松茸多糖对乳酸菌发酵及酸奶品质的影响

张　岩,李　键,刘鲁蜀,陈炼红,*

(1.西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041;2.西南民族大学青藏高原研究院,四川成都 610041)



松茸多糖对乳酸菌发酵及酸奶品质的影响

张岩1,李键2,刘鲁蜀1,陈炼红1,*

(1.西南民族大学生命科学与技术学院,四川成都 610041;2.西南民族大学青藏高原研究院,四川成都 610041)

以松茸多糖为研究对象,通过测定酸奶的滴定酸度、持水力、质构、乳酸菌活菌数、感官等指标,研究松茸多糖对保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌两种乳酸菌的发酵及酸奶品质的影响。结果表明:松茸多糖对乳酸菌的影响呈倒“U”型,松茸多糖添加量低于0.06%时,对乳酸菌有极明显的促生长作用(p<0.01),添加量为0.04%时促生长作用达到最佳;同时松茸多糖对乳酸菌产酸有一定的抑制作用,显著延长酸奶的后酸化过程;随着多糖浓度的增加,酸奶的持水力、质构以及感官均呈倒 “U”型变化,在多糖添加量为0.04%时酸奶的品质达到最佳。结论:当松茸多糖添加量为0.04%时,松茸多糖对乳酸菌的促生长作用以及对酸奶品质的影响最佳。

松茸多糖,乳酸菌,发酵特性,质构,酸奶

有医学权威认为:21世纪,蛋白质时代势必要让位于活性多糖时代[1]。活性多糖是指具有某种特殊生理活性的多糖化合物,其中最主要的成分是真菌多糖,例如灵芝多糖、枸杞多糖、松花粉多糖和松茸多糖等,它们具有免疫调节、抗辐射、调节肠胃、帮助组织结构再生或修复等功效[2],松茸多糖又是活性多糖的佼佼者[3]。目前国内对松茸多糖的研究主要集中在提取工艺的优化以及其生物学活性等方面[3-8],有关松茸多糖对乳酸菌发酵影响未见报道。本实验以松茸多糖为研究对象,通过测定酸奶的滴定酸度、持水力、质构、乳酸菌活菌数、感官等指标,研究松茸多糖对保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌两种乳酸菌的发酵及酸奶品质的影响,从而为松茸多糖酸奶的制作提供技术和理论支持。

表1　松茸多糖的梯度浓度设计

1　材料与方法

1.1材料与仪器

松茸采自四川省甘孜巴塘。

DANISCOYO-MIX300;DANISCOYO-MIX505(均为丹尼斯克公司提供)。

无水乙醇、磷酸氢二钠、氯化钠、氢氧化钠、三氯甲烷(以上均为分析纯),MRS培养基(试剂均购自成都成华区怡语化学实验设备经营部)。

UV-6100紫外分光光度计上海美谱达仪器有限公司;GHP-9080恒温培养箱上海齐欣科学仪器有限公司;PL303分析天平梅特勒托利多仪器有限公司;MLS-3020高压蒸汽灭菌锅日本SANYO公司;HH-6数显恒温水浴锅国华电器有限公司。

1.2工艺流程与实验方法

1.2.1松茸多糖的提取松茸干制品粉碎后过40目筛,按照80 mL/g的比例加入80%乙醇溶液进行脱脂,振荡4 h,60 ℃烘干过夜。向烘干后的松茸粉中按照30 mL/g的比例加入蒸馏水后于90 ℃条件下水浴浸提3 h,然后于7500 r/min条件下离心10 min,保留上清液,沉淀再重复浸提1次,将两次上清液合并后用旋转蒸发仪浓缩到原体积的1/2。向浓缩后的多糖提取液中加入一半体积的Sevag试剂(三氯甲烷∶正丁醇=4∶1)进行脱蛋白,振荡30 min后离心(4500 r/min,10 min)将sevag试剂除去,连续脱蛋白4次。向脱蛋白后的提取液中每次加入10%的粉末状活性炭,60 ℃水浴脱色30 min,离心(4500 r/min,10 min)取上清液,重复操作直至颜色较浅为止。再次使用旋转蒸发仪将脱色后的提取液浓缩到原体积的1/2。将一定量的乙醇加入到经预处理的多糖浓缩提取液中,使乙醇的最终浓度达到90%,在4 ℃条件进行醇沉,将醇沉后的提取液在6000 r/min离心15 min,弃上清液干燥后得松茸粗多糖[8-9]。

1.2.2酸奶制作工艺生鲜牛乳检验(比重、酸度、脂肪、蛋白质、抗生素)→均质→预热(60～65 ℃)→蔗糖调配→杀菌(90～95 ℃、10 min)→冷却(43～45 ℃)→接种发酵剂→添加多糖→装瓶→发酵(42～43 ℃)→冷却→后熟(2～7 ℃)→成品[10]

鲜牛乳经比重、酸度、脂肪、蛋白质、抗生素检验合格后均质,加热至60～65 ℃,添加5%的蔗糖,密封后高温(90～95 ℃)杀菌10 min,冷却至43 ℃后按菌种说明的建议接种量接种发酵剂,按实验方案设计添加松茸多糖粉,分装于玻璃瓶后置于43 ℃培养箱中发酵培养5 h,4 ℃冰箱中后熟[11]。

1.2.3实验方法将鲜牛乳以100 mL分装于各个瓶中,以每16个玻璃瓶为一组,共7组。分别按照表1所示的各组松茸多糖的浓度制作酸奶。

松茸酸奶制作完成,经24 h后熟过程,分别对每组酸奶进行以下指标的检测:

乳酸菌活菌数:每组分别取1瓶后熟24 h的松茸酸奶进行测定,平行测3次,取平均值。

滴定酸度:每组分别取1瓶,从后熟24 h时开始检测,连续7 d定时测定,每次平行测3次,取平均值。

持水力:每组分别取1瓶后熟24 h的松茸酸奶进行测定,平行测3次,取平均值。

质构:每组分别取3瓶后熟24 h的松茸酸奶进行测定,平行测3次,取平均值。

酸奶感官品质:每组分别取10瓶后熟24 h的松茸酸奶分给20名食品专业的老师与同学进行感官鉴定,评分取平均值。

1.2.4检测指标方法

1.2.4.1乳酸菌活菌数的测定参照GB4789.35-2010。取25 g酸奶样品加入装有225 mL灭菌生理盐水的锥形瓶中,制成10-1的均匀稀释液,再吸取其中1 mL加入到9 mL的灭菌生理盐水中,并依次进行倍比稀释,取10-6、10-7、10-8三个梯度中样品溶液200 uL涂布于MRS固体培养基平板上,培养36～48 h,取菌落数在30～300之间的平板进行计数[12-13]。

1.2.4.2滴定酸度的测定参照GB 5413.34-2010进行测定。从每组各取一瓶,称取10 g搅拌均匀的酸奶置于250 mL锥形瓶中,加20 mL蒸馏水混匀,加入0.5 mL浓度为5 g/L的酚酞指示剂,用0.1000 mol/L的NaOH滴定至微红色,30 s内不退色。消耗的0.1 mol/L的氢氧化钠标准溶液的毫升数乘以10,即滴定酸度(吉尔涅尔度)[14]。

持水力(%)=(W2-W)/(W1-W2)×100

1.2.4.4酸奶质构的测定采用英国Stable Micro System公司生产的TA.XT.Plus质构分析仪测定酸奶凝胶的质构。 测定方法采用Yoghurt back extrusion;其参数设定见表2。测定硬度,粘性,内聚性,胶粘性这四个指标[15-18]。

表2　酸奶质构测定条件与测定参数

表4　添加不同浓度松茸多糖对乳酸菌增殖的影响

注：同一列肩注不同小写字母表示差异显著(p<0.05),相同或无字母表示差异不显著(p>0.05),大写字母表示差异极显著(p<0.01)。下同。

1.2.4.5感官测定酸奶发酵成熟后,邀请20名食品专业的老师与同学对各组产品进行了感官评定。从色泽、风味、口感、组织状态4方面进行综合评定,满分100分[19-20]。评分标准如下:

1.2.5数据分析利用EXCEL对数据进行整理,用SPSS软件对实验数据进行方差分析(p<0.05),数值以均值±标准差表示。

2　结果与分析

2.1松茸多糖对乳酸菌活菌数的影响

添加不同浓度松茸多糖对乳酸菌增殖影响的分析结果见表4。由表4可知,随着松茸多糖添加量的增高,乳酸菌菌落总数表现为先增高再降低的趋势,当添加量为0.04%时,乳酸菌菌落总数达到最大值。与空白对照组相比,当添加量低于0.08%时,松茸多糖极显著的提升乳酸菌菌落总数(p<0.01)。但松茸多糖的添加量为0.12%时,乳酸菌活菌数则低于空白对照组。研究结果表明:添加适宜浓度的松茸多糖可促进乳酸菌的生长,而添加量过高时反而对乳酸菌具有一定的抑制作用。这可能是因为添加的松茸多糖会影响酸奶中营养物质的水分活性,适量添加时可以促进乳酸菌对酸奶中营养物质的利用,而添加过量时则会在一定程度阻碍乳酸菌对酸奶中营养物质的利用,从而抑制了乳酸菌的生长繁殖。

2.2松茸多糖对酸奶滴定酸度的影响

添加不同浓度松茸多糖对滴定酸度影响的结果见图1。由图1可知,连续7 d内添加不同浓度松茸多糖的酸奶滴定酸度均处高于70 °T,符合国家标准规定的酸奶产品中酸度的规定标准。本实验连续7 d测定添加不同浓度的松茸多糖酸奶后熟过程中的滴定酸度的变化趋势,发现松茸多糖酸奶在后熟过程中滴定酸度的变化范围显著低于空白对照组酸奶(p<0.01)。酸奶后熟过程中滴定酸度的变化是影响酸奶保质期的重要因素,本实验结果表明添加松茸多糖在一定程度上能够抑制乳酸菌的发酵作用,从而达到抑制酸奶酸度的上升的作用,延长酸奶的保质期,而且松茸多糖延缓酸奶后熟过程的同时也会改善酸奶的滋味,使其口感变得更加柔和,有利于改善酸奶的品质[21]。

图1　添加不同浓度松茸多糖对滴定酸度的影响 Fig.1　Effects of different concentrations of tricholoma matsutake polysaccharide on Yogurt titratable acidity

2.3松茸多糖对持水力的影响

不同浓度松茸多糖对持水力影响结果见图2,由图2可知,随着多糖浓度的增加,持水力呈倒 “U”型变化。不同浓度的实验组酸奶持水力均高于空白对照组,且差异极显著(p<0.01);当添加量为0.04%时,酸奶持水力达到最大值。

表5　添加不同浓度的松茸多糖对质构特性的影响

表6　添加不同浓度松茸多糖对酸奶感官品质的影响

图2　添加不同浓度松茸多糖对持水力的影响Fig.2　Effects of different concentrations of tricholoma matsutake polysaccharide on Yogurt Water retention

持水力可以较大程度影响酸奶的风味和酸奶的组织状态。酸奶的持水力受总固形物和总蛋白含量的影响[22-23],可能是由于添加的松茸多糖在乳酸菌发酵的过程中与乳中的酪蛋白分子相互作用,从而促进酪蛋白的相互聚集作用,使酸奶的总固形物质量分数和蛋白质量分数增大,持水力略有提高,从而减少酸奶在食用期内的乳清析出,优化和改善酸奶的组织状态,提升酸奶的食用品质。本实验得出的结果同何余堂等[21]人的研究结论一致:添加多糖有助于提高酸奶持水力,同时改善酸奶组织状态。

2.4松茸多糖对酸奶质构特性的影响

添加不同浓度的松茸多糖对质构特性影响的分析结果见表5。由表5可知,添加松茸多糖添加量小于0.10%时,酸奶的硬度测量值大于空白组,差异极其显著(p<0.01),且当松茸多糖的添加量为0.04%时,酸奶的硬度达到峰值;添加松茸多糖对酸奶的胶粘性有极显著的提升效果(p<0.01),在添加浓度为0.04%时达到峰值;当松茸多糖添加量为0.03%～0.04%时,酸奶的内聚性显著低于空白对照(p<0.01),当松茸多糖添加量大于0.08%时,酸奶的内聚性显著低高于空白对照(p<0.01);当松茸多糖添加量为0.02-0.04%时,酸奶的粘性显著低于空白对照(p<0.01),当松茸多糖添加量大于0.06%时,酸奶的内聚性显著低高于空白对照(p<0.01)。

质构特性是酸奶感官评价部分指标的数据体现,是对酸奶品质的客观评价,其不仅表现在口感方面,且与产品质量稳定性密切相关[24]。松茸多糖的添加引起酸奶的质构特性的变化可能是由于适量的多糖在乳酸菌发酵的凝胶过程中与乳中的酪蛋白分子相互作用,从而促进酪蛋白的相互聚集作用,提高其硬度和粘聚性;过量的松茸多糖可能会对酪蛋白凝胶网状结构的形成起一定的阻碍作用,使其网状结果不够致密,不够牢固,从而影响其质构特性变化[25]。这也可能是因为添加一定浓度的松茸多糖能促进乳酸菌发酵过程中代谢产生胞外多糖,从而影响酸奶的蛋白凝胶结构。

2.5松茸多糖对酸奶感官品质的影响

添加不同浓度松茸多糖对酸奶感官品质影响的结果见表6。由表6可知,当松茸多糖的添加浓度为0.04%～0.06%时,酸奶酸奶的测评分数显著高于空白对照组(0.01

3　结论

松茸多糖对乳酸菌的产酸作用有一定的抑制作用,对乳酸菌的促生长作用以及对酸奶品质的影响均随着添加量的增加呈倒“U”型变化,当松茸多糖添加量为0.04%时,松茸多糖对乳酸菌的促生长作用以及对酸奶品质的影响最佳。

[1]冯睿.碱溶性菜籽多糖的提取、分离、抗氧化活性及结构研究[D].武汉:华中农业大学,2007.

[2]许英伟. 藠头多糖的分离纯化及活性研究[D].南昌:南昌大学,2013.

[3]赵荣杰,赵正林,王丹,等.松茸多糖的抗炎作用[J].延边大学医学学报,2004,3(27):19-22.

[4]刘刚,王辉,郭咸希,等.正交实验法优选松茸多糖的提取工艺[J].中国药师,2009,12(7):914-915.

[5]熊伟,陈芝兰,钟国辉,等.西藏松茸多糖的提取及其单糖组成研究[J].化学与生物工程,2009,26(8):58-60.

[6]刘倩,何法林,江春花,等.松茸多糖两种测定方法的比较研究[J].时珍国医国药,2010,21(5):1058-1059.

[7]张治业.松茸多糖对不同肿瘤细胞系的体外抗肿瘤作用[J].山东医药,2011,51(13):70-71.

[8]尹秀莲,游庆红,蒋中海.松茸多糖的提取纯化工艺研究[J].中国酿造,2009,10:171-173.

[9]潘明,徐轶婷,许艳丽,等. 灵芝发酵液多糖抑菌作用研究[J].中国酿造,2010,2:56-58.

[10]谢继志,肖宏彬.酸奶中乳酸菌数及酸度的检测与评价[J].中国乳品工业,2002,30(1):22-25.

[11]李广富,陈伟,李听听,等.灵芝多糖益生菌酸奶抗衰老的研究[J].食品与发酵工业,2015,41(2):41-45.

[12]张丽萍.几种不同稳定剂对凝固型酸奶品质的影响[J].甘肃畜牧兽医,2000,30(5):19.

[13]Rawson H L,V M Mashall.Effect of ‘ropy’ strains of Lactobacillus Delbrueckiissp bulgaricus and Streptococcus thermophilus on rheology of stirredyogurt[J]. J FOOD SCI TECH,1997,32:213-220.

[14]陈廷续.市售发酵型酸奶活乳酸菌的测定[J].农业技术与装备,2011,4:36-39.

[15]Jaiswal A长Gupta S,Abu-Ghannam N. Kinetic evaluation of colour,texture,polyphenols and antioxidant capacity of Trish York cabbage after blanching treatment[J].Food Chemistry,2012(131):63-72.

[16]李伟欣,程静,李平兰.双歧杆菌22-5胞外多糖对酸奶品质的影响[J].食品科学,2006,26(12):118-122.

[17]梁海艳,张铁华,郑健,等.人参多糖对乳酸菌发酵及酸奶质构特性的影响[J]. 中国乳品工业,2013,41(1):21-24.

[18]闫丽莉,韩建春.姬松茸多糖对乳酸菌生长的影响[J]. 中国乳品工业,2008,12:7-10.

[19]Chen L,Opara U L. Texture measurement approaches in fresh and processed foods-A review[J].Food Research International,2013,51(2):823-835.

[20]郭红珍,解春艳,史振霞.金针菇对酸奶品质的影响[J].中国酿造,2013,32(3):162-164.

[21]何余堂,李欣佳,赵丽红.花粉多糖酸奶的工艺优化与品质分析[J].食品科技,2009,34(2):70-73.

[22]陈玮,常忠义,高红亮.不同发酵剂生产的酸奶感官评定和TPA质构分析[J].中国酿造,2012,31(1):193-195.

[23]HASSAN A N,IPSEN R,JANZEN T,et al. Microstructure and Rheology of Yogurt Made with Cultures Differing only in their Ability to Produce Exopolysaccharides[J]. Journal of Dairy Science,2003,86,(5):1632-1638.

[24]WANG W B,BAO Y H,HENDRICKS G M,et al. Consistency,Microstructure and Probiotic Survivability of Goats’ Milk Yoghurt using Polymerized Whey Protein as a Co-thickening Agent[J]. Inter-national Dairy Journal,2012,24:113-119.

[25]Domagala J. Instrumental Texture,Syneresis and Microstructure of Yoghurt Prepared from Goat,Cowand Sheep Milk[J]. International Journal of Food Properties,2009,12:605-615.

Effect of tricholoma mmatsutake polysaccharide on the fermentation characteristics of lactic acid bacteria and the texture of yogurt

ZHANG Yan1,LI Jian2,LIU Lu-shu1,CHEN Lian-hong1,*

(1.College of Life Science and Technology,Southwest University for Nationalities,Chengdu 610041,China;2.Institute of Qinghai-Tibet Plateau,Southwest University for Nationalities,Chengdu 610041,China)

In this study,tricholoma matsutake polysaccharide was taken as the main objective,and its effects on the lactic acid fermentation of Lactobacillus bulgaricus and Streptococcus thermophilus strains and yogurt quality were investigated by determining the triratable acidity、water-holding capacity、texture、total number of lactic acid bacteria、sensory of yogurt. The results indicated that there was an inverted U-shaped relationship between the adding amount of tricholoma matsutake polysaccharide and the growth of lactic acid bacteria. When the adding amount was lower than 0.06%,the growth of lactic acid bacteria was significantly promoted(p<0.01),and when the adding amount was 0.04%,the promoting effect was the best. Meanwhile,tricholoma matsutake polysaccharide had also shown some inhibitory effects on the ability of producing acid of lactic acid bacteria and could thus lengthen the after acidification process of yogurt. With the increase of its concentration,an inverted U-shaped curve was shown in the water-holding capacity,texture and sensory evaluation scores of yogurt. The quality of yogurt was the best when 0.04% tricholoma matsutake polysaccharide was added. In conclusion,the best promoting effects of lactic acid bacteria growth and yogurt quality were found when the adding amount was 0.04%.

tricholoma matsutake polysaccharide;lactic acid bacteria;fermentation characteristics;texture;yogurt

2015-04-23

张岩(1990- )，男，硕士研究生，研究方向：食品科学，E-mail：540741377@qq.com。

陈炼红(1967- )，女，副教授，研究方向：食品资源开发与研究，E-mail：lianhong_chen@163.com。

国家公益性行业(农业)科研专项项目(201203009)；西南民族大学2014年校课题一般项目(2014NY1302)；西南民族大学2014年研究生创新型科研项目(CX2014SZ84)资助。

TS

A

1002-0306(2016)01-0000-00

10.13386/j.issn1002-0306.2016.01.000