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本研究主要以植物乳杆菌299(Lactobacillus plantarum)和嗜热链球菌176(Streptococcus thermophilus)作为发酵菌株,通过优化发酵工艺,研制出乳酸菌发酵马铃薯饮料,且为满足其以后的工业化生产,对发酵剂嗜热链球菌176高密度培养工艺进行了研究,主要研究内容及结果如下:(1)在测定马铃薯基本成分后,对马铃薯原料复配和发酵条件进行了单因素实验,并通过响应面进一步优化,最终确定了乳酸菌发酵马铃薯的最佳工艺条件。其最佳工艺条件为:马铃薯与水的比例为1:1(w/w),白砂糖添加量为4.8%(w/v),牛乳添加量为10%(v/v),灭菌条件80℃为10 min,植物乳杆菌299:嗜热链球菌176为2:1,接种量为1.8×108cfu/mL,发酵温度为37℃,发酵时间为8h。此条件下马铃薯乳酸菌饮料色味俱佳且口感醇厚细腻。在最优工艺条件下,4℃对马铃薯乳酸菌饮料进行了保藏实验。(2)马铃薯乳酸菌发酵过程中会产生许多影响产品口感和风味的化合物,因此通过HPLC法和GC/MS法对马铃薯乳酸菌饮料发酵前后有机酸和风味物质的种类和含量进行了测定。研究发现发酵后产品中乳酸含量明显升高,乙酸含量降低,苹果酸和柠檬酸含量都明显升高,这都有助于减缓乙酸等带来的刺激性气味,改善酸味使之更加柔和。发酵前后风味物质主要为酯类、醛类、醇类和酮类等化合物。发酵前共检测出36种成分,发酵后共检测出64种成分。发酵后改善了马铃薯乳酸菌饮料的风味,使之更加柔和。(3)嗜热链球菌176发酵剂存在生物量少且菌活较低的缺点,并不能满足产品工业化生产需求,因此在7 L半自动发酵罐上对发酵温度、搅拌转速、发酵pH、中和剂种类等影响高密度发酵的条件进行优化,最终发酵条件确定为.:最适温度为37℃,搅拌转速为100 r/min,中和剂为25%的氨水,发酵恒定pH值为6.0。在此条件下,发酵液的菌体OD600可达到0.8左右,较普通发酵培养提高了 1.7倍左右,且经过优化后,最终获得的嗜热链球菌176发酵剂的活菌数达3.15X 1011cfu/g。