酵母与乳酸菌发酵特性研究及混合乳开菲尔的研制

论文摘要

本课题以豆乳与牛乳为原料,研究不同酵母菌和乳酸菌发酵混合乳过程中的菌相以及代谢产物有机酸、挥发性风味化合物等的变化,深入了解发酵乳中二者的相互作用关系,从而确定最佳的发酵菌株来开发质量稳定且可控制的产品,并对产品的发酵机制进行了初步的研究。本课题的研究实现动植物营养成分的互补,降低了生产成本,改善了传统开菲尔口味,而且开辟了大豆的深加工新途径。本文主要研究内容与结果如下：本实验研究了四株酵母菌发酵过程中的活菌数、TA、总糖以及乙醇含量等的变化,从而确定出发酵混合乳的最佳菌株,结果表明：S. cerevisiae Y1生长较好、产酸较强、利用糖能力中等、产醇适宜、发酵乳感官品质较优,因此将其作为后续发酵酵母菌株。考察了酵母与乳酸菌发酵过程中的菌相、酸度、黏度、有机酸及挥发性风味化合物的变化规律,并从菌相变化和发酵乳中各物质变化间的关系方面讨论其相互作用关系,筛选出与S. cerevisiae Y1具有协同发酵效应的乳酸菌,结果表明：乳酸菌和酵母菌的相互作用并没有一个总体趋势,互相之间既有促进作用,又表现出抑制现象,酸奶发酵剂（Lactobacillus delbreckii ssp bulgaricus B1&Streptococcus thermophilus T5）与S. cerevisiae Y1二者之间存在明显的协同发酵效应。本实验通过部分析因设计、中心复合设计优化混合乳开菲尔的最佳工艺条件,结果表明：开菲尔的最优发酵条件为牛乳与豆乳比例为7：3,酵母菌接种量为5.001og10cfu/mL,乳酸菌接种量为7.001og10cfu/mL,蔗糖添加量为1.6%,发酵温度为22℃,发酵时间为22h。所得产品pH、酸度、乙醇含量、黏度分别为4.32、0.73%、1398.13μg/g、2989.68mPa·s。探讨了混合乳开菲尔的发酵机制,研究结果表明：发酵4h后,Streptococcus thermophilus T5的生长较快,代谢产酸形成的酸性环境为Lactobacillus delbreckii ssp bulgaricus B1和S. cerevisiae Y1的生长提供了有利条件,结果表现为8-16h期间菌数的迅速增加,16h后Streptococcus thermophilus T5的生长受到明显抑制。而Lactobacillus delbreckii ssp bulgaricus B1具有较强的耐酸、耐酒精能力,在整个发酵过程中菌数持续增加。发酵前期S. cerevisiae Y1生长较慢,后期厌氧发酵代谢产生大量的乙醇和乙醛,发酵过程中,乳酸菌代谢产生的半乳糖和丙酮酸等物质会促进S.cerevisiae Y1的生长代谢。发酵过程中各菌株的菌数变化与发酵乳中相应代谢产物含量的变化紧密相关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 开菲尔概述
• 1.2 开菲尔中的微生物
• 1.2.1 乳酸菌
• 1.2.2 酵母菌
• 1.2.3 醋酸菌
• 1.2.4 开菲尔粒中的菌相相互关系
• 1.3 开菲尔的主要化学组成
• 1.3.1 碳水化合物
• 1.3.2 乳酸
• 1.3.3 脂肪酸及其它有机酸
• 1.3.4 含氮化合物
• 1.3.5 维生素
• 1.3.6 风味化合物
• 1.4 本课题的研究背景
• 1.5 本课题的研究意义
• 1.6 本论文的主要研究内容
• 2 材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验菌株
• 2.1.3 化学试剂
• 2.1.4 实验用培养基
• 2.1.5 主要仪器设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 理化指标的测定
• 2.2.2 酵母细胞总数、死亡率、出芽率的测定
• 2.2.3 酵母菌和乳酸菌活菌计数
• 2.2.4 感官评价方法
• 2.3 研究内容
• 2.3.1 实验用发酵剂的制备
• 2.3.2 酵母菌生长曲线的测定
• 2.3.3 酵母菌发酵性能的研究
• 2.3.4 酵母菌与乳酸菌复合发酵性能研究
• 2.3.5 混合乳开菲尔发酵条件优化
• 2.3.6 产品理化指标的测定
• 2.3.7 混合乳开菲尔发酵机制研究
• 2.3.8 统计分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 酵母菌生长曲线的绘制
• 3.2 酵母菌发酵特性研究
• 3.2.1 酵母菌发酵过程中活菌数变化
• 3.2.2 酵母菌发酵过程中pH和滴定酸度变化
• 3.2.3 酵母菌发酵过程中残糖变化
• 3.2.4 酵母菌发酵过程中乙醇变化
• 3.2.5 酵母菌株复配发酵研究
• 3.3 酵母与乳酸菌复合发酵特性研究
• 3.3.1 乳酸菌发酵剂的选择
• 3.3.2 酵母与乳酸菌发酵过程中活菌数变化
• 3.3.3 酵母与乳酸菌发酵过程中pH和酸度变化
• 3.3.4 酵母与乳酸菌发酵过程中粘度变化
• 3.3.5 酵母与乳酸菌发酵过程中有机酸变化
• 3.3.6 酵母与乳酸菌发酵过程中挥发性有机化合物变化
• 3.4 混合乳发酵条件优化
• 3.4.1 发酵主要影响因子的筛选
• 3.4.2 最陡爬坡路径的确立
• 3.4.3 发酵条件的优化
• 3.4.4 产品理化指标的测定
• 3.5 开菲尔发酵机制研究
• 3.5.1 发酵过程中的微生物变化
• 3.5.2 发酵过程中的pH、TA及总糖变化
• 3.5.3 发酵过程中的有机酸变化
• 3.5.4 发酵过程中的挥发性风味物质变化
• 3.5.5 混合乳开菲尔发酵机制研究
• 4 结论
• 5 展望
• 6 参考文献
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 8 致谢