保存条件对冻干发酵剂菌量的影响及发酵剂的应用技术探讨

2011-02-01沈国华刘大群

浙江农业科学 2011年3期

关键词：发酵剂包装袋冻干

华颖，沈国华，刘大群

(浙江省农业科学院食品科学研究所，浙江杭州 310021)

保存条件对冻干发酵剂菌量的影响及发酵剂的应用技术探讨

华颖，沈国华，刘大群

(浙江省农业科学院食品科学研究所，浙江杭州 310021)

从冻干浓缩发酵剂的商品性及生产应用的实际出发，对发酵剂在商品阶段内的存放条件与菌数密度、活力之间的关系及冻干发酵剂的应用技术进行深入研究。结果表明，发酵剂在特定时间段内的商品性与存放环境条件、包装材料等有较为密切的关系，冻干发酵剂直投需要有一个短暂的激活过程。

冻干发酵剂;保存条件;菌数密度;应用

冻干发酵剂作为一种最具现代特色的浓缩发酵剂剂型，高密度和高活性是其主要特征［1－3］。然而冻干发酵剂同时又是一种商品，商品的最基本属性之一就是在特定的保存期限内其品质要处于一种相对稳定的状态，亦即商品价值。鉴于冻干发酵剂制造完成后其菌体的密度与活性在特定时间段内的稳定性与发酵剂的使用效果、商品性及用户的利益密切相关［4－5］，因此研究不同环境条件对商品阶段发酵剂菌量的影响不仅有助于发酵剂的科学贮存，也将能最大限度地为发酵剂的优质和高效提供技术支持。

冻干发酵剂的科学应用是整个发酵产品生产技术体系中的另一重要环节［6－7］，虽不属于发酵剂制造范畴，但了解冻干浓缩发酵剂发酵的特性特点及应用技巧无疑将能为发挥冻干发酵剂的最大效能和潜能提供最切合实际的应用效果［8－9］。

基于上述原因，对不同环境条件对冻干发酵剂特定商品阶段菌数与活力的影响以及发酵剂的科学应用进行了针对性研究。现将结果报道如下。

1 材料和方法

1.1 试验材料

冻干发酵剂。试验用冻干发酵剂为本项目组以Lact.Plantarum和Lact.Case i菌株1∶1为材料制成的冻干发酵剂，菌数密度≥3.6×1010g－1。

包装材料。包装材料共3种，分别为:普通OPP复合透明包装袋;EVOH高阻隔透明包装袋;铝泊不透明包装袋。

冻干发酵剂活化材料。冻干发酵剂活化材料有乳糖 (镇江康富生物工程有限公司产品);酵母粉(浙江省富阳杭富生物制品厂产品);蒸馏水。

1.2 试验方法

温度条件对特定贮存阶段发酵剂菌数与活力的影响。比较同一包装材料不同的贮存温度条件对菌数与活力的影响。发酵剂完成冻干后，以每包装袋1 g的装量迅速入包装袋密封，将密封后的发酵剂置于所设定的不同温度条件下，于设定的不同时间段取样进行菌数检测，比较不同温度处理间的差异。

包装材料对特定贮存阶段发酵剂菌数与活力的影响。比较不同包装材料相同贮存时间对发酵剂菌数与活力的影响。发酵剂完成冻干后，以每包装袋1 g的装量迅速入不同材质的包装袋包装密封，将密封后包装袋包装的发酵剂置于所设定同一温度条件下，于设定的不同时间段取样进行菌数检测，比较不同包装处理间的差异。

真空条件对特定贮存阶段发酵剂菌数与活力的影响。以同一包装材料比较真空与否对发酵剂菌数与活力的影响。发酵剂完成冻干后，以每包装袋1 g的装量迅速装入同一材质的包装袋，按设定要求不作真空要求的迅速进行封口，作真空要求的按设定的真空度迅速进行抽空封口。封口完毕后置同一贮存环境于设定的不同时间段取样进行菌数检测，比较真空与否不同处理间的差异。

冻干发酵剂与普通发酵剂同时接种发酵对发酵速度和发酵进程的影响。将冻干发酵剂与普通液体发酵剂经菌数密度换算成等值后用于接种发酵，比较冻干发酵剂与普通液体发酵剂的发酵特性和发酵效果。

冻干发酵剂使用前激活与否、不同激活介质对激活效果及发酵速度与进程的影响。以使用前发酵剂激活与否及不同激活介质比较对激活效果及发酵速度与进程的影响。将冻干密封贮存的发酵剂以直投和先在不同介质溶液中进行不同时间的激活后同时进行接种发酵的方法比较对发酵速度和发酵进程的影响。

1.3 菌数计数方法

按照GB/T 4789.35—2008《食品卫生微生物学检验食品中乳酸菌检验》执行［10］。

2 结果与分析

2.1 温度条件的影响

以铝泊袋为包装材料，比较不同的温度条件下贮存时间对菌数密度的影响，结果如图1所示。

图1 不同温度条件下贮存时间对菌数密度的影响

由图1可知，同等条件下，贮存温度对菌数密度有着不同的影响。总趋势是总的菌数密度随贮存时间的延长而逐步降低，但贮存温度条件不同降低的程度亦不相同。就降低的程度而言，0～5℃和－18℃为一个层次，室温为另一个层次。其中贮存时间对0～5℃和－18℃的影响较为轻微，贮存180 d菌数的损失率仅约冻干后总菌数的10%之内，而室温条件的损失率则较高，约冻干后总菌数的近20%，影响较大。

2.2 包装材料的影响

以不同包装材料在0～5℃避光条件下比较不同贮存时间对菌数密度的影响，结果如图2所示。

图2 不同包装下贮存时间对菌数密度的影响

由图2可知，不同包装材料对不同贮存时间菌数密度的影响同样是总的菌数密度随贮存时间的延长而逐步降低，但包装条件不同降低的程度也不完全相同，气密性较好的铝泊不透明包装袋和EVOH高阻隔透明包装袋较有利于保持发酵剂菌数密度的相对稳定，而气密性较差的普通OPP复合透明包装袋则效果相对较差。

2.3 真空条件的影响

在观察不同包装材料对菌数密度影响的同时，以铝泊包装和0～5℃的贮存条件比较了真空(0.1 MPa)条件对不同贮存时间菌数密度的影响。结果如图3所示。在同等条件下，发酵剂包装后的真空与否对菌数密度略有影响但影响幅度不大，真空条件并不能对贮存过程发酵剂的菌数密度产生实质性的影响。

图3 真空条件下贮存时间对菌数密度的影响

2.4 冻干发酵剂与普通发酵剂的发酵效果

冻干直投、普通液体发酵剂对泡制甘蓝发酵效果如图4所示。不同的发酵剂剂型对发酵进程的影响存在一定的差异。普通液体发酵剂的发酵产酸速度略优于冻干发酵剂速度，二者的实测酸度差值约在0.5%以内。其原因可能是冻干发酵剂菌体在冻干后处于一定的休眠状态，直投接种后需要短暂的激活过程方能恢复活力，而液体菌种则不存在这种激活过程，故发酵速度要相对快于冻干菌种。

图4 冻干发酵剂与普通发酵剂接种的发酵效果比较

2.5 冻干发酵剂使用前激活及激活介质的效果

在研究证明用于直投的冻干发酵剂在进入角色前需要匹配一个激活过程后，为进一步观察和优化不同激活条件对冻干发酵剂的影响，以不同的激活介质和不同的激活时间比较了对冻干发酵剂激活效果，结果如图5和6所示。

图5 不同状态发酵剂的实际发酵效果(活化0.5 h)

图6显示出如下趋势，一是无论激活介质为何物，经激活后的发酵剂的发酵速度均明显优于直投;二是激活介质间也存在差异，3种激活介质中，酵母粉的激活效果要优于其他2种，而乳糖与清水二者的效果则差异不明显;三是激活时间对发酵速度也存在明显差异，比较图5和图6，适度的延长激活时间可以有效的提升激活效果，这在酵母粉与清水2种介质的表现尤为明显。

图6 不同状态发酵剂的实际发酵效果(活化2.0 h)

3 小结与讨论

不同贮存温度条件对冻干发酵剂特定时间段内菌数密度是存在影响的，3个温度处理中，除室温处理外，0～5℃和－18℃均可用于冻干发酵剂的日常贮存，但从经济性考虑以0～5℃更佳。不同包装材料贮存的效果间也存在差异，导致这种差异的原因可能主要与包装材料的气密性有关;因此，除普通OPP外，EVOH高阻隔复合膜以及铝泊包装均适于作为冻干发酵剂的包装材料。同等条件下直空与否对菌数密度的影响有一定的差异，但差值不大，这可能与不同包装材料的气密性有关;因此，具体采用何种形式包装可根据需要酌情选择。不同发酵剂剂型应用试验的结果表明了冻干发酵剂直投需要有一个短暂的激活过程方能充分发挥其作用，而选择良好的激活方式和激活介质将能使冻干浓缩发酵剂的性能和潜能得到更好的发挥。

［1］吕兵，张国农.乳酸菌发酵剂浓缩培养的研究［J］.中国乳品工业，2001，29(3):7－9.

［2］孙翠焕，冀宝营，王艳华，等.高活性乳酸菌发酵剂培养条件优化及活性测定［J］.微生物学杂志，2006，26(3):70－73.

［3］吕嘉枥，丁博.浓缩乳酸菌发酵剂的浓缩培养的研究进展［J］.食品科技，2007(7):5－8.

［4］谭欢，周传云.制备浓缩型发酵剂的研究进展［J］.现代食品科技，2005，21(4):112－114.

［5］刘振民，骆承庠.乳酸菌冷冻干燥损伤研究［J］.食品与发酵工业，2008(7):5－8.

［6］吴祖芳，翁佩芳，楼佳瑜.乳酸菌的高密度培养及发酵剂保藏技术的初步研究［J］.食品与发酵工业，2009，35(10):5－9.

［7］陈声明，吕琴.微生物冷冻干燥的抗性机理［J］.微生物学通报，1996(4):236－238.

［8］ WolffE. Freeze-drying ofstreptococcus thermophilus: a comparision between the vacuum and the atmospheric method［J］.Cryobiology，1990，27:69 －575.

［9］赵晋，王娇.直投式酸奶发酵剂的应用与研究现状［J］.乳品研究，2006(11):54－56.

［10］ GB/T 4789.35—2008食品卫生微生物学检验食品中乳酸菌检验［S］.

TS 201.3

0528-9017(2011)03-0587-03