益生菌乳饮料中活菌数影响因素的优化研究

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益生菌乳饮料中活菌数影响因素的优化研究
Analysis of the Best Results of Influence of the Living Bacterium in Browned Active Probiotic Milk
Beverage
◎ 王　娇1，吴双双1，龚东磊2
（1.漯河食品职业学院，河南　漯河　462300；2.郑州广汇食品有限公司有限公司，河南　郑州　451100）
Wang Jiao 1, Wu Shuangshuang 2,Gong Donglei 2
(1.Luohe Vocational College of Food, Luohe　462300, China;2.Zhengzhou Guanghui Food Co., Ltd., Zhengzhou　451100, China)
摘　要：本文通过分析其加工工艺，对发酵温度、非脂乳固体含量及接种量进行单因素试验，结果表明在发酵温度36～38 ℃、非脂乳固体含量10%～20%、菌种添加量0.03%～0.07%时益生菌乳饮料中活菌数最多。

关键词：益生菌乳饮料；活菌数；单因素
Abstract：In this paper, through the analysis of the process of fermentation temperature, non fat milk solids content and inoculation test, the results show that the fermentation temperature of 36～38 ℃, non fat milk solids content 10%～20%, strain 0.03%～0.07% adding probiotic milk drink in the maximum number of living bacterium.
Key words：Probiotic milk beverage; Viable count; Single factor 中图分类号：TS252.54
益生菌乳饮料是以脱脂乳粉为原料经乳酸菌发酵制得发酵基液，然后向其中加入水、糖浆以及甜味剂、酸味剂等添加剂而制而成的发酵型乳饮料，其蛋白质含量要求≥1%，活菌数要求出厂时不低于106 CFU/mL [1-3]，但在储存、运输等阶段产品活菌数很难达到标准，且货架期内活菌数下降严重，大大降低了产品的营养价值，也影响了该产业的长远发展。

本文从产品生产工艺入手，研究影响益生菌乳饮料活菌数的主要因素，旨在优化并确定能够提高益生菌乳饮料活菌数的工艺参数，并初步解决储存期间产
品活菌数下降等质量问题，提出合理化建议，以期对实际生产提供一定的理论参考。

1　材料与方法
1.1　材料与试剂
原料：脱脂乳、市售冻干菌种。

试剂药品：葡糖糖、蔗糖、复合维生素、0.8‰NaCL 溶液、75%酒精。

培养基：蛋白胨10 g、牛肉粉5 g、酵母粉4 g、
doi:10.16736/41-1434/ts.2017.05.038
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葡糖糖20 g、吐温-80 1 mL、K 2HPO 4・7H 2O 2 g、NaAc・3H 2O 5 g、柠檬酸三铵2 g、MgSO 4・7H 2O 0.2 g、MnSO 4・4H 2O 0.05 g、琼脂15 g。

食品添加剂：酸奶香精、柠檬香精、西柚香精、浓缩柠檬汁。

仪器与设备：AR1140/C 电子分析天平；WT-1001电子天平；LDZX-75KBS 高压蒸汽灭菌锅；DSY-2-8电热恒温水浴锅；DHG-9140A 电热恒温鼓风干燥箱；
LRH-250生化培养箱；SW-CJ-2FD 双人单面净化工作台；NR-01试验室专用高压均质机；BLBIO-5SJA-5L 不锈钢发酵罐；新飞BCD-182TD 冰箱。

1.2　试验方法
1.2.1　生产工艺流程
按照图1
所示的生产工艺流程生产。

图1　生产工艺流程图
1.2.2　发酵剂制备
取10%的全脂乳粉与纯净水（50～60 ℃）混合溶解，在121 ℃下对发酵液杀菌处理16 min，冷却至36～40 ℃，在无菌接种台接种0.03%充分活化的混合菌种，混合均匀，置于36 ℃恒温培养箱中发酵，待牛奶凝块后放于4 ℃冰箱中保存。

1.2.3　乳酸菌数计数
根据国家标准GB4789.35-2010进行培养测定。

1.2.4　单因素试验方案
根据生产工艺，试验选取发酵温度36、38、40 ℃和42 ℃四个水平，菌种接种量分别为0.03%、0.05%、0.07%和0.09%（w/w）四个水平，非脂乳固体含量分别为10%、15%、20%和25%（w/w）四个水平，检测活菌数，确定影响产品活菌数的影响因素及最佳工艺条件。

2　结果与分析
2.1　最佳发酵温度范围的确定
在确定最佳发酵温度范围的单因素试验中设定四个温度水平36、38、40 ℃和42 ℃进行活菌数量的对
比，以此判断最佳的条件。

由图2可知，在38 ℃下活菌数量成指数增长，菌体生成量较大，且发酵3.5 h 后活菌数量达到1.80E+08左右，明显大于其他温度下的菌体数量。

对比不同温度下乳酸菌的发酵状态，38 ℃下在发酵相对较少的时间可以取得较大的活菌指标，所以四个水平中最佳的发酵温度为38 ℃，最终确定36～
40 ℃为最合适的发酵温度范围。

图2　不同温度下发酵液活菌数量随时间的变化图
2.2　最优非脂乳固体含量范围的确定
设定四个水平的非脂乳固体含量10%、15%、20%、25%，进行活菌数量的对比，来确定非脂乳固体的最佳含量范围，如图3所示。

在图3中，25%含量下发酵3 h 后活菌数的增长率下降，是由于非脂乳固体含量的增加导致了水分活度的下降抑制了菌体的活性；
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11220%含量下发酵3 h 后活菌数量增长率明显下降，是受到发酵液酸度的影响导致菌体生长活力下降；10%含量下菌体数量增长率较小，是由于固形物含量不足，导致菌体繁殖较慢；15%含量下在3.5 h 之后其活菌数量明显高于其他三水平，在达到发酵终点时活菌数量达到
1.60E+08/mL，符合国家标准。

图3　不同非脂乳固体含量下发酵液活菌数量随时间的变化图
2.3　最优菌种添加量范围的确定
在确定乳饮料发酵中最优的温度范围、非脂乳固体含量的前提下，设定四个水平的菌种添加量来确定最优发酵接种量范围，如图4所示。

分析图4中数据可得出：在0.09%、0.07%水平下，菌体发酵增长迅速，造成短时间内酸度下降，过高的酸度又抑制了菌体增殖，造成活菌增加速率下降；图中0.05%、0.03%水平下发酵温和，且0.05%水平下菌体增加速率一直都高于0.03%水平，发酵达到终点的时间可提前一小时，终点活菌数可达到2.00E+08/mL，符合国家标准，最终
确定最佳的菌种添加量范围为0.03%～
0.07%。

图4　不同菌种添加量下发酵液活菌数量随时间的变化图
3　结语
本研究虽然对影响益生菌乳饮料中活菌数的因素进行了单因素试验，得到了发酵温度、非脂乳固体含量及菌种添加量的最佳范围，但在单因素试验中并没
有对这些因素进行合理的组合分析，无法确定哪一种组合工艺更有利于提高乳饮料中活菌数，也无法在这些范围中确定最精确的工艺条件，因此需要进一步试验才能确定。

参考文献：
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节俭朴素
人之美德。