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新型益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶的菌种筛选及通便功能研究

2022-01-10赵丽娜宋冰冉张梓群谷新晰王妙姝郑玮丽田洪涛

中国食品学报 2021年12期
关键词:竹笋酸奶益生菌

赵丽娜,张 娜,宋冰冉,张梓群,谷新晰,5,王妙姝,郑玮丽,田洪涛,2,5*

(1 河北农业大学食品科技学院 河北保定 071001 2 国家北方山区农业工程技术研究中心 河北保定 071001 3 保定学院生物化工与环境工程学院 河北保定 071001 4 河北新希望天香乳业有限公司 河北保定 071001 5 河北省益生功能性乳制品技术创新中心 河北保定 071001 6 中国食品发酵工业研究院有限公司 北京 100083)

随着人们健康意识的增强,消费者饮食习惯也随之改变,营养健康功能性食品市场需求的空间和潜力巨大。膳食纤维(dietary fiber,DF)作为人类“第七营养素”,具有调节肠道菌群、防止便秘、减肥、降血糖和降血压、抗癌等功能[1-9]。竹笋出笋时间短、集中,老化较快,木质素、纤维素等含量迅速增加,老化的部分含大量竹笋膳食纤维,被作为下脚料扔掉,造成资源上的浪费。竹笋膳食纤维对重金属具有束缚作用,能吸附胆固醇和亚硝酸离子,具有较好的持油性、持水性、结合水力和溶胀性,对大白鼠脂肪和蛋白质的消化也有显著影响,对肠道菌群失调的小鼠具有调整作用,还可缓减小鼠和人体的便秘症状[10-12]。竹笋收获后,除一部分鲜笋作为食材直接加工成各种鲜美菜肴外,还可制作成清水笋罐头、笋干、腌渍笋、调味笋丝等休闲食品。

乳制品被认为除膳食纤维外,含有人体所需的全部营养素的食品,在其中添加膳食纤维能提高乳制品的营养价值。目前益生菌的研究及其开发成为食品领域研究的热点。膳食纤维酸奶是一种集乳制品、膳食纤维和益生菌的营养功能于一体的食品。目前膳食纤维酸奶主要有两类:谷物膳食纤维酸奶,包括玉米、大米、米糠、大豆、燕麦等膳食纤维酸奶;果蔬膳食纤维酸奶,包括苹果、桂圆、红枣、龙须菜、胡萝卜等膳食纤维酸奶,而竹笋膳食纤维酸奶鲜有报道。将竹笋膳食纤维添加到培养基中,不仅可作为功能辅料,而且具有良好的持水性、结合水力和溶胀性,可作为培养基的稳定剂、增稠剂,起到缓冲作用。

目前国内对功能性膳食纤维酸奶的研究大多限于工艺的探索,而对于发酵竹笋膳食纤维酸奶特定益生菌的筛选尚属空白。膳食纤维酸奶大多采用传统酸奶菌,即保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌,这两株菌虽对人体有益,但属于肠道“过路菌”,不能定殖于人体肠道,其益生功效大打折扣。筛选适宜发酵竹笋膳食纤维乳并能在人体肠道定殖的高活性特定益生菌株,是研发益生菌竹笋膳食纤维功能性酸奶的首要任务。

关于竹笋膳食纤维、发酵竹笋膳食纤维、酸奶、益生菌酸奶的通便功能研究已有报道,如Eun等[17]评价了以竹笋为膳食纤维来源对健康女性的血糖、血脂、肝功能和便秘症状的短期影响,李安平等[16]研究了发酵竹笋膳食纤维调节胃肠道菌群作用和润肠通便功能;安颖等[14]研究了伊利“畅轻”Pro-ABB 酸奶对轻度便秘的改善效果;姜淑青等[15]研究了某品牌酸奶对人体润肠通便功能的影响;刘敏等[13]研究了副干酪乳杆菌发酵水牛奶酸奶的通便功能。而益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶的通便功效如何? 有待探究。通便功能是《益生菌类保健食品申报与审评规定》(试行) 中功能学评价的重要指标之一。研究益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶的通便功能,对于研发益生菌竹笋膳食纤维功能性酸奶产品具有重要意义。

以从天然发酵食品、微生态制剂及保健品中自行分离选育并鉴定出的10 株新型益生乳酸菌为试验菌株,通过初筛和复筛获得适宜发酵竹笋膳食纤维酸奶的益生乳酸菌株,研究其发酵的竹笋膳食纤维酸奶的通便功能。本研究为进一步研发及工业化生产益生乳酸菌发酵高活性竹笋膳食纤维功能性酸奶提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试验菌株及试验动物

1) 试验菌株:鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)05-28、05-281,干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)05-20、05-21、07-211,瑞士乳杆菌(Lactobacillus helvecticus)05-29,罗伊氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)05-272,植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)05-19、07-191、08-192,保加利亚乳杆菌 (Bulgaria lactobacillus)Lb-DR(CK),嗜热链球菌 (Thermophilic streptococcus)St-LDY(CK),均从天然发酵食品、微生态制剂及保健品中自行分离选育并鉴定。

2) 实验动物:成年雄性昆明小鼠,体重18~22 g,购自河北医科大学,用于竹笋膳食纤维酸奶通便试验。

1.1.2 原料

1) 全脂牛乳:购自北京伊利乳业有限公司,用于发酵竹笋膳食纤维酸奶益生菌的复筛和酸奶的制作。

2) 竹笋膳食纤维:含水量约80%,浙江耕盛堂生态农业有限公司提供。

3) 安赛蜜和三氯蔗糖:由浙江耕盛堂生态农业有限公司提供,用于竹笋膳食纤维酸奶的研制。

4) 蔗糖:市售白砂糖,用于发酵竹笋膳食纤维酸奶益生菌的复筛和酸奶的制作。

1.1.3 培养基及稀释液

1) MRS 培养基[18]MRS 液体、固体培养基分别用于菌种活化、乳酸菌活菌计数,调节pH 值至6.8~7.0 左右,115 ℃灭菌20 min。

2) 初步的竹笋膳食纤维牛乳培养基 将竹笋膳食纤维汁和全脂牛奶按体积比为1∶3 混合,加5%的蔗糖,加热混匀,100 ℃灭菌10 min,冷却至42 ℃备用,用于竹笋膳食纤维酸奶益生菌的复筛。

3) 优化的竹笋膳食纤维牛乳发酵培养基竹笋膳食纤维与全脂牛乳按质量比1∶10 混合,打浆机打浆30 s,5 MPa 的均质压力下均质15 min,100 mL 混合液中加入0.4 g 蔗糖、25 μL 甜味剂(0.2503 g 安赛蜜和0.0829 g 三氯蔗糖溶于1 mL蒸馏水中),混合均匀后,100 ℃灭菌10 min,再迅速冷却至42 ℃备用,用于发酵竹笋膳食纤维酸奶产品及通便功能试验。

4) 0.9%的生理盐水 用作乳酸菌活菌计数的稀释液,121 ℃灭菌15 min。

5)墨汁的配制[19]准确称取阿拉伯树胶100 g,加水800 mL,煮沸至溶液透明,称取活性碳(粉状)50 g 加至上述溶液中煮沸3 次,待溶液凉后加水定容到1 000 mL,于冰箱中4 ℃保存,用前摇匀,用于通便试验。

6) 复方地芬诺酯混悬液的配制[19]质量分数为0.025%,复方地芬诺酯片,每片含复方地芬诺酯2.5 mg,取复方地芬诺酯片25 mg(10 片),用研钵研碎呈粉末后加水至100 mL,临用前配制,用于通便试验。

1.1.4 主要仪器设备 CJ-INDII 超净台,北京东联哈尔仪器公司;A2080 生化培养箱,上海智城仪器分析公司;GR-206SVQ 型LG 冰箱,泰州乐金电子冷机有限公司;YXQ-LS-18SI/22L 手提式湿热灭菌锅,上海东亚压力容器公司;FOM-Z150-2 磨浆机,镇江市丹徒区纪中电器厂;SIS60-70 实验型高压均质机,上海申鹿均质机有限公司;XSZ-G 型电子显微镜,重庆光学仪器厂;FA1004A 万分之一电子天平,上海精天电子仪器有限公司;OHAUS Starter 2100 pH 计,奥豪斯公司等。

1.2 试验方法

1.2.1 竹笋膳食纤维汁的制备 分别将竹笋膳食纤维与水以1∶5,1∶6,1∶7,1∶8,1∶9,1∶10,1∶12 的比例混合,在胶体磨中研磨5 min,然后在5 MPa均质压力下,均质0,5,10,15,20 min,用pH 计分别测pH 值,并取20 mL 放进试管,静置48 h,制成不同的竹笋膳食纤维汁,观察稳定性。

1.2.2 菌株活化 将1.1.1 节(1)的备选菌株10株和酸奶发酵剂菌株2 株冻干菌粉经液体MRS活化,活菌数达到109CFU/mL 以上,备用。

1.2.3 发酵竹笋膳食纤维酸奶备选菌株的初筛将活化好的12 株乳酸菌菌液按体积分数1%接种于1.2.1 节竹笋膳食纤维汁中进行发酵,37 ℃恒温培养12 h,测定竹笋膳食纤维汁在发酵12 h 后和对照样品(未接任何菌株)的pH 值、滴定酸度、活菌数。

1.2.4 发酵竹笋膳食纤维酸奶初筛菌株的复筛将活化好的初筛乳酸菌菌液按体积分数5%的接种量纯种接种于1.1.3 节(2)初步的竹笋膳食纤维牛乳培养基中进行发酵,42 ℃恒温培养至凝乳,4℃后熟12 h,进行感官评价。

1.2.5 复筛益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶的工艺流程 1.1.3 节(3)优化的竹笋膳食纤维牛乳发酵培养基→以体积分数5%接种 (干酪乳杆菌05-21∶植物乳杆菌07-191=1∶2)→42 ℃恒温发酵至凝乳 (3.75 h)→4 ℃后熟12 h→竹笋膳食纤维酸奶产品,用于通便功能的研究。

1.2.6 复筛益生菌发酵高活性竹笋膳食纤维酸奶通便功能的研究 根据《保健食品检验与评价技术规范》[19]对复筛益生菌(干酪乳杆菌05-21∶植物乳杆菌07-191=1∶2)发酵竹笋膳食纤维酸奶进行通便功能的动物试验。将试验小鼠随机分为空白对照组、模型对照组、益生菌酸奶剂量组(工艺除不添加竹笋膳食纤维外与竹笋膳食纤维酸奶的工艺相同)和益生菌竹笋膳食纤维酸奶剂量组,每组10 只小鼠,按0.02 mL/g 的灌胃剂量对小鼠进行灌胃。空白对照组和模型对照组以蒸馏水为对照物,益生菌酸奶剂量组、益生菌竹笋膳食纤维酸奶低剂量组、益生菌竹笋膳食纤维酸奶中剂量组、益生菌竹笋膳食纤维酸奶高剂量组每日分别给予含2.500,0.833,2.500,8.33 g/(kg·d) 受试物的稀释液。空白对照组始终不建立便秘模型,模型对照组和各个受试物剂量组则在指标检测时采用复方地芬诺酯建立功能性便秘模型。

1.3 检测方法

1.3.1 乳酸菌活菌计数 参照GB 4789.35-2016平板计数法[20],每个试验均重复3 次。

1.3.2 理化指标的测定 pH 值的测定:采用OHAUS Starter 2100 pH 计直接测定。每个试验均重复3 次。

滴定酸度的测定:参照GB 5009.239-2016 食品酸度的测定,第一法酚酞指示剂法[21],每个试验均重复3 次。

1.3.3 感官品评 参照GB 19302-2010 《食品安全国家标准 发酵乳》[22],由12 名受过感官鉴评培训的小组成员进行感官品评,对竹笋膳食纤维酸奶的色泽、滋味和气味、组织状态3 项指标进行评价,感官品评得分采用10 分制。

1.4 试验数据统计分析方法

试验数据采用SPSS Statistics 17.0 进行方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2.1 竹笋膳食纤维汁的调配

根据1.2.1 节试验方法,进行不同料水比、经不同均质时间的竹笋纤维汁的pH 值变化试验,结果如图1。

由图1可见,随均质时间延长,竹笋膳食纤维汁pH 值总体呈上升趋势;不同料水比对竹笋膳食纤维汁pH 值影响不明显,无规律性变化。只有竹笋膳食纤维与水的比例为1∶10 的pH 值相对其它组明显偏高,均质15,20 min 时的pH 值分别为6.34,6.35,较适宜益生乳酸菌的生长繁殖。100℃下灭菌10 min,测其pH 值,变化微小。高压均质处理是当膳食纤维和水的混合物通过狭窄的间隙时,经历显著的压力和高剪切力,在该流动期间发生的诸如空化、湍流和冲击波等的影响导致膳食纤维颗粒的破坏和分子结构变化[23],部分化学键的破坏导致竹笋膳食纤维汁pH 值也随之发生改变。

图1 不同料水比、经不同均质时间的竹笋纤维汁的pH 值变化Fig.1 Changes in pH of dietary fiber juices of bamboo shoots with different ratio of material to water and homogenization time

根据1.2.1 节试验方法,竹笋膳食纤维汁静置于试管内48 h 内,只有竹笋膳食纤维与水的比例为1∶10,均质时间为15 min 的试管内均一、稳定,未出现分层现象。

因此,结合竹笋膳食纤维汁的pH 值和稳定性,确定竹笋膳食纤维与水的比例为1∶10、过胶体磨5 min、5 MPa 下均质15 min,作为调配竹笋膳食纤维汁的工艺参数。

2.2 发酵竹笋膳食纤维酸奶备选菌株的初筛

根据1.2.3 节试验方法进行发酵竹笋膳食纤维酸奶备选菌株的初筛,乳酸菌在竹笋膳食纤维汁中发酵12 h 的pH 值、滴定酸度、活菌数试验结果分别见图2、图3、表1。

图2 12 株乳酸菌在竹笋膳食纤维汁中培养12 h 的pH 值Fig.2 pH of 12 strains of lactic acid bacteria fermented in dietary fiber juices of bamboo shoots for 12 h

图3 12 株乳酸菌在竹笋膳食纤维汁中培养12 h 的滴定酸度Fig.3 Titration acidity of 12 strains of lactic acid bacteria fermented in dietary fiber juices of bamboo shoots for 12 h

由图2可见,12 株菌均能在竹笋膳食纤维汁中生长并产酸,与空白组相比pH 值均有不同程度的降低,且与空白组对比差异均显著(P<0.05)。除干酪乳杆菌05-20 的pH 值变化量相对较小外,其它菌株培养12 h 后的pH 值基本上在4.5~4.8 之间,适宜发酵竹笋膳食纤维汁。说明竹笋膳食纤维汁能够促进备选菌株中绝大多数益生乳酸菌的生长。

由图3可知,12 株菌分别在竹笋膳食纤维汁中发酵后滴定酸度相对于空白对照均有显著提高(P<0.05),表明备选菌株均能在竹笋膳食纤维汁中生长并产酸,说明竹笋膳食纤维汁对大多数益生乳酸菌具有益生元作用。其中,保加利亚乳杆菌Lb-DR 在竹笋膳食纤维汁中发酵产酸活力最高,反映出它是发酵乳制品产酸能力最强的菌株。

产酸能力是衡量发酵性能的重要指标,由图2、图3可见,与发酵乳制品最常用的保加利亚乳杆菌Lb-DR、嗜热链球菌St-LDY 相比,大多数新型益生乳酸菌也表现出较强的发酵产酸能力,能够利用竹笋膳食纤维汁发酵产酸,为后续发酵竹笋膳食纤维酸奶提供了可能。

由表1显示,备选12 株菌在竹笋膳食纤维汁中37 ℃发酵12 h 的活菌数均增加了1~2 个lg 数量级,与空白对照相比,细胞生长量均达到极显著水平(P<0.01),表明这12 株乳酸菌均能在竹笋膳食纤维汁中较好的生长与发酵。其中增加最显著、活菌数达到109CFU/mL 以上的有:鼠李糖乳杆菌05-28、干酪乳杆菌05-21 和07-211、瑞士乳杆菌05-29、植物乳杆菌07-191 和08-192、嗜热链球菌St-LDY。因此确定干酪乳杆菌05-21、07-211,瑞士乳杆菌05-29,鼠李糖乳杆菌05-28 和植物乳杆菌07-191、08-192,该6 菌株作为初筛菌株进行下一步复筛。

表1 12 株乳酸菌在竹笋膳食纤维汁中培养12 h 的活菌数Table 1 Cell count of 12 strains of lactic acid bacteria fermented in dietary fiber juices of bamboo shoots for 12 h

2.3 发酵竹笋膳食纤维酸奶初筛菌株的复筛

根据1.2.4 节试验方法进行初筛的6 菌株在初步的竹笋膳食纤维牛乳培养基中发酵酸奶的感官性能评价(即复筛),结果见表2。

表2 初筛6 株乳酸菌在初步的竹笋膳食纤维牛乳培养基中发酵酸奶的感官性能Table 2 The sensory properties of products through six strains of lactic acid bacteria to ferment preliminary milk dietary fiber substrate

由表2可见,干酪乳杆菌05-21、植物乳杆菌07-191、鼠李糖乳杆菌05-28 发酵的产品,感官评分较高,与其它菌株发酵的产品评分相比,呈显著差异(P<0.05)。其中,干酪乳杆菌05-21 发酵的产品,酸甜适口,口感比较柔和;植物乳杆菌07-191发酵的产品,酸味较轻,但发酵香气浓郁;鼠李糖乳杆菌05-28 发酵的产品,酸味较浓,但发酵香气不足。提示植物乳杆菌07-191 和鼠李糖乳杆菌05-28 可以搭配使用进行混种发酵竹笋膳食纤维酸奶。因此确定干酪乳杆菌05-21、植物乳杆菌07-191、鼠李糖乳杆菌05-28 该3 菌株作为发酵竹笋膳食纤维酸奶的复筛益生菌株。

2.4 复筛益生菌发酵高活性竹笋膳食纤维酸奶通便功能的研究

2.4.1 小肠运动试验 根据1.2.6 节试验方法进行复筛益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶灌胃不同受试物小鼠的小肠推进率试验,结果见表3。

由表3可见,空白对照组与模型组相比较,小肠推进率呈极显著性差异(P<0.01),且受试物未造成呕吐、腹泻等异常反应,故复方地芬诺酯所制造的功能性便秘模型可行。益生菌酸奶剂量组和益生菌竹笋膳食纤维的高、中剂量组的小肠推进率与模型对照组相比,均有极显著性(P<0.01)的提高,因此,判定该项试验结果为阳性,说明益生菌竹笋膳食纤维酸奶和益生菌酸奶均能促进试验小鼠的小肠推进。各剂量组的小肠推进率也有极显著性差异(P<0.01),说明在一定范围内益生菌竹笋膳食纤维酸奶的摄入量越大,对小鼠的促小肠推进作用越好。益生菌竹笋膳食纤维酸奶低剂量组与模型对照组无显著性差异,可能因为益生菌竹笋膳食纤维酸奶低剂量组的小鼠的灌胃剂量少,没有起到推进小鼠小肠运动的作用。益生菌酸奶剂量组和益生菌竹笋膳食纤维酸奶中剂量组灌胃受试酸奶的剂量相同,结果显示:对小鼠的小肠推进率有极显著性差异(P<0.01),说明在给予相同灌胃剂量时,含益生菌竹笋膳食纤维的酸奶更有利于促进试验小鼠的小肠推进。

表3 灌胃不同受试物小鼠的小肠推进率Table 3 The small intestine propulsive rate of mice by gavaging different test substance

2.4.2 排便时间、粪便粒数和粪便质量的测定根据1.2.6 节试验方法进行复筛益生菌发酵高活性竹笋膳食纤维酸奶灌胃不同受试物小鼠的排便试验,结果见表4。

表4 灌胃不同受试物小鼠的排便情况Table 4 The defecation of mice by gavaging different test substance

由表4可看出,空白对照组与模型组相比较,试验小鼠首粒排黑便时间,6 h 内排黑便粒数及排便总质量呈极显著性差异(P<0.01),且受试物未造成呕吐、腹泻等异常反应,故复方地芬诺酯所制造的功能性便秘模型可行。益生菌酸奶剂量组和益生菌竹笋膳食纤维的高、中剂量组的小鼠首粒排黑便时间、6 h 内排黑便粒数及质量与模型对照组相比,均有极显著性(P<0.01)的变化,判定此3项指标结果为阳性,说明益生菌竹笋膳食纤维酸奶和益生菌酸奶均能缩短试验小鼠的排便时间,促进试验小鼠的排便粒数和排便量。同小肠运动试验结果一致,在一定范围内益生菌竹笋膳食纤维酸奶的摄入量越大,对小鼠排便的3 项指标越好,益生菌竹笋膳食纤维酸奶低剂量组由于灌胃剂量少,对小鼠排便的3 项指标没有起到作用。益生菌酸奶剂量组和益生菌竹笋膳食纤维酸奶中剂量组对于试验小鼠的首粒排黑便时间、6 h 内排黑便粒数两项指标无显著性差异(P>0.05),而对小鼠6 h 内排便总质量有极显著性差异 (P<0.01),说明相同灌胃量的益生菌竹笋膳食纤维酸奶与益生菌酸奶相比,可以促进小鼠排便质量,但对小鼠排便时间和排便粒数无影响。

综合复筛益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶对小鼠小肠运动、排便时间、粪便粒数和粪便质量的测定结果,根据《保健食品检验与评价技术规范》对通便试验中动物试验的判定标准:5 或6 h 内排粪便质量和粪便粒数任一项结果阳性,同时小肠运动试验和排便时间任一项结果阳性,可判定该项试验结果阳性。因此,可判定本试验结果为阳性,即复筛益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶对实验小鼠具有通便功能,且在一定剂量范围内摄入量越大,通便效果越明显,益生菌酸奶中添加竹笋膳食纤维,更能促进动物的通便。

3 讨论与结论

膳食纤维作为一种新兴的营养素,正在从发达国家兴起向全球化迅速发展,逐渐从保健品延伸到各种食品中[24-25]。目前,膳食纤维酸奶已受到广泛关注,多种膳食纤维酸奶正在研究开发之中。竹笋在我国自古以来被当作“菜中珍品”、传统佳肴,不仅味香质脆,而且现代科学研究发现,含有优质膳食纤维[26-27]。然而,益生菌发酵竹笋膳食纤维乳制品的研制开发鲜有报道,特别是具有自主知识产权的发酵竹笋膳食纤维乳制品的特定益生菌的筛选尚属空白;益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶的功能,尚有待进一步研究证实。

选择竹笋膳食纤维作为本研究膳食纤维来源的优势:竹笋膳食纤维除具有一般膳食纤维的功能外,还具有较好的持水性、结合水力和溶胀性。在研究发酵竹笋膳食纤维酸奶工艺的过程中,发现竹笋膳食纤维具有培养基的食品稳定剂、增稠剂的特性,并能起到缓冲作用,使产品不需要添加任何食品添加剂,可在储藏期间显示出良好的稳定性。而目前一般酸奶包括添加各种辅料的功能性酸奶,几乎均需添加稳定剂、增稠剂,因此,相对而言,竹笋膳食纤维酸奶更加绿色天然、接近消费者的健康理念。

本研究显示,只有竹笋膳食纤维与水的比例为1∶10,均质时间为15 min 时,竹笋膳食纤维汁均一、稳定,未出现分层现象。这是因为通过高压均质对竹笋膳食纤维进行了改性,高压作用下通过破坏竹笋膳食纤维束状结构的氢键使其致密空间网络结构转变为疏松网络空间结构,克服物料内部凝聚力使物料粒径减小,当粒径小到接近液体介质的分子时,两者之间可形成耦合力从而达到稳定状态,部分纤维从不溶性部分重新分配到可溶性部分[28-29]。但当颗粒小到一定程度时,分子间的碰撞作用加剧,范德华力、氢键在颗粒间起主要作用,细小的物料颗粒重新聚集形成大的颗粒[30],重现不稳定现象。因此,不同物料要求不同的均质压力范围和均质时间。通过高压均质对竹笋膳食纤维的改性,可溶性膳食纤维成分增加,进一步提高了竹笋膳食纤维汁的持油性、持水力和膨胀力,使其成为良好的食品稳定剂、增稠剂。因此,本研究研制的竹笋膳食纤维汁可做为益生菌发酵酸奶的膳食纤维添加剂。

目前尚未见到关于筛选适宜发酵竹笋膳食纤维酸奶并在人体肠道定殖的益生菌的研究报道。本文首先通过益生菌在竹笋膳食纤维汁中的生长和产酸情况进行初筛,筛选具有发酵膳食纤维潜力的益生菌,然后在初步竹笋膳食纤维牛乳培养基中发酵,复筛发酵竹笋膳食纤维酸奶感官性能较好的菌株。本复筛试验,采用初步的竹笋膳食纤维牛乳培养基,由于竹笋膳食纤维含量比例较高,含水量也较高,竹笋膳食纤维特有风味较浓,并且出现发酵产品凝乳不坚实、风味不够协调柔和,说明初步的竹笋膳食纤维牛乳培养基有待进一步优化。后续用于通便功能试验的竹笋膳食纤维酸奶则采用了进一步优化的竹笋膳食纤维牛乳培养基。通过初筛和复筛,获得了3 株适宜发酵竹笋膳食纤维酸奶的益生菌株即干酪乳杆菌05-21、植物乳杆菌07-191、鼠李糖乳杆菌05-28。这3 株新型益生菌发酵竹笋膳食纤维汁,活菌数均可达到1×109CFU/mL 以上且发酵初步的竹笋膳食纤维牛乳产品感官评分较高。另外,前期研究表明这3 株新型益生菌均具有多种生理功能且高效安全。这为下一步研发益生菌发酵竹笋膳食纤维功能性酸奶的工艺与产品奠定了基础。

关于竹笋膳食纤维、发酵竹笋膳食纤维、酸奶、益生菌酸奶的通便功能研究均有报道,而本研究筛选出的益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶的通便功效如何,有必要进一步探究。通便功能是《益生菌类保健食品申报与审评规定》(试行)中功能学评价的重要指标之一,研究益生菌发酵竹笋膳食纤维酸奶的通便功能,对于研发益生菌竹笋膳食纤维功能性酸奶产品具有重要意义。本研究选用筛选出的干酪乳杆菌05-21 和植物乳杆菌07-191 并以1∶2 比例优化搭配,利用优化的竹笋膳食纤维牛乳发酵培养基与发酵工艺,制成益生菌发酵竹笋膳食纤维功能性酸奶产品,进行了实验动物小鼠的通便功能试验。结果表明,益生菌发酵竹笋膳食纤维功能性酸奶产品能够促进试验小鼠小肠推进、缩短排便时间、增加排便粒数和排便量,具有通便功能,与预期结果和已有的相关报道结果一致。

综上所述,本研究筛选出适宜发酵竹笋膳食纤维酸奶的特定益生菌株,其发酵的竹笋膳食纤维酸奶具有通便功能。为进一步研发及工业化生产益生菌发酵竹笋膳食纤维功能性酸奶产品提供了可行依据,进而提高了竹笋的利用率和利用价值,开辟竹笋资源利用的新途径;也为研发益生菌发酵其他膳食纤维功能性产品提供了借鉴指导。

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