α-乳白蛋白酶解物-钙络合物对酸乳发酵特性的影响

刘泽朋，王欣璐，王婷婷，祝缘，毛学英(中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083)

α-乳白蛋白酶解物-钙络合物对酸乳发酵特性的影响

刘泽朋，王欣璐，王婷婷，祝缘，毛学英
(中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京 100083)

本文旨在探究α-乳白蛋白酶解物-钙络合物（α-LAH-Ca）对酸乳发酵特性的影响。研究不同添加量的α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中的滴定酸度、pH值、保加利亚乳杆菌数和嗜热链球菌数的影响。结果表明，α-LAH-Ca的添加可以增加酸乳发酵过程中的滴定酸度值，降低pH值；促进发酵过程中嗜热链球菌的生长，对保加利亚乳杆菌的生长无明显作用。

α-乳白蛋白酶解物-钙络合物；酸乳；发酵特性

目前，缺钙是人类全球性的营养问题，除遗传因素外，后天的原因主要有日常钙摄入量不足、钙的生物利用率低等[1]。钙制剂的发展经历了无机钙盐、有机钙盐、氨基酸螯合钙和小肽螯合钙四代[2]。无机钙盐和有机钙盐由于难吸收、毒副作用大的缺点已被逐渐淘汰。蛋白质酶解为多肽后，分子量大大减小，溶解度提高，且动物体内存在着独立的小肽转运系统，可使其吸收完全且速度较快，因此多肽钙是一种理想的钙制剂[3,4]。

乳清蛋白被营养学界誉为“蛋白质之王”[5]，易于被人体消化吸收，效价比高[6]。此外，乳清蛋白中含有多种生物活性肽序列[7]，其酶解物作为具有生物活性和营养功能的物质已被广泛应用于食品中[8]。乳清蛋白中的α-乳白蛋白（α-LA）为乳清蛋白中唯一能与钙离子结合的蛋白质，具有很强的钙离子结合位点[9]。本实验室前期研究了α-LA 酶解产物与钙结合能力，发现酶解后乳清蛋白的钙结合能力大大增加，所得的α-乳白蛋白酶解物-钙络合物（α-LAH-Ca）具有良好的溶解性和生物利用率。研究中同时确定了制备α-LAH-Ca的最佳条件。

据文献报道，多肽能够促进酸乳发酵产酸，缩短发酵时间，但可能对酸乳凝胶结构的形成造成一定影响[10]。α-LAH-Ca作为蛋白酶解产物与钙的络合物，既能促进酸乳发酵，又能够起到钙营养强化的作用。因此，在酸乳制备过程中加入α-LAH-Ca，分析α-LAH-Ca对酸乳发酵特性的影响，可为α-LAH-Ca在酸乳生产中的应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

脱脂乳粉（新西兰恒天然乳业），直投式发酵剂ABY-8（科汉森中国有限公司），α-LAH-Ca（实验室制备）。

普通化学试剂：氢氧化钠、邻苯酸氢二钾、酚酞、EDTA二钠、氯化铵、铬黑T、牛肉膏、蛋白胨、酵母浸粉、葡萄糖、吐温-80、无水乙酸钠、磷酸氢二钾、硫酸镁、一水合硫酸锰、柠檬酸氢二胺、Cys-HCl、琼脂、氯化钠等。

1.2 仪器设备

恒温水浴锅（PK-8B），上海精宏实验设备有限公司；恒温水浴振荡器（DSHZ-300A），太仓实验设备厂；立式压力蒸汽灭菌器（BXM-30R），上海博讯实业有限公司医疗设备厂；洁净工作台（BBS-SDC），济南鑫贝西生物技术有限公司；漩涡振荡器（QL-860），海门市其林贝尔仪器制造有限公司；磁力搅拌器（78HW-1），江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司；pH计（FE20），梅特勒-拖利多仪器有限公司；电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9076A），上海精宏实验设备有限公司；激光共聚焦扫描显微镜（LSM710），德国Zeiss公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的制备

称取适量的脱脂乳粉溶于水中，复原得到蛋白含量为3.64%（w/w）的脱脂乳。分别添加不同量的α-LAH-Ca于复原脱脂乳中，使得体系的最终钙添加量分别为0、10、20、30mg/100mL。添加直投式乳酸菌发酵剂（0.5%，w/v），42℃恒温发酵。

1.3.2 酸乳pH值测定

将pH计探头清洗干净后小心浸入样品中，使pH计探头完全浸没，待读数稳定后读取样品pH值。

1.3.3 酸乳滴定酸度测定

称取5g（精确到0.001g）已混匀的酸乳样品，置于150mL锥形瓶中，加20mL新煮沸冷却至室温的水，混匀。试样中加入2.0mL酚酞指示液，混匀后用氢氧化钠标准溶液滴定至微红色，并在30s内不褪色，记录消耗的氢氧化钠标准滴定溶液毫升数。代入公式进行计算：

式中：X——试样的酸度 （°T）；

C——氢氧化钠标准溶液的摩尔浓度（mol/L）；

V——滴定时消耗氢氧化钠标准溶液体积（mL）；

m——试样的质量（g）；

0.1 ——酸度理论定义氢氧化钠的摩尔浓度（mol/L）。1.3.4 保加利亚乳杆菌计数

酸乳样品以适当比例稀释后接种于酸化MRS培养基中，37℃培养48h后进行菌落计数。酸化MRS培养基配方如下：牛肉膏10.0g、蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g、葡萄糖20.0g、吐温-80 1mL、 磷酸氢二钾2.0g、乙酸钠5.0g、柠檬酸二钠2.0g、硫酸镁0.58g、硫酸锰0.2g、半胱氨酸-盐酸0.5g、蒸馏水1 000mL、琼脂15g，调节pH值至5.4。选择菌落数30～300的平板进行计数，结果以logCFU/mL表示。

1.3.5 嗜热乳酸链球菌计数

将酸乳样品以适当的比例稀释后接种于市售M17培养基中，37℃培养48h，选择菌落数30～300的平板进行计数，结果以logCFU/mL表示。

2 结果与分析

2.1 α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中pH值的影响

不同α-LAH-Ca添加水平对酸乳样品发酵过程中pH值的影响如图1所示。随着α-LAH-Ca添加量的增加，发酵过程中酸乳的pH值降低。但不同α-LAH-Ca添加水平对发酵过程中pH值的降低程度无显著影响。这可能是由于α-LAH-Ca的添加增加了体系固形物浓度，提高了体系缓冲能力，从而导致了不同的pH值变化速率。

图1 α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中pH值的影响

2.2 α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中滴定酸度的影响

不同α-LAH-Ca添加水平对酸乳发酵过程中滴定酸度的影响如图2所示。随着α-LAH-Ca添加量的增加，发酵过程中酸乳的滴定酸度升高。结合酸乳发酵过程中pH值（图1）的变化，表明α-LAH-Ca的添加能够显著促进发酵过程产酸，并且添加水平越高，促发酵效果越明显。由于牛奶本身含很少量的非蛋白态氮，且嗜热链球菌的蛋白水解能力很弱，α-LAH-Ca含有的蛋白水解物能够为乳酸菌的生长提供氮源[11]。通过添加α-LAH-Ca，增加了发酵体系中肽和游离氨基酸的含量，从而增强了嗜热链球菌等一些蛋白分解能力较弱的菌株的生长和产酸能力。

图2 α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中滴定酸度的影响

2.3 α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中嗜热乳酸链球菌生长的影响

为了进一步探究α-LAH-Ca是否能够促进乳酸菌的生长，本试验研究了不同α-LAH-Ca添加水平对酸乳发酵过程中嗜热乳酸链球菌生长的影响，结果如图3所示。图3中，各样品中嗜热链球菌在发酵前期存在1h 左右的迟滞期，无明显变化。此后进入对数生长期，至发酵的第4 h，球菌数几乎呈现直线增长。发酵4～6h，球菌数增加趋缓。发酵结束时，α-LAH-Ca样品的球菌数均显著高于对照组样品。

结果表明，α-LAH-Ca的添加能够促进酸乳发酵过程中嗜热链球菌的生长，从而促进酸乳发酵。

图3 α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中嗜热链球菌数的影响

2.4 α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中保加利亚乳杆菌生长的影响

不同α-LAH-Ca添加水平对酸乳发酵过程中保加利亚乳杆菌生长的影响如图4所示。可见保加利亚乳杆菌数发酵前期存在约3h的迟滞期，无明显变化。从3h至发酵终点6h，酸乳中的保加利亚乳杆菌数一直保持线性增加。发酵的前3h内，所有样品具有相似的保加利亚乳杆菌数。发酵3h～6h，α-LAH-Ca强化样品的保加利亚乳杆菌数相比于对照组略低。对比嗜热链球菌发酵过程中的生长曲线（图3）可以看出，发酵前期嗜热链球菌增长较快，而后期保加利亚乳杆菌增长更为迅速。

结果表明，α-LAH-Ca的添加对酸乳发酵过程中保加利亚乳杆菌的生长无明显作用。嗜热链球菌分解蛋白能力弱，α-LAH-Ca的添加在发酵前期为其提供了丰富的氮源，因此显著促进了嗜热链球菌的增长，进而促进酸乳发酵过程。

图4 α-LAH-Ca对酸乳发酵过程中保加利亚乳杆菌数的影响

3 结论

3.1 添加α-LAH-Ca增加酸乳发酵过程中的滴定酸度值，降低 pH 值，且随着α-LAH-Ca 添加水平增加，产酸速率增大。

3.2 添加α-LAH-Ca 能够促进酸乳发酵过程中嗜热链球菌的生长，但其对保加利亚乳杆菌生长无明显作用。

3.3 α-LAH-Ca添加到酸乳中，具有一定促进酸乳发酵的作用，同时也能够起到钙营养强化的作用。

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Effect of α-lactalbumin Hydrolysate-Ca Complex on the Fermentation Properties of Yoghurt

LIU Ze-peng, WANG Xin-lu, WANG Ting-ting, ZHU Yuan, MAO Xue-ying
(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083)

The changes of titration acidity, pH value, lactobacillus bulgaricus and streptococcus thermophilus count of yoghurt which was added α-lactalbumin hydrolysate-Ca complex (α-LAH-Ca) were determined. The results indicated that the addition of α-LAH-Ca could increase the titration acidity, reduce the pH values, promote eosinophilic fermentation process in the growth of Streptococcus thermophilus, and had no significant difference on Lactobacillus bulgaricus counts during the fermentation.

α-lactalbumin hydrolysate-Ca complex; Yogurt; Fermentation properties

TS252.1

A

1004-4264（2017）02-0046-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.02.012

2016-07-23

中国农业大学本科生科研训练计划；现代农业产业技术体系北京市奶牛创新团队。

刘泽朋（1994-），男，汉，本科，研究方向为功能性乳制品。

毛学英（1970-），女，教授，博士生导师，研究方向为功能乳品。