優(yōu)良干酪發(fā)酵劑用菌株性能研究及其在切達(dá)干酪中的應(yīng)用.pdf

1、切達(dá)干酪是一種硬質(zhì)成熟干酪，是將牛乳用凝乳酶濃縮并酸化，隨后形成凝膠狀態(tài)制成的。由于切達(dá)干酪的風(fēng)味溫和，更適合我國人民的口味也更容易被我國消費(fèi)者接受。由于國內(nèi)乳品企業(yè)的發(fā)展以及國民飲食結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，人們對干酪的需求日益提高。而我國的干酪工業(yè)化生產(chǎn)尚處于起步階段，當(dāng)前市面上的天然于酪?guī)缀醵际怯蓢膺M(jìn)口的，因此推動我國干酪業(yè)的發(fā)展迫在眉睫。要實(shí)現(xiàn)干酪工業(yè)化生產(chǎn)首先要解決的問題是獲得性狀穩(wěn)定、性能優(yōu)良的干酪發(fā)酵劑，目前外國企業(yè)已經(jīng)完成直投式發(fā)酵

2、劑的研發(fā)及生產(chǎn)，其產(chǎn)品種類豐富，壟斷了國內(nèi)外市場。我國直投式發(fā)酵劑的研究起步晚且技術(shù)水平不高，產(chǎn)品性能與國外產(chǎn)品相比仍相對較差。開發(fā)我國自主知識產(chǎn)權(quán)，具有活性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)的直投式干酪發(fā)酵劑引起國內(nèi)學(xué)者廣泛關(guān)注。
　　 本研究對實(shí)驗(yàn)室已鑒定的兩株乳酸乳球菌KLDS4.0424和KLDS4.0326進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸、產(chǎn)黏和蛋白水解能力測試。并對菌株的高密度培養(yǎng)基進(jìn)行改良，在單因素研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，通過優(yōu)化得出最佳培養(yǎng)

3、基的成分配比，使菌株活菌數(shù)顯著提高，達(dá)到高密度培養(yǎng)的目的，為菌株開發(fā)成直投式干酪發(fā)酵劑奠定基礎(chǔ)。并對以單菌株、不同比例組合菌株制備的切達(dá)干酪在成熟期間進(jìn)行品質(zhì)評定。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:乳酸乳球菌乳酸亞種KLDS4.0424是主要的產(chǎn)酸菌種，產(chǎn)酸速率為15.0°T/h。與商業(yè)發(fā)酵劑相比，實(shí)驗(yàn)室菌株的蛋白水解能力和產(chǎn)黏能力相對較弱;乳酸亞種與乳脂亞種搭配使用，可彌補(bǔ)不足。
　　 乳清是干酪生產(chǎn)的副產(chǎn)品，含有4.5％乳糖、0

4、.8％乳清蛋白、維生素等營養(yǎng)成分，來源廣泛且價格低廉，適合作為工業(yè)化原料生產(chǎn)發(fā)酵劑。采用乳清粉為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，通過添加酵母粉、酶水解酪蛋白補(bǔ)充有機(jī)氮源和多種促生長因子，添加的碳酸鈣可以中和菌體增殖過程中產(chǎn)生的乳酸，實(shí)現(xiàn)菌株的高密度培養(yǎng)。通過單因素實(shí)驗(yàn)確定，菌株KLDS4.0424的活菌數(shù)分別在酵母粉濃度為12g/L、酶水解酪蛋白12g/L、碳酸鈣5g/L時達(dá)到最高。菌株KLDS4.0326的活菌數(shù)分別在酵母粉濃度為12g/L、酶水解酪蛋白

5、12g/L、碳酸鈣6g/L時達(dá)到最高。依據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)水平的中心點(diǎn)和各水平的步長。
　　 使用Design Expert7.0.0軟件的Box-Behnken設(shè)計(jì)三因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，并通過標(biāo)準(zhǔn)多項(xiàng)式回歸方法，對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到一個二次多項(xiàng)式，進(jìn)一步建立二次響應(yīng)面回歸模型，可用以下模型方程來表示在乳清粉基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加不同量的酵母粉、酶水解酪蛋白、碳酸鈣得到12h菌株KLDS4.0424的活菌數(shù):Y

6、1=334.20+9.75*X3+23.75*X1+16.75*X2+4.50*X3*X1+4.00*X2*X3-24.50*X1*X2-65.85*X32-85.35*X12-54.35*X22最佳培養(yǎng)基的組成為:碳酸鈣5.57g/L，酵母粉9.80 g/L，酶水解酪蛋白8.74 g/L。在此條件下模型預(yù)測的培養(yǎng)12h菌株KLDS4.0424最高活菌數(shù)為3.12*109cfu/mL。
　　 同理，菌株KLDS4.0326獲得的

7、活菌數(shù)擬合模型方程為:Y2=166.20+2.38*X3+7.50*X1+10.63*X2+2.50*X3*X1+12.25*X2*X3+7.00*X1*X2-14.98*X32-29.23*X12-20.97*X22最佳培養(yǎng)基的組成為:碳酸鈣5.28g/L，酵母粉9.60 g/L，酶水解酪蛋白9.04 g/L。在此條件下模型預(yù)測的培養(yǎng)12h菌株KLDS4.0326最高活菌數(shù)為1.61*109cfu/mL。
　　 按優(yōu)化出的最優(yōu)

8、培養(yǎng)基配方配置2.5L培養(yǎng)基，以1％的接種量接種菌體。設(shè)置初始pH6.5，攪拌速度100r/min，30℃培養(yǎng)，流加50％(V/V)氨水調(diào)節(jié)pH，在發(fā)酵罐內(nèi)恒pH發(fā)酵。恒pH發(fā)酵12h后，菌株KLDS4.0424活菌數(shù)高達(dá)2.6*1010cfu/mL，菌株KLDS4.0326活菌數(shù)達(dá)8.8*109cfu/mL，達(dá)到了高密度培養(yǎng)的目的。菌株KLDS4.0424的活菌數(shù)較高密度培養(yǎng)前提高一個數(shù)量級，菌株KLDS4.0326活菌數(shù)亦有顯著提高

9、。
　　 應(yīng)用KLDS4.0424(LA)、KLDS4.0326(Lc)以及不同比例混合菌(LA∶Lc=1∶1，LA∶Lc=1∶2，LA∶Lc=2∶1)制作切達(dá)干酪，研究這5種發(fā)酵劑在干酪成熟過程中對其質(zhì)構(gòu)、感官、風(fēng)味物質(zhì)形成及蛋白水解程度等方面的影響。以商業(yè)發(fā)酵劑制作的切達(dá)干酪作為對照組。結(jié)果表明，菌株KLDS4.0424和KLDS4.0326按比例1∶1接種制作的干酪具有良好的成熟度、質(zhì)構(gòu)及風(fēng)味，且理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)完全符