丁二酮乳酸乳球菌发酵对羊奶脂肪酸组成影响分析

齐强强，褚 莹，丁 武

（西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西杨凌 712100）

丁二酮乳酸乳球菌发酵对羊奶脂肪酸组成影响分析

齐强强，褚 莹，丁 武*

（西北农林科技大学食品科学与工程学院，陕西杨凌 712100）

为研究乳酸乳球菌乳酸亚种丁二酮变种（Lactococcus lactis ssp.Lactis biovar diacetylactis）在单菌发酵，或与嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）和保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）混合发酵条件下对羊奶中脂肪酸含量影响情况，利用气相色谱法进行脂肪酸分析，结果表明：L.diacetylactis发酵显著提高了羊奶中、短链脂肪酸百分含量，降低了长链脂肪酸百分含量（p<0.05）；L.diacetylactis接种量对发酵羊奶成品中脂肪酸组成影响不显著；L.diacetylactis与S.thermophilus、L.bulgaricus混合发酵羊奶中脂肪酸组成不受S.thermophilus、L.bulgaricus影响。因此，L.diacetylactis发酵适用于开发风味良好、营养合理的酮香型羊奶保健品。

乳酸乳球菌乳酸亚种丁二酮变种，发酵，气相色谱，脂肪酸

山羊奶营养丰富，功能独特，含有200多种营养物质和生物活性物质，其中脂肪含量尤为丰富[1]。羊乳中短链脂肪酸（SCFA）含量大约高出牛乳1倍，其中癸酸和辛酸含量比牛奶高出3～5倍[2]，SCFA能够抑制胆固醇沉积、预防和治疗肠功能紊乱及胆结石、冠心病、膀胱纤维变性等疾病，并且还可以调节肠道菌群、维持体液和电解质平衡[3]；羊乳中的单不饱和脂肪酸（MUFA）、多不饱和脂肪酸（PUFA）和一些中链脂肪酸（MCFA）对人体健康，特别是对心血管疾病是有益的[4]，乳中MCFA也有减肥功效，被人体吸收后直接通过肝门静脉被运往肝脏，再经β-氧化作用快速代谢进而促进能量消耗，达到降低体重和体脂含量等作用[5]。然而，乳中的一些SCFA包括己酸、辛酸、癸酸和4-乙基辛酸和4-甲基辛酸一些支链脂肪酸等是引起羊奶膻味的重要物质[6-8]。乳酸乳球菌乳酸亚种丁二酮变种是产香型菌，它能利用柠檬酸代谢生成丁二酮、CO2和其他一些物质，赋予发酵乳特殊风味。近年来，羊奶及其制品凭借较高营养价值而备受热捧，但其自身的膻味仍然限制着羊奶市场的进一步开发，因此，羊奶除膻技术，特别是生物除膻，如酮香型酸奶的研制，已成为当前国内的研究热点[9-11]，然而，L. diacetylactis发酵对羊奶制品风味的改善机理仍无定论，关于L.diacetylactis发酵羊奶中脂肪酸组成特点及其对羊奶制品风味、营养的影响等研究更是少见报道。本工作拟将L.diacetylactis按不同接种量进行单菌发酵，或与恒量的嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌混合发酵制得发酵羊奶，利用气相色谱法测得各样品的脂肪酸组成并加以比较分析，以得出L.diacetylactis发酵对羊乳制品中脂肪酸组成的影响，为研究开发风味佳、营养高的发酵羊乳制品提供实验科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜羊奶 取自西北农林科技大学西农撒能奶山羊原种场畜牧基地；嗜热链球菌、德氏保加利亚乳杆菌、乳酸乳球菌乳酸亚种丁二酮变种 均取自本实验室；脂肪酸甲酯标准物质 美国Supelco公司；甲醇、正己烷、氢氧化钾甲醇溶液（0.5mol/L）、焦性没食子酸甲醇溶液（质量比为10%） 色谱纯；氯仿 分析纯；三氟化硼甲醇溶液（质量分数为14%） 上海安谱科学仪器有限公司。

GC2014气相色谱仪 配有氢火焰离子化检测器（FID）及岛津气相色谱工作站，日本岛津公司；水浴锅，低速离心机KDC－40，低速离心机SC－2546。

1.2 实验方法

1.2.1 发酵羊奶制作

1.2.1.1 L.diacetylactis单菌发酵羊奶制作 原料奶→检验→标准化→巴氏杀菌（65℃，30min）→加糖（添加量为8%）→均质→接种（L.diacetylactis接种量为0（对照1）、0.5%、1%、2%、3%、4%）→发酵（30℃，发酵12h）→冷藏后熟（4℃，18h）→成品（待用）

1.2.1.2 L.diacetylactis混菌发酵羊奶制作 原料奶→检验→标准化→巴氏杀菌（65℃，30min）→加糖（添加量为8%）→均质→接种（S.thermophilus，L.bulgaricus）接种量均为1%，L.diacetylactis为0%（对照2）、0.5%、1%、2%、3%、4%）→发酵（38℃，发酵12h）→冷藏后熟（4℃，18h）→成品（待用）

1.2.2 样品制备

1.2.2.1 脂肪提取 取发酵羊乳成品2.4m L于50m L离心管中，加入1.6m L蒸馏水、10m L甲醇和5m L氯仿，摇匀。再加入蒸馏水和氯仿各5m L，振荡2m in，以3500r/m in离心10m in，取下层氯仿层于烧瓶中，65℃水浴蒸干备用[12－13]。

1.2.2.2 脂肪酸甲酯化 向1.2.2.1中制得的脂肪浓缩物中加入0.25m L焦性没食子酸甲醇溶液，继续65℃水浴浓缩干燥，然后加入2.5m L氢氧化钾甲醇溶液，置于（80±1）℃的水浴上回流5～10min。再加入1.5m L的三氟化硼甲醇溶液，继续回流15m in，然后将烧瓶中的液体移入15m L的离心管中，分别用1m L饱和氯化钠溶液清洗烧瓶三次，合并饱和氯化钠溶液于离心管，加入2.5m L正己烷，振摇后，以4000r/m in离心10min，取上清液经微滤后，供气相色谱仪测定[13]。

1.2.3 GC检测条件[14]石英毛细柱（DB－17 30m× 0.25mm×0.25μm）；柱箱升温程序：初始温度140℃，保持5m in，以4℃/m in升至240℃，保持15m in；进样口温度为260℃；检测器温度为280℃；柱前压（载气N2为100kPa，H2为75kPa，空气为50kPa，氮总压为400kPa）；进样量1μL，分流比为30∶1。

1.2.4 数据处理 利用DPS（7.0.5.8）软件进行统计分析。各组数据采用Tukey法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 发酵羊奶短链脂肪酸百分含量分析

由表1可知，羊奶经L.diacetylactis单菌发酵后SCFA及其总量显著高于对照1（p＜0.05）；与对照2相比，羊奶经L.diacetylactis和S.thermophilus、L.bulgaricus混合发酵后，SCFA含量变化基本不显著；另外，单菌发酵奶或混菌发酵羊奶中各SCFA（C4除外）及∑（C4～C10）百分含量均不受L.diacetylactis接种量（0.5%～4%）的影响，且当L.diacetylactis接种量相同时，两种发酵奶的SCFA基本无显著差异。

2.2 发酵羊奶中链脂肪酸百分含量分析

从表2可看出，除C15外，羊奶经L.diacetylactis单菌发酵后MCFA及其总量显著高于对照1（p＜0.05）；与对照2相比，羊奶经L.diacetylactis和S.thermophilus、L.bulgaricus混合发酵后MCFA变化不显著；另外，L. diacetylactis接种量（0.5%～4%）对两种发酵奶中MCFA及∑（C11～C15）含量均无显著影响，与SCFA变化一致，并且当L.diacetylactis的接种量相同时，单菌发酵奶与混菌发酵奶中MCFA含量差异不大。

2.3 发酵羊奶长链脂肪酸百分含量分析

由表3可知，羊奶经L.diacetylactis单菌发酵后C18∶1及∑（C16～C18）含量显著低于对照1（p＜0.05），其它基本无变化；与对照2相比，L.diacetylactis接种量为0.5%、4%的混菌发酵羊奶中C18∶0显著升高，C18∶1含量显著降低，并且L.diacetylactis接种量对两种发酵奶中C18∶0、C18∶1的影响较大，对其它LCFA及∑（C16～C18）几乎无影响，可能是因为L.diacetylactis、S.thermophilus、L.bulgaricus等乳酸菌对乳中不饱和脂肪酸有氢化作用，使C18∶1转化为C18∶0，当L. diacetylactis接种量为1%或2%时菌种间的拮抗作用抑制了生物氢化的进行[15]。

表1 L.diacetylactis对发酵羊奶短链脂肪酸含量的影响分析表Table 1 Effectof L.diacetylactis fermentation on SCFA of goatmilk dairy

表2 L.diacetylactis对发酵羊奶中链脂肪酸含量的影响分析表Table 2 Effectof L.diacetylactis fermentation on MCFA of goatmilk dairy

表3 L.diacetylactis对发酵羊奶长链脂肪酸含量的影响分析表Table 3 Effects of L.diacetylactis fermentation on LCFA of goatmilk dairy

3 讨论

从总体来看，羊奶经L.diacetylactis，或L. diacetylactis、S.thermophilus、L.bulgaricus混和发酵后，乳中∑（C4～C10）、∑（C11～C15）显著升高，与Sallam i L的结论一致[16]，∑（C16～C18）显著降低，这可能是因为发酵乳中脂蛋白酯酶（LPL）对甘油三酯（TG）sn－3位上的SCFA、MCFA是优先脂解的[11]，使其占总脂肪酸的百分含量显著提高，相应的LCFA百分含量显著降低，这有利于提高羊乳的吸收率和保健功能，同时也证实了酮香型羊酸奶的除膻机理是通过发酵产生的香味物质丁二酮对不良风味的掩盖作用，而非通过降低引起膻味的中、短链脂肪酸含量实现的，与寇晓虹[9]得出相同结论。

L.diacetylactis接种量（0.5%～4%）对两种发酵奶的脂肪酸含量影响不大，可能原因是不同量的L. diacetylactis生长12h后细菌已经过迟缓期、对数期后达到了稳定期[17]，菌体数目基本一致，酯酶活性也无显著差异。

L.diacetylactis接种量相同的L.diacetylactis单菌发酵乳和混合发酵乳相比，各类脂肪酸含量基本无显著差异，可能是因为L.diacetylactis、S.thermophilus、L.bulgaricus混和发酵一段时间后，L.diacetylactis产生的nisin Z不断积累，抑制了S.thermophilus、L. bulgaricus的生长，L.diacetylactis成为优势菌[18－19]，使混合发酵奶中的酯酶活性与L.diacetylactis单菌发酵奶中酶活差异不大。

4 结论

乳酸乳球菌乳酸亚种丁二酮变种乳酸菌发酵能显著提高羊奶中、短链脂肪酸含量，降低长链脂肪酸含量，且接种量对各脂肪酸百分含量影响不大，这有利于提高羊乳的吸收率和保健功能，为酮香型发酵羊奶的营养改良提供参考。

乳酸乳球菌乳酸亚种丁二酮变种与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌混合发酵，羊奶中脂肪酸含量不受嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等乳酸菌的影响，保证了酮香型发酵羊奶的风味优势，可与其他乳酸菌菌种配合应用于产香发酵乳制品的生产。

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Effect of Lactococcus lactis ssp.Lactis biovar diacetylactis fermentation on fatty acid in goatm ilk

QIQiang-qiang，CHU Ying，DING W u*
（College of Food Science and Engineering，Northwest A&FUniversity，Yangling 712100，China）

Goat m ilk was fermented by pure culture of Lac tococcus lac tis ssp.Lactis biovar d iacetylac tis or m ixed cultures of L.diacetylactis，Strep tococcus thermophilus and Lactobacillus bulgaricus.The fatty acids of the fermented goatm ilk were determ ined by cap illary gas chromatography.Results indicated that L.d iacetylactis could increase the percentage of short-and med ia-chain fatty acids and decrease the percentage of longchain fatty acids significantly（p＜0.05）.The inoculation amount of L.diacetylactis had little effect on the fatty acids of fermented goatm ilk.Besides，the inoculation of S.thermophilus and L.bulgaricus had no influence on the fatty acids at p resence of L.diacetylactis.In conc lusion，L diacetylactis could be used formanufacture of goatm ilk dairy w ith im p roving flavor and functional p roperties.

Lactococcus lac tis ssp.Lactis biovar diacetylactis；fermentation；gas chromatog ram；fatty acid

TS201.3

A

1002-0306（2012）09-0085-04

2011－08－15 *通讯联系人

齐强强（1985-），女，硕士研究生，主要从事畜产品加工和食品安全研究。

公益行行业科研专项经费项目（3-45）；陕西省攻关项目（K331021103）。