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

1、切達干酪是一種硬質成熟干酪，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。由于切達干酪的風味溫和，更適合我國人民的口味也更容易被我國消費者接受。由于國內乳品企業(yè)的發(fā)展以及國民飲食結構的優(yōu)化，人們對干酪的需求日益提高。而我國的干酪工業(yè)化生產尚處于起步階段，當前市面上的天然于酪?guī)缀醵际怯蓢膺M口的，因此推動我國干酪業(yè)的發(fā)展迫在眉睫。要實現(xiàn)干酪工業(yè)化生產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)已經完成直投式發(fā)酵

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

3、基的成分配比，使菌株活菌數顯著提高，達到高密度培養(yǎng)的目的，為菌株開發(fā)成直投式干酪發(fā)酵劑奠定基礎。并對以單菌株、不同比例組合菌株制備的切達干酪在成熟期間進行品質評定。
　　 實驗結果表明:乳酸乳球菌乳酸亞種KLDS4.0424是主要的產酸菌種，產酸速率為15.0°T/h。與商業(yè)發(fā)酵劑相比，實驗室菌株的蛋白水解能力和產黏能力相對較弱;乳酸亞種與乳脂亞種搭配使用，可彌補不足。
　　 乳清是干酪生產的副產品，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)化原料生產發(fā)酵劑。采用乳清粉為基礎培養(yǎng)基，通過添加酵母粉、酶水解酪蛋白補充有機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生的乳酸，實現(xiàn)菌株的高密度培養(yǎng)。通過單因素實驗確定，菌株KLDS4.0424的活菌數分別在酵母粉濃度為12g/L、酶水解酪蛋白12g/L、碳酸鈣5g/L時達到最高。菌株KLDS4.0326的活菌數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時達到最高。依據單因素實驗結果，確定響應面實驗水平的中心點和各水平的步長。
　　 使用Design Expert7.0.0軟件的Box-Behnken設計三因素三水平響應面優(yōu)化實驗，并通過標準多項式回歸方法，對實驗數據進行擬合，得到一個二次多項式，進一步建立二次響應面回歸模型，可用以下模型方程來表示在乳清粉基礎培養(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: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。在此條件下模型預測的培養(yǎng)12h菌株KLDS4.0424最高活菌數為3.12*109cfu/mL。
　　 同理，菌株KLDS4.0326獲得的

7、活菌數擬合模型方程為: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。在此條件下模型預測的培養(yǎng)12h菌株KLDS4.0326最高活菌數為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。設置初始pH6.5，攪拌速度100r/min，30℃培養(yǎng)，流加50％(V/V)氨水調節(jié)pH，在發(fā)酵罐內恒pH發(fā)酵。恒pH發(fā)酵12h后，菌株KLDS4.0424活菌數高達2.6*1010cfu/mL，菌株KLDS4.0326活菌數達8.8*109cfu/mL，達到了高密度培養(yǎng)的目的。菌株KLDS4.0424的活菌數較高密度培養(yǎng)前提高一個數量級，菌株KLDS4.0326活菌數亦有顯著提高

9、。
　　 應用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)制作切達干酪，研究這5種發(fā)酵劑在干酪成熟過程中對其質構、感官、風味物質形成及蛋白水解程度等方面的影響。以商業(yè)發(fā)酵劑制作的切達干酪作為對照組。結果表明，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、質構及風味，且理化指標和微生物指標完全符