保存條件對凍干發(fā)酵劑菌量的影響及發(fā)酵劑的應(yīng)用技術(shù)探討

華 穎，沈國華，劉大群

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品科學(xué)研究所，浙江 杭州 310021)

保存條件對凍干發(fā)酵劑菌量的影響及發(fā)酵劑的應(yīng)用技術(shù)探討

華 穎，沈國華，劉大群

(浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品科學(xué)研究所，浙江 杭州 310021)

從凍干濃縮發(fā)酵劑的商品性及生產(chǎn)應(yīng)用的實際出發(fā)，對發(fā)酵劑在商品階段內(nèi)的存放條件與菌數(shù)密度、活力之間的關(guān)系及凍干發(fā)酵劑的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行深入研究。結(jié)果表明，發(fā)酵劑在特定時間段內(nèi)的商品性與存放環(huán)境條件、包裝材料等有較為密切的關(guān)系，凍干發(fā)酵劑直投需要有一個短暫的激活過程。

凍干發(fā)酵劑;保存條件;菌數(shù)密度;應(yīng)用

凍干發(fā)酵劑作為一種最具現(xiàn)代特色的濃縮發(fā)酵劑劑型，高密度和高活性是其主要特征［1－3］。然而凍干發(fā)酵劑同時又是一種商品，商品的最基本屬性之一就是在特定的保存期限內(nèi)其品質(zhì)要處于一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)，亦即商品價值。鑒于凍干發(fā)酵劑制造完成后其菌體的密度與活性在特定時間段內(nèi)的穩(wěn)定性與發(fā)酵劑的使用效果、商品性及用戶的利益密切相關(guān)［4－5］，因此研究不同環(huán)境條件對商品階段發(fā)酵劑菌量的影響不僅有助于發(fā)酵劑的科學(xué)貯存，也將能最大限度地為發(fā)酵劑的優(yōu)質(zhì)和高效提供技術(shù)支持。

凍干發(fā)酵劑的科學(xué)應(yīng)用是整個發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)體系中的另一重要環(huán)節(jié)［6－7］，雖不屬于發(fā)酵劑制造范疇，但了解凍干濃縮發(fā)酵劑發(fā)酵的特性特點及應(yīng)用技巧無疑將能為發(fā)揮凍干發(fā)酵劑的最大效能和潛能提供最切合實際的應(yīng)用效果［8－9］。

基于上述原因，對不同環(huán)境條件對凍干發(fā)酵劑特定商品階段菌數(shù)與活力的影響以及發(fā)酵劑的科學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了針對性研究。現(xiàn)將結(jié)果報道如下。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

凍干發(fā)酵劑。試驗用凍干發(fā)酵劑為本項目組以Lact.Plantarum和Lact.Case i菌株1∶1為材料制成的凍干發(fā)酵劑，菌數(shù)密度≥3.6×1010g－1。

包裝材料。包裝材料共3種，分別為:普通OPP復(fù)合透明包裝袋;EVOH高阻隔透明包裝袋;鋁泊不透明包裝袋。

凍干發(fā)酵劑活化材料。凍干發(fā)酵劑活化材料有乳糖 (鎮(zhèn)江康富生物工程有限公司產(chǎn)品);酵母粉(浙江省富陽杭富生物制品廠產(chǎn)品);蒸餾水。

1.2 試驗方法

溫度條件對特定貯存階段發(fā)酵劑菌數(shù)與活力的影響。比較同一包裝材料不同的貯存溫度條件對菌數(shù)與活力的影響。發(fā)酵劑完成凍干后，以每包裝袋1 g的裝量迅速入包裝袋密封，將密封后的發(fā)酵劑置于所設(shè)定的不同溫度條件下，于設(shè)定的不同時間段取樣進(jìn)行菌數(shù)檢測，比較不同溫度處理間的差異。

包裝材料對特定貯存階段發(fā)酵劑菌數(shù)與活力的影響。比較不同包裝材料相同貯存時間對發(fā)酵劑菌數(shù)與活力的影響。發(fā)酵劑完成凍干后，以每包裝袋1 g的裝量迅速入不同材質(zhì)的包裝袋包裝密封，將密封后包裝袋包裝的發(fā)酵劑置于所設(shè)定同一溫度條件下，于設(shè)定的不同時間段取樣進(jìn)行菌數(shù)檢測，比較不同包裝處理間的差異。

真空條件對特定貯存階段發(fā)酵劑菌數(shù)與活力的影響。以同一包裝材料比較真空與否對發(fā)酵劑菌數(shù)與活力的影響。發(fā)酵劑完成凍干后，以每包裝袋1 g的裝量迅速裝入同一材質(zhì)的包裝袋，按設(shè)定要求不作真空要求的迅速進(jìn)行封口，作真空要求的按設(shè)定的真空度迅速進(jìn)行抽空封口。封口完畢后置同一貯存環(huán)境于設(shè)定的不同時間段取樣進(jìn)行菌數(shù)檢測，比較真空與否不同處理間的差異。

凍干發(fā)酵劑與普通發(fā)酵劑同時接種發(fā)酵對發(fā)酵速度和發(fā)酵進(jìn)程的影響。將凍干發(fā)酵劑與普通液體發(fā)酵劑經(jīng)菌數(shù)密度換算成等值后用于接種發(fā)酵，比較凍干發(fā)酵劑與普通液體發(fā)酵劑的發(fā)酵特性和發(fā)酵效果。

凍干發(fā)酵劑使用前激活與否、不同激活介質(zhì)對激活效果及發(fā)酵速度與進(jìn)程的影響。以使用前發(fā)酵劑激活與否及不同激活介質(zhì)比較對激活效果及發(fā)酵速度與進(jìn)程的影響。將凍干密封貯存的發(fā)酵劑以直投和先在不同介質(zhì)溶液中進(jìn)行不同時間的激活后同時進(jìn)行接種發(fā)酵的方法比較對發(fā)酵速度和發(fā)酵進(jìn)程的影響。

1.3 菌數(shù)計數(shù)方法

按照GB/T 4789.35—2008《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗食品中乳酸菌檢驗》執(zhí)行［10］。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度條件的影響

以鋁泊袋為包裝材料，比較不同的溫度條件下貯存時間對菌數(shù)密度的影響，結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同溫度條件下貯存時間對菌數(shù)密度的影響

由圖1可知，同等條件下，貯存溫度對菌數(shù)密度有著不同的影響?？傏厔菔强偟木鷶?shù)密度隨貯存時間的延長而逐步降低，但貯存溫度條件不同降低的程度亦不相同。就降低的程度而言，0～5℃和－18℃為一個層次，室溫為另一個層次。其中貯存時間對0～5℃和－18℃的影響較為輕微，貯存180 d菌數(shù)的損失率僅約凍干后總菌數(shù)的10%之內(nèi)，而室溫條件的損失率則較高，約凍干后總菌數(shù)的近20%，影響較大。

2.2 包裝材料的影響

以不同包裝材料在0～5℃避光條件下比較不同貯存時間對菌數(shù)密度的影響，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同包裝下貯存時間對菌數(shù)密度的影響

由圖2可知，不同包裝材料對不同貯存時間菌數(shù)密度的影響同樣是總的菌數(shù)密度隨貯存時間的延長而逐步降低，但包裝條件不同降低的程度也不完全相同，氣密性較好的鋁泊不透明包裝袋和EVOH高阻隔透明包裝袋較有利于保持發(fā)酵劑菌數(shù)密度的相對穩(wěn)定，而氣密性較差的普通OPP復(fù)合透明包裝袋則效果相對較差。

2.3 真空條件的影響

在觀察不同包裝材料對菌數(shù)密度影響的同時，以鋁泊包裝和0～5℃的貯存條件比較了真空(0.1 MPa)條件對不同貯存時間菌數(shù)密度的影響。結(jié)果如圖3所示。在同等條件下，發(fā)酵劑包裝后的真空與否對菌數(shù)密度略有影響但影響幅度不大，真空條件并不能對貯存過程發(fā)酵劑的菌數(shù)密度產(chǎn)生實質(zhì)性的影響。

圖3 真空條件下貯存時間對菌數(shù)密度的影響

2.4 凍干發(fā)酵劑與普通發(fā)酵劑的發(fā)酵效果

凍干直投、普通液體發(fā)酵劑對泡制甘藍(lán)發(fā)酵效果如圖4所示。不同的發(fā)酵劑劑型對發(fā)酵進(jìn)程的影響存在一定的差異。普通液體發(fā)酵劑的發(fā)酵產(chǎn)酸速度略優(yōu)于凍干發(fā)酵劑速度，二者的實測酸度差值約在0.5%以內(nèi)。其原因可能是凍干發(fā)酵劑菌體在凍干后處于一定的休眠狀態(tài)，直投接種后需要短暫的激活過程方能恢復(fù)活力，而液體菌種則不存在這種激活過程，故發(fā)酵速度要相對快于凍干菌種。

圖4 凍干發(fā)酵劑與普通發(fā)酵劑接種的發(fā)酵效果比較

2.5 凍干發(fā)酵劑使用前激活及激活介質(zhì)的效果

在研究證明用于直投的凍干發(fā)酵劑在進(jìn)入角色前需要匹配一個激活過程后，為進(jìn)一步觀察和優(yōu)化不同激活條件對凍干發(fā)酵劑的影響，以不同的激活介質(zhì)和不同的激活時間比較了對凍干發(fā)酵劑激活效果，結(jié)果如圖5和6所示。

圖5 不同狀態(tài)發(fā)酵劑的實際發(fā)酵效果(活化0.5 h)

圖6顯示出如下趨勢，一是無論激活介質(zhì)為何物，經(jīng)激活后的發(fā)酵劑的發(fā)酵速度均明顯優(yōu)于直投;二是激活介質(zhì)間也存在差異，3種激活介質(zhì)中，酵母粉的激活效果要優(yōu)于其他2種，而乳糖與清水二者的效果則差異不明顯;三是激活時間對發(fā)酵速度也存在明顯差異，比較圖5和圖6，適度的延長激活時間可以有效的提升激活效果，這在酵母粉與清水2種介質(zhì)的表現(xiàn)尤為明顯。

圖6 不同狀態(tài)發(fā)酵劑的實際發(fā)酵效果(活化2.0 h)

3 小結(jié)與討論

不同貯存溫度條件對凍干發(fā)酵劑特定時間段內(nèi)菌數(shù)密度是存在影響的，3個溫度處理中，除室溫處理外，0～5℃和－18℃均可用于凍干發(fā)酵劑的日常貯存，但從經(jīng)濟(jì)性考慮以0～5℃更佳。不同包裝材料貯存的效果間也存在差異，導(dǎo)致這種差異的原因可能主要與包裝材料的氣密性有關(guān);因此，除普通OPP外，EVOH高阻隔復(fù)合膜以及鋁泊包裝均適于作為凍干發(fā)酵劑的包裝材料。同等條件下直空與否對菌數(shù)密度的影響有一定的差異，但差值不大，這可能與不同包裝材料的氣密性有關(guān);因此，具體采用何種形式包裝可根據(jù)需要酌情選擇。不同發(fā)酵劑劑型應(yīng)用試驗的結(jié)果表明了凍干發(fā)酵劑直投需要有一個短暫的激活過程方能充分發(fā)揮其作用，而選擇良好的激活方式和激活介質(zhì)將能使凍干濃縮發(fā)酵劑的性能和潛能得到更好的發(fā)揮。

［1］ 呂兵，張國農(nóng).乳酸菌發(fā)酵劑濃縮培養(yǎng)的研究 ［J］.中國乳品工業(yè)，2001，29(3):7－9.

［2］ 孫翠煥，冀寶營，王艷華，等.高活性乳酸菌發(fā)酵劑培養(yǎng)條件優(yōu)化及活性測定 ［J］.微生物學(xué)雜志，2006，26(3):70－73.

［3］ 呂嘉櫪，丁博.濃縮乳酸菌發(fā)酵劑的濃縮培養(yǎng)的研究進(jìn)展［J］.食品科技，2007(7):5－8.

［4］ 譚歡，周傳云.制備濃縮型發(fā)酵劑的研究進(jìn)展 ［J］.現(xiàn)代食品科技，2005，21(4):112－114.

［5］ 劉振民，駱承庠.乳酸菌冷凍干燥損傷研究 ［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2008(7):5－8.

［6］ 吳祖芳，翁佩芳，樓佳瑜.乳酸菌的高密度培養(yǎng)及發(fā)酵劑保藏技術(shù)的初步研究 ［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2009，35(10):5－9.

［7］ 陳聲明，呂琴.微生物冷凍干燥的抗性機(jī)理 ［J］.微生物學(xué)通報，1996(4):236－238.

［8］ WolffE. Freeze-drying ofstreptococcus thermophilus: a comparision between the vacuum and the atmospheric method［J］.Cryobiology，1990，27:69 －575.

［9］ 趙晉，王嬌.直投式酸奶發(fā)酵劑的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀 ［J］.乳品研究，2006(11):54－56.

［10］ GB/T 4789.35—2008食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗食品中乳酸菌檢驗 ［S］.

TS 201.3

A

0528-9017(2011)03-0587-03

文獻(xiàn)著錄格式:華穎，沈國華，劉大群保存條件對凍干發(fā)酵劑菌量的影響及發(fā)酵劑的應(yīng)用技術(shù)探討 ［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(3):587－590.

2011-03-05

華 穎 (1980－)，女，山東德州人，助理研究員，博士，主要從事蔬菜加工方面研究工作。

注:沈國華系通信作者。

(責(zé)任編輯:張才德)