6株乳酸菌在豆乳中的发酵特性

张莉丽1，崔 宪1，马 微2，刘容旭1，韩建春1,3,*

（1.东北农业大学食品学院，黑龙江 哈尔滨 150030；2.东宁出入境检验检疫局，黑龙江 东宁 157200；

3.国家大豆工程技术研究中心，黑龙江 哈尔滨 150030）

摘 要：以干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）、短乳杆菌（L. brevis）、嗜酸乳杆菌（L. acidophilus）、植物乳杆菌（L. plantarum）、鼠李糖乳杆菌（L. rhamnosus）和保加利亚乳杆菌（L. bulgaricus）分别发酵豆乳，测定发酵期间pH值、滴定酸度、游离氨基氮，发酵结束后的活菌数和质构参数，并且对所得产品进行感官评价。结果表明：发酵过程中前5 株菌发酵豆乳的pH值显著下降，而L. bulgaricus下降缓慢，发酵24 h pH值仅为5.2。这6 株菌发酵产品的活菌数均达到1.0×108 CFU/mL以上。结果表明L. casei、L. brevis、L. acidophilus和L. plantarum发酵得到的产品的坚实度、稠度、黏度、黏附性指数均较高，感官评定结果表明这4 株菌发酵豆乳产品得分均较高，容易被消费者接受，适合用于生产发酵豆乳产品。

关键词：乳酸菌；豆乳；发酵特性

Fermentation Characteristics of Different Lactic Acid Bacteria in Soymilk

ZHANG Li-li1, CUI Xian1, MA Wei 2, LIU Rong-xu1, HAN Jian-chun1,3,*

(1. College of Food Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China;

2. Dongning Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Dongning 157200, China;

3. The National Research Center of Soybean Engineering and Technology, Harbin 150030, China)

Abstract: In this paper, Lactobacillus casei, L. brevis, L. acidophilus, L. plantarum, L. rhamnosus and L. bulgaricus were individually used to ferment soymilk. Changes in pH, titratable acidity and free amino nitrogen during fermentation were determined. The viable counts of bacteria, texture parameters and sensory evaluation of soymilk fermented by lactic acid bacteria were measured. The results showed that pH values of the soymilk fermented by the first five strains were decreased significantly during the fermentation. However, pH of L. bulgaricus was decreased slowly and reached 5.2 at 24 h of fermentation. Viable counts of the soymilk fermented by these six strains reached more than 1.0×108 CFU/mL. Texture analysis showed that the stability, consistency, viscosity, and adhesion index of the soymilk yoghurt produced with L. casei, L. brevis, L. acidophilus and L. plantarum were higher. Sensory evaluation results indicated that the fermented soymilk produced with these four strains had higher scores and could be accepted by consumers easily. Thus, these four strains could be suitable for the production of fermented soymilk products.

Key words: lactic acid bacteria; soymilk; fermentation characteristics

中图分类号：TS214.2 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）15-0141-04

doi:10.7506/spkx1002-6630-201415029

大豆含有丰富的植物蛋白、不饱和脂肪酸、膳食纤维、异黄酮和维生素等功能成分，且不含胆固醇和乳糖，较牛乳而言更适用于高血压和乳糖不耐症人群[1]，是一种高营养价值的天然植物蛋白食品。豆乳是中国常见的饮品，虽然它营养丰富，但是不易贮存，而且低温贮存会产生明显的豆腥味[2-4]。目前研究表明豆乳经乳酸菌发酵后形成的产品不仅能改善豆乳特有的豆腥味，产生降血压活性肽[5]、有益于胃肠健康低聚糖[6-7]、具有神经抑制功能的γ-氨基丁酸等促进人体健康的活性物质[8-10]，而且能使糖苷型大豆异黄酮转化为生物活性更高的游离型大豆异黄酮[9-11]。

为了开发新型发酵豆乳产品，本实验以L. casei、L. brevis、L. acidophilus、L. plantarum、L. rhamnosus和L. bulgaricus分别发酵豆乳，测定发酵期间pH值、滴定酸度、游离氨基氮、发酵结束后的活菌数和质构参数，并且对所得产品进行了感观评价，为发酵豆乳的研发和生产提供一定的技术参考。

1 材料与方法

1.1 菌种与培养基

保加利亚乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus）ATCC11842、干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）ATCC393、短乳杆菌（Lactobacillus brevis）KLDS1.0373、嗜酸乳杆菌（Lactcbacillus acidophilus）ATCC 4356、植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）KLDS1.0391、鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）ATCC7469 工业微生物菌种保藏中心保存。

液体MRS培养基用于菌种活化，固体MRS培养基用于菌种活菌数检测。

大豆乳培养基：豆质量与蒸馏水体积比为1∶10，磨成豆浆，用于菌种活化和发酵剂制备[7]。

1.2 仪器与设备

PB-10型精密酸度计 德国赛多利斯公司；Ultrospec 1100 pro型紫外-可见分光光度计 美国GE
公司；TA-XT plus型质构仪 英国SMS公司；高压均质机SRH60-70 上海申鹿均质机有限公司。

1.3 方法

1.3.1 菌种的活化

将乳酸菌按3%体积比接种于试管MRS液体培养基中，37 ℃培养，活化1～3 次，使培养时间在12～18 h内活菌数达到1×108 CFU/mL以上。将5%试管MRS菌液接种于100～300 mL三角瓶大豆乳培养基中，37 ℃培养，乳酸菌在大豆乳培养基中分别在8～10 h凝乳后即为单菌母发酵剂。

1.3.2 工艺流程与技术路线[12]

选豆（挑选表面光泽无霉烂变质的大豆）→蒸馏水浸泡→碱水浸泡（用质量分数为0.25 % NaHCO3溶液浸泡8 h）→磨浆去渣→调配（添加质量浓度65 g/L的蔗糖）→均质（25 MPa、10 min）→杀菌（100 ℃，10 min）→冷却→大豆乳发酵培养基→接入母发酵剂→pH值至4.6终止发酵→后熟（4 ℃）。

1.3.3 测定方法

1.3.3.1 pH值测定

采用PB-10酸度计直接测定。

1.3.3.2 滴定酸度

准确称量5.00 g发酵豆乳样品，置于100 mL三角瓶中，加入40 mL去CO2水，再加入2滴的0.5%酚酞乙醇溶液，小心摇匀，用浓度为0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至微红色在30 s内不消失为止。消耗的浓度为0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液毫升数除以样品克数，再乘以1000，即得酸度（°T）[13]，取3 次测定的平均值。

1.3.3.3 活菌计数[14]

将发酵样品用灭菌生理盐水梯度稀释至一定倍数后采用MRS琼脂培养基平板倾注法，37 ℃培养72 h计菌落总数，测定各菌株活菌数。

1.3.3.4 游离氨基氮

游离氨基氮的测定采用邻苯二甲醛衍生比色法。参照Church等[15]的方法，在340nm波长处用分光光度计测定吸光度，确定游离氨基氮质量浓度。

1.3.3.5 质构测定[16]

发酵豆乳凝固后放入冰箱，4 ℃冷藏24 h后，采用质构分析仪测量酸奶的坚实度、稠度、黏度、粘附性指数，研究不同发酵菌种对发酵豆乳质构的影响。TPA测定参数如下：测定前探头速度1.00 mm/s；测定时探头速度1.00 mm/s；测定后探头速度1.00 mm/s；测定距离20 mm；探头柱型AEC，盘径35 mm；感应力Auto-5 g；数据攫取速度200 pps。

1.3.3.6 感官评价

参照王水泉等[17]方法，由5 名男生和5 名女生组成感官鉴评小组，并接受感官鉴定培训。小组成员要求对酸豆乳的表观、气味、风味和质地指标进行评价。

1.4 数据分析

所有实验至少重复3 次，结果表示为

±s。采用SPSS 15.0 软件对实验数据进行统计学分析。2 组数据间的比较采用独立样本T检验（independent-samples T-test）进行分析，显著性水平设定为0.05；3 组或多于3 组数据间的比较采用单因素方差分析（One-way ANOVA）的Duncan’s法进行两两比较分析，显著性水平同样设定为0.05。

2 结果与分析

2.1 发酵过程中pH值变化

图 1 不同乳酸菌发酵豆乳pH值变化

Fig.1 Changes in pH of soybean milk fermented by different
lactic acid bacteria

由图1可知，发酵过程中除L. bulgaricus外，其他各菌株发酵豆乳的pH值均显著下降。其中，L. rhamnosus和L. brevis发酵390 min到达发酵终点（pH 4.6），pH值下降速率为0.308 h-1；而L. casei、L. acidophilus 和L. plantarum分别发酵440、450、480 min到达终点，pH值下降速率分别为0.273、0.267、0.250 h-1；而L. bulgaricus发酵过程中pH值先升高后下降，而且下降缓慢，发酵到480 min，pH值仍为5.79，即使进一步发酵到24 h时pH值为5.2，仍没有达到4.6。

2.2 发酵过程中滴定酸度变化

图 2 不同乳酸菌发酵豆乳滴定酸度的变化

Fig.2 Changes in titratable acidity of soybean milk fermented by different lactic acid bacteria

由图2可知，发酵过程中除L. bulgaricus外，其他各菌株发酵豆乳的滴定酸度均显著升高。其中，L. brevis发酵到达终点（pH4.6）时滴定酸度最高，达39.86 °T；其次是L. plantarum（37.99 °T）；随后是L. rhamnosus、
L. acidophilus和L. casei，其滴定酸度分别为36.93、33.88、33.48 °T，而L. bulgaricus发酵24 h滴定酸度仅为22.11 °T。

2.3 不同乳酸菌对发酵豆乳中活菌数的影响

柱形图上方字母不同表示差异显著（P＜0.05）。下同。

图 3 不同乳酸菌对发酵豆乳中活菌数的影响

Fig.3 Changes in viable bacterial counts of soybean milk fermented by different lactic acid bacteria

为开发含活菌的低温产品，以发酵后熟产品的活菌数作为衡量发酵豆乳产品质量的重要指标，对L. casei、L. brevis、L. acidophilus、L. plantarum、L. rhamnosus分别发酵豆乳至终点（pH4.6），L.bulgaricus发酵24 h后再经24 h（4℃）后熟所得的发酵豆乳进行活菌数测定，结果如图3所示。由图3可知，L. brevis、L. acidophilus和L. rhamnosus发酵后的活菌数显著高于L. bulgaricus和L. plantarum的发酵豆乳，所有发酵产品的活菌数均高于1.0×108 CFU/mL。

2.4 不同乳酸菌对发酵豆乳中游离氨基氮的影响

图 4 不同乳酸菌对发酵豆乳中游离氨基氮的影响

Fig.4 Changes in free amino nitrogen content of soybean milk fermented by different lactic acid bacteria

以L. casei、L. brevis、L. acidophilus、L. plantarum、L. rhamnosus分别发酵豆乳至终点（pH4.6），
L. bulgaricus发酵24 h后测定游离氨基氮含量，结果如图4所示。由图4可知，L. bulgaricus在豆乳中的生长能力较弱，产酸能力也很弱，但发酵豆乳中的游离氨基氮最多。除此之外，L. brevis发酵豆乳中的游离氨基氮显著地高于其他菌，达（4.10±0.20）mmol/L，其次为L. acidophilus和L. rhamnosus，最后为L. casei和
L. plantarum。这些结果表明除L. bulgaricus外，发酵终点的游离氨基氮含量越高，乳酸菌数量越多，另外还发现，在发酵过程中，随着乳酸菌的生长，游离氨基氮含量下降（数据未列出），这可能是由于发酵豆乳中的游离氨基氮促进了乳酸菌的生长，这一结果与Shihata等[18]的结论一致，豆乳中益生菌的生长依赖于蛋白的水解能力。因此，向豆乳中添加乳清蛋白浓缩物或者酪蛋白酸性水解物可能会提高乳酸菌的生长能力，缩短发酵时间[19]。但此结果与文献[20]结果相反，可能是由于发酵菌种和发酵条件不同造成的。

2.5 不同乳酸菌对发酵豆乳质构的影响

利用质构仪来测试酸奶的坚实度、稠度、黏度、黏附性指数。由表1可知，L. bulgaricus发酵豆乳的硬度、稠度、黏度和黏附性指数均明显低于其他样品，这可能是由于此样品的酸度不足导致凝乳不结实造成的。通过对比可知，L. acidophilus、L. plantarum、
L. rhamnosus发酵豆乳的硬度明显高于L. casei和L. brevis发酵的样品。发酵豆乳的稠度变化规律是：L. rhamnosus显著高于L. acidophilus、L. plantarum、L. brevis和
L. casei；L. rhamnosus、L. plantarum、L. brevis和L. casei发酵豆乳黏度较高，其次为L. acidophilus，L. bulgaricus发酵豆乳的黏度最低；L. brevis和L. casei发酵豆乳的黏附性指数显著高于其他样品；L. rhamnosus发酵豆乳的硬度、稠度、黏度均较高，但其黏附性指数显著低于其他样品。

表 1 不同乳酸菌对发酵豆乳质构的影响

Table 1 Changes in texture parameters of soybean milk fermented by different lactic acid bacteria

注：同一列中字母不同表示差异显著（P＜0.05）。

2.6 不同乳酸菌对感官评定的影响

以L. casei、L. brevis、L. acidophilus、L. plantarum、L. rhamnosus分别发酵豆乳至终点（pH 4.6），
L. bulgaricus发酵24 h后，放入4 ℃冰箱贮藏24 h后，进行感官评价，结果如图5所示。L. casei和L. brevis发酵豆乳得分最高，而L. acidophilus、L. plantarum、L. rhamnosus稍次之，L. bulgaricus发酵豆乳得分最低。L. casei和
L. brevis发酵产品无乳清析出，表面细腻，感官总体得分显著高于其他发酵产品，它们发酵产品无酸臭味和豆腥味，酸味适中，气味总体得分显著高于其他产品。
L. plantarum和L. rhamnosus发酵的产品略有豆腥味。而
L. bulgaricus发酵后的产品豆腥味浓，并且有其他异味，质地也较差，因此感官评分最低。

图 5 不同乳酸菌发酵豆乳的感官评分

Fig.5 Changes in sensory evaluation of soybean milk fermented by different lactic acid bacteria

3 结 论

以L. casei、L. brevis、L. acidophilus、L. plantarum、L. rhamnosus分别发酵豆乳至pH4.6，L. bulgaricus发酵24 h，发酵期间前5 种菌pH值和游离氨基氮显著下降，而L. bulgaricus下降缓慢，发酵24 h pH值仅为5.2。这6 株菌发酵产品的活菌数均达到1.0×108 CFU/mL以上。质构分析结果表明L. casei、L. brevis、L. acidophilus和L. plantarum发酵得到的产品的坚实度、稠度、黏度、黏附性指数均较高，L. rhamnosus发酵豆乳的坚实度、稠度和黏度较高，但其黏附性指数很低，L. bulgaricus发酵产品的质构参数均很低。感官评定结果表明L. casei、L. brevis、L. acidophilus、L. plantarum发酵豆乳产品无乳清析出，表面细腻，表观与质地的感官得分与质构参数测定的数值相一致；L. rhamnosus发酵豆乳的黏附性指数很低，因此，其表观与质地的感官评分较低。另外
L. casei、L. brevis、L. acidophilus、L. plantarum这4 株菌发酵产品无酸臭味、酸味适中，没有或略有豆腥味，容易被消费者接受，适合用于生产发酵豆乳，为开发含活菌的低温产品提供参考。

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