劉澤朋，王欣璐，王婷婷，祝緣，毛學(xué)英(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

α-乳白蛋白酶解物-鈣絡(luò)合物對(duì)酸乳發(fā)酵特性的影響

劉澤朋，王欣璐，王婷婷，祝緣，毛學(xué)英
(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

本文旨在探究α-乳白蛋白酶解物-鈣絡(luò)合物（α-LAH-Ca）對(duì)酸乳發(fā)酵特性的影響。研究不同添加量的α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中的滴定酸度、pH值、保加利亞乳桿菌數(shù)和嗜熱鏈球菌數(shù)的影響。結(jié)果表明，α-LAH-Ca的添加可以增加酸乳發(fā)酵過(guò)程中的滴定酸度值，降低pH值；促進(jìn)發(fā)酵過(guò)程中嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)，對(duì)保加利亞乳桿菌的生長(zhǎng)無(wú)明顯作用。

α-乳白蛋白酶解物-鈣絡(luò)合物；酸乳；發(fā)酵特性

目前，缺鈣是人類全球性的營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題，除遺傳因素外，后天的原因主要有日常鈣攝入量不足、鈣的生物利用率低等[1]。鈣制劑的發(fā)展經(jīng)歷了無(wú)機(jī)鈣鹽、有機(jī)鈣鹽、氨基酸螯合鈣和小肽螯合鈣四代[2]。無(wú)機(jī)鈣鹽和有機(jī)鈣鹽由于難吸收、毒副作用大的缺點(diǎn)已被逐漸淘汰。蛋白質(zhì)酶解為多肽后，分子量大大減小，溶解度提高，且動(dòng)物體內(nèi)存在著獨(dú)立的小肽轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，可使其吸收完全且速度較快，因此多肽鈣是一種理想的鈣制劑[3,4]。

乳清蛋白被營(yíng)養(yǎng)學(xué)界譽(yù)為“蛋白質(zhì)之王”[5]，易于被人體消化吸收，效價(jià)比高[6]。此外，乳清蛋白中含有多種生物活性肽序列[7]，其酶解物作為具有生物活性和營(yíng)養(yǎng)功能的物質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于食品中[8]。乳清蛋白中的α-乳白蛋白（α-LA）為乳清蛋白中唯一能與鈣離子結(jié)合的蛋白質(zhì)，具有很強(qiáng)的鈣離子結(jié)合位點(diǎn)[9]。本實(shí)驗(yàn)室前期研究了α-LA 酶解產(chǎn)物與鈣結(jié)合能力，發(fā)現(xiàn)酶解后乳清蛋白的鈣結(jié)合能力大大增加，所得的α-乳白蛋白酶解物-鈣絡(luò)合物（α-LAH-Ca）具有良好的溶解性和生物利用率。研究中同時(shí)確定了制備α-LAH-Ca的最佳條件。

據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，多肽能夠促進(jìn)酸乳發(fā)酵產(chǎn)酸，縮短發(fā)酵時(shí)間，但可能對(duì)酸乳凝膠結(jié)構(gòu)的形成造成一定影響[10]。α-LAH-Ca作為蛋白酶解產(chǎn)物與鈣的絡(luò)合物，既能促進(jìn)酸乳發(fā)酵，又能夠起到鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的作用。因此，在酸乳制備過(guò)程中加入α-LAH-Ca，分析α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵特性的影響，可為α-LAH-Ca在酸乳生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

脫脂乳粉（新西蘭恒天然乳業(yè)），直投式發(fā)酵劑ABY-8（科漢森中國(guó)有限公司），α-LAH-Ca（實(shí)驗(yàn)室制備）。

普通化學(xué)試劑：氫氧化鈉、鄰苯酸氫二鉀、酚酞、EDTA二鈉、氯化銨、鉻黑T、牛肉膏、蛋白胨、酵母浸粉、葡萄糖、吐溫-80、無(wú)水乙酸鈉、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、一水合硫酸錳、檸檬酸氫二胺、Cys-HCl、瓊脂、氯化鈉等。

1.2 儀器設(shè)備

恒溫水浴鍋（PK-8B），上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；恒溫水浴振蕩器（DSHZ-300A），太倉(cāng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；立式壓力蒸汽滅菌器（BXM-30R），上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；潔凈工作臺(tái)（BBS-SDC），濟(jì)南鑫貝西生物技術(shù)有限公司；漩渦振蕩器（QL-860），海門(mén)市其林貝爾儀器制造有限公司；磁力攪拌器（78HW-1），江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；pH計(jì)（FE20），梅特勒-拖利多儀器有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9076A），上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；激光共聚焦掃描顯微鏡（LSM710），德國(guó)Zeiss公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的制備

稱取適量的脫脂乳粉溶于水中，復(fù)原得到蛋白含量為3.64%（w/w）的脫脂乳。分別添加不同量的α-LAH-Ca于復(fù)原脫脂乳中，使得體系的最終鈣添加量分別為0、10、20、30mg/100mL。添加直投式乳酸菌發(fā)酵劑（0.5%，w/v），42℃恒溫發(fā)酵。

1.3.2 酸乳pH值測(cè)定

將pH計(jì)探頭清洗干凈后小心浸入樣品中，使pH計(jì)探頭完全浸沒(méi)，待讀數(shù)穩(wěn)定后讀取樣品pH值。

1.3.3 酸乳滴定酸度測(cè)定

稱取5g（精確到0.001g）已混勻的酸乳樣品，置于150mL錐形瓶中，加20mL新煮沸冷卻至室溫的水，混勻。試樣中加入2.0mL酚酞指示液，混勻后用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色，并在30s內(nèi)不褪色，記錄消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液毫升數(shù)。代入公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：X——試樣的酸度 （°T）；

C——?dú)溲趸c標(biāo)準(zhǔn)溶液的摩爾濃度（mol/L）；

V——滴定時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積（mL）；

m——試樣的質(zhì)量（g）；

0.1 ——酸度理論定義氫氧化鈉的摩爾濃度（mol/L）。1.3.4 保加利亞乳桿菌計(jì)數(shù)

酸乳樣品以適當(dāng)比例稀釋后接種于酸化MRS培養(yǎng)基中，37℃培養(yǎng)48h后進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。酸化MRS培養(yǎng)基配方如下：牛肉膏10.0g、蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g、葡萄糖20.0g、吐溫-80 1mL、 磷酸氫二鉀2.0g、乙酸鈉5.0g、檸檬酸二鈉2.0g、硫酸鎂0.58g、硫酸錳0.2g、半胱氨酸-鹽酸0.5g、蒸餾水1 000mL、瓊脂15g，調(diào)節(jié)pH值至5.4。選擇菌落數(shù)30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果以logCFU/mL表示。

1.3.5 嗜熱乳酸鏈球菌計(jì)數(shù)

將酸乳樣品以適當(dāng)?shù)谋壤♂尯蠼臃N于市售M17培養(yǎng)基中，37℃培養(yǎng)48h，選擇菌落數(shù)30～300的平板進(jìn)行計(jì)數(shù)，結(jié)果以logCFU/mL表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中pH值的影響

不同α-LAH-Ca添加水平對(duì)酸乳樣品發(fā)酵過(guò)程中pH值的影響如圖1所示。隨著α-LAH-Ca添加量的增加，發(fā)酵過(guò)程中酸乳的pH值降低。但不同α-LAH-Ca添加水平對(duì)發(fā)酵過(guò)程中pH值的降低程度無(wú)顯著影響。這可能是由于α-LAH-Ca的添加增加了體系固形物濃度，提高了體系緩沖能力，從而導(dǎo)致了不同的pH值變化速率。

圖1 α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中pH值的影響

2.2 α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中滴定酸度的影響

不同α-LAH-Ca添加水平對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中滴定酸度的影響如圖2所示。隨著α-LAH-Ca添加量的增加，發(fā)酵過(guò)程中酸乳的滴定酸度升高。結(jié)合酸乳發(fā)酵過(guò)程中pH值（圖1）的變化，表明α-LAH-Ca的添加能夠顯著促進(jìn)發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)酸，并且添加水平越高，促發(fā)酵效果越明顯。由于牛奶本身含很少量的非蛋白態(tài)氮，且嗜熱鏈球菌的蛋白水解能力很弱，α-LAH-Ca含有的蛋白水解物能夠?yàn)槿樗峋纳L(zhǎng)提供氮源[11]。通過(guò)添加α-LAH-Ca，增加了發(fā)酵體系中肽和游離氨基酸的含量，從而增強(qiáng)了嗜熱鏈球菌等一些蛋白分解能力較弱的菌株的生長(zhǎng)和產(chǎn)酸能力。

圖2 α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中滴定酸度的影響

2.3 α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中嗜熱乳酸鏈球菌生長(zhǎng)的影響

為了進(jìn)一步探究α-LAH-Ca是否能夠促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)，本試驗(yàn)研究了不同α-LAH-Ca添加水平對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中嗜熱乳酸鏈球菌生長(zhǎng)的影響，結(jié)果如圖3所示。圖3中，各樣品中嗜熱鏈球菌在發(fā)酵前期存在1h 左右的遲滯期，無(wú)明顯變化。此后進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，至發(fā)酵的第4 h，球菌數(shù)幾乎呈現(xiàn)直線增長(zhǎng)。發(fā)酵4～6h，球菌數(shù)增加趨緩。發(fā)酵結(jié)束時(shí)，α-LAH-Ca樣品的球菌數(shù)均顯著高于對(duì)照組樣品。

結(jié)果表明，α-LAH-Ca的添加能夠促進(jìn)酸乳發(fā)酵過(guò)程中嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)，從而促進(jìn)酸乳發(fā)酵。

圖3 α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中嗜熱鏈球菌數(shù)的影響

2.4 α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中保加利亞乳桿菌生長(zhǎng)的影響

不同α-LAH-Ca添加水平對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中保加利亞乳桿菌生長(zhǎng)的影響如圖4所示?？梢?jiàn)保加利亞乳桿菌數(shù)發(fā)酵前期存在約3h的遲滯期，無(wú)明顯變化。從3h至發(fā)酵終點(diǎn)6h，酸乳中的保加利亞乳桿菌數(shù)一直保持線性增加。發(fā)酵的前3h內(nèi)，所有樣品具有相似的保加利亞乳桿菌數(shù)。發(fā)酵3h～6h，α-LAH-Ca強(qiáng)化樣品的保加利亞乳桿菌數(shù)相比于對(duì)照組略低。對(duì)比嗜熱鏈球菌發(fā)酵過(guò)程中的生長(zhǎng)曲線（圖3）可以看出，發(fā)酵前期嗜熱鏈球菌增長(zhǎng)較快，而后期保加利亞乳桿菌增長(zhǎng)更為迅速。

結(jié)果表明，α-LAH-Ca的添加對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中保加利亞乳桿菌的生長(zhǎng)無(wú)明顯作用。嗜熱鏈球菌分解蛋白能力弱，α-LAH-Ca的添加在發(fā)酵前期為其提供了豐富的氮源，因此顯著促進(jìn)了嗜熱鏈球菌的增長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)酸乳發(fā)酵過(guò)程。

圖4 α-LAH-Ca對(duì)酸乳發(fā)酵過(guò)程中保加利亞乳桿菌數(shù)的影響

3 結(jié)論

3.1 添加α-LAH-Ca增加酸乳發(fā)酵過(guò)程中的滴定酸度值，降低 pH 值，且隨著α-LAH-Ca 添加水平增加，產(chǎn)酸速率增大。

3.2 添加α-LAH-Ca 能夠促進(jìn)酸乳發(fā)酵過(guò)程中嗜熱鏈球菌的生長(zhǎng)，但其對(duì)保加利亞乳桿菌生長(zhǎng)無(wú)明顯作用。

3.3 α-LAH-Ca添加到酸乳中，具有一定促進(jìn)酸乳發(fā)酵的作用，同時(shí)也能夠起到鈣營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化的作用。

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Effect of α-lactalbumin Hydrolysate-Ca Complex on the Fermentation Properties of Yoghurt

LIU Ze-peng, WANG Xin-lu, WANG Ting-ting, ZHU Yuan, MAO Xue-ying
(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083)

The changes of titration acidity, pH value, lactobacillus bulgaricus and streptococcus thermophilus count of yoghurt which was added α-lactalbumin hydrolysate-Ca complex (α-LAH-Ca) were determined. The results indicated that the addition of α-LAH-Ca could increase the titration acidity, reduce the pH values, promote eosinophilic fermentation process in the growth of Streptococcus thermophilus, and had no significant difference on Lactobacillus bulgaricus counts during the fermentation.

α-lactalbumin hydrolysate-Ca complex; Yogurt; Fermentation properties

TS252.1

A

1004-4264（2017）02-0046-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.02.012

2016-07-23

中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)本科生科研訓(xùn)練計(jì)劃；現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系北京市奶牛創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。

劉澤朋（1994-），男，漢，本科，研究方向?yàn)楣δ苄匀橹破贰?/p>

毛學(xué)英（1970-），女，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)楣δ苋槠贰?/p>