摘要:本文研究了益生菌奶片的制備和益生菌在奶片中的穩(wěn)定性。保存溫度是37℃,經(jīng)過2.5個月的保存,奶片中嗜酸乳桿菌的數(shù)量從3.8×107cfu/g下降到4.8×105cfu/g,奶片中嬰兒雙歧桿菌的數(shù)量從3.25×107cfu/g下降到1.7×106cfu/g。實驗表明,奶片中益生菌的存活性比較好,益生菌奶片的保存期比較長,是一種較好的益生菌補(bǔ)充劑類產(chǎn)品。
關(guān)鍵詞:益生菌;奶片;嗜酸乳桿菌;嬰兒雙歧桿菌
前言
益生菌(Probiotics)是指“以適當(dāng)劑量服用時對宿主(人或動物)健康有益的活體微生物制劑”,這一概念是由聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織(FAO)和世界衛(wèi)生組織(WHO)共同定義的。目前應(yīng)用于人類的益生菌種類主要有乳桿菌,雙歧桿菌等。益生菌可作為功能性配料的活性微生物制品,其與人體健康的關(guān)系正逐步為人們所認(rèn)識和了解,益生菌有對人體健康的功效,例如促進(jìn)乳糖消化、抵抗腸道病原菌、改善腸道功能、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、抗過敏、降低血脂和心臟疾病、抗高血壓、抗泌尿系統(tǒng)感染等。目前國外已有70多種益生菌的產(chǎn)品問世,日本健康食品協(xié)會將含雙歧桿菌的功能食品列為健康食品中。我國從20世紀(jì)90年代起將雙歧桿菌用于各種健康食品中,如雙金愛生膠囊、三株口服液、昂立多邦膠囊、雙歧天寶口服液等;甚至有作為藥物用于治療腸道疾病,如培菲康、麗珠腸樂等。
乳桿菌和雙歧桿菌等益生菌多為厭氧菌或兼性厭氧菌,在生長過程中不形成芽孢,抗性較差,大多耐酸性較差,對氧極為敏感,又由于溫度、化學(xué)物質(zhì)、紫外線等多種因素影響,各種類型產(chǎn)品中益生菌都很難保存。發(fā)酵乳中Lactobacillus acidophilus 在 pH 4.0、貯存溫度25℃、初始活菌數(shù)3×109cfu/mL的情況下,半衰期是3天。據(jù)報道,在冰淇淋中添加益生菌,經(jīng)過13周的保存,嗜酸乳桿菌數(shù)量從開始時的5×108cfu/mL下降到大約1×107cfu/mL;兩歧雙歧桿菌數(shù)量從開始時的5×108cfu/mL下降到大約1.2×107cfu/mL;保存冰淇淋所需要的低溫條件適合菌的保存,但是活菌數(shù)也是大量下降。
奶片是將新鮮牛奶經(jīng)過噴霧干燥后,再配合益生菌等其它成分,經(jīng)壓制而成的。它具有牛奶的全部營養(yǎng),體積變小,便于攜帶,是青少年,年輕白領(lǐng)理想的營養(yǎng)補(bǔ)充劑。益生菌奶片是有效地將益生菌和奶片巧妙地結(jié)合起來,既能方便地補(bǔ)充能量和營養(yǎng),又能增加體內(nèi)益生菌,使身體更健康。
1 材料和方法
1.1 材料和設(shè)備
1.1.1 材料
光明牌新鮮牛奶:購自超市;嗜酸乳桿菌菌粉:本公司生產(chǎn);嬰兒雙歧桿菌菌粉;本公司生產(chǎn);蔗糖;廣西崇左東亞糖業(yè)有限公司。
1.1.2 設(shè)備
L-117實驗室小型噴霧干燥機(jī):北京來亨科貿(mào)公司;無菌凈化臺:吳江市凈化設(shè)備總廠;LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器:上海申安醫(yī)療器械廠;GL-22M高速冷凍離心機(jī):上海盧湘儀科學(xué)儀器有限公司;DHP-908S型生化培養(yǎng)箱:上海一恒科學(xué)儀器有限公司;FD-1冷凍干燥機(jī):上海田楓實業(yè)有限公司;HWS24型恒溫水浴鍋:上海一恒科學(xué)儀器有限公司;PHS-3TS型pH計:上海天達(dá)儀器有限公司。
1.1.3 培養(yǎng)基
MRS瓊脂培養(yǎng)基:葡萄糖 2%、蛋白胨 1%、酵母膏1%、小牛肉膏粉 1%、無水醋酸鈉 0.5%、檸檬酸銨 0.2%、K2HPO4 0.2%、MgSO4 0.058%、MnSO4 0.025%、吐溫-80 0.1%、瓊脂粉 2%,pH6.5~7.0,121℃高壓滅菌,15分鐘。
TPY培養(yǎng)基:購自上海市疾病控制中心。稱取本品46.4克,加熱溶解于1000ml蒸餾水中,分裝三角瓶,115℃高壓滅菌20分鐘。
1.2 實驗方法
1.2.1 牛奶噴霧干燥
新鮮牛奶經(jīng)過高溫殺菌,添加適量的蔗糖,真空濃縮致原體積的四分之一,將過濾的空氣由鼓風(fēng)機(jī)吸進(jìn),通過空氣加熱器加熱至130~160℃后,送入噴霧干燥室。同時將過濾的濃縮乳由奶泵送至噴嘴,噴成10~20微米的乳滴與熱空氣充分地接觸,進(jìn)行強(qiáng)烈的熱交換和質(zhì)交換。工藝條件為:熱風(fēng)溫度為150~180℃,干燥室溫度為85~95℃,排氣溫度為85~90℃,空氣流量800L/小時,成品水分不超過2%。干燥物沉降于干燥室底部,通過出粉機(jī)構(gòu)不斷地卸出,及時冷卻。
1.2.2 壓片
將牛奶噴霧干燥后的粉狀物和壓片的其他原料混合均勻,放在小型旋轉(zhuǎn)壓片機(jī)的物料口,開啟壓片機(jī),調(diào)整壓片機(jī)的填料深度,預(yù)壓片厚度,壓片厚度,壓片速度等參數(shù),直到壓制的片表面光潔圓滑,落入硬的容器里不容易碎。
1.3 檢測方法
1.3.1 乳桿菌總數(shù)測定
MRS瓊脂培養(yǎng)基,其他檢測步驟參照GB/T 4789.35-2003《食品微生物學(xué)檢驗乳酸菌飲料中乳酸菌檢驗》,37℃,培養(yǎng)72小時,計數(shù)總結(jié)計數(shù)結(jié)果。
1.3.2 雙歧桿菌數(shù)的測定
YPY瓊脂培養(yǎng)基,其他檢測步驟參照GB/T 4789.34-2003《食品微生物學(xué)檢驗乳酸菌飲料中雙歧桿菌檢驗》,37℃,培養(yǎng)72小時,計數(shù)總結(jié)計數(shù)結(jié)果。
2 結(jié)果與討論
2.1 益生菌奶片中嬰兒雙歧桿菌的活菌數(shù)變化情況
益生菌奶片是把益生菌和奶片巧妙結(jié)合,益生菌存在奶片里面,奶片的原料和壓片機(jī)壓制過程對益生菌數(shù)量和保存過程中益生菌活菌數(shù)變化有一定的影響,有可能為益生菌提供一個好的保存環(huán)境。把奶片用藥用塑料瓶無菌包裝好,在恒溫箱內(nèi)保存,每半個月取樣檢驗,活菌計數(shù),結(jié)果如圖1。
圖1 37℃保存溫度奶片中嬰兒雙歧桿菌數(shù)量隨時間變化圖
從圖1可以看出,在37℃保存溫度下,嬰兒雙歧桿菌的數(shù)量迅速下降,這可能是由于在37℃下,菌體內(nèi)的各種代謝酶酶活比較大,容易失活,從而引起菌體的大量死亡。當(dāng)乳酸菌活菌數(shù)低于5×106cfu/g時,活菌的數(shù)量下降速度明顯減慢,活菌數(shù)量漸漸穩(wěn)定,可能是由于奶片中少量的氧氣被消耗掉,更利于現(xiàn)有的活菌的保存。從表1中可以看出,發(fā)酵乳中,酸性的保存環(huán)境,25℃的保存溫度,大部分乳桿菌的半衰期都小于15天。
在益生菌奶片保存實驗中,嬰兒雙歧桿菌起始數(shù)量是3.25×107cfu/g,保存溫度37℃,2.5個月后嬰兒雙歧桿菌的數(shù)量變?yōu)?.7×106cfu/g,奶片中嬰兒雙歧桿菌的半衰期大約18天。盡管奶片的保存溫度高于發(fā)酵乳的保存溫度,但是奶片中嬰兒雙歧桿菌的半衰期長,可能是發(fā)酵乳中乳桿菌存在于水的環(huán)境中,水中有溶解的氧氣,益生菌各種生理代謝比較活躍,菌容易死亡;而在奶片中,菌和牛奶干燥物混合在一起,牛奶干燥物起到保護(hù)劑的作用,菌的保存環(huán)境水份含量少,氧氣含量少,菌與水份、氧氣接觸的少,所以即使保存溫度高,菌數(shù)量的半衰期仍比較長。
表1 發(fā)酵乳中不同益生菌的存活半衰期
細(xì)菌 |
產(chǎn)品/pH |
貯存溫度/℃ |
初始活菌數(shù)/(cfu/mL) |
半衰期/d |
Lactobacillus casei |
3.5 |
25 |
5×109 |
13 |
Lb.casei YIT9018(yakult strain) |
3.8 |
5 |
1×109 |
>30 |
Lactobacillus plantarum |
3.4 |
25 |
3×109 |
4 |
Lb.plantarum MD11333(Malaysia Dairy strain) |
3.8 |
5 |
2×109 |
>30 |
Lactobacillus acidophilus |
4.0 |
25 |
3×109 |
3 |
Lb.acidophilus CH5(CHr.Hansen strain) |
3.6 |
5 |
1×109 |
15 |
Bifidobacterium bifidum |
4.3 |
25 |
3×109 |
4 |
B.bifidum BB12(CHr.Hansen strain) |
4.3 |
5 |
2×109 |
15 |
2.2 益生菌奶片中嗜酸乳桿菌的活菌數(shù)變化情況
把有嗜酸乳桿菌的益生菌奶片用藥用塑料瓶無菌包裝好,在恒溫箱內(nèi)保存,每半個月取樣檢驗,活菌計數(shù),結(jié)果如圖2。
圖2 37℃奶片中嗜酸乳桿菌數(shù)量隨時間變化圖
從圖2可以看出,在37℃下,奶片中嗜酸乳桿菌數(shù)量在第一個月下降速度很快, 但是在第二個月,嗜酸乳桿菌的數(shù)量下降速度明顯降低,趨于穩(wěn)定;而在別的試驗中,將嗜酸乳桿菌和奶粉充分混合于37℃保存,起始活菌數(shù)為5.8×106cfu/g,經(jīng)過一個月地保存,嗜酸乳桿菌數(shù)量下降到135 cfu/g,經(jīng)過2個月的保存,混合物中嗜酸乳桿菌的數(shù)量下降到10 cfu/g以下。而在奶片中,保存溫度是37℃,嗜酸乳桿菌的起始數(shù)量是3.8×107cfu/g,保存時間是2.5個月,嗜酸乳桿菌的活菌數(shù)下降到4.8×105cfu/g。奶片中嗜酸乳桿菌的數(shù)量下降慢于奶粉中嗜酸乳桿菌的數(shù)量的下降速度,奶片比奶粉更有利于保存嗜酸乳桿菌,可能是由于奶片中嗜酸乳桿菌保存在密封的環(huán)境中,嗜酸乳桿菌很少能和外界進(jìn)行物質(zhì)和能量交換,一些能引起嗜酸乳桿菌死亡的因素例如溫度變化,化學(xué)物質(zhì)和紫外線被阻止了。在奶片中,奶片是嗜酸乳桿菌的良好的保護(hù)層,使嗜酸乳桿菌保存時間更長。
3 結(jié)論
通過以上37℃加速保存實驗可以看出,奶片中益生菌數(shù)量減少速度明顯低于發(fā)酵乳中益生菌數(shù)量減少的速度;奶片中益生菌數(shù)量減少速度明顯低于奶粉中益生菌數(shù)量減少的速度。奶片為益生菌提供一個良好的保存環(huán)境,益生菌奶片是理想的益生菌補(bǔ)充劑。
根據(jù)37℃加速保存實驗3個月有效活菌數(shù)的穩(wěn)定性檢測數(shù)據(jù),大致可以推算常溫(25℃)保存24月的有效保存活菌數(shù)的規(guī)則。那么通過以上37℃加速保存2.5月的檢測數(shù)據(jù),可以大致推算益生菌奶片在常溫(25℃)保存條件下,1.5年左右保存期/貨架期內(nèi)的有效活菌數(shù)可以達(dá)到:嬰兒雙歧桿菌是1.7×106cfu/g,嗜酸乳桿菌是4.8×105cfu/g。
摘自:《飲料乳品企業(yè)安全生產(chǎn)與包裝》 供稿:潤盈生物工程(上海)有限公司 牛新明 宋士良