功能性羊乳开菲尔直投式发酵剂制备及应用

发布时间：2020-07-03 12:49

【摘要】：开菲尔(Kefir)是一种源自俄罗斯北高加索山脉古老的发酵乳饮品,不仅风味独特,香气特别,且具有改善免疫、调节肠道等功能,被称为“发酵乳制品中之香槟”,在全球广受欢迎。目前开菲尔生产主要以开菲尔粒为发酵剂,但开菲尔粒增殖缓慢,且菌相构成不稳定等,限制了开菲尔的大规模大范围生产,因此开发开菲尔直投式发酵剂尤为必要。本课题首先研究了不同开菲尔粒对羊乳发酵及发酵乳生物活性的影响,筛选出适宜羊乳发酵的开菲尔粒,优化其发酵工艺;分离、筛选和鉴定开菲尔菌群,进而冷冻干燥制备优势菌株的菌粉;通过优化各菌株菌粉的比例,制备发酵羊乳产抗氧化肽和ACE抑制肽能力强的功能性直投式羊乳开菲尔发酵剂;在此基础上开发了羊乳开菲尔,研究其贮存稳定性,获得了以下研究结果:1.以羊乳开菲尔的蛋白水解度、ACE抑制活性及感官评定等参数为指标,从5种不同来源的开菲尔粒中筛选出适宜羊乳发酵的开菲尔粒K1,在接种量2%、25℃发酵22h条件下,发酵羊乳蛋白水解度和ACE抑制率分别为67.02%和73.83%,感官评价值为75.83。2.单因素试验和响应面法优化确定开菲尔粒K1的最佳发酵工艺条件为:接种量2.5%,24℃发酵23h,此条件下ACE抑制率为85.97±0.62%,感官评价值为84.65±0.76,较对照组分别提高了12.25%和8.82,验证值和预测值无显著性差异,表明响应面法优化羊乳开菲尔发酵工艺可行。3.研究了产ACE抑制肽植物乳杆菌Lp69和产抗氧化肽植物乳杆菌L60对羊乳开菲尔发酵的影响,结果表明,添加不同产肽乳杆菌培养到第二代及以后,实验组DPPH自由基清除率和ACE抑制率趋于稳定,pH和酸度与对照组无显著性差异。接种第四代后,分别添加这两种植物乳杆菌和同时添加乳杆菌发酵的羊乳开菲尔DPPH自由基清除率较对照组分别提高了9.96%、16.11%和13.77%,ACE抑制率分别降低了6.47%、13.16%和9.92%,表明植物乳杆菌Lp69和L60可以在开菲尔粒上定殖,改变开菲尔粒的发酵性能。4.选择五种不同的培养基,以平板划线法从开菲尔粒K1发酵羊乳中分离出36株菌,以蛋白水解度、乳糖含量、持水力等参数为指标,从中筛选出发酵性能较好的5株菌KM1、KM2、M3、MC3和Y5,经16S rDNA鉴定,分别为瑞士乳杆菌、屎肠球菌、发酵乳杆菌、植物乳杆菌和乳酸克鲁维酵母。5.混料试验设计确定了功能性开菲尔发酵剂的最佳配方:瑞士乳杆菌KM1 10%、发酵乳杆菌M3 25.8%、乳酸克鲁维酵母Y5 23.4%、植物乳杆菌Lp69 18.4%及干酪乳杆菌L61 22.4%,在最佳发酵条件下,测得发酵羊乳DPPH自由基清除率为79.76±0.65%,ACE抑制率为78.52±0.52%,感官评价值为65.75±0.77。6.贮存试验表明,分别采用直投式发酵剂和开菲尔粒发酵制备的两种羊乳开菲尔DPPH自由基清除率较稳定,ACE抑制率呈先降后增的趋势,最终分别为82.94%和72.05%。pH呈降低的趋势,酸度逐渐增加,14d后稳定在91.73°T和96.84°T。感官评价值不断提高,经14d贮存后的最大值为86.34和85.93。本研究筛选获得了适宜羊乳发酵的开菲尔粒K1,筛选鉴定了羊乳开菲尔中的菌株,开发了抗氧化活性和ACE抑制活性较高的功能性羊乳开菲尔直投式发酵剂,为后续羊乳开菲尔产品的开发提供技术支持。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TS275.4
【图文】：

路线图,研究技术,路线,羊乳

图 2-1 研究技术路线Fig. 2-1 The figure of the study process2.2.2 开菲尔粒及菌种活化称取一定量的全脂羊乳粉，按照 1:8（w/v）的比例加入蒸馏水配成复原羊乳，90℃灭菌 15min 后分别加入五种不同来源的的开菲尔粒，在 25°C 恒温条件下发酵 22h，发酵完成后滤出开菲尔粒，使用灭菌的生理盐水冲洗后继续活化七次，置于冰箱冷藏备用。将实验室保存的植物乳杆菌 Lp69，植物乳杆菌 L60 和干酪乳杆菌 L61 冻干菌粉接入灭菌好的 MRS 肉汤中，在 37°C 下培养 24h，经镜检确认无杂菌后，以 5%的接种量接入 MRS 肉汤培养基中活化至三代，置于冰箱冷藏备用。2.2.3 开菲尔粒的筛选将五种不同的开菲尔粒按 2%的接种量接种到复原羊乳中，25℃恒温发酵 22h，然后滤出开菲尔粒。通过比较五种羊乳开菲尔的 pH 值、酸度、蛋白水解度、ACE 抑制活性及感官评定结果，进行综合评定后选取一种较优的开菲尔粒进行后续工艺优化并分离纯化其菌株。2.2.4 开菲尔粒发酵工艺的优化

三维立体图,开菲尔,羊乳,抑制率

B-时间 0.43 1 0.43 0.18 0.6859C-接种量 116.13 1 116.13 49.92 0.0009 ***AB 66.34 1 66.34 28.52 0.0031 **AC 1.44 1 1.44 0.62 0.4670BC 71.06 1 71.06 30.55 0.0027 **A2 43.41 1 43.41 18.66 0.0076 **B2 44.30 1 44.30 19.04 0.0073 **C2 196.56 1 196.56 84.50 0.0003 ***残差11.63 5 2.33失拟项6.34 3 2.11 0.80 0.5973 不显著纯误差5.29 2 2.64总和531.95 14注：*显著（p<0.05）；**非常显著（p<0.01）；***极显著（p<0.001）通过软件分析可得到各因子对 ACE 抑制率、感官评定的二维平面等高线及三维立体图，如图 3-5 至 3-10 所示。

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