基于SPME-GC-MS法分析发酵乳中挥发性风味物质

利用固相微萃取-气质联用技术(SPME-GC-MS)检测嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)IMAU20537和德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)IMAU20240的单菌发酵乳和二者复配发酵乳贮藏期间的挥发性风味物质。结果表明:三种发酵乳的风味物质包括酸类、醇类、醛类、酮类、酯类、含氮化合物和芳香族及其衍生物。其中,酮类化合物在S.thermophilus IMAU20537发酵乳风味物质中种类最多,占种类总量的27.27%;醛类化合物在L.delbrueckii subsp.bulgaricus IMAU20240发酵乳中种类最多,为20.83%;复配发酵乳中酮类和醛类化合物的种类相同,均占22.73%;而且三种发酵乳在贮藏不同时间内相对峰面积最高的物质均是酮类化合物。分析发现,复配发酵乳在贮藏期间的风味物质种类较两株单菌的发酵乳增多,其中,一些主要的风味化合物如乙醛、乙酸、双乙酰、乙偶姻等对于构成其特征风味具有重要作用。     

复合乳酸菌发酵酸乳贮藏期稳定性及其风味物质的研究

通过测定不同发酵特性嗜热链球菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种单菌株及复合菌株发酵酸乳的发酵性能、贮藏期间酸度、黏度、持水力及其风味物质变化,探究复合菌株发酵酸乳贮藏期稳定性。结果显示,嗜热链球菌HST-6、HST-9和德氏乳杆菌保加利亚亚种KDB-1复合发酵酸乳时产酸速率快,贮藏期14 d内,酸度、黏度和持水力分别为98.10°T、9 498.33 MPa·s和98.51%,稳定性显著高于其他菌株(P<0.05),同时产品感官评分最佳;通过固相微萃取-气相色谱-质谱分析发现,3菌株复合发酵酸乳在贮藏期间主要挥发性风味化合物与单菌株发酵酸乳种类和数量存在一定差异。酸乳中共检测出108种挥发性化合物,主要包括醛类、酮类、酸类、酯类、醇类、芳香族、烷烃类等化合物,其中2-壬酮、2-庚酮、辛酸、乙偶姻、叔十六硫醇等风味物质在酸乳中最为丰富。3菌株复合发酵剂作为酸乳发酵剂具有潜在的工业应用前景。     

德氏乳杆菌保加利亚亚种发酵乳中挥发性风味物质的比较分析

以4株德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subsp.bulgaricus)为实验菌株,采用固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)相结合的方法,检测4℃贮藏期间发酵乳中的挥发性风味物质,并结合保留指数法对化合物进行有效鉴定,提高化合物的鉴定效率。结果表明,4株德氏乳杆菌保加利亚亚种发酵乳中的挥发性成分由酸、醛、酮、醇、酯和碳氢化合物等6类化合物组成,主要风味物质中的共有化合物包括乙酸、丁酸、正戊醛、2-戊酮、1-庚醇等物质。其中,IMAU40078发酵乳中还含有乙醛、双乙酰、乙偶姻、乙酸乙烯酯、乙酸乙酯等特征风味化合物,特别是其独有的乙酸乙烯酯、乙酸乙酯等化合物,在保持发酵乳风味的基础上增加了特有的果香味,提升了发酵乳感官品质。本实验研究结果为酸奶发酵剂的筛选提供依据。     

具有良好风味德氏乳杆菌保加利亚亚种的筛选及其产香性能分析

风味是评价酸奶发酵剂及其产品的重要指标之一。该文以科汉森公司提供的商业发酵剂为对照组,以分离自传统发酵乳制品中具有良好发酵特性的6株德氏乳杆菌保加利亚亚种为试验菌株,从中筛选出1株具有良好风味的菌株。采用固相微萃取(solid phase micro-extraction, SPME)和GC-MS技术测定牛乳发酵终点时的挥发性风味化合物,从中筛选出1株与对照组中的挥发性风味物质的种类和相对含量相似度较高的菌株,并继续分析该菌株在牛乳发酵和贮藏期间所产风味物质的动态变化情况。德氏乳杆菌保加利亚亚种MGA17-6在牛乳发酵和贮藏期间产生的主要风味化合物包括酸类、醛类、酮类、酯类、醇类等,其中一些重要的化合物如乙酸、乙醛、庚醛、乙偶姻、1-庚醇等对发酵乳的风味产生重要的影响。筛选出1株具有良好风味的德氏乳杆菌保加利亚亚种MGA17-6。     

九种益生菌之间的相互作用及协同共生机理

为了研究9种益生菌之间的相互作用及协同共生机理,采用牛津杯扩散法,对德氏乳杆菌保加利亚亚种、植物乳杆菌、嗜热链球菌、鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳双歧杆菌、两歧双歧杆菌、干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌9种益生菌进行拮抗试验,再将菌种之间无拮抗作用的实验组,按1%接种量以1∶1的比例两两混合发酵,测其OD600nm值。约1/3的益生菌之间都存在拮抗作用,但嗜热链球菌与德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌,以及干酪乳杆菌与嗜酸乳杆菌存在协同共生作用,由于乳杆菌有较强分解蛋白质的能力,能产生多种氨基酸可刺激嗜热链球菌生长,嗜热链球菌因产酸速率快,可以快速代谢产生乳酸、甲酸、CO2等,从而促进乳杆菌的生长。该研究分析了9种常用益生菌之间的相互作用,为益生菌混合发酵、微生物制剂的开发提供理论依据。     

不同乳酸菌对椰子水饮料的发酵特性研究

以椰子水为原料,利用6株乳酸菌:发酵乳杆菌L20、面包乳杆菌32-2-2、短乳杆菌64-1、植物乳杆菌A33、嗜热链球菌IFFI6038和德氏乳杆菌保加利亚亚种CICC6045发酵椰子水制备饮料,分析测定发酵椰子水主要成分、抑菌活性和感官评价的变化。试验结果表明,发酵48 h时,面包乳杆菌32-2-2发酵椰子水饮料总酸含量最高,达10.85 g/L;植物乳杆菌A33发酵椰子水饮料pH值最低为3.1;德氏乳杆菌保加利亚亚种CICC6045发酵椰子水饮料还原糖含量最低为0.03 g/L;植物乳杆菌A33的抑菌谱最广;抑菌活性与pH值和乳酸含量呈显著相关性。植物乳杆菌、嗜热链球菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种发酵椰子水感官评分较高。     

γ-氨基丁酸发酵乳的研制

通过内蒙古发酵乳制品中分离出的高产γ-氨基丁酸(GABA)的菌株与传统发酵酸奶的菌株(德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌)相结合,研制出GABA发酵乳。采用16S rDNA序列分析,对分离到的菌株进行了属种鉴定;通过菌株复配、优化发酵温度和接种量,使最终的产品性状优良,且保证GABA的产量相对较高;并用高效液相色谱技术检测产品中GABA的含量。结果表明:分离出的高产GABA的菌属于植物乳杆菌;当植物乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌比例为0.5∶0.5∶1.5,接种量为2%,发酵温度为43℃时,产品的性状最优,且GABA的产量也相对较高;运用高效液相色谱法测得发酵乳中GABA的含量为1.515 1 g/L。该菌株作为发酵剂,将对今后开发新型功能性乳制品提供基础。     

龙眼混合果蔬汁乳酸菌饮料的生产工艺

研究了重庆市涪陵区所产龙眼混合果蔬汁乳酸菌发酵饮料的工艺条件,以优质龙眼、胡萝卜、番茄汁为原料,用德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌为菌种,进行菌种活化和驯化。确定了菌种、中间种子扩大液、发酵液及发酵饮料口感稳定性的工艺配方。结果显示,用德氏乳杆菌保加利亚亚种和嗜热链球菌按1∶1比例作为菌种;种子扩大液的最佳配方为龙眼、胡萝卜、番茄混合汁配比3∶6∶1,3%葡萄糖,4%脱脂乳,2%接种量;发酵液配方:龙眼、胡萝卜、番茄混合汁配比3.5∶5∶1.5,发酵温度37℃,发酵时间24 h,接种量4%;发酵饮料调配配方:发酵原液中添加蔗糖6%,柠檬酸0.04%,CMC-Na 0.1%,黄原胶0.01%。     

中温发酵乳菌株筛选及其发酵特性分析

采用德氏乳杆菌保加利亚亚种、唾液链球菌嗜热亚种和肠膜明串珠菌混合发酵制备中温(35℃)发酵酸乳制品。根据发酵乳的感官品质、黏度及持水力分析,筛选出菌株德氏乳杆菌保加利亚亚种L2、唾液链球菌嗜热亚种S8、肠膜明串珠菌乳脂亚种M4为发酵剂优组合,其最适宜的接种比例为33︰60︰7。此发酵剂35℃发酵5 h得到的中温发酵乳的感官品质和持水力优于普通发酵乳。三菌混合发酵对上述菌种的生长都有一定的促进作用,但发酵后期M4的生长受到一定抑制。三菌混合发酵乳中酸度主要是L2和S8发酵作用的结果。     

保加利亚乳杆菌的筛选及其发酵乳中的风味物质

以分离自传统发酵乳中的7株保加利亚乳杆菌为试验菌株,测定发酵乳制作和贮藏(12 h)期间pH值、滴定酸度、活菌数、黏度的变化,并结合固相微萃取与气相色谱-质谱联用技术(SPME-GC-MS)检测贮藏12 h时发酵乳中的挥发性风味物质。结果表明,7株保加利亚乳杆菌中,IMAU62115在牛乳中的发酵时间最短(7 h),活菌数最高为4.95×108CFU/mL,滴定酸度为95°T,黏度为820 mPa·s。贮藏12 h时,7株保加利亚乳杆菌发酵乳的风味成分差异显著,从IMAU20403、IMAU20396、IMAU62121、IMAU62115、IMAU20220、IMAU20227、IMAU20234中分别检出29,28,26,26,32,31种和26种风味物质,主要有酸类、醛类、酮类、醇类及酯类化合物等。其中,IMAU62115发酵乳中的主要特征性风味物质有双乙酰、乙偶姻、3-甲基丁醛、2-壬酮等,这些风味化合物在IMAU62115发酵乳中的浓度较高,OAV值大于1,对发酵乳的风味贡献较大。本研究筛选的保加利亚乳杆菌IMAU62115菌株是一株具有优良发酵特性的菌株。     

基于特征风味定向筛选酸奶用乳酸菌

针对国内酸奶发酵剂成本高,菌剂被国外垄断的问题。本实验基于特征风味物质乙醛和双乙酰,从市售酸奶产品和菌剂中定向筛选出高风味物质含量菌株,经复配和感官评定,得到适合生产菌株。实验共分离鉴定出58株乳酸菌,包括嗜酸乳杆菌(9株)、鼠李糖乳杆菌(2株)、德氏乳杆菌(4株)、嗜热链球菌(39株)、乳酸乳球菌乳酸亚种/乳酸乳球菌(4株)。产乙醛能力呈现出德氏乳杆菌嗜热链球菌乳酸乳球菌嗜酸乳杆菌鼠李糖乳杆菌,最高达到25.57μg/g。产双乙酰能力呈现出鼠李糖乳杆菌嗜酸乳杆菌嗜热链球菌乳酸乳球菌德氏乳杆菌,最高达到3.57μg/g。德氏乳杆菌和鼠李糖乳杆菌产酸能力较强。菌株复配后大多风味物质含量提高,在一定条件下,呈现出乙醛/双乙酰比例越高,乙醛含量越高,感官风味越好。     

美国大杏仁风味酸乳的研制

将美国大杏仁浆添加到牛乳中,通过利用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌(1∶1)混合的发酵剂生产杏仁酸乳。通过正交试验得到的结果显示,杏仁酸乳优化发酵工艺参数如下:美国大杏仁浆和牛奶比例为2∶8,蔗糖8%,保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌(1∶1)混合发酵剂2%,发酵温度42℃,发酵时间4.5h。结果表明通过优化制得的杏仁酸乳兼有杏仁和酸乳的营养与风味。     

提高嗜酸乳杆菌酸乳菌活力的研究

以嗜酸乳杆菌为主发酵剂,嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌为辅助发酵剂制作嗜酸乳杆菌酸乳,采用正交实验,并分析发酵过程中pH、乳酸菌数以及感官品质的变化,确定混合菌种的最佳比例。结果表明,嗜酸乳杆菌1.8%、嗜热链球菌1.4%、保加利亚乳杆菌0.6%混合发酵,可以提高乳中嗜酸乳杆菌的菌活力并改善其风味。经验证,混合菌种发酵制作的酸奶在风味和保健功能等方面明显优于单一菌种发酵制作的酸乳。     

荸荠保健酸奶的研制

以荸荠和鲜牛乳为主要原料,配以蔗糖和稳定剂,使用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种发酵,制成风味独特、营养丰富的保健饮品。通过正交试验优选出最佳发酵工艺条件为：接入4%的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌（1∶1）,在42℃下发酵5h,后发酵时间为20h。     

茯砖茶对凝固型酸奶品质的影响

在复原乳中添加质量分数为1%~5%的茯砖茶,接种由嗜热链球菌ys14和德氏乳杆菌保加利亚亚种1.1480按1∶1组成的酸奶发酵剂,在42℃下发酵6h制得茯砖茶酸奶,并考察茯砖茶对酸奶的感官品质、理化特性和乳酸菌数的影响。结果表明:茯砖茶和酸奶良好的融合,并具有茯砖茶独特的风味。另外,在发酵过程中茯砖茶的添加没有抑制乳酸菌代谢产酸。与对照酸奶样品相比茯砖茶酸奶的粘度有不同程度增加,而其脱水收缩值有所下降。茯砖茶酸奶中嗜热链球菌ys14菌数较对照组有显著(p<0.05)增加,但对德氏乳杆菌保加利亚亚种1.1480无明显作用。     

酮香型羊酸奶的研制及与牛酸奶风味物质的比较

以羊奶粉为主要原料,选用丁二酮乳链球菌、嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌相配合的发酵剂研制山羊酸奶,酮香型羊酸奶各因素的最佳配比为丁二酮乳链球菌、嗜热链球菌及保加利亚乳杆菌配比为1∶1∶2,菌种添加量为4%,加糖量为8%,发酵温度为40℃。采用SPME-GC-MS技术,对羊酸奶中风味物质进行分析,检测出19种主要风味物质,以酮类、醇类、呋喃类和羧酸类为主,主要特征风味物质是丁二酮、乙酸、甲酸甲酯、辛酸、丁醛、棕榈酸、苹果酸、DL-丙氨酸、呋喃甲醇、庚醇、邻苯二甲酸二乙酯。     

水牛乳中乳酸菌的筛选

从自然发酵的水牛乳中分离、筛选乳酸菌株,用16SrRNA寡核苷酸序列分析方法对分离得到的菌株进行鉴定,结果得到5株乳酸菌株,分别为德氏乳杆菌保加利亚亚种3株、嗜热链球菌1株、乳酸乳球菌乳酸亚种1株,通过组合发酵试验,得到4组优良的混合发酵菌种。     

嗜热链球菌发酵乳中挥发性风味物质的GC-MS指纹图谱

嗜热链球菌是发酵乳生产中常用的发酵剂菌种之一。以分离自传统发酵乳制品曲拉中的1株具有良好风味的嗜热链球菌IMAU80285为试验菌株,采用气相色谱-质谱联用仪等仪器和主成分分析、相似度分析等方法,对该菌株在发酵乳制作和贮藏期间产生的风味物质进行全面、系统的分析。结果表明:在发酵乳制作和贮藏期间,从嗜热链球菌IMAU80285中共测得84种风味物质,主要包括酸类化合物(11种)、醛类化合物(13种)、酮类化合物(12种)、醇类化合物(22种)、酯类化合物(9种)、烷烃类化合物(14种)、含氮类化合物(3种)。主成分分析结果表明:关键性风味物质(OAV≥0.1)在发酵初期(发酵4,6 h)和前发酵与贮藏期间(后熟,贮藏1,2,3,7,14 d)有明显的区分,发酵初期(发酵4,6 h)和前发酵时,与乙偶姻、庚醛、1-壬醇、己酸乙酯等17种关键性风味物质(OAV≥0.1)有较强的相关性,而贮藏期间(后熟,贮藏1,2,3,7,14 d)与2,3-丁二酮、3-甲基-1-丁醇、丁酸乙酯等7种关键性风味物质(OAV≥0.1)的相关性较强;重叠色谱图及相似度分析结果表明,发酵乳中的风味物质在发酵乳制作及贮藏期间变化显著,随着贮藏时间的延长,发酵乳的风味差异明显。     

传统乳制品来源乳酸菌的发酵特性及其在酸奶中的应用

对从传统乳制品中分离出的4株保加利亚乳杆菌和4株嗜热链球菌发酵特性及应用进行研究。利用脱脂乳进行培养,以发酵时间、风味物质及贮藏过程中的p H、滴定酸度、持水力、粘度变化为指标,研究单菌株的发酵性能。进一步对较优发酵性能菌株复配,考察不同接种比例时酸奶的酸度、粘度、风味、感官等指标,研究其在酸奶中的应用。结果表明,保加利亚乳杆菌Lb.YNF-5和嗜热链球菌St.GST-6具有良好的发酵性能。通过对此两株菌进一步复配,最终确定当保加利亚乳杆菌(Lb.YNF-5):嗜热链球菌(St.GST-6)配比为1∶1时,酸奶产品品质最佳,发酵时间为5.8 h,粘度为7186.47 m Pa·s,感官评价得分为76分。本研究综合表明,菌株Lb.YNF-5和St.GST-6具有开发优良酸奶发酵剂的潜在价值。     

富含γ-氨基丁酸酸奶的制备及质构特性研究

本试验对单菌发酵、混菌发酵和添加不同底物浓度的L-谷氨酸钠对酸奶感官特性和质构特性的影响作用进行了研究,为开发富含γ-氨基丁酸的新型功能发酵乳制品提供依据。试验结果表明,当底物L-谷氨酸钠的添加浓度为75mmol/L,辅酶浓度为20μmol/L,植物乳杆菌NDC75017、德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜热链球菌3株菌混合（L.P∶L.b∶S.t=0.5∶0.5∶1.5）按2%的比例添加量,在43℃条件下发酵酸奶时,酸奶的感官特性和质构特性最好。此时酸奶的粘度为1 466.5±1.0p·s、保水力为71.7±3.2%、硬度为77.3±1.7g、凝聚性为48.1±1.2g、粘性指数为146.8±0.9p·s;用高效液相色谱法检测酸奶中GABA的含量高达46mg/100g。综合酸奶口感、质构特性及GABA含量等指标,最终选择添加底物L-谷氨酸钠的浓度为75mmol/L,植物乳杆菌NDC75017、德氏乳杆菌保加利亚亚种、嗜热链球菌3株菌作为酸奶发酵的混合发酵剂。