质中的增菌规律及产酸、产香性能，并对其差异性进行了比较。结果表明：以羊乳为基质 42发酵 8h 活菌数最高可达 2.10109mL-1，pH 值降至 4.160.07，滴定酸度(128.003.61)T，丁二酮质量浓度（11.720
2、.25）mg/L，乙醛质量浓度（6.090.22）mg/L；以牛乳为基质相同条件发酵活菌数最高可达 1.25109mL-1，pH 值降至 4.450.08，滴定酸度（114.801.31 ）T，丁二酮质量浓度（11.560.11）mg/L，乙醛质量浓度（5.120.38）mg/L 。结论：L. Bulgaricus 以牛、羊乳为基质 42发酵 8h，其产丁二酮能力差异不显著；而增菌效率、产酸及产乙醛能力差异极显著，L. Bulgaricus 在羊乳基质中发酵性能优于牛乳。关键词：保加利亚乳杆菌；牛乳；羊乳；发酵性能 中图分类号： 献标识码： 文章编号： Comparison of the fe
3、rmentation properties differences of L. Bulgaricus in cows 2. Institution of inspection of Yangling bureau of quality and supervision，Yangling 712100, China; 3. Xian Institute of Dairy pH 4.160.07; titratable acidity 128.003.61T; and the yield of diacetyls reached （11.72 0.25）mg/L; the yield of acet
4、aldehydes was （6.090.22 ）mg/L. While in the same conditions in cows milk the total colony form units reached 1.25109 mL-1; pH 4.450.08; titratable acidity （114.801.31）T; the yield of diacetyls was （11.560.11 ）mg/L, and the yield of acetaldehydes was （5.120.38）mg/L. Conclusions: there were no signifc
5、ant differences between the capacity of producing diacetyls of L. Bulgaricus in cows and goats milk, while the proliferation regulations, acid yield and the yield of acetaldehydes properties of goats milk were superior to cows milk.Key words：Lactobacillus bulgaricus; cows milk; goats milk; fermentat
6、ion0 引言保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus ）是常用的复合发酵剂菌株之一，具有多种促健康功效，是发酵食品的益生菌菌株之一 1。在酸奶发酵过程中主要作用是产酸、产香，使酸奶具有特殊的风味 2。牛乳和羊乳都是乳酸菌生长的良好基质，目前国内外研究主要集中在不同乳酸菌以牛乳为基质的发酵性能评价 3-5及酸奶后熟期的酸度变化和香味物质的含量变化等方面 6,7。而对在羊乳基质中产酸产香性能研究较少，尤其是同一菌株在不同乳基质中发酵初始期的产酸产香性能差异性相关研究更鲜见报道。本实验以德氏保加利亚乳杆菌为研究对象，以牛、羊乳为基质，通过增菌效率、产酸、产香速率等方面进行发
7、酵差异性评价，为制备乳基质酸奶发酵剂以及优质酸奶制品提供参考。收稿日期：基金项目：西北农林科技大学人才基金资助项目(22050205)*通讯作者：葛武鹏（1965） ，男，博士，副教授，研究方向：乳品科学及生物技术。E-mail： 作者简介：王秀玲（1986） ，女，硕士研究生，研究方向：功能性乳制品。E-mail：1 实验1.1 材料与设备德氏乳杆菌保加利亚亚种（Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus, Lb.）；新鲜山羊乳；新鲜牛乳；脱脂乳粉。MRS 培养基、质量分数为 0.85%的生理盐水、浓度为 0.1mol/L 氢氧化钠溶液、质量分数为
8、16%三氯乙酸（TCA）、质量分数为 1%邻苯二胺、浓度为 4mol/L 的 HCl 溶液、质量分数为 1%硫酸铁铵、质量分数为 0.02%酚试剂、pH 计校准液等均自己配制。SHP-250 生化培养箱； PB-10pH 计；SW-CJ-2D 型净化工作台；BZG30 菌落计数器；TOMY ES315 自动蒸汽消毒柜；FA2004 电子分析天平。紫外-可见分光光度计(UV-1700，SHIMADZU)。1.2 方法1.2.1 样品制备及处理菌种纯培养物母发酵剂生产发酵剂三代活化后，按接种量 2%分别接于灭菌的牛、羊乳中，摇匀后分装到预先灭好菌的三角瓶，42发酵。每隔 1h 牛、羊乳各取出一样品
9、。直接进行梯度稀释和酸度测定，取一定量剩余样品与等体积质量分数为 16%的 TCA 混匀，3500g 离心 15min，过滤得上清液，用于测定丁二酮和乙醛。1.2.2 pH 值的测定 采用 0.01 级精密数显酸度计测定。1.2.3 滴定酸度 oT 的测定根据 GB5413.34-20108，用 0.1mol/L 的氢氧化钠溶液滴定法测定。1.2.4 活菌计数按 GB4789.35-20109食品微生物学检验乳酸菌检验部分检测方法进行。1.2.5 丁二酮的测定 10（1）丁二酮测定原理。邻苯二胺可以与联二酮类反应生产 2,3-二甲基并吡嗪，生成物的盐酸盐在335nm 波长下有吸收，可根据吸光值
10、大小测得丁二酮质量浓度。（2）丁二酮质量浓度的测定。每样品取一定量与等体积质量分数为 16%的 TCA 混匀，经离心、过滤，得上清液，取出 5mL，分别加入 0.25mL 质量分数为 1%的邻苯二胺溶液，摇匀置于黑暗处放于30min，然后加入 1.0mL4.0mol/L 的 HCl 溶液，终止反应，混匀后在 335nm 波长下用石英比色皿测定吸光值。每样做 3 个平行取平均值。标准曲线制作：鲜羊乳 105（10min）灭菌，用于准确配制不同浓度的丁二酮标准液。然后各标准液按照样品处理方法进行操作，测得各标准液的吸光值，以丁二酮质量浓度为横坐标，吸光值为纵坐标绘制标准曲线如图 1 所示。y =
11、0.0392x - 0.0268R2 = 0.9945-0.200.000.200.400.600.801.001.200 5 10 15 20 25 30丁 二 酮 质 量 浓 度 /（ mgL-1）吸光值(335nm)图 1 标准曲线-丁二酮质量浓度与吸光值关系1.2.5 乙醛的测定 11（1）测定原理。酚试剂分光光度法测定乙醛质量浓度是根据乙醛与酚试剂C 6H4SN(CH3)C:NNH2HCl,3-甲基-2-苯并噻唑腙,NBTH 反应生成嗪类物质，该物质在酸性溶液中被高铁离子氧化形成蓝绿色化合物，根据颜色深浅比色定量。（2）乙醛质量浓度的测定。第 1 次反应液制备：取 5.0mL 样品上
12、清液（空白样为 5.0mL 8%TCA）和 2.5mL 质量分数为 0.02%酚试剂溶液用水定容至 50mL，静止反应 30min，得第 1 反应液。第 2 次反应液制备：取出 5.0mL 第 1 次反应液，加 2.0mL 质量分数为 0.02%酚试剂溶液，0.5mL 质量分数为 1%硫酸铁铵溶液，（ 431）条件反应（第 2 次反应）20min，得第 2 次反应液。流水冷却，立即在 630nm 处测定吸光度值，每样品设定 3 个平行。乙醛标准曲线制作：取 1mL 乙醛（市售分析纯，体积分数为 40%）用 8%TCA 溶液稀释制备 40 mg/L 质量浓度的乙醛母液。第 1 次反应：取 5.0
13、mL 已知质量浓度的乙醛母液溶液和 2.5mL 质量分数为 0.02%酚试剂溶液，用蒸馏水定容至 50mL，静止反应 30min；第 2 次反应：分别取0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0mL 的第 1 次反应液，以水补足 5.0mL，随后按上述实验操作进行，然后 630nm 处测定吸光值，以质量浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线如图 2 所示。图 2 标准曲线- 乙醛质量浓度与吸光值关系2 结果与讨论2.1 Lb.在牛、羊乳基质中的增菌规律比较Lb.在牛、羊乳中的增菌规律如图 3 所示。图 3 中，二者变化趋势基本一致，随着发酵时间延长活菌数均呈增加趋势
14、，发酵 3h 后羊乳中的活菌数明显高于牛乳（P0.05），而在发酵 3h 后差异极显著（P0.05），羊乳中丁二酮质量浓度达（11.720.25）mg/L，牛乳中丁二酮质量浓度达（11.560.11）mg/L。因此，Lb.在牛、羊乳基质中产丁二酮能力接近。0.02.04.06.08.010.012.014.00 1 2 3 4 5 6 7 8 发 酵 时 间 /h丁二酮质量浓度/（mgL-1）N-丁 二 酮Y-丁 二 酮图 5 牛羊乳发酵过程中丁二酮质量浓度的变化2.3.2 发酵过程中乙醛质量浓度变化及差异性比较乙醛也是酸奶主要风味物质之一，在酸奶的发酵过程中主要由 Lb.产生，以不同乳基质发
15、酵产生乙醛的能力不同，图 6 表明发酵前期（即 4h 以内）牛、羊乳发酵乳中乙醛质量浓度差异不显著（P0.05），而 48h 差异极显著（P0.05）。（4）相同条件下，Lb.在羊乳中表现出更好的发酵性能。参考文献：1 张和平,张列兵. 现代乳品工业手册M. 北京:中国轻工业出版社,2005.2 BESHKOVA D, SIMOVA E, FRENGOVA G, et al. Production of Flavor Compounds by Yogurt Starter CulturesJ. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology
16、，1998(20):180-186.3 PINHEIRO de SOUZA OLIVEIRA R, Casazza A A, Aliakbarian B, et al. Co-metabolism in Skimmed Milk of Streptococcus Thermophilus in Co-cultures with Lactobacillus Bulgaricus or Lactobacillus AcidophilusJ. Journal of Biotechnology，2010, 15:576-587.4 BOTTAZZI V, DELLAGLI F. Acetaldehyd
17、e and Diacetyl Production by Streptococcus Thermophilus and Other Lactic StreptococJ. Dairy Res.，2010, 34:109-113.5 甘伯中,杜宁娟,李帆，等.南牧区酸奶中乳酸菌的分离与发酵性能研究 J.食品科学，2009, 30(3): 204-208.6 邢慧敏.少数民族自然发酵乳制品中乙醛高产乳酸菌的筛选及发酵条件的优化D. 呼和浩特: 内蒙古农业大学, 2007.7 李妍,邢慧敏,邵亚东，等.发酵乳中丁二酮和乙醛含量检测方法探讨 J.食品与发酵工业，2008, 34(3):157-159.
18、8 中华人民共和国卫生部. GB 5413.342010 食品安全国家标准S. 北京: 中国标准出版社, 2010.9 中华人民共和国卫生部. GB 4789.352010 食品安全国家标准S. 北京: 中国标准出版社, 2010.10 于田利,褚庆环,张佳程，等.丁二酮乳链球菌产生丁二酮含量的特性研究 J.中国酿造，2010, (10):17-21.11 王伟君 ,张兰威 ,李延华，等 .酚试剂分光光度法测定发酵乳中乙醛含量的研究J.食品工业科技，2006, 27(07):179-182.12 LAURA S C, EVA R M. Composition of Goat and Cow Milk Produced Under Similar Conditions and Analyzed by Identical Methodology J. Journal of Food Composition and Analysis, 2009, 22(4): 322-329.13 葛武鹏.山羊乳营养特性及对嗜酸乳杆菌增菌发酵效能的研究D. 陕西杨凌: 西北农林科技大学, 2008.14 王红叶,李丽华,陆淳等.乙醛、丁二酮对发酵乳风味的影响J.中国乳品工业，2010, 38(10):32-34.15 孟祥晨,杜鹏,李艾黎，等.乳酸菌与乳品发酵剂M. 北京:科学出版社，2009.
