枸杞是我国传统的药食同源性中药药材,性甘味平, 滋补肝肾、益精明目。枸杞原浆经乳酸菌发酵不仅会产 生丰富愉悦的风味而让消费者更易接受,同时乳酸发酵带 来的益生作用也提高了枸杞的药用保健价值,为枸杞类饮 品市场扩展了更大的开发空间。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
枸杞(市售宁夏中宁枸杞);植物乳杆菌 360(Lactobacillus plantarum),四川高福记生物科技有限公司;无 水葡萄糖(食品级原料),山东保龄宝生物股份有限公司; D- 无水葡萄糖(标准品),中国药品生物制品检定所;硫 酸、苯酚、95% 乙醇、NaCl、MRS 固体培养基成分等试剂, 均为分析纯。
1.2 仪器与设备
HM-928 料理机,广州黑马电器有限公司;电子天平, 梅特勒 - 托利多仪器(上海)有限公司;HH-4 水浴锅,常 州国华电器有限公司;TD5M 台式低速离心机,长沙湘智离 心机仪器有限公司;UV-1800 紫外 - 可见分光光度计, SHIMADZU CORPORATION;立式压力蒸汽灭菌器,上海申 安医疗器械厂;超净工作台,济南鑫贝西生物技术有限公司; 恒温生化培养箱,上海博讯实业有限公司医疗设备厂;320 pH Meter,METTLER TOLEDO 公司。
1.3 实验方法
1.3.1 发酵工艺
1.3.1.1 工艺流程
干枸杞→料液比 1:6 →浸提→打浆(添加 5% 葡萄糖) →灭菌(105℃、15min)→冷却、接种(万分之八)→发 酵(37℃、40h)→成品→去籽、调配饮料。
1.3.1.2 工艺要点
原料处理:挑取颗粒均匀、饱满的枸杞干果,用水冲洗 两次以去除表面的杂质、灰尘等。 浸泡:以料水比 1:6 的比例,用温水(40~50 ℃)浸泡 枸杞至变软。 打浆:将浸泡后的枸杞料液加入 5% 葡萄糖一起进行打 浆、破碎。 灭菌:在 105℃下灭菌 15min,灭菌时间不能过长,否 则会破坏枸杞的色泽。 冷却:采用自来水及时分段冷却。 接种:采用植物乳杆菌菌剂进行直投式接种,接种量为原浆重量的万分之八,将称好的菌剂溶于少量无菌水后投入 原浆中。 发酵:在 37℃下发酵 40h,定期取样。
1.3.2 pH 值测定
采用 pH 计进行测定,每隔 4h 取样。 1.3.3 多糖测定 采用苯酚 - 硫酸法进行测定,每隔 8h 取样。
1.3.3.1 对照品制备
葡萄糖(0.1mg/mL):准确称取无水葡萄糖标准品 25mg,溶解后置于250mL 容量瓶中定容。
1.3.3.2 标准曲线绘制
取标准溶液 0.2 、0.4 、0.6 、0.8 、1.0mL 至具塞试管, 分别加水定容至 2.0mL,然后加 1mL5% 苯酚溶液,摇匀后 加入 5mL 浓硫酸(H2SO4)摇匀,静置 10min。将具塞试 管放入水浴锅(40℃)保温 15min,迅速冷却至室温,放 置 20min 后在 490nm 下进行紫外吸光度的测定。
1.3.3.3 供试样品制备
取 50mL 发酵前后的原浆离心,取上清液 3mL,加 入 30mL95% 乙 醇, 醇 沉 20min 后 离 心,4000r/min 离 心 20min;弃去上清液,用 85% 乙醇进行洗涤,最后加水 定容至 25mL;取 200μL 样品测定吸光度。
1.3.3.4 样品多糖测定
取 200 μL 样品溶液至具塞试管,分别加水定容至 2.0mL,加 5% 苯 酚 溶 液 1mL, 摇 匀 后 加 入 浓 硫 酸 ( H2S O4)5mL 再次摇匀,静置 10min;将具塞试管放 入水浴锅(40℃)保温 15min,迅速冷却至室温,放置 20min;在 490nm 下进行紫外吸光度的测定。
1.3.4 活菌数测定
采用平板(MRS 固体培养基)稀释法,每隔 4h 取样。
1.3.4.1 样品处理
取发酵枸杞原浆 1mL,加入至 9mL 无菌生理盐水 中,稀释度为 10-1 样液,按此方法依次将枸杞原浆稀释到 10-6、10-7 样液备用。
1.3.4.2 乳酸菌计数
取 稀 释 度 为 10-6、10-7 发 酵 枸 杞 原 浆 1000μL 菌 液 涂 布 MRS 固体培养基上,然后置于 37℃恒温培养箱中培养 48h,并记录单菌落数,同时计算出活菌数。
2 结果与讨论
在整个发酵过程中,发酵原浆的整体 pH 值呈下 降趋势——起始 pH 值为 4.92,在 0~8h 之间下降不 明 显 ,8 ~ 1 6 h 之 间 下 降 幅 度 最 大 ,1 6 h 之 后 趋 于 平 缓 , 发酵终点时 pH 值达到 3.58。究其缘由,主要是因为 枸杞原浆中的植物乳杆菌利用自身的酶类物质、通过 EMP 途径降解了枸杞原浆中的碳水化合物(如葡萄 糖),进而发酵产生了大量有机酸(以乳酸为主), 增加了发酵原浆的酸度,降低了 pH 值。到终点时 pH 值得变化趋于平缓,主要是由于乳酸菌进入衰亡期, 产生的酸有所减少。植物乳杆菌的活菌数在发酵过程中的动态变化如,活菌数随发酵时间的增加先升高后降低,生长趋势 与束文秀等研究中乳酸菌的生长趋势一致。在 0~16h 植物乳杆菌的生长速度较快,呈现上升趋势;4h 之 前缓慢增长,在 12h 时接近达到了最高点,活菌数为 6.84×10 9 cfu/mL;12~28h 时生长平缓,处于稳定 期;28h 之后下降明显。究其缘由,主要是由于发酵 原浆中碳源等营养物质的减少和代谢产物尤其是酸的 产生影响了乳酸菌的生长。整个发酵过程中,活菌数 均处于 10 8 cfu/mL 以上,说明枸杞对植物乳杆菌的 生长有促进作用。
3 结论与讨论
考察了枸杞原浆在发酵过程中 pH 值、枸杞多糖 和活菌数的变化规律。结果表明,发酵过程中,pH 值和枸杞 图 2 枸杞原浆在发酵过程中的枸杞多糖变化 多糖呈现下降趋势,活菌数先上升后下降,最终 pH 值达到3.58、枸杞多糖含量达 1271.78mg/L、植物乳杆菌活菌数达 2.57×109 cfu/mL。如果将发酵好的枸杞原浆稀释 100 倍调配 成枸杞饮料,其活菌数仍可达到≥ 106 cfu/mL 的乳酸菌活菌 饮品标准。