植物乳杆菌P9接种量对凝固型发酵乳贮藏特性的影响

张媛，潘潇，刘文君，2，白梅，陈永福

（1.内蒙古农业大学 乳品生物技术与工程教育部重点实验室，呼和浩特 010018；2.江中药业股份有限公司，南昌 330096）

0 引言

发酵乳制品是人类最早食用的“加工”食品之一，已有数千年历史[1]。发酵是提高牛乳营养价值、消化率、质地和风味等的有效途径，此外，还可以通过发酵产生新的功能性成分[2]。益生植物乳杆菌是益生菌的重要组成之一，具有降低胆固醇、治疗炎症性肠病和调节机体免疫功能等作用[3-5]。植物乳杆菌P9是一株具有优良胃肠液耐受性的益生乳酸菌。李常坤[6]发现该菌对有机磷农药具有良好的降解效果，可通过调节肠道菌群和降低大鼠体内炎症等作用，缓解甲拌磷对大鼠造成的损伤。

研究通过对发酵乳贮藏期间p H值、滴定酸度、质构和感官评价等指标进行分析，确定植物乳杆菌P9的最优添加量，为植物乳杆菌P9发酵乳的开发应用提供数据支持和理论依据。

1 材料与方法

1.1 菌种来源

实验所用植物乳杆菌P9由内蒙古农业大学乳酸菌菌种资源库（Lactic Acid Bacteria Collection Center,LABCC）保藏并提供。

1.2 仪器与试剂

DV-E型黏度计，美国Brookfield公司；TA-XTplus质构仪，英国Stable Micro System公司；SRH 60-7型高压均质机，上海申鹿均质机有限公司。全脂乳粉，新西兰恒天然；固体培养基MRS-V，上海易利生物科技有限公司；商业发酵剂，YF-L904，科汉森（中国）有限公司。

1.3 凝固型发酵乳的制备

将11.5%(wt/wt)全脂奶粉和6.5%蔗糖于灭菌蒸馏水中完全溶解后加热至60℃，20 MPa条件下均质；95℃，5 min杀菌；冷却至42℃后接种发酵剂。实验分组和植物乳杆菌P9接种量情况见表1。p H值4.5为发酵终点，放置4℃贮藏28 d。采集贮藏1、7、14、21 d和28 d的样品测定各项指标。每个实验组3个平行。

表1 实验分组及植物乳杆菌P9的接种量情况

1.4 发酵及贮藏期间相关指标测定

1.4.1 酸度的测定

p H值测定：采用pHSJ-3F p H计测定。

滴定酸度测定：根据国标GB 5009.239—2016[7]中规定的“酚酞指示剂法”进行检测。

1.4.2 活菌数的测定

准确称取25.00 g发酵乳样品于三角瓶中，加入225 mL生理盐水，混匀；进行梯度稀释，选择适合的梯度倾注培养。采用添加0.01‰万古霉素的MRS固体培养基[8]，37℃厌氧培养72 h。

1.4.3 黏度、持水力的测定

黏度测定：将发酵乳样品恢复至室温后，采用黏度仪4#转子进行测定，转速为100 r/min，扭矩为10%～100%，测定时间为30 s。

持水力测定：称取发酵乳样品20 g，放置于有定性滤纸的漏斗中，室温放置120 min后收集滤液并立即称重[9]。

计算方法：持水性=1-（滤液质量g/样品质量g）×100%。

1.4.4 质构的测定

采用A/BE探头，用TA-XT Plus质构仪对发酵乳样品的硬度、稠度和内聚性进行测定。测试前速和后速1.5 mm/s，测试中速1.0 mm/s，初始应力2.0 g，压缩程度20%，压缩时间5 s，测试距离20 mm。

1.5 感官评定

由20名经过感官评定训练的老师和学生组成，根据国家标准GB19302—2010[10]对发酵乳样品进行打分，感官评分表见表2。

表2 贮藏期间发酵乳感官得分评分

1.6 数据分析

利用SPSS软件（25.0版）进行单因素方差分析（One-Way ANOVA），显著性水平设定为0.05，用GraphPad软件（7.0版）进行绘图。

2 结果与讨论

2.1 发酵乳贮藏期pH值和滴定酸度的变化

p H值和滴定酸度（TA）是评价发酵乳后酸化的重要指标，对于生产稳定、优质的发酵乳至关重要。各组发酵乳p H值和TA在贮藏期间的变化如图1所示。研究表明，发酵乳p H值在4.0～4.6之间时，乳酸含量达到发酵乳的理想状态，可以赋予发酵乳特有的酸味，有助于增加发酵乳的黏稠度，并能起到防腐作用[11]。4组样品在贮藏期间pH值均呈下降趋势，贮藏结束时，A组、B组、C组和D组样品pH值分别为4.22、4.23、4.22和4.21，4组样品在贮藏期间p H值变化均不显著（P＞0.05）。

图1 贮藏期间发酵乳pH值及滴定酸度的变化

TA反映了包括肽和游离氨基酸残基在内的总酸性基团的总和。4组样品的TA在贮藏期间随着时间的变化上升趋势逐渐平缓，其中D组样品在贮藏期间的TA最高，在贮藏结束时达到94°T，B组样品TA增长最为缓慢，最终达到89°T，但4组样品的滴定酸度在贮藏期间均无显著差异（P＞0.05），这表明添加植物乳杆菌P9的发酵乳后酸化不显著（P＞0.05）。植物乳杆菌P9发酵乳在贮藏期间p H值和TA的变化趋势与于志会[12]等的研究结果类似。

2.2 发酵乳贮藏期植物乳杆菌P9活菌数的变化

植物乳杆菌P9发酵乳在贮藏期间的活菌数变化如图2所示。贮藏28 d时，B组、C组和D组植物乳杆菌P9的活菌数分别达到3.02×106mL-1、3.31×106mL-1和1.43×107mL-1与贮藏1 d时的活菌数没有明显差异（P＞0.05），这与王辑[13]的结果研究一致，说明植物乳杆菌P9在发酵乳贮藏期间具有良好的稳定性。

图2 贮藏期间发酵乳中植物乳杆菌P9活菌数的变化

2.3 发酵乳贮藏期黏度和持水力的变化

发酵乳在贮藏期间的黏度变化如图3所示。4组样品1 d至14 d时黏度呈上升趋势，21 d至28 d时黏度均呈下降趋势。1，7，14 d和21 d时，C组样品黏度显著高于其它3组样品（P＜0.05）。研究显示，胞外多糖（EPS）可增强发酵乳质地和黏度，改善其功能特性，并可保护细胞免受不利环境条件和噬菌体感染的侵害[14-16]。EPS可能通过结合水与牛奶其他成分来增加发酵乳的黏度，从而增强酪蛋白网络的刚性结构，因此，它可以减少发酵乳中的脱水现象，提高乳制品的稳定性[17]。据报道[18]，植物乳杆菌具有产生胞外多糖的能力，因此，本研究中植物乳杆菌P9可能通过产生胞外多糖提高发酵乳的黏度。

图3 贮藏期间发酵乳黏度的变化

持水力是决定发酵乳组织状态和延长货架期的关键因素。发酵乳贮藏期间的持水力变化如图4所示。贮藏1 d到14 d期间，各组发酵乳持水力均呈上升趋势，可能是随着贮藏时间的增加发酵乳中总固体含量增加，酪蛋白胶束之间的吸引力强度降低，持水力增加[19]；14 d后呈下降趋势，可能与胶体磷酸钙的溶解速度和程度有关。C组样品持水力显著高于（P＜0.05）A组和B组，而A组、B组和D组样品之间无显著差异（P＞0.05）。说明添加1×106mL-1的植物乳杆菌P9能提高发酵乳的持水性，有利于提高发酵乳稳定性。

图4 贮藏期间发酵乳持水力的变化

2.4 发酵乳贮藏期质构的变化

质构是影响发酵乳质量和接受度最明显的因素之一。硬度，稠度和内聚性等是评价发酵乳品质的重要指标，发酵乳在贮藏期间质构的变化如表3所示。在贮藏期间，A组发酵乳1 d到14 d的硬度、稠度和内聚性呈上升趋势，14 d到28 d呈下降趋势，这可能是由于贮藏期间发酵乳p H值的持续下降诱导蛋白质网络中离子的发生变化，导致酸奶凝胶结构的破坏[20]。与A组相比，B组、C组和D组发酵乳在贮藏期间硬度、稠度和内聚力增加，与张睿[21]等研究结果一致。整体而言，植物乳杆菌P9对发酵乳的品质无不良影响，可以用作辅助发酵剂，赋予发酵乳益生特性。

表3 贮藏期间发酵乳质构的变化

2.5 发酵乳贮藏期感官评价

气味、滋味、色泽和口感是评价感官特性重要的因素，决定了发酵乳是否被大众接受。发酵乳样品贮藏期间的感官得分如图5所示。4组样品在贮藏1 d时C组和D组的感官得分显著高于其他两组（P＜0.05），其酸度适宜、无乳清析出、凝乳均匀、具有发酵乳特有香气。贮藏1 d到14 d期间各组发酵乳的感官得分呈上升趋势，可能由于其黏度和持水力升高所致。14 d后呈下降趋势，可能由于发酵乳的酸度增加导致感官品质下降[22]。在28 d时，A组、B组、C组和D组样品得分为85分、87分、93分和89分，A组感官得分较低。这表明添加植物乳杆菌P9可改变发酵乳的滋味及组织状态，进而提高发酵乳品质。Li[23]等通过研究不同植物乳杆菌与商业发酵剂复配发酵，发现添加植物乳杆菌的发酵乳可产生一些独特的风味物质，如2,3-戊二酮、乙醛和醋酸酯。

图5 贮藏期间发酵乳感官得分

3 结论

植物乳杆菌P9是一株具有农药降解活性的益生乳酸菌，乳制品是益生菌的最好载体之一。本研究将不同接种量的植物乳杆菌P9与商业发酵剂复配发酵，分析其对发酵乳贮藏特性的影响。结果发现添加植物乳杆菌P9不影响发酵乳的pH值和滴定酸度，说明植物乳杆菌P9不会引起发酵乳后酸化。添加不同接种量的植物乳杆菌P9均可增加发酵乳硬度、稠度和内聚性，改善发酵乳质构。当植物乳杆菌P9接种量为1×106mL-1时，发酵乳的黏度和持水力增加，其组织状态光滑细腻、具有发酵乳特有的香气、硬度较大、稠度高、品质稳定。同时，贮藏期间发酵乳中植物乳杆菌P9活菌数保持稳定，在贮藏期末仍在106mL-1以上，可以有效保证发酵乳益生功效的发挥。综上，在发酵乳中添加益生菌植物乳杆菌P9不仅赋予发酵乳益生功效，而且能够改善质构特性和贮藏稳定性，有作为辅助发酵剂的潜力，应用前景广阔。