全 文 ：2 00 8年第3 期 中 国 食 物 与 营 养F o od a nd N u lr lt io n i nC h ia nN o.3 , 2 0 0 8
改米百合发酵型富硒乳酸菌饮料的研制
李新社 , 曾建德
(邵阳学院生物与化学工程 系 , 邵阳 4 2 2 0 0 0)
摘 要 : 将乳酸菌接种在添加亚硒酸钠的培养液中进行驯化 , 获得 富集有机硒的乳酸菌用于改米百合发酵 , 研
制富硒发酵型乳酸菌饮杆 。 采用正交试验得到的最佳生产工 艺条件为: 富硒乳酸菌接种量为 6% , 改米 : 百合干 二2 : 1 ,
发酵温度 40 ’ c , 发酵时间为 4 d 。 该乳酸菌饮料感官指标与普通乳酸菌饮料墓本一致 , 但有机硒含量可达 14 . 8 一
15
.
2 林g / m i o
关键词 : 富硒 ; 改米 ; 百合干 ; 发酵 ; 乳酸菌饮料 ; 正交试验
苗米 , 又名慧芭 (C o ix laC hly lan -j iob L . ) 、 慧仁米、
沟子米 、 六谷子 、 菩提珠 。 为禾本科一年生植物。 茵米
既是药用作物又是粮食作物 。 据分析 , 含淀粉623 8% ,
蛋白质 17 . 5 7% , 脂肪5 . 8 5% , 灰粉 1 . 3% , 每 1009含维
生素B 、32 m g , 此外 , 还含有人体不可缺少的赖氨酸、 色
氮酸 、 酪氨酸和丙氨酸等氨基酸。 茵米具有营养 、 治病
和滋补多种功效 。 邵阳该米久负盛名 , 现常年种植面积
稳定在 10 0 亩左右 , 年产苗米 l XX〕t 。
百合为百合科多年生草本植物 , 以地下鳞茎为食。
传统中医认为百合具有润肺止咳、 清心安神 、 补中益
气 、 利尿 、 解毒的功效 。 现代医学认为 , 百合有升高外
周围血白细胞 、 提高淋巴细胞转化率和增加免疫功能的
特性 , 其所含的秋水仙碱有明显的抗癌作用 ”` 。 湖南邵
阳隆回县素有 “ 中国龙牙百合之乡” 的美称 , 是百合传
统产地 。 近年来种植面积已达 2 (X兀旧亩 , 总产 l以X刃 t , 产
值突破 .2 5亿元 。
微量元素硒是维持人体正常生命活动所必需的元素
之一 , 它能激发人体免疫球蛋白及抗体的产生 , 保护细
胞膜和染色体 , 以及保护核糖核酸等大分子生理活性物
质的结构和功能 , 具有提高机体免疫力 、 抗衰老及防癌
的作用 ! 2 , 。 我国有近3 / 4的地区缺硒 , 生物体内的硒都
来源于蔬菜、 水果等 , 但这些天然食物中硒含量普遍较
低 , 一般不足 .0 01 “ g / g , 很难满足中国营养学会 19 8 8
年推荐的成人硒日摄人量 5 0 林g的要求 l , , 。 研究结果表
明 , 缺硒会导致多种疾病的发生 , 人体的克山病、 大骨
节病、 癌症 、 心脑血管病 、 糖尿病、 机体免疫力减退等
40 余种疾病均与缺硒有关 4`] 。 无机硒毒性较高不能用于
食品中 , 因而通过微生物转化法开发含硒食品具有非常
重要的意义 。
本试验通过对乳酸菌进行富硒驯化后 , 用富硒乳酸
菌作发酵剂 , 以芭米百合为原料 , 研制富硒乳酸菌饮
料 , 旨在开发邵阳茵米 、 百合资源 , 把资源优势有效的
转化为经济优势 , 提高产品附加值 , 为人们提供一种绿
色 、 健康、 环保的富硒饮品。
材料与方法
材料与设备
1
.
1
.
1 实验材料 苗米 、 百合干 : 市场购买 ; 乳酸
菌 : 市售新鲜鲜乳中分离 ; 亚硒酸钠等化学试剂均为市
售分析纯商品 。
1
.
1
.
2 主要仪器设备 手摇式磨浆机 , 恒温培养箱 ,
高压灭菌锅 , 紫外可见分光光度计 , 分析天平 , 手持糖
度计 , 恒温鼓风干燥箱 , 无菌操作台等 。
1
.
1
.
3 培养基 `5] B C G牛乳培养基 , 脱脂乳培养基 。
1
.
2 方法
1
.
2
.
1 乳酸菌的分离、 培养及驯化
( l) 乳酸菌的分离 。
配制 B C G培养基一灭菌一冷却至45 ℃ 一倒平皿
土
取样一 1侧涪稀释一滴加平皿一培
养一鉴定一斜面接种一培养至生长完全一置冰箱冷藏备用
(2) 乳酸菌的培养 。 配制脱脂乳培养基 , 分装三
作者简介 : 李新社 ( 19 65 一 ) , 女 , 湖南邵阳人 , 副教授 , 主要从事应用微生物教学与研究工作 。
中 国 食 物 与 营 养
角瓶 , 灭菌后接种乳酸菌 , 于 4 0℃培养约48 h , 至菌细
胞数>l 07 / iln 。
(3) 乳酸菌驯化。 将苗米与百合以一定的比例与
脱脂乳培养基配合 , 接种一定量的乳酸菌于40 ℃下驯化
五代 , 每次驯化时间为48 h 。 混合液和脱脂乳的比例分
别为 : l : 9 、 3 : 7、 5 : 5 、 7 : 3 、 9 “ l 。 每次驯化时计
数乳酸菌的含量>l 03 个 / m l , 将驯化后的乳酸菌投人
茵米 、 百合混合液中进行扩大培养至乳酸菌的含量 >
10 7个 / 而以制得菌剂。 将该菌剂按10 %的接种量接种
在N灸S e 0 3浓度依次为 10 林g / lnI 、 15 林g / ilI 、 2 0 林g /
lnI
、
2 5 林g / lnI
、
3 0 林g / lnI 、 35 林g / ml
、
4 0 林g / ilI 的
脱脂乳培养基中 , 于 29 一 30 ℃下进行硒浓度梯度驯化
每代驯化时间为2 4 h , 对驯化液进行乳酸菌的含量及富
硒率检测 , 以确定富硒驯化效果 。
( 4 ) 乳酸菌计数 。 载玻片直接镜检计数法 6`] 。
1
.
2
.
2 硒含里的测定一 3 . 3 ’ 一氨基联苯胺比色法 【7]
硒含量标准曲线的绘制 : 硒标准溶液 : 准确称取
0
.
10 0 9硒 , 置于50 而小烧杯中 , 加入 l : 1盐酸 10m 〕,
加热溶解 , 冷却并转移至 l o iln 容量瓶中定容 。 此溶液
l m l含 l m g硒 , 用时可稀释成相当于 I iln 含 1林 g硒 。
标准溶液曲线绘制 : 准确吸取1 林g / iln 的硒标准溶
液.0 0 m l 、 .0 2 iln 、 .0 4 iln 、 .0 6 iln 、 .0 s iln 、 1 . o iln , 分别加
人分液漏斗中 , 加水至 35m l , 分别加入 5% E n T A 一ZN a
溶液 lml , 摇匀 , 并用 l : 1盐酸调节溶液pH至2 一 3 , 各
加.0 5% 3 , 3 ’ 一氨基联本胺 (D A B ) 溶液4m l , 摇匀 ,
置于暗处30 而 n , 再用 5% N a 0 H溶液调节至中性 , 加人
1Oiln 甲苯振摇2而 n , 静置分层 , 弃去水层。 甲苯层通过
棉花拴过滤于比色皿中 , 置于分光光度计4 20 n l n波长处
测定吸光度 , 绘制标准曲线 。
残留无机硒含量的测定: 装叨咧液体培养基于乃伍川
三角瓶中, 以10 %接种量接人习!!化过的富硒菌株 , 培养后
测定其富硒能力 。 取适当样品 , l o 00r / m in 高速离心
30m in
, 取 2 0n l l上清 , 加水至 351 , 加人Zm l s% E D T A -
NZ
a溶液 , 以下步骤同标准曲线。 根据样品测得的吸光
度 , 从标准曲线中查得相应的硒含量 , 则为无机硒含
量 。 有机硒含量等于总硒含量减去残留无机硒含量。
.
2
.
3 工艺流程
浸泡芭米
浸泡百合干口一预煮一” 浆一糖“ 一调节 p“ 一分 , 一“ ”
一冷却至 40℃左右一接种一发酵一过滤一调配一成品检测一包装
T
富硒乳酸菌~ 乳酸菌驯化~ 乳酸菌培养卜乳酸菌分离
1
.
2
.
4 工艺技术要点
( l) 浸泡。 在常温下 (25 ℃左右 ) , 芭米和百合
干分别用自来水浸泡Z l h和3 0 h至吸水完全 8`] 。
( 2 ) 预煮 。 将浸泡后的百合立即放人0 . 1%的柠檬
酸和0 . 1%的硫酸钠溶液中进行护色处理 , 然后放在沸水
中预煮5 一 1Ol in n , 使百合中的酶失去活性 , 百合晶亮透
明 , 立即冷却待用 `, , 。
( 3) 芭米百合糖化液的制备。 用手摇式磨浆机磨
浆 (料水比为5 : l) 。 磨浆后充分混匀调至固形物含
量 or %左右 , 在65 ℃ 下加人淀粉糖化酶 ( 10 0 k g原料 :
.0 2 一 .0 4 k g淀粉糖化酶 ) , 调节p H至 .4 2左右 , 恒温水浴
糖化 3一 h4 之后用手持糖度计测糖的浓度 , 以糖度达到
12 0B
x并且不再变化为准 。
(4 ) 发酵 。 将富硒乳酸菌按一定的接种量接种至
灭过菌的芭米百合液中 , 在4 0℃下发酵一定时间 !田 , 对
产品进行有机硒含量的检测 。
( 5 ) 产品的后处理 。 成品过滤后 , 进行适当的调
配 。
2 结果与分析
2
.
1 富硒驯化效果检测
每代驯化完成后 , 对驯化液进行乳酸菌的含量及富
硒率检测 , 以确定富硒驯化效果 , 结果见表1。
表 1 驯化效果检测结果
驯化4七数 驯化液硒浓度 ( “ g /喇 ) 乳酸菌数 (个 /浏 ) 富硒率 (% )
3 5
.
1%
50
.
9%
6 1
.
2%
7 2
.
3%
7 2
.
5%
7 3 0%
7 3
.
1%
呼办堆冷冲XX4 . 1
8 5
3
.
7
3
.
9
3
.
3
2
.
7 又
1
.
g x
10巧2534l,ù,J4ùf6I
李新社等 :茵米百合发酵型富硒乳酸菌饮料的研制
由表1 可知 , 随着驯化液硒浓度的提高 , 驯化代数
增加 , 乳酸菌数逐渐增加 , 当驯化液中 , 硒浓度达到25
林g / m l时 , 乳酸菌数达到最高。 硒浓度继续提高 , 乳
酸菌数不但没有增加 , 反而有减少现象。 是因为过高浓
度的硒对乳酸菌有抑制作用。 随着驯化代数的增加 , 驯
化液硒浓度的提高 , 乳酸菌的富硒率也随之提高 。 当驯
化到第四代时 , 富硒率达到72 . 3% , 以后随着驯化代数
增加 , 驯化液硒浓度的提高 , 富硒率虽有增加 , 但增幅
很小 。 因此 , 选择在硒浓度为25 林g / m l中驯化了四代
的乳酸菌 (含菌量 .3 9 x l沙个 / m l) 作为发酵菌种。
2
.
2 最佳工艺条件的确定
确定富硒乳酸菌接种量 、 芭米百合比例 、 发酵温
度 、 发酵时间为4个变量 , 进行四因素三水平 L g ( 3` ) 正
交试验 l ’ 0] (表2 ) , 通过对成品进行有机硒含量检测确
定最佳发酵条件 , 结果见表3 。
表 Z L , (3’ ) 正交试验设计
水平 A接种量 (% ) B改米百合比例 C发酵温度 ( ’ e ) O发醉时间 ( d)
234犯3640
表 3 正交试验结果及数据处理
试号 A (接种量 . % ) 日 (改米、 百合比例 ) C (发酵温度 , 。 c ) O (发酵时间 , d) 有机硒含最 ( “ g / m l)
1 1 1 1 1 9
.
8
ō、àō了J` Il今ù,J,ú,.月l,几, l,`气、,ù11,`2
2 13
.
6
2 12
.
9
l 4
l 3
K I 3 3
.
8 3 6
.
2 3 7
.
9 3 5 3
K Z 39
.
2 3 7
.
9 38
.
2 37
.
8
K 3 4 0
.
8 3 9 7 3 7 7 4 0
.
7
R I 11
.
3 1 2注 12石 . 1 1名
R Z 13
.
1 12
.
6 12
.
7 12
.
6
R 3 13
.
6 13
.
3 12
.
9 13
.
6
R 2
.
3 1
.
2 0
.
3 1名
由表3 R值看 , R^ > R>o 凡 > cR , 主次因素是>A D > B >
c ; 从 K值看 , 较优水平是人 B 3C 3D 3 , 即 : 富硒乳酸菌接
种量为6% , 茵米百合比例为 2 : 1 , 发酵温度40 ℃ , 发
酵时间为d4 。 在最佳水平组合条件下进行试验 , 成品有
机硒含量巧 . 2 林g / iln 。
2
.
3 产品质量与卫生标准
2
.
3
.
1 感官指标
色泽 : 黄白色 ;
气味: 具有发酵香 ;
口味 : 酸甜适中具有发酵特有的风味 ;
外观 : 原料由于未均质 , 产品有少许可见的颗粒状
内溶物。
2
.
3
.
2 理化指标
p4H 3
; 还原糖 (以葡萄糖计 ) : 3 . 0% 一 .4 0% ;
有机硒含量 : 14 . 8一 巧 · 2 雌 / 耐 。
2
.
3
.
3 卫生指标
大肠菌群MNP / l o m l 成 3个 ; 致病菌不得检出。
3 结论与分析
( l) 乳酸菌通过在含N 炙 eS q 的培养基中进行硒浓
度梯度驯化四代 (硒浓度为25 林g / 而 ) 后 , 乳酸菌的富
硒率达72 . 3% , 驯化液乳酸菌含量 .3 9 x l沙个 / iln 。
(2 ) 通过正交试验确定最佳工艺条件为 : 富硒乳酸
菌接种量为6% , 茵米百合比例为2 : 1 , 发酵温度40 ℃ ,
发酵时间为d4 。 在最佳水平组合条件下进行试验 , 成品
有机硒含量巧 . 2 林g / 耐 。
( 3 ) 乳酸菌驯化时如果对最佳工艺参数进行摸
索 , 成品有机硒含量会有所提高 。
中 国 食 物 与 营 养
(4) 发酵后的茵米 、 百合不但保留了各自的营养
成分 , 而且风味俱佳、 品质上乘 , 是一种老少皆宜的新
型发酵保健饮料 , 符合食品发展的潮流和方向。 尤其为
素有 “ 芭米之乡 ” 、 “ 中国龙牙百合之乡 ” 美誉的邵
阳 , 将资源优势转化为经济优势探索出了一条切实可行
的有效途径 。 也为人工补硒提供了一个重要的方法 , 为
开发有机硒食品提供了一个思路。 令
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1
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