摘 要:本发明公开了嗜热链球菌和乳杆菌发酵亚麻籽花生粕植物乳及其制备方法和应用。属于发酵植物乳发酵技术领域。本发明优选的嗜热链球菌和乳杆菌组合,能够以完全不含牛乳成分的亚麻籽和花生粕植物基为底物稳定生长和完成发酵,解决了传统乳酸菌菌株在植物基环境中生长缓慢、酸度生成不良、代谢不充分等问题。通过对发酵工艺的优化,精确控制发酵温度、时间和菌种接种量,提高了亚麻籽花生粕发酵植物乳的营养品质和风味,解决了植物蛋白质本质差异带来的质构不稳定问题,提高了植物基发酵乳的整体感官接受度。
权利要求书
1.嗜热链球菌和乳杆菌协同在发酵制备亚麻籽花生粕发酵植物乳中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述嗜热链球菌为嗜热链球菌ST81-08;所述乳杆菌为保加利亚乳杆菌LB42;两者按照1:3-3:1质量比进行复配。
3.根据权利要求2所述的应用,其特征在于,所述嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42按照1:1质量比进行复配。
4.一种发酵亚麻籽花生粕发酵植物乳的菌剂,其特征在于,包括嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42;两者按照1:3-3:1质量比进行复配。
5.根据权利要求4所述的一种发酵亚麻籽花生粕发酵植物乳的菌剂,其特征在于,包括嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42;两者按照1:1质量比进行复配。
6.一种亚麻籽花生粕发酵植物乳的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)植物乳制备:将亚麻籽和花生粕混合、浸泡、研磨、过滤,去除残渣,然后加入糖、生育酚,均质灭菌,制备得到植物乳;
(2)后熟处理:向步骤(1)得到的植物乳中添加嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42按照1:3-3:1复配的发酵菌剂,45℃发酵4-8h,置于4℃冷藏8-12h,制备得到亚麻籽花生粕发酵植物乳。
7.根据权利要求6所述的亚麻籽花生粕发酵植物乳的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述亚麻籽和花生粕的重量比为2.5-1.5:1;所述浸泡处理的时间为1-3h;
所述研磨的时间为8-12min;所述过滤采用150-200目纱布过滤;
所述糖的添加量为3-4%;所述生育酚的添加量为0.02-0.04%;所述均质的时间为3-5min;所述灭菌采用巴氏灭菌,灭菌的温度为85-90℃,灭菌的时间为10min。
8.根据权利要求6所述的亚麻籽花生粕的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述发酵菌剂的添加量为8-10mg/100g。
9.根据权利要求8所述的亚麻籽花生粕的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述发酵菌剂的添加量为10mg/100g;
步骤(2)所述嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42按照1:1复配;45℃发酵6h,置于4℃冷藏12h。
10.权利要求6-9任一所述方法制备得到的亚麻籽花生粕发酵植物乳。
技术领域
本发明涉及植物乳发酵技术领域,更具体的说是涉及嗜热链球菌和乳杆菌发酵亚麻籽花生粕植物乳及其制备方法和应用。
背景技术
植物基乳制品以豆类、坚果、谷物等为原料,经加工制成在外观、口感和应用上类似于动物乳制品的食品。受健康与可持续消费趋势推动,该类产品已成为乳品产业的重要发展方向,国内外企业均已布局。
现有植物基发酵乳制品多以大豆、燕麦、椰子、杏仁、豌豆等为原料,采用乳酸菌发酵并辅以食品胶体改善质构。但其存在以下问题:一是植物蛋白溶解性差、乳化稳定性低,易发生沉淀、分层及流变学波动,导致口感粗糙;二是专用发酵菌株有限,传统乳酸菌在植物基底中产酸和代谢能力不足,发酵效率低且风味改善有限;三是产品普遍存在生青味等不良风味,限制了品质提升与产业化应用。
花生粕的粗蛋白质含量较高,接近48%,其中精氨酸含量高达5.2%,营养价值丰富。亚麻籽富含ω-3高不饱和脂肪酸和色氨酸,其中不饱和脂肪酸为动物机体必需而无法自身合成的营养素,色氨酸则有助于平衡氨基酸,提高蛋白质的生物利用率。实验室前期已开发出亚麻籽植物乳、亚麻籽发酵乳及亚麻籽-花生粕植物乳。虽然亚麻籽与花生粕的组合能够在一定程度上提升蛋白质水平,并提供更全面的氨基酸谱和必需脂肪酸;但以花生粕和亚麻籽为植物基乳品原料,存在生青味等不良感官特性,影响消费者体验。目前,仍缺乏能够在该类植物基体系中有效降解异味物质或产生典型乳香风味(如乳酸、丁二酮等)的专属发酵菌种组合。
申请号为:202111294217.4,发明名称为:一种减弱豆腥味的直投式发酵剂及其制备方法与应用的专利提到过嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42,但该专利的核心目标是通过嗜热链球菌ST81与保加利亚乳杆菌LB42的协同作用,有效降低大豆原料中己醛、戊醛等典型豆腥味物质的含量,从而改善豆乳的感官品质,使豆香味更加突出。对于解决上述存在的稳定性、生青味也不存在启示作用。
因此,如何开发针对亚麻籽和花生粕植物基发酵乳的专属菌株组合以及发酵方法,有效对亚麻籽和花生粕植物基发酵乳的质构进行有效调控,提高发酵乳的贮藏稳定性、有效降解异味物质提高乳香风味、提高植物基发酵乳的营养价值,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了嗜热链球菌和乳杆菌发酵亚麻籽花生粕植物乳及其制备方法和应用,首次发现了嗜热链球菌和乳杆菌组合在植物基发酵乳的专属性,上述菌株组合可有效适应亚麻籽和花生粕植物基发酵材料,产酸高、生长活性好,可有效利用亚麻籽和花生粕中的营养成分完成植物乳发酵,减少亚麻籽和花生粕中的生青味不良风味,提高了产品的质构特性、稳定性,促进风味物质的生成,提高了产品的营养价值。同时,混合发酵显著提升了产品的果香、奶香及花香特征,形成更为协调、愉悦的整体风味品质。
为了解决上述技术问题,本申请采用如下技术方案:
本申请的第一目的在于提供:嗜热链球菌和乳杆菌协同在发酵制备亚麻籽花生粕发酵植物乳中的应用。
作为优选的技术方案,所述嗜热链球菌为嗜热链球菌ST81-08;所述乳杆菌为保加利亚乳杆菌LB42;两者按照1:3-3:1质量比进行复配。
作为更优选的技术方案,所述嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42按照1:1质量比进行复配。
本申请的再一目的在于提供:一种发酵亚麻籽花生粕发酵植物乳的菌剂,包括嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42;两者按照1:3-3:1质量比复配。
作为优选的技术方案,所述发酵亚麻籽花生粕发酵植物乳的菌剂,包括嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42;两者按照1:1质量比复配。
本申请的再一目的在于提供:一种亚麻籽花生粕发酵植物乳的制备方法,包括如下步骤:
(1)植物乳制备:将亚麻籽和花生粕混合、浸泡、研磨、过滤,去除残渣,然后加入糖、生育酚,均质灭菌,制备得到植物乳;
(2)后熟处理:向步骤(1)得到的植物乳中添加嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42按照1:3-3:1复配的发酵菌剂,45℃发酵4-8h,置于4℃冷藏8-12h,制备得到亚麻籽花生粕发酵植物乳。
作为优选的技术方案,步骤(1)所述亚麻籽和花生粕的重量比为2.5-1.5:1;所述浸泡处理的时间为1-3h;
作为优选的技术方案,所述研磨的时间为8-12min;所述过滤采用150-200目纱布过滤;
作为优选的技术方案,所述糖的添加量为3-4%;所述生育酚的添加量为0.02-0.04%;所述均质的时间为3-5min;所述灭菌采用巴氏灭菌,灭菌的温度为85-90℃,灭菌的时间为10min。
作为优选的技术方案,步骤(2)所述发酵菌剂的添加量为8-10mg/100g。
作为更优选的技术方案,步骤(2)所述发酵菌剂的添加量为10mg/100g;
步骤(2)所述嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42按照1:1复配;45℃发酵6h,置于4℃冷藏12h。
本申请的再一目的在于提供:上述任一方法制备得到的亚麻籽花生粕发酵植物乳。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明提供了嗜热链球菌和乳杆菌协同在发酵制备亚麻籽花生粕发酵植物乳中的应用,首次发现了该组合在亚麻籽和花生粕植物基发酵乳的专属性,上述菌株组合能够在完全不含牛乳成分的植物基体系中(亚麻籽和花生粕)稳定生长和完成发酵,解决了传统乳酸菌菌株在植物基环境中生长缓慢、酸度生成不良、代谢不充分等问题。
(2)此外,通过对发酵工艺的优化,精确控制发酵温度、时间和菌种接种量,进一步提高了亚麻籽-花生粕植物发酵乳的营养品质和感官评价,促进了风味物质(如乳酸、乙醛等)的生成,并减少不良风味的产生,解决了植物蛋白质本质差异带来的质构不稳定问题,提高了植物基发酵乳的整体感官接受度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为:不同嗜热链球菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳过程中pH值、滴定酸度和活菌数的变化。
图1
图2为:不同混菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳过程中pH值、滴定酸度和活菌数的变化。
图2
图3为:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42不同复配比发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳过程中pH值和酸度的变化。
图3
图4为:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42不同添加量发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳过程中pH值和酸度的变化。
图4
图5为:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42不同发酵时间发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳过程中pH值和酸度的变化。
图5
图6为:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42不同发酵温度发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳过程中pH值和酸度的变化。
图6
图7为:最优发酵工艺下发酵制备的亚麻籽-花生粕发酵植物乳质构特性。
图7
图8为:最优发酵工艺下发酵制备的亚麻籽-花生粕发酵植物乳贮藏稳定性;
注:CK:未发酵的亚麻籽-花生粕发酵乳;LB:保加利亚乳杆菌LB42单菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳;ST:嗜热链球菌ST81-08单菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳;ST+LB:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42按照1:1混合发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳。
图8
图9为:亚麻籽-花生粕发酵植物乳主要挥发性风味物质含量的热图分析。
注:CK:未发酵的亚麻籽-花生粕发酵乳;LB:保加利亚乳杆菌LB42单菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳;ST:嗜热链球菌ST81-08单菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳;ST+LB:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42按照1:1混合发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳。

图9
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本申请实施例所用菌株来源如下:
嗜热链球菌ST81-08、嗜热链球菌ST81-67、嗜热链球菌ST81-72、嗜热链球菌ST81-34、植物乳杆菌LP90、瑞士乳杆菌LH76、鼠李糖乳杆菌LRa05、嗜酸乳杆菌La85、干酪乳酪杆菌LC89均购自微康益生菌(苏州)股份有限公司,以嗜热链球菌ST81-08举例,嗜热链球菌为菌株名称,ST81-08为产品型号。
保加利亚乳杆菌LB42,为申请日之前已经在其他现有技术中公开的菌株,其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,其分类命名为德式乳杆菌保加利亚亚种Lactobacillus delbruecliisubsp.bulgaricus,其保藏编号为CGMCCNo.15751,保藏日期为2018.05.11,保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
实施例1
选育适用于亚麻籽-花生粕发酵植物乳的发酵菌种
(1)嗜热链球菌的筛选
植物乳发酵后,普遍存在口感粗糙、酸涩、生青味等不理想的风味。从前者的研究中,我们筛选出发酵植物基原料后可以减弱馊味、产酸快、口感细腻且丝滑的四种单菌株,包括嗜热链球菌ST81-08、嗜热链球菌ST81-67、嗜热链球菌ST81-72、嗜热链球菌ST81-34,分别以上述菌株作为益生菌单独对亚麻籽-花生粕进行发酵,具体过程如下:
首先对亚麻籽进行微波预处理:将亚麻籽调水至13%,4℃静置6-12h,然后对亚麻籽进行微波处理,去除生亚麻籽中生氰糖苷。对花生粕进行破碎处理,利用粉碎机破碎,过100-200目筛,备用。
按照实验室先前确定的亚麻籽发酵乳制备方法制乳:将亚麻籽与花生粕混合后按
1:8比例加入纯净水浸泡1.5-2小时,浸泡完成后固液一起倒入胶体磨,研磨8-12min,研磨后150-200目纱布过滤,去除残渣。按3-4%的添加量加入白砂糖;0.02-0.04%的添加量加入生育酚。用均质仪均质3-5min。巴氏灭菌:85℃-90℃,灭菌10min。得到亚麻籽-花生粕发酵植物乳。将巴氏灭菌后的植物乳在超净工作台中按6mg/100g比例加入上述嗜热链球菌,在42℃下发酵6h,后置于4℃冷藏12h,完成后熟。
测定发酵2、4、6和8h时发酵体系的pH、滴定酸度以及活菌数(图1)。同时发酵结束后测定亚麻籽-花生粕发酵植物乳的感官评价(根据实验室内部标准进行感官评价,人数:≥10-12名经过训练的评定员。对酸、甜、花生/坚果香、豆腥、油脂感、稠度、黏附性、清爽度、顺滑度、颗粒感、后味等进行术语统一与参考样训练。对外观、气味、口感、综合接受度进行评价),实验结果如表1所示。
表1 不同嗜热链球菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳的感官评价
结果分析:由表1和图1的理化性质分析可知,四种嗜热链球菌中嗜热链球菌ST81-08发酵后得到的亚麻籽-花生粕发酵植物乳,其口味微酸、清爽、细腻、口感较好,且发酵过程中pH下降快,说明其产酸迅速;滴定酸度高,说明其发酵速度越快,有机酸的产量高;活菌含量高,说明其在亚麻籽-花生粕植物发酵中具有明显的生长优势,菌株增长速率快,因此筛选出适合亚麻籽-花生粕植物发酵乳的菌株为嗜热链球菌ST81-08,以此菌株进行后续实验。
(2)复配菌株的筛选
A:亚麻籽-花生粕发酵植物乳的感官评价和发酵特性
不同乳酸菌生长能力、产酸能力均存在显著差距,混合乳酸菌发酵具有协同生长的潜力,因此选用嗜热链球菌ST81-08分别与植物乳杆菌LP90、瑞士乳杆菌LH76、保加利亚乳杆菌LB42、鼠李糖乳杆菌LRa05、嗜酸乳杆菌La85或干酪乳酪杆菌LC89进行混菌1:1质量比复配,探究混菌发酵亚麻籽花生粕的优势,具体过程如下:
首先对亚麻籽进行微波预处理:将亚麻籽调水至13%,4℃静置6-12h,然后对亚麻籽进行微波处理,去除生亚麻籽中生氰糖苷。对花生粕进行破碎处理,利用粉碎机破碎,过100-200目筛,备用。
按照实验室先前确定的亚麻籽发酵乳制备方法制乳:将亚麻籽与花生粕混合后按
1:8比例加入纯净水浸泡1.5-2小时,浸泡完成后固液一起倒入胶体磨,研磨8-12min,研磨后150-200目纱布过滤,去除残渣。按3-4%的添加量加入白砂糖;0.02-0.04%的添加量加入生育酚。用均质仪均质3-5min。巴氏灭菌:85℃-90℃,灭菌10min。得到亚麻籽-花生粕发酵植物乳。将巴氏灭菌后的植物乳在超净工作台中按6mg/100g比例加入上述嗜热链球菌,在42℃下发酵6h,后置于4℃冷藏12h,完成后熟。
根据菌株发酵特性(pH、酸度、活菌数)筛选出适合亚麻籽-花生粕发酵的混菌组合,实验结果如图2和表2所示。
表2 不同混菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳的感官评价
注:CK:未发酵亚麻籽-花生粕植物乳;ST+LP90:植物乳杆菌LP90与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LH76:瑞士乳杆菌LH76与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LB42:保加利亚乳杆菌LB42与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LRa-05:鼠李糖乳杆菌LRa05与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LA85:嗜酸乳杆菌La85与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LC89:干酪乳酪杆菌LC89与嗜热链球菌ST81-08混合发酵。
结果分析:研究发现7种混合菌株发酵亚麻籽-花生粕后均能使其pH下降,且在发酵后6h时,pH值在4.49~4.24之间,说明这7株混合菌株均能在亚麻籽-花生粕中良好的生长。
滴定酸度与pH的结果一致,发酵速度越快,有机酸的产量越高,7种混合菌株发酵亚麻籽-花生粕后均能使其滴定酸度升高。发酵6h后,滴定酸度从17.5升高至33.5~36°T。
7种混合菌株在0-4h活菌数增长速率较快,其中嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42在亚麻籽-花生粕发酵中的生长优势明显,不仅乳酸菌增长速度较快,且发酵结束时活菌含量最高可达2.45×108CFU/mL。
B:亚麻籽-花生粕发酵植物乳的营养指标检测
进一步的,为了测定混合菌株对亚麻籽-花生粕发酵植物乳营养成分的影响,分别测定了发酵后亚麻籽-花生粕发酵植物乳中总酚、黄酮、蛋白质和脂肪的含量,实验结果如表3所示。
表3 混菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳基本营养指标
注:CK:未发酵亚麻籽-花生粕植物乳;ST+LP90:植物乳杆菌LP90与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LC89:干酪乳酪杆菌LC89与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+La85:嗜酸乳杆菌La85与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LRa05:鼠李糖乳杆菌LRa05与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LB42:保加利亚乳杆菌LB42与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;ST+LH76:瑞士乳杆菌LH76与嗜热链球菌ST81-08混合发酵;DW:干重。
结果分析:混菌发酵后亚麻籽-花生粕发酵植物乳中总酚、黄酮、蛋白质含量较未发酵亚麻籽花生饼粕乳部分组有提高,其中保加利亚乳杆菌LB42与嗜热链球菌ST81-08混合发酵,总酚含量、黄酮含量、蛋白质含量提升较为显著,七种混菌发酵中发酵乳脂肪含量均有下降,说明益生菌在发酵过程中可以分泌淀粉酶和其他脂质氧化酶,将脂类大分子物质分解代谢成风味化合物。综合发酵特性与营养指标检测结果,选择嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42为最适混合菌株发酵亚麻籽-花生粕。
实施例2
优化发酵工艺
(1)最优菌株复配比探究
利用筛选出的最优复配组合(嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42)进行亚麻籽-花生粕植物乳发酵,以接种量6mg/100g,发酵时间6h,发酵温度42℃,菌株复配比(嗜热链球菌ST81-08:保加利亚乳杆菌LB42,mL:mL)为3:1、2:1、1:1、1:2和1:3为发酵条件,以总酸、总糖、总酚、总黄酮为指标,以综合评判值为指标,探究最优菌株复配比,实验结果如图3和表4所示。
表4 不同菌株复配比亚麻籽-花生粕发酵植物乳总酚、黄酮、总糖含量
注:DW:干重。
结果分析:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42复配比为1:1时pH值较低,酸度最高达到52°T,滴定酸度与pH的结果一致,说明复配比为1:1时产酸产酸效果最好。且发酵后各组对比,复配比为1:1时(C组)黄酮含量较高;与未发酵相比,部分复配组合总酚含量略有增加(D组、G组),C组总糖含量显著低于未发酵组,说明乳糖含量消耗最多,有机酸积累,与酸度结果保持一致。因此,我们选择复配比嗜热链球菌ST81-08:保加利亚乳杆菌LB42为1:1作为最优复配比,进行后续实验。
(2)最优菌株添加量探究
利用筛选出的最优复配组合(嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42)进行亚麻籽花生混合植物乳发酵,以菌株复配比1:1,发酵时间6h,发酵温度42℃,菌株添加量分别为6mg/100g、8mg/100g、10mg/100g为实验条件。以总酸、总糖、总酚、总黄酮为指标,以综合评判值为指标,探究最优菌株添加量,实验结果如图4和表5所示。
表5 发酵剂不同添加量亚麻籽-花生粕发酵植物乳总酚、黄酮、总糖含量

注:DW:干重。
结果分析:总体酸度变化程度较小,均在50°T以上,其中添加量为10mg/100g时,酸度较其他两组有提升。益生菌接种量增高,导致乳酸含量积累增加。随着混菌添加量的增加,亚麻籽花生发酵乳中黄酮含量增加,添加量为10mg/100g时(C组)黄酮含量较高;总酚含量也随添加量的增加而增加,C组较高,C组总糖含量显著低于A组,添加量为10mg/100g时,益生菌可以更有效的将糖类分解成风味物质,对三组进行感官,C组风味也明显优于A、B两组。因此选择添加量为10mg/100g为最优添加量,进行后续实验。
(3)最优发酵时间的探究
利用筛选出的最优复配组合(嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42)进行亚麻籽花生混合植物乳发酵,以菌株复配比为1:1,接种量10mg/100g,发酵温度42℃,发酵时间为4h、6h、8h、10h为发酵条件,以总酸、总糖、总酚、总黄酮为指标,以综合评判值为指标,探究最优发酵时间,实验结果如图5和表6所示。
表6 不同发酵时间亚麻籽-花生粕发酵植物乳总酚、黄酮、总糖含量
注:DW:干重。
结果分析:随着发酵时间的延长,发酵乳酸度不断升高,发酵时间10h时,酸度最高为65°T,发酵时长为4h时,酸度最低,为47°T,发酵时长6、8h,酸度均高于50°T。通过感官评价,A组酸甜风味不明显,B组酸甜味适中,且口感较好,CD组较酸,不适口,D组质地较稀,综合评价较低。发酵6h时黄酮含量、总酚含量最高,总糖含量略高于发酵时间为8H的C组。经综合评价,发酵时长为6h时,为最适发酵时长。
(4)最优发酵温度的探究
利用筛选出的最优复配组合(嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42)进行亚麻籽花生混合植物乳发酵,以菌株复配比为1:1,接种量10mg/100g,发酵时间6h,发酵温度分别为40℃,42℃或45℃为发酵条件。以总酸、总糖、总酚、总黄酮为指标,以综合评判值为指标,探究最优发酵温度,实验结果如图6和表7所示。
表7 不同发酵温度亚麻籽-花生粕发酵植物乳总酚、黄酮、总糖含量
注:DW:干重。
结果分析:发酵温度为40℃时,酸度更高,发酵温度为45℃时酸度最低为51°T,可能是40℃时发酵速度相对较快,导致乳酸含量更高。45℃发酵后黄酮含量、总酚含量均较高与两外两组,总糖含量低于其他组,对三组进行感官评价,45℃发酵后发酵乳酸甜适中,酸味不重,有亚麻籽香味,且口感顺滑,40℃发酵后,亚麻籽味较重,口感较酸,质地较粘稠。综合评价发酵温度为45℃时为最优发酵时间。
实施例3
最优发酵工艺下发酵产品的质构与营养成分的变化
在实施例2确定的最优发酵工艺的基础上,以最优发酵工艺为发酵条件:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌LB42复配比为1:1,菌种接种量为10mg/100g,发酵时间为6h,发酵温度为45℃进行发酵,具体过程如下:
首先对亚麻籽进行微波预处理:将亚麻籽调水至13%,4℃静置6-12h,然后对亚麻籽进行微波处理,去除生亚麻籽中生氰糖苷。对花生粕进行破碎处理,利用粉碎机破碎,过100-200目筛,备用。
按照实验室先前确定的亚麻籽发酵乳制备方法制乳:将亚麻籽与花生粕混合后按
1:8比例加入纯净水浸泡1-3小时,浸泡完成后固液一起倒入胶体磨,研磨8-12min,研磨后150-200目纱布过滤,去除残渣。按3-4%的添加量加入白砂糖;0.02-0.04%的添加量加入生育酚。用均质仪均质3-5min。巴氏灭菌:85℃-90℃,灭菌10min。得到亚麻籽-花生粕发酵植物乳。将巴氏灭菌后的亚麻籽-花生粕发酵植物乳在超净工作台中按10mg/100g比例加入复合菌株,菌株配比为1:1。在45℃下发酵6h,后置于4℃冷藏12h,完成后熟。
探究混菌发酵对亚麻籽-花生粕营养指标及质构特性变化,实验结果如图7和表8所示。
表8 亚麻籽-花生粕发酵植物乳基本营养物质含量
注:DW:干重;Ck:未发酵亚麻籽-花生粕植物乳;LB42:保加利亚乳杆菌混LB42单菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳;ST81-08:嗜热链球菌ST81-08单菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳;ST81-08+LB42:嗜热链球菌ST81-08与保加利亚乳杆菌混LB42按照1:1混菌发酵。
结果分析:保加利亚乳杆菌LB42与嗜热链球菌ST81-08混合发酵后,黄酮含量为2.41g/100g,与未发酵相比黄酮含量提高8.3%,与嗜热链球菌ST81-08单菌发酵相比黄酮含量提高2.58%,与保加利亚乳杆菌LB42单菌发酵相比黄酮含量提高3.28%;总酚含量为66.07mg/g,与未发酵相比提高28.33%,与保加利亚乳杆菌LB42单菌发酵相比总酚含量提高1.71%;总固形物含量为9.70g/100g,与未发酵相比增加15.7%,与嗜热链球菌ST81-08单菌发酵相比总固形物含量提高0.62%,与保加利亚乳杆菌LB42单菌发酵相比总固形物含量提高0.87%;脂肪含量为2.15g/100g,与未发酵相比脂肪含量降低14%,与嗜热链球菌ST81-08单菌发酵相比脂肪含量降低4.65%,与保加利亚乳杆菌LB42单菌发酵相比脂肪含量降低2.27%。蛋白质含量为1.80g/100g,未发酵蛋白含量为1.79g/100g,与嗜热链球菌ST81-08单菌发酵相比蛋白质含量降低0.16%,与保加利亚乳杆菌LB42单菌发酵蛋白含量降低0.01%。无明显变化的原因可能是益生菌对蛋白的消耗量与代谢量相平衡。脂肪含量在发酵后明显降低,说明益生菌可能在发酵过程中可以分泌淀粉酶和其他脂质氧化酶,将糖类、脂类大分子物质分解代谢成风味化合物。混菌发酵后硬度提高10.5%、粘附性提高43.8%,胶粘性提高43.8%,咀嚼性降低11.6%,混菌发酵后发酵乳口感顺滑、细腻,混菌发酵显著提高混合植物乳质构特性。
实施例4
最优发酵工艺下发酵产品的贮藏稳定性
在现有技术中,植物基发酵乳普遍存在贮藏期酸度持续升高、后酸化明显、乳清析出和质构不稳的问题,导致货架期风味和口感下降。为了探究最优发酵工艺下发酵产品亚麻籽-花生粕发酵植物乳的贮藏稳定性,将产品至于4℃条件下进行贮藏,测定贮藏1、7、14、21和28天时产品的pH值、酸度以及贮藏期持水率,实验结果如图8所示。
结果分析:亚麻籽-花生粕pH随贮藏时间的延长呈逐渐降低趋势,在冷藏28d时,pH降低至4.26。可能是因为乳酸菌产生的蛋白酶继续催化反应,使部分乳糖转化为乳酸,形成后酸化现象。随着贮藏时间继续延长,发酵乳中可滴定酸度升高,抑制了乳酸菌的活性。贮藏期间前21天亚麻籽-花生粕发酵乳的可滴定酸度随时间延长而升高,存在后酸化现象。贮藏第28天酸度显降低,可能是乳酸菌活性降低,导致产酸减少。混菌发酵亚麻籽-花生粕与未发酵组相比在前21天pH、酸度变化幅度较小,后酸化程度降低,维持了相对稳定的酸度,避免了因过度酸化导致的风味劣化和质地破坏,提升了亚麻籽-花生粕发酵植物乳的稳定性。
在贮藏期28天,持水率呈现先上升后降低趋势,其中未发酵样品持水率较低,原因可能是乳酸菌等微生物的代谢活动会使发酵植物乳中的蛋白质发生变性、交联等变化,形成更加紧密和稳定的网络结构。冷藏初期pH值低,酪蛋白继续聚合形成稳定凝胶,包裹水分使持水率增加,而后期,高酸度破坏酪蛋白凝胶结构,导致持水率降低、乳清析出。发酵组前期持水率升高后期降低,原因可能是因为初期蛋白质逐渐溶解、分散,与水结合能力增强使持水率增加,但随着时间推移,蛋白质结构逐渐松散,结合水能力减弱。贮藏期间,混菌发酵组与未发酵组相比持水率较高,说明混菌发酵可显著提高亚麻籽-花生粕持水能力。
实施例5
最优发酵工艺下发酵产品的挥发性风味物质变化探究与非挥发性差异代谢物探究
通过前期实验进行菌株筛选后选定嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42为最佳组合,以及发酵条件优化后,后续又进行了单菌发酵与混菌发酵组合中挥发性风味物质变化探究与非挥发性差异代谢物探究,利用UPLC对亚麻籽-花生粕挥发性风味物质进行检测结果发现1-癸醇为混菌发酵后单独存在,呈玫瑰和橙花气味,5-甲基-2-糠醛单独存在于混菌发酵组中,赋予混菌发酵后亚麻籽-花生粕发酵植物乳辛香、甜香、焦糖样的香味。吡嗪是亚麻籽-花生粕乳中重要的挥发性化合物,它是由己醛和氨基酸的缩合反应生成的。缩合产物然后经过Strecker降解产生氨基酮,氨基酮经过自缩合和氧化形成吡嗪化合物。其中2,5-二甲基-3-乙基吡嗪含量最高,赋予发酵植物乳咖啡味。混菌发酵亚麻籽-花生粕发酵植物乳后,呈果味、奶油味、玫瑰和橙花气味、淡奶油香气等物质含量显著增加,且未检测到1-丁醇、3-甲基-(E)-2-庚烯醛等具有辛辣或绿色不愉快气味的成分。对亚麻籽花生粕发酵植物乳进行非靶向代谢组学分析后发现,混菌发酵后挥发性风味物质的含量大幅提升(表9,图9),例如1-庚醇含量相较与未发酵组提高137.5%,而嗜热链球菌ST81-08或保加利亚乳杆菌LB42单菌发酵仅比未发酵提高27.8%和51.8%,说明混菌协同作用有利于1-庚醇积累及风味物质的协调提升。
表9 亚麻籽-花生粕发酵植物乳主要挥发性风味物质含量
注:水中阈值指的是该风味物质在纯水中能够被人感知到的最低浓度(《空气、水及其他媒介气味阈值汇编》(2011年版)中对水中气味阈值的规定);CK代未发酵的对照组;LB代表使用保加利亚乳杆菌LB42进行发酵的处理组;ST代表使用嗜热链球菌ST81-08进行发酵的处理组;ST+LB代表嗜热链球菌ST81-08和保加利亚乳杆菌LB42的混合发酵处理组。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
文章摘自国家发明专利,嗜热链球菌和乳杆菌发酵亚麻籽花生粕植物乳及其制备方法和应用,发明人:邓乾春,万霞,张梦珂,何博洋,陈亚淑,申请号:202511929435.9,申请日:2025.12.19


















