一种利用产胞外多糖双歧杆菌改善发酵羊乳的方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36175163发布日期:2023-11-24 23:49阅读:36来源:国知局
一种利用产胞外多糖双歧杆菌改善发酵羊乳的方法

1.本发明属于食品微生物及发酵技术领域,主要涉及一种利用产胞外多糖双歧杆菌改善发酵羊乳的方法



背景技术:

2.山羊乳以营养丰富

易于吸收等特点被视为乳中精品,被称为“奶中之王”。
与牛乳相比,羊乳具有较低的过敏潜力和较高的
ca、p、mg、k
等元素含量

而发酵羊乳具有额外功能特性,包括改善乳糖吸收,增加蛋白质和脂肪消化率,提高矿物质利用率,抗氧化,抑菌,改善呼吸道和胃肠道感染以及降低高血压等

越来越多的研究表明发酵羊乳具有益生功能

3.然而,发酵羊乳低
α
s1-酪蛋白含量和高酪蛋白胶束分散可导致形成几乎半液体的凝胶

凝乳性差

乳清易析出等特点制约着发酵羊乳的发展

因此,发酵山羊乳的生产必须克服一些技术挑战

传统手段是通过提高乳中总固形物含量或添加各种食品添加剂来改善凝固型酸乳的质地

但近些年来,研究人员应用了一些新的技术手段,包括添加食用胶稳定剂

原料乳通过膜分离技术处理

乳蛋白酶交联法

高压均质法和超声处理法等

虽然食品稳定剂的添加可以改善发酵乳的质地,但是这会在某种程度上覆盖发酵乳的风味

并且考虑到消费者追求更加天然健康的食品添加剂的心理,探究乳酸菌胞外多糖这一天然增稠剂改善发酵羊乳的质地及其机制具有重要意义

4.胞外多糖是一种天然的生物增稠剂,是微生物生长过程中分泌到细胞壁外的一种大分子糖类聚合物

有的胞外多糖可以附着在乳酸菌细胞壁的表面,而有的则可以分泌到微生物生长基质中,从而影响基质的性质

胞外多糖对酸乳的黏度

内聚性

持水力

流变

表观粘度

风味等方面产生显著影响,所以被广泛地应用于食品的持水

稳定

增稠

乳化及凝胶等方面

此外,双歧杆菌是人类肠道微生物群的一部分,是该生态系统中最丰富的属之一,被认为具有益生特性

特定的双歧杆菌可以通过生成胞外多糖调节免疫系统反应以及微生物群其他成员的比例,在维护肠道生态系统平衡中发挥重要作用



技术实现要素:

5.本发明提供一种利用产胞外多糖双歧杆菌改善发酵羊乳的方法

6.本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的:一种利用产胞外多糖双歧杆菌改善发酵羊乳的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
(1)
将新鲜羊乳过滤

均质得物料a,优先使用
400
目尼龙网纱布进行过滤,并预热至均质温度进行高压均质
。(2)
向物料a中加入蔗糖

低聚果糖

羊乳粉平衡乳成分,磁力搅拌后得到物料
b。(3)
将物料b分装至提前灭菌的发酵瓶中进行杀菌

冷却,优先使用巴氏杀菌得到发酵基质
。(4)
向发酵基质中加入发酵剂与产胞外多糖短双歧杆菌
(sc
组添加发酵剂
0.03
%,
h4-2
组和
h9-3
组分别接种
h4-2

h9-3
菌株
5.5
×
108cfu
·
ml-1

sch4-2
组和
sch9-3
组在添加
0.03
%发酵剂的同时,按照
5.5
×
108cfu
·
ml-1
分别接种
h4-2

h9-3
菌株
。)
,恒温发酵,发酵终止后取出得到物料
c。(5)
物料c冷藏后熟得到发酵羊乳
。(6)
评估利用产胞外多糖双歧杆菌对发酵羊乳的改善3:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

20.图7为各发酵羊乳样品的弹性模量和粘性模量;注:
sc
:发酵剂组;
h4-2
:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组;
h9-3
:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组;
sch4-2
:发酵剂和
h4-2
复合发酵组;
sch9-3
:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

21.图8为各发酵羊乳样品胞外多糖
(a)
和中性糖
(b)
的含量;注:
sc
:发酵剂组;
h4-2
:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组;
h9-3
:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组;
sch4-2
:发酵剂和
h4-2
复合发酵组;
sch9-3
:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

标记有不同小写字母的数据表示不同组之间有显著性差异(
p《0.05


22.图9为各发酵羊乳样品
pca
图;注:
sc
:发酵剂组;
h4-2
:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组;
h9-3
:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组;
sch4-2
:发酵剂和
h4-2
复合发酵组;
sch9-3
:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

23.图
10
为各发酵羊乳样品
loading
分析;
24.图
11
为各发酵羊乳样品
lda
分析;注:
sc
:发酵剂组;
h4-2
:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组;
h9-3
:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组;
sch4-2
:发酵剂和
h4-2
复合发酵组;
sch9-3
:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

25.图
12
为各发酵羊乳样品的电子舌雷达图;注:
sc
:发酵剂组;
h4-2
:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组;
h9-3
:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组;
sch4-2
:发酵剂和
h4-2
复合发酵组;
sch9-3
:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

26.图
13
为各组发酵羊乳中的乳酸及乙酸含量;注:
sc
:发酵剂组;
h4-2
:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组;
h9-3
:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组;
sch4-2
:发酵剂和
h4-2
复合发酵组;
sch9-3
:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

27.图
14
为发酵羊乳感官评价雷达图;注:
sc
:发酵剂组;
h4-2
:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组;
h9-3
:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组;
sch4-2
:发酵剂和
h4-2
复合发酵组;
sch9-3
:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

28.图
15
为冷冻电镜观察发酵羊乳的微观结构;注:左侧列为
5.00k
倍数下观察到酸乳的微观结构,右侧列为
10.0k
倍数下酸乳的微观结构
。a
:发酵剂组(
sc
);b:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组(
h4-2
);c:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组(
h9-3
);d:发酵剂和
h4-2
复合发酵组(
sch4-2
);e:发酵剂和
h9-3
复合发酵组(
sch9-3
)酸乳

具体实施方式
29.下面结合附图对本发明具体实施例进行详细描述

30.一种利用产胞外多糖双歧杆菌改善发酵羊乳的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
31.(1)
将新鲜羊乳过滤

均质得物料a,优先使用
400
目尼龙网纱布进行过滤,并预热至均质温度进行高压均质
。(2)
向物料a中加入蔗糖

低聚果糖

羊乳粉平衡乳成分,磁力搅拌后得到物料
b。(3)
将物料b分装至提前灭菌的发酵瓶中进行杀菌

冷却,优先使用巴氏杀菌得到发酵基质
。(4)
向发酵基质中加入发酵剂与产胞外多糖短双歧杆菌
(sc
组添加发酵剂
0.03
%,
h4-2
组和
h9-3
组分别接种
h4-2

h9-3
菌株
5.5
×
108cfu
·
ml-1

sch4-2
组和
sch9-3
组在添加
0.03
%发酵剂的同时,按照
5.5
×
108cfu
·
ml-1
分别接种
h4-2

h9-3
菌株
。)
,恒温
发酵,发酵终止后取出得到物料
c。(5)
物料c冷藏后熟得到发酵羊乳
。(6)
评估利用产胞外多糖双歧杆菌对发酵羊乳的改善作用:通过比较发酵羊乳的凝乳时间
、ph
和滴定酸度

活菌数变化

持水性及脱水收缩性

质构特性

流变学特性

胞外多糖及中性糖含量

电子鼻分析

电子舌分析

乳酸及乙酸含量

感官评价和发酵羊乳的微观结构特点综合评估产胞外多糖菌株对凝固性发酵羊乳的改善作用

32.所述的均质温度为
65℃
,高压均质压力为
20mpa。
33.所述的蔗糖

低聚果糖

羊乳粉与所述的羊乳质量浓度分别为6%
、1

、1
%,磁力搅拌
5min(3000r/min)。
34.所述的巴氏杀菌温度
95℃
,时间
15min
,杀菌后的羊乳冷却至
45℃。
35.所述的短双歧杆菌菌株
h4-2

h9-3
为实验室自行分离菌株

恒温发酵温度为
42℃
,发酵至酸羊乳凝固
(ph

4.6
左右,发酵酸度不低于
70.00
°
t)
后取出

36.所述的后熟条件为
4℃

24h。
37.所述的产胞外多糖双歧杆菌对发酵羊乳改善作用为:联合使用产胞外多糖的短双歧杆菌
h4-2
和发酵剂对发酵羊乳的改善效果较好
。sch4-2
组中
h4-2
活菌数为
10.24lg cfu/ml
,产品持水性
(51

)
得到显著改善,质构和流变学特性加强,胞外多糖含量增加
(295.33mg/l)
,感官评分较高;微观结构显示,联合使用发酵剂和
h4-2
,发酵羊乳酪蛋白形成的三维结构更致密,孔隙增多且排列紧密

38.实施例139.将市售新鲜羊乳经
400
目尼龙网纱布过滤掉泥沙等杂质

过滤后将羊乳预热至均质温度
(65℃)
进行高压均质
(
压力
20mpa)。
均质后温度保持在
45℃
,并加入6%
(w/v)
蔗糖
、1

(w/v)
低聚果糖
、1

(w/v)
羊乳粉平衡乳成分

磁力搅拌
5min(3000r/min)。
搅拌后的羊酸乳在超净工作台内分装至提前灭菌的发酵瓶中

分装后在水浴锅中进行巴氏杀菌
(95℃

15min)。
杀菌后,迅速冷水浴至
45℃
,并在超净工作台进行接种,具体接种量见表
1。
接种后,恒温
(42℃)
发酵至酸羊乳凝固
(ph

4.6
左右,发酵酸度不低于
70.00
°
t)
后取出,放入
4℃
条件下后熟
24h。
记录从发酵开始至乳完全凝固,即
ph 4.6
左右的时间,结果见图
1。
参考

食品安全国家标准食品
ph
的测定方法

测定发酵羊乳的
ph
,参考

食品安全国家标准食品酸度的测定滴定酸度

中“酚酞指示剂法”测定滴定酸度,结果见图
2。
参照国标

食品微生物学检验乳酸菌检验

,采用平板菌落计数法测定发酵乳的活菌数,结果见图
3。
结果表明发酵剂与短双歧杆菌配合使用可显著加快发酵过程的酸化速率,缩短发酵时间,提高短双歧杆菌的活菌数

此外,
h4-2
联合发酵剂发酵可显著提高保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的活菌数

40.表1各试验组发酵剂及短双歧杆菌的接种量
41.42.实施例243.称取
15.0g
后熟后的发酵羊乳样品,于离心管中称重

离心管重量记为
m1,加入发酵羊乳后重量记为
m2。

4℃
下,
4000r/min
离心
10min
,用1次性胶头滴管吸出上清液,并倒置
1min
后立即称重,重量记为
m3,按照下列公式计算发酵羊乳样品的持水性能:
[0044][0045]
采用胶体脱水收缩敏感性
(susceptibility to syneresis

sts)
的测定方法测定

称取
15.0g
后熟后的发酵羊乳样品,置于漏斗中,用
50ml
锥形瓶收集沥出的乳清

室温条件下静置
90min
,最后对收集的乳清进行称重,并按照下列公式计算发酵羊乳样品的乳清析出量:
[0046][0047]
结果表明:
h4-2
与发酵剂联合发酵可提升发酵羊乳的持水性,降低脱水收缩敏感性

持水性与脱水收缩敏感性之间存在对应关系:持水性高则脱水收缩敏感性低,反之亦然

结果见图
4。
[0048]
实施例3[0049]
试验选用
ta-xt plus
型物性测试质构仪进行测定发酵羊乳的硬度

稠度

粘聚性和粘性指数

采用
a/be-d35
探头,测前

测中

测后的探头速度
1mm/sec
,测定距离
10.00mm
,感应力为
auto-10.0g
进行测定

发酵羊乳质构曲线标准图如图
5。
结果表明,
sch4-2
组发酵羊乳硬度

稠度最大,粘聚性和黏度指数最强,说明发酵剂联合胞外多糖产量高的短双歧杆菌
h4-2
使用,可显著改善发酵羊乳质软

凝胶性差的问题,显著改善羊凝乳的质构特性

结果见表
2。
[0050]
表2发酵羊乳后熟后的质构特性
[0051][0052]
注:小写字母
(a、b、c、d、e)
表示同一质构指标

不同组别之间的差异显著性
(p《0.05)。sc
:发酵剂组;
h4-2
:短双歧杆菌
h4-2
单菌株发酵组;
h9-3
:短双歧杆菌
h9-3
单菌株发酵组;
sch4-2
:发酵剂和
h4-2
复合发酵组;
sch9-3
:发酵剂和
h9-3
复合发酵组

[0053]
实施例4[0054]
测试之前发酵羊乳样品室温条件下平衡
15min
,缓慢搅拌
10

15
圈,速度适中,使酸乳样品均匀

采用
mars40
型旋转流变仪测定不同组别发酵羊乳的表观黏度

储能模量
(
弹性模量
)(g')
和损耗模量
(
粘性模量
)(g”)。
平板直径选用
60mm
,夹缝距离为
1mm
,扫描频率
1hz
测定
25℃
时剪切速率
0.01s-1

100s-1
范围内的表观粘度

在频率
0.01

10hz、
应变
0.2
%,采用小振幅频率扫描法测定发酵羊乳的流变特性,得到弹性模量
(g’)、
黏性模量
(g”)
随频率的变化曲线

结果表明联合使用发酵剂和胞外多糖产量高的短双歧杆菌
h4-2
可以显著提升发酵羊乳的弹性

结果见图
6、7。
[0055]
实施例5[0056]

100ml
发酵羊乳,加入
250ml
蒸馏水,
95℃
水提
15min。
离心
15min
收集上清液
(9000r/min

4℃)
,加入质量分数
80
%的三氯乙酸
(tca)
溶液至终质量分数为3%,
4℃
静置过夜,离心
15min
收集上清液
(9000r/min

4℃)
,旋转蒸发仪减压浓缩,离心取上清液,加入3倍体积无水冷乙醇溶液,
4℃
静置
24h
,离心取沉淀

双蒸水溶解沉淀,
sevage
法脱去可溶性蛋白,考马斯亮蓝法验证蛋白除尽
。4℃
透析
48h
,冷冻干燥后得到粉末状胞外粗多糖,苯酚-硫酸法测定每组发酵羊乳样品中胞外多糖含量
。sch4-2

sch9-3
组与
sc
组相比,胞外多糖含量显著增加
(p《0.05)
,分别为
295.33mg/l

270.43mg/l
,并且
sch4-2
胞外多糖含量高于
sch9-3
组,说明使用胞外多糖产量高的短双歧杆菌
h4-2
显著提高了发酵羊乳中胞外多糖的含量

当使用产胞外多糖较高的短双歧杆菌
h4-2
发酵羊乳中时,发酵乳中性糖含量均较高

结合
sch4-2
组的持水性高

硬度强和表观粘度大的特性,说明胞外多糖的含量与发酵羊乳持水性

质构特性有紧密关系

结果见图
8。
[0057]
实施例6[0058]
采用电子鼻
(pen3

airsense analytics

schwerin

germany)
测定挥发性化合物,传感器阵列的名称和对某些特定挥发性化合物的主要性能见表
3。
准确称取
10ml
不同组别发酵羊乳,置于
50ml
的顶空瓶中加盖密封
60min。
用磁力搅拌器在
40℃
下恒温水浴
20min
,以在顶部空间产生足够的挥发性化合物

电子鼻检测包括测量和清洁阶段

测量阶段以
300ml/min
的流速将样品气体转移到传感器室中,并持续
70s
,以获取足够的挥发性化合物信息

插入电子鼻探头和恒压活性炭过滤装置,测定挥发性成分

每秒收集一个信号供以后分析

开机后,打开
winmuster
软件,设置选项选择电子鼻型号为
pen3
,点击开始测试,当状态栏里的测试进程倒计时提示为1时,将进样针头和补气针头插入顶空瓶
。60s
后停止测试

选定采集信号时间为
55

60s。
同时拔出进样针头和补气针头

通过电子鼻
winmuster
分析系统对采集到的数据进行主成分分析
(pca)(

9)、
载荷
(loadings)
分析
(

10)
以及响应值分析
(

11)。
清洁阶段通过将清洁空气泵入样品气体路径
70s
来进行,以标准化传感器信号

所有样品的电子鼻检测温度为
25℃。
主成分分析
(pca)
表明
sch4-2

sc
组之间的区分度极大,联合使用发酵剂和短双歧杆菌
h4-2
发酵羊乳对产品气味贡献更大

载荷
(loadings)
分析发现
sch4-2
组发酵羊乳香气主要以烷类物质

氢化物

短链烷烃

芳香类物质为主

响应值分析
(lda)
表明使用短双歧杆菌
h4-2
可使发酵羊乳的气味发生变化,经电子鼻分析
sch4-2
组具备
sc
所不具备的特殊香气,其气味与
sch9-3
相似,但不完全相同

[0059]
表3电子鼻传感器所对应的气味类型
[0060][0061]
实施例7[0062]
电子舌配置有6根脂质膜传感器
(aae、ca0、ct0、c00、ae1

gl1)
和3根
ag/agcl
参比电极组成
。aae、ca0、ct0、c00、ae1

gl1
电子舌传感器阵列的性能分别为鲜味

酸味

咸味

苦味

涩味和甜味

[0063]
本试验准确称取
50g
发酵羊乳,加入
150ml
蒸馏水

离心
(9500r/min

10min)
取上清,用吸管吸除上层脂肪,抽滤备用

将发酵羊乳样品放入电子舌专用品尝杯中,至品尝杯刻度线
(

35ml)
,置于电子舌样品台上

每个样品重复测定4次,取后3次数据取平均值用于数据分析

从酸味结果来看,
sch4-2(-10.23
±
0.01)

sch9-3

(-10.57
±
0.01)
的酸味表达值最高,显著高于
sc

(-11.12
±
0.1)(p《0.05)
;而
h4-2(-11.12
±
0.3)

h9-3

(-11.36
±
0.5)
的酸味表达值较低,显著低于
sc

(p《0.05)。
从苦味结果看,
sch4-2(-9.77
±
0.02)

sch9-3

(-9.72
±
0.01)
表达值最低,说明苦味较低,口感较好;而
h4-2(-10.11
±
0.15)

h9-3

(-11.12
±
0.1)
的苦味表达值与
sc

(-9.46
±
0.4)
相比最高

从后味b结果来看,
h4-2(-13.58
±
0.2)

h9-3

(-14.66
±
0.3)
的后味较重,而
sch4-2(-12.95
±
0.02)

sch9-3(-12.96
±
0.02)
组的后味较轻

结果见图
12。
[0064]
实施例8[0065]
采用
1260iiprime
高效液相色谱仪测定发酵羊乳样品中的乳酸和乙酸含量
。10ml
发酵羊乳与
1.2ml 85
%的三氯乙酸溶液混合,
4℃
下放置
24h
后,样品离心
30min(4℃

9000r/min)
,上清液过
0.22
μm的滤膜备用

[0066]
高效液相色谱系统采用
aminex hpx-87h(300
±
7.8mm)
离子交换住

柱温为
50℃
,色谱柱进样
10
μ
l
,选用紫外检测器进行检测,检测波长为
210nm。
流动相为经过抽滤和超声后的
0.005m
稀硫酸溶液

结果表明联合使用发酵剂和短双歧杆菌
h4-2
加快了羊乳的酸化速率,增大了乳酸
/
乙酸的比值

结果见图
13。
[0067]
实施例9[0068]
按照国家标准
gb 19302—2010《
酸乳的感官评分标准

,邀请具有感官评价经验的人员分别从样品的滋味
(20

)、
气味
(20

)、
组织状态
(30

)、
色泽
(10

)、
喜爱程度
(20

)5
个方面进行评分,采用
100
分制评分法


10
名成员进行评估
(
男女比例为1:
1)
,结果取平均值

取适量试样置于
50ml
烧杯中,在自然光下观察色泽和组织状态

嗅其气味,用温开水漱口,品尝滋味

评分标准如表4所示

[0069]
从色泽

组织状态和喜爱程度来看,
sch4-2
组的状态均匀细腻,无悬浊物;颜色均
匀,整体色泽好,为奶白色,这与
sc
组的感官评价结果相似

而单菌株组
h4-2

h9-3
有少量固体悬浊物,发酵乳状态不均匀,色泽偏暗

以上结果表明发酵剂联合短双歧杆菌
h4-2
使用显著改善了发酵羊乳的气味和色泽,组织状态也有所改善

结果见图
14。
[0070]
表4发酵羊乳感官评价评分标准
[0071][0072]
实施例
10
[0073]
该试验采用带有
pp3010t
型冷冻传输系统的场发射电子扫描显微镜

不同组别发酵羊乳样品从冰箱中取出,滴落在样品支架上

将样品放入-210℃
的液氮中
5min
,冷冻样品转移至冷冻制备室,在-90℃
下蚀刻断裂的样品
5min
,然后转移到样品台上利用电子扫描显微镜进行观察

摄像电压为
5.0kv。
结果表明联合使用发酵剂和胞外多糖产量高的短双歧杆菌
h4-2
能显著改善发酵羊乳的酪蛋白三维网状结构,使孔隙更加的均匀致密

结果见图
15。
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