王昊宇,黃艷,李坤,朱傳合

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益生菌發(fā)酵山楂漿工藝優(yōu)化及品質(zhì)分析

王昊宇,黃艷,李坤,朱傳合*

山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)和工程學(xué)院, 山東 泰安 271018

本研究以活菌數(shù)及產(chǎn)酸量為指標(biāo)，研究耐酸馴化對(duì)植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌馴化影響及山楂漿乳酸發(fā)酵最佳工藝，并對(duì)發(fā)酵前后山楂漿品質(zhì)變化進(jìn)行研究。研究表明，植物乳桿菌（7.25 lg (cfu/mL)）、嗜酸乳桿菌（7.90 lg (cfu/mL)）及干酪乳桿菌（7.45 lg (cfu/mL)）經(jīng)馴化均可達(dá)到乳酸菌的馴化標(biāo)準(zhǔn)（≥7.00 lg (cfu/mL)）。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)以及響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)確定了山楂益生發(fā)酵的最佳發(fā)酵工藝：發(fā)酵時(shí)間為12 h，料水比為1:15，發(fā)酵溫度為37 ℃，接種量為12%，在此條件下，乳酸菌的產(chǎn)酸量為2.87 g/kg。乳酸發(fā)酵能夠降低氨基態(tài)氮、電導(dǎo)率顯著增加，還原糖含量、可溶性固形物、離心沉淀率及總色差減小。活性成分（游離態(tài)酚和黃酮、總酚和總酮）顯著增加。

山楂果膠; 工藝優(yōu)化; 品質(zhì)

山楂（Bunge）屬于薔薇科，多分布在北溫帶地區(qū)，至今已有1700余年的栽培歷史[1]。山楂是衛(wèi)生部批準(zhǔn)的藥食兩用水果，含有黃酮、有機(jī)酸、糖類(lèi)、維生素、果膠、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)成分，具有促進(jìn)消化、降壓、降脂、降糖、抗菌消炎、抗氧化等多種保健功效[2,3]。由于山楂鮮果口感酸澀，僅少部分用于鮮食。山楂加工產(chǎn)品山楂糖串、山楂罐頭、山楂蜜餞、山楂果醬和果丹皮等又因含糖量高導(dǎo)致其存在很大市場(chǎng)局限[4]。因此，亟需一種新型山楂加工技術(shù)。

發(fā)酵果蔬汁飲料是指飲料原料（水果或蔬菜）通過(guò)乳酸菌、酵母菌或其他允許使用的菌種發(fā)酵后調(diào)配而成,酒精含量在1%(體積分?jǐn)?shù))以下的飲料[5]。果蔬益生發(fā)酵不僅能提高提高果蔬汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、感官風(fēng)味及保藏性能，還具有人體調(diào)節(jié)腸道菌群平衡作用[6-9]。不同原料其所采用發(fā)酵菌種及發(fā)酵工藝不同。因此，本文山楂片加工殘次品為原料，研究山楂漿的發(fā)酵工藝、乳酸菌發(fā)酵對(duì)山楂漿品質(zhì)的影響，不僅可以為工業(yè)生產(chǎn)山楂漿發(fā)酵提供理論基礎(chǔ)，還可以充分利用山楂加工副產(chǎn)物。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料與培養(yǎng)基

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料山楂碎肉干:萊蕪萬(wàn)邦食品有限公司提供；乳酸菌（CICC 20265、CICC 20248和CICC 20241）：購(gòu)自中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心。

1.1.2 主要培養(yǎng)基MRS液體培養(yǎng)基：蛋白胨10.0 g、牛肉粉5.0 g、酵母粉4.0 g、葡萄糖20.0 g、吐溫80 l.0 mL、K2HPO4·7H2O 2.0 g、CH3COONa·3H2O 5.0 g、檸檬酸三銨2.0 g、MgSO4·7H2O 0.2 g、MnSO4·4H2O 0.05 g，pH 6.2。將上述成分加入到1000 mL蒸餾水中，加熱溶解，調(diào)節(jié)pH，分裝后121 ℃高壓滅菌15~20 min；MRS固體培養(yǎng)基:向MRS液體培養(yǎng)基中加1.5%瓊脂；改良MRS培養(yǎng)基：向MRS固體培養(yǎng)基中加入1%碳酸鈣；種子培養(yǎng)基：山楂：水=1:15（煮汁）。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC/MS- TQ8040），PB153-S分析天平，METTLER TOLEDO；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋，國(guó)華電器有限公司；TDZ5-WS臺(tái)式低速離心機(jī)，湘儀離心機(jī)儀器有限公司；N-1300旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海愛(ài)朗儀器有限公司；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；ALPHA 1-2 LD plus冷凍干燥機(jī)，德國(guó)CHRIST。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 山楂漿的制備用打漿機(jī)將山楂干按照料水比1:15的比例打漿10 min，將山楂漿分裝到250 mL的錐形瓶中，于高壓滅菌鍋中滅菌，121 ℃，20 min。

1.3.2 馴化培養(yǎng)基的制備將山楂漿與MRS液體培養(yǎng)基按體積比20:80，40:60，60:40，80:20，100:0混合，然后分裝到250 mL三角瓶中，依次標(biāo)記為1~5，于高壓蒸汽滅菌鍋中，121 ℃滅菌15 min。冷卻至42~45 ℃得到馴化培養(yǎng)基備用。

1.3.3 逐步馴化法馴化乳酸菌按照山楂漿比例由低到高的馴化培養(yǎng)基進(jìn)行菌株的傳代培養(yǎng)，使這三株乳酸菌逐步適應(yīng)山楂漿的培養(yǎng)條件。37 ℃條件下厭氧培養(yǎng)24 h。每代馴化次數(shù)大約在5~8次，直到能夠達(dá)到試驗(yàn)所要求的菌落總數(shù)≥107個(gè)/mL，則認(rèn)定菌種馴化成功[10]。記錄各馴化培養(yǎng)基的活菌數(shù)和pH，驗(yàn)證菌種是否馴化成功。

1.3.4 生長(zhǎng)曲線(xiàn)的測(cè)定采用劉麗娜等及酈金龍等報(bào)道方法進(jìn)行測(cè)定[11,12]。

1.3.5 山楂漿的發(fā)酵工藝研究

1.3.5.1 單因素實(shí)驗(yàn)乳酸菌CICC 20265、CICC 20248和CICC 20241按照1:1:1進(jìn)行復(fù)配，選取料水比1:13，1:14，1:15，1:16，1:17，1:18，發(fā)酵溫度20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃、36 ℃、40 ℃，接種量2%、4%、6%、8%、10%、12%。以活菌數(shù)、還原糖含量、產(chǎn)酸量為指標(biāo)，通過(guò)控制其他條件不變，改變其中一個(gè)因素的水平研究其對(duì)發(fā)酵山楂漿的影響。

1.3.5.2 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以料水比（A：1:14、1：15、1:16）、發(fā)酵溫度（B：32 ℃、36 ℃、40 ℃）、接種量（C：8%、10%、12%）為考察因素，根據(jù)Box-Behnken實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，采用三因素三水平的響應(yīng)面分析方法。

1.3.6 乳酸菌發(fā)酵對(duì)山楂漿的基本理化指標(biāo)的影響按照前面的發(fā)酵工藝優(yōu)化出的最佳發(fā)酵工藝進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵山楂漿前后基本理化指標(biāo)的測(cè)定。將發(fā)酵山楂漿的總酸、還原糖、可溶性固形物、氨基態(tài)氮、離心沉淀率、電導(dǎo)率和色度值與發(fā)酵前相比較。研究山楂漿發(fā)酵前后其基本理化指標(biāo)的變化。

1.4 分析方法

1.4.1 成分測(cè)定參考GB 4789.35-2016食品微生物實(shí)驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)；參考GB5009.7-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測(cè)定；采用GB/T 12456-20008 pH電位法（以乳酸計(jì)）測(cè)定總酸含量；可溶性固形物使用LH-T90型折光儀測(cè)定樣品的可溶性固形物含量，參考GB/T 12143-2008的方法進(jìn)行測(cè)定；氨基態(tài)氮的測(cè)定參考GB/T 12143-2008中果蔬汁飲料中氨基態(tài)氮的測(cè)定方法（甲醛值法）；通過(guò)DDS-IIA型電導(dǎo)率儀測(cè)量樣品的電導(dǎo)率。

1.4.2 離心沉淀率離心沉降速率的測(cè)量根據(jù)吳等人描述的方法進(jìn)行[13]。稍作修改。稱(chēng)量約40 g的樣品并以3336×g離心15 min，然后棄去上清液并稱(chēng)重。計(jì)算方法如下：

（%）=/"×100 %；式中：：樣品的離心沉淀率（%）；：離心樣品后沉淀物的質(zhì)量（g）；：離心樣品前的質(zhì)量（g）。

1.4.3 色度值用DC-P3全自動(dòng)測(cè)色色差計(jì)測(cè)定樣品的色度值（L*、a*、b*和?E）。其中，L*表示黑白，也有說(shuō)亮暗，+表示偏白，-表示偏暗；a*表示紅綠，+表示偏紅，-表示偏綠；b*表示黃藍(lán)，+表示偏黃，-表示偏藍(lán)；△E為總色差，△E數(shù)值越大，說(shuō)明色差越大。

1.4.4 游離態(tài)酚類(lèi)物質(zhì)的提取參考Paiva方法[14]，并略加修改，進(jìn)行游離態(tài)酚類(lèi)物質(zhì)的提取。將10 g樣品置于100 mL離心管中，加入10 mL 80%冷凍丙酮溶液，在500 W超聲波冷水浴中超聲處理60 min。然后以5000 r/min離心10 min，取出上清液。殘余物再按照上述方法提取一次，兩次的上清液合并、過(guò)濾，在45 ℃下蒸干，用超純水定容至50 mL。提取樣品于-20 ℃條件下保存。

1.4.5 結(jié)合態(tài)酚類(lèi)物質(zhì)的提取將1.4.4中殘留的沉淀物加入40 mL的4 mol/L NaOH溶液中，充入氮?dú)猓芊庹駝?dòng)反應(yīng)3 h，加入6 mol/L HCl溶液調(diào)節(jié)pH值至1，通過(guò)抽濾除去殘留物。濾液用2倍體積的乙酸乙酯萃取5次，在45 ℃下蒸干，殘?jiān)贸兯芙猓ㄈ葜?0 mL，并將提取物置于-20 ℃冰箱中儲(chǔ)存?zhèn)溆谩?/p>

1.4.6 總酚類(lèi)物質(zhì)含量采用Folin-Ciocalteu比色法測(cè)定總酚含量[15]。建立標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得回歸方程（），=8.8631-0.0018，2=0.9997。

樣品測(cè)定：準(zhǔn)確量取1 mL樣品提取稀釋液，按照上述標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的測(cè)定步驟測(cè)定樣品的吸光值，并利用標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算樣品的總酚含量。樣品的總酚含量以mg GAE/100 g FW表示。

1.4.7 總黃酮含量的測(cè)定采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法測(cè)定黃酮含量[16]。建立蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，得回歸方程（），=12.741-0.0059，2=0.999。

樣品測(cè)定：準(zhǔn)確吸取1 mL樣品提取液，按照硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法測(cè)定樣品的吸光值，并利用標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算樣品的總黃酮含量。樣品的總黃酮含量以mg RE/100 g FW表示。

1.5 數(shù)據(jù)分析

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用Excel 2010、SPSS 21.0和Origin 8.0進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析，并結(jié)合方差分析進(jìn)行總體比較，每個(gè)實(shí)驗(yàn)均做3次平行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌的馴化

2.1.1菌株馴化對(duì)活菌數(shù)的影響馴化后的培養(yǎng)基，分別培養(yǎng)3種乳酸菌，測(cè)定不同山楂漿濃度梯度的馴化培養(yǎng)基中3種乳酸菌的活菌數(shù)（圖1）。

乳酸菌的活菌數(shù)可以直接反應(yīng)馴化的成功與否。一般認(rèn)為經(jīng)過(guò)馴化后，乳酸菌的活菌數(shù)在達(dá)到7.00 lg (cfu/mL)以上時(shí)，便可認(rèn)為馴化成功[10]。圖1顯示了嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌和干酪乳桿菌在馴化前后活菌數(shù)的變化。在山楂漿含量為100%的培養(yǎng)基里，嗜酸乳桿菌在純山楂漿里的活菌數(shù)僅為4.97 lg (cfu/mL)、植物乳桿菌的活菌數(shù)為4.77 lg (cfu/mL)、干酪乳桿菌僅為4.79 lg (cfu/mL)。經(jīng)逐步馴化后，嗜酸乳桿菌在純山楂漿里的活菌數(shù)可達(dá)到7.90 lg (cfu/mL)、植物乳桿菌的活菌數(shù)為7.25 lg (cfu/mL)、干酪乳桿菌的活菌數(shù)為7.45 lg (cfu/mL)。均已達(dá)到了乳酸菌的馴化標(biāo)準(zhǔn)（≥7.00 lg (cfu/mL)）。

圖 1 菌株馴化對(duì)活菌數(shù)的影響

圖 2 菌株馴化對(duì)pH的影響

2.1.2 菌株馴化對(duì)pH的影響由圖2可知，隨著山楂漿比例的增加，馴化前和馴化后的pH值都逐漸降低，且馴化后的馴化培養(yǎng)基的pH比馴化前的pH要低。在山楂漿含量為100%的培養(yǎng)基里，嗜酸乳桿菌在馴化后的pH為2.74，相比馴化前的pH降低了6.78%、植物乳桿菌在馴化后的pH為2.82，相比馴化前的pH降低了6%、干酪乳桿菌在馴化后的pH為2.79，相比馴化前的pH降低了4.78 %。由此可見(jiàn)，說(shuō)明三種乳酸菌在純山楂漿中的生存活力增強(qiáng)，可以很好的適應(yīng)山楂漿的酸性環(huán)境。

2.1.3 菌株馴化后的生長(zhǎng)曲線(xiàn)測(cè)定乳酸菌的生長(zhǎng)曲線(xiàn)，可以了解到乳酸菌在基質(zhì)中的生長(zhǎng)狀況。生長(zhǎng)曲線(xiàn)一般包括延滯期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和衰退期四個(gè)時(shí)期。通常根據(jù)在某時(shí)刻下乳酸菌活菌數(shù)達(dá)到最大值，選擇乳酸菌的培養(yǎng)時(shí)間[6]。

圖3顯示了馴化成功的三種乳酸菌的生長(zhǎng)曲線(xiàn)。由圖3可以看出，三種菌均有一定的延滯期，這是因?yàn)槿樗峋谵D(zhuǎn)移到新的環(huán)境中，會(huì)有短暫的適應(yīng)階段[17]。適應(yīng)新的生長(zhǎng)基質(zhì)后就進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。嗜酸乳桿菌在培養(yǎng)18 h后，OD值達(dá)到最大，植物乳桿菌在培養(yǎng)22 h后，OD值達(dá)到最大，干酪乳桿菌在培養(yǎng)14 h后，OD值達(dá)到最大。說(shuō)明此時(shí)培養(yǎng)液中菌數(shù)最多。后期OD值緩慢降低，說(shuō)明菌數(shù)開(kāi)始減少。

2.2 山楂漿混菌發(fā)酵的工藝研究

2.2.1 發(fā)酵曲線(xiàn)實(shí)驗(yàn)發(fā)酵曲線(xiàn)的測(cè)定，可以確定發(fā)酵的時(shí)間。通常以在某一時(shí)刻時(shí)，活菌數(shù)達(dá)到最大值，作為最佳發(fā)酵時(shí)間。由圖4可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，山楂漿中的乳酸菌的活菌數(shù)逐漸增加，在發(fā)酵12 h時(shí)，乳酸菌活菌數(shù)達(dá)到最大，之后逐漸下降。因此，確定最佳發(fā)酵時(shí)間為12 h。

圖 3 菌株馴化后的生長(zhǎng)曲線(xiàn)

圖 4 發(fā)酵曲線(xiàn)

2.2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.2.1 料水比對(duì)山楂乳酸菌發(fā)酵的影響固定接種量10%、發(fā)酵溫度36 ℃，以活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量為指標(biāo)，不同料水比（1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18）對(duì)山楂益生發(fā)酵的影響(圖5)。

由圖5可知，料水比對(duì)發(fā)酵山楂漿中活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量均有顯著的影響（＜0.05）。隨著料水比的增大，活菌數(shù)和產(chǎn)酸量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，而還原糖含量則呈現(xiàn)先減小就增大的趨勢(shì)。當(dāng)料水比較低時(shí)，山楂漿中的活菌數(shù)生長(zhǎng)緩慢、產(chǎn)酸量較低，還原糖的含量仍較高。料水比為1:15時(shí)，山楂漿中的乳酸菌活菌數(shù)最多，產(chǎn)酸量最多，還原糖含量達(dá)到最低。

2.2.2.2 溫度對(duì)山楂乳酸菌發(fā)酵的影響固定料水比1:15，接種量10%,，以活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量為指標(biāo)，不同料水比（20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃、36 ℃、40 ℃）對(duì)山楂益生發(fā)酵的影響(圖6)。

圖 5 料水比對(duì)活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量的影響

圖 6 溫度對(duì)活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量的影響

由圖6可以看出，不同的發(fā)酵溫度下，乳酸菌活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量不同。隨著發(fā)酵溫度的升高，活菌數(shù)、產(chǎn)酸量先增大后減少，而還原糖含量則先減小后增大。在發(fā)酵溫度為36 ℃時(shí)，山楂漿中的活菌數(shù)、產(chǎn)酸量達(dá)到最高，還原糖含量最低。故暫定發(fā)酵溫度為36 ℃。

2.2.2.3 接種量對(duì)山楂乳酸菌發(fā)酵的影響固定料水比1:15，溫度36 ℃，以活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量為指標(biāo)，研究不同接種量（2%、4%、6%、8%、10%、12%）對(duì)山楂益生發(fā)酵的影響（圖7）。

圖 7 接種量對(duì)活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量的影響

由圖7所示，隨著乳酸菌接種量的增加，使得乳酸菌活菌基數(shù)增加，導(dǎo)致乳酸菌快速增加，產(chǎn)酸量增加，還原糖含量降低。但是，在乳酸菌接種量為10%和12%時(shí)，乳酸菌活菌數(shù)、產(chǎn)酸量和還原糖含量無(wú)明顯差異（＞0.05）。接種量太低，導(dǎo)致發(fā)酵緩慢，延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，且容易染菌；接種量太高，不僅增加成本，而且容易導(dǎo)致菌體自溶，影響產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)和口感。所以，綜合考慮，暫定接種量為10%。

2.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)（BB實(shí)驗(yàn)）利用Design-Expert 8對(duì)表1中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行二次線(xiàn)性回歸擬合，得到的數(shù)學(xué)模型為：=2.44-3.750-003+0.2-0.6+0.075+7.500-003+0.1-0.422-0.682-0.22對(duì)模型進(jìn)行二次線(xiàn)性回歸擬合。

表1 BB試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

2.2.3.1 回歸模型分析用Design-Expert8.0 軟件對(duì)表1中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸模型分析，其分析結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知，模型為極顯著（＜0.01），因變量與自變量之間的線(xiàn)性關(guān)系顯著(2=0.9945)，模型調(diào)整確定系數(shù)2Adj=0.9874，說(shuō)明該模型能解釋98.74%響應(yīng)值的變化，擬合程度較好，失擬項(xiàng)不顯著(＞0.05)，表明該模型與實(shí)際情況的擬合程度較高，試驗(yàn)誤差較小，可以用該模型預(yù)測(cè)和分析產(chǎn)酸量。而較低的C.V值（3.88）說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的可靠性及精確性。一次項(xiàng)、及二次項(xiàng)2、2、2對(duì)響應(yīng)值的影響是極顯著的，交互項(xiàng)對(duì)響應(yīng)值的影響是顯著的。而一次項(xiàng)和交互項(xiàng)、對(duì)響應(yīng)值的影響不顯著。

表2 回歸模型的方差分析

2=99.45%，C.V. =3.88。**為差異極顯著（＜0.01）；*為差異顯著（＜0.05）。

2.2.3.2 響應(yīng)面曲面分析由圖8可以看出，從曲面圖可以看出，曲線(xiàn)圖坡度最大，表明發(fā)酵溫度和接種量對(duì)乳酸菌產(chǎn)酸量的影響最大。從等高線(xiàn)圖可以看出，發(fā)酵溫度（）與接種量（）更接近橢圓形，說(shuō)明之間的交互作用更顯著。其次為料水比（）和發(fā)酵溫度（）對(duì)乳酸菌的產(chǎn)酸量的影響較大，之間的交互作用較顯著。

圖 8 三因素相互影響的響應(yīng)面

2.2.3.3 最佳工藝參數(shù)和驗(yàn)證試驗(yàn)使用 design expert 8.0.6 軟件的 Box-Behnken 中心設(shè)計(jì)方案對(duì)產(chǎn)酸量進(jìn)行最大值優(yōu)化，得到山楂漿的最佳發(fā)酵工藝經(jīng)調(diào)整后為：料水比1:15，發(fā)酵溫度37 ℃，接種量12%。驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)產(chǎn)酸量平均值為2.87 g/kg，與理論預(yù)測(cè)值基本接近（>0.05）。說(shuō)明響應(yīng)面優(yōu)化得到的乳酸菌發(fā)酵條件具有一定的可行性。

2.3 乳酸菌發(fā)酵對(duì)山楂漿的品質(zhì)的影響

表3 乳酸菌發(fā)酵對(duì)山楂漿的主要理化指標(biāo)的影響

*每列中字母相同者表示差異未達(dá)顯著水平(>0.05)，字母不同者表示差異達(dá)顯著水平(<0.05)。

*showed that the differences were not significant level at>0.05 when the same letters were noted in a row, there was a significant level in different letters.

乳酸菌發(fā)酵前后山楂漿的基本理化指標(biāo)會(huì)有所變化，總酸、還原糖含量、可溶性固形物、氨基態(tài)氮和電導(dǎo)率反映了山楂漿中乳酸菌的代謝能力以及山楂漿的品質(zhì)，而山楂乳酸菌發(fā)酵前后的離心沉淀率和色澤的變化，直接影響山楂漿的品質(zhì)。乳酸菌發(fā)酵對(duì)山楂漿的抗氧化能力及生物活性物質(zhì)的影響乳酸菌在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多種酶，能使糖苷鍵和酯鍵等與酚酸發(fā)生分解和酸化，從而將結(jié)合的酚釋放成游離酚，而游離酚的抗氧化活性要比結(jié)合酚的抗氧化活性要高[18]。由表3可知，經(jīng)過(guò)乳酸菌的發(fā)酵，山楂漿中的總酸含量顯著升高（＜0.05），增加了30.60%，還原糖含量和可溶性固形物含量顯著降低（＜0.05），分別降低了10.16%和47.58%。發(fā)酵后，山楂漿中的氨基態(tài)氮含量顯著升高（＜0.05）。發(fā)酵后，離心沉降率顯著下降（＜0.05），表明山楂漿的穩(wěn)定性增加。發(fā)酵前電導(dǎo)率也顯著增加（＜0.05）。色澤是影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品接受性最重要的因素之一。發(fā)酵山楂漿的L*值較發(fā)酵前山楂漿增大，a*值和b*值較發(fā)酵前山楂漿減小，表明山楂漿發(fā)酵后偏向亮黃色。而且?E較發(fā)酵前減小，說(shuō)明經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后，山楂漿的總色差減小。經(jīng)過(guò)乳酸菌混菌發(fā)酵后，游離態(tài)酚和黃酮含量顯著增加（＜0.05），分別增加了34.14%和53.15%。結(jié)合態(tài)酚和黃酮含量則顯著下降（＜0.05），分別降低了26.68%和38%。

3 結(jié) 論

通過(guò)耐酸逐步馴化，植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌及干酪乳桿菌進(jìn)行馴化均可達(dá)到乳酸菌的馴化標(biāo)準(zhǔn)（≥7.00 lg (cfu/mL)）。在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)表明發(fā)酵溫度和接種量對(duì)乳酸菌產(chǎn)酸量的影響顯著，且存在顯著的交互作用。山楂益生發(fā)酵的最佳發(fā)酵工藝：發(fā)酵時(shí)間為12 h，料水比為1:15，發(fā)酵溫度為37 ℃，接種量為12%。驗(yàn)證試驗(yàn)表明乳酸菌的產(chǎn)酸量為2.87 g/kg。與理論預(yù)測(cè)值基本接近。說(shuō)明響應(yīng)面優(yōu)化得到的乳酸菌發(fā)酵條件具有一定的可行性。乳酸發(fā)酵能夠降低氨基態(tài)氮、電導(dǎo)率顯著增加，還原糖含量、可溶性固形物、離心沉淀率及總色差減小?；钚猿煞郑ㄓ坞x態(tài)酚和黃酮、總酚和總酮）顯著增加。

[1] Guo QB, Du JH, Jiang Y,Pectic polysaccharides from hawthorn: Physicochemical and partial structural characterization[J]. Food Hydrocolloids, 2019,90:146-153

[2] 劉鯤,劉娜,張玉珂.山楂免疫和保健作用研究[J].光明中醫(yī),2017,32(18):2727-2730

[3] Wu JQ, Peng W, Qin RX,Crataegus pinnatifida: chemical constituents, pharmacology, and potential applications[J]. Molecules (Basel, Switzerland), 2014,19(2):1685-1712

[4] 寧苓.淺談山楂發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].新農(nóng)業(yè),2018(11):30-32

[5] 王磊,陳宇飛,劉長(zhǎng)姣.發(fā)酵飲料的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀及研究前景[J].食品工業(yè)科技,2015,36(10):379-382

[6] 楊華.山楂酒糟益生發(fā)酵飲料加工工藝研究[D].泰安:山東農(nóng)業(yè)大學(xué),2017

[7] 李印.乳酸菌發(fā)酵果蔬汁在加工和貯藏過(guò)程中的品質(zhì)變化與控制[D].廣州:華南理工大學(xué),2017

[8] Mu?oz R, de Las Rivas B, López De Felipe F,. Chapter 4 - Biotransformation of Phenolics byin Fermented Foods[J/OL].Fermented Foods in Health and Disease Prevention, 2017,63-83. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-802309-9.00004-2

[9] Lu YY, Putra SD, Liu SQ. A novel non-dairy beverage from durian pulp fermented with selected probiotics and yeast [J]. International Journal of Food Microbiology, 2018,265:1-8

[10] 張宏志,馬艷弘,李亞輝,等.菊芋乳酸菌飲料生產(chǎn)工藝及穩(wěn)定性研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(12):291-294

[11] 劉麗娜,李順?lè)?田廣瑞,等.產(chǎn)GABA乳酸菌菌種篩選及其谷氨酸脫羧酶的酶學(xué)性質(zhì)研究[J].食品科技,2018,43(6):8-12

[12] 酈金龍,師雨夢(mèng),滕超,等.老面中乳酸菌產(chǎn)酸性能優(yōu)化及對(duì)饅頭品質(zhì)的影響[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào),2018,18(5):106-114

[13] 吳夢(mèng)瑤,邢玉梅,張連城,等.甘草沙棘功能性復(fù)合飲料的研制[J].飲料工業(yè),2017,20(5):21-24

[14] Paiva FF, Vanier NL, Berrios JDJ,. Physicochemical and nutritional properties of pigmented rice subjected to different degrees of milling[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2014,35(1):10-17

[15] 李厚培.多菌協(xié)酵山楂酒的工藝研究[D].濟(jì)南:齊魯工業(yè)大學(xué),2015

[16] Hani NM, Torkamani AE, Zainul AS,. The effects of ultrasound assisted extraction on antioxidative activity of polyphenolics obtained from Momordica charantia fruit using response surface approach[J]. Food Bioscience, 2017,17:7-16

[17] 楊琳琳.益生菌發(fā)酵玫瑰花飲料的研究[D].濟(jì)南:山東師范大學(xué),2018

[18] 賴(lài)婷,劉磊,張名位,等.不同乳酸菌發(fā)酵對(duì)桂圓肉中酚類(lèi)物質(zhì)及抗氧化活性的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,49(10):1979-1989

Process Optimization of Hawthorn Pulp Fermented by Probiotics and Quality Analysis

WANG Hao-yu, HUANG Yan, LI Kun, ZHU Chuan-he*

271018,

In the paper, Domestication of,andand the optimal lactic acid fermentation technology of hawthorn pulp were investigated based the colony forming unit and theacid yield. The results indicated(7.25 lg (cfu/mL)),(7.90 lg (cfu/mL)) and(7.45 lg (cfu/mL)) could all achieve to the acclimation standard of lactic acid bacteria (≥7.00 lg (cfu/mL)). The optimal fermentation process of fermented hawthornpulp was determined by single factor experiment and Response surface experiment: fermentation time was 12 h, material-water ratio was 1:15, fermentation temperature was 37 ℃, inoculum volume was 12 %. The acid production of lactic acid bacteria was 2.87 g/kg. The total acid, amino nitrogen, conductivity and active ingredients (free phenol and flavonoids, total phenols and total ketones) in the hawthorn pulp after fermentation increased significantly, and the reducing sugar content, soluble solids and centrifugal sedimentation rate decreased significantly.

Hawthorn pectin; process optimization; quality

TS255.4

A

1000-2324(2019)03-0409-07

10.3969/j.issn.1000-2324.2019.03.011

2019-03-23

2019-04-25

山東省2017年度農(nóng)業(yè)重大應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目;山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(GG201703080015);山東省“雙一流”獎(jiǎng)補(bǔ)資金資助(SYT2017XTTD04);泰安市大學(xué)生科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃

王昊宇(1997-),男,在校本科生,專(zhuān)業(yè)方向:食品質(zhì)量與安全(中英). E-mail:1260193690@qq.com

Author for correspondence. E-mail:chhzhu@sdau.edu.cn