奶啤菌种的优选、冻干菌粉的制备及奶啤发酵工艺的研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aiyang1983
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奶啤是一种以动物乳为原料,经乳酸菌、酵母菌两次发酵而制成的风格独特的新型乳饮品。其口感酸甜清爽,质地细腻润滑,香气协调饱满,越来越受到消费者的喜爱。酵母菌是决定奶啤品质与风味的关键菌种。目前,国内奶啤生产企业主要使用酿酒酵母或啤酒酵母进行奶啤的发酵生产,而酿酒酵母或啤酒酵母在奶啤发酵生产过程中,需要添加大量的酒花和麦芽等辅料,造成工艺繁琐,使成本显著提高。另外,由啤酒酵母或酿酒酵母发酵生产的奶啤风味雷同,品种单一,啤酒味较重,使之不能很好的满足广大消费者对奶啤风味多样化的需求,严重制约了奶啤饮料的发展。当前已有少数企业开始使用筛选的优质乳源酵母菌进行奶啤的发酵生产,提高了奶啤的风味品质,但缺乏奶啤发酵的活性酵母菌冻干菌粉,不利于奶啤大规模工业化生产。因此,筛选优质乳源酵母菌,进而开展其高活性冻干菌粉的制备,对提高奶啤品质和促进我国奶啤产业的长期稳定性发展具有重要意义。本研究首先从不同来源的开菲尔粒中分离筛选了一株优质乳源酵母菌,并采用5.8S r DNA序列分析法进行了鉴定;其次对其高密度发酵条件进行了优化,为活性冻干菌粉制备提供高浓度菌体;然后对优质乳源酵母菌冻干工艺进行了优化。最后对奶啤的发酵工艺及稳定性进行了研究。试验研究取得的主要研究成果如下:(1)分离筛选了一株优质乳源酵母菌株-马克思克鲁维酵母菌株LNJ10。以西藏、黑河、辽宁、内蒙古等不同地区采集的野生开菲尔粒作为乳源酵母菌分离源,共分离出68株优势菌株。经过菌落形态观察、革兰氏染色及过氧化氢酶试验,初步确定其中14株为酵母菌,对这14株酵母菌进行分子生物学鉴定,分别确定为:6株毕赤酵母、5株马克思克鲁维酵母菌,1株酿酒酵母菌,1株单孢酿酒以及1株东方伊萨酵母。将14株酵母菌进行发酵分析,分别从感官评价、遗传稳定性、理化卫生指标以及挥发性香气成分四个方面,对这14株酵母菌进行筛选。最终确定一株马克思克鲁维酵母菌株LNJ10,其发酵的奶啤质量品质最佳。最后对菌株LNJ10构建系统发育进化树,进一步确定其种属。(2)优化了马克思克鲁维酵母菌株LNJ10高密度发酵条件,获得了高浓度菌体细胞。通过单因素及响应面试验,得到菌株LNJ10的最佳培养基组成为:麦芽汁为基础培养基,糖蜜39.005 g/L、玉米浆干粉15 g/L、碳酸钙2.028 g/L、维生素B10.019 g/L,在此条件下活菌浓度为9.3×10~8CFU/m L。利用正交试验对菌株LNJ10的最佳培养条件进行研究,结果表明,温度30℃、接种浓度1.5×10~6CFU/m L、转速200 rpm、初始p H 5.5,此条件下活菌浓度最高,可达9.84×10~8CFU/m L。在5L发酵罐中对马克思克鲁维酵母菌株LNJ10进行分批培养和补料分批培养,发现补料分批培养能显著促进马克思克鲁维酵母菌的生长。补料分批培养最高活菌浓度可达4.55×10~9CFU/m L,菌体干重35.33 g/L,较分批发酵最高活菌浓度(1.85×10~9CFU/m L)提高了2.46倍,较摇瓶培养最高活菌浓度提高了4.62倍。(3)对马克思克鲁维酵母菌株LNJ10活性菌粉的制备工艺进行了优化,并对冻干菌粉贮藏条件进行了研究。通过单因素及正交试验确定最佳冻干保护剂配方为:蔗糖添加量为7%、脱脂乳粉添加量为15%、麦芽糊精添加量为17%、甘油添加量为4%,菌株LNJ10细胞冻干存活率为82.89±1.11%。通过单因素试验确定最佳冻干条件为:-40℃条件下预冻12 h,菌体细胞与复合保护剂的最佳混合比例为1:1,二者最佳平衡时间为40 min,冻干存活率可达86.07±1.15%;菌株LNJ10冻干菌粉使用真空铝箔袋包装后置于-40℃冰箱,储藏3个月后,菌株LNJ10细胞冻干存活率为78.81±1.28%,单位菌粉活菌数为5.976×10~9CFU/g。菌株LNJ10冻干菌粉发酵生产奶啤试验结果表明,菌株LNJ10冻干菌粉发酵性能稳定,奶啤质量品质均一。(4)优化了奶啤的发酵工艺,并对其稳定性进行了研究。通过单因素及正交试验分析,奶啤最佳发酵工艺条件为:蔗糖添加量9%,发酵温度28℃,酵母菌接种浓度2.0×10~6CFU/m L,发酵时间24 h。在此基础上,通过正交试验确定了奶啤最佳复合稳定剂配方为0.15%的黄原胶、0.5%的羧甲基纤维素钠和0.15%的蔗糖酯。对优化后的奶啤样品进行挥发性成分分析,发现优化后的奶啤的香气成分较优化前更加丰富,风味与品质得到明显的提高。
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