劉蕓 曹宜 阮傳清
摘 要:乳酸菌發(fā)酵能保留荔枝原有風味,并賦予其全新儲存性能和營養(yǎng)價值。為拓展發(fā)酵劑資源,經(jīng)MC培養(yǎng)基分離,形態(tài)學觀察、生理生化特性和16s rDNA基因序列分析,從水開菲爾粒中分離出類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886(Lacticaseibacillus paracasei subsp.tolerans FJAT54886)和紅條液體乳桿菌FJAT54887(Liquorilactobacillus satsumensis FJAT54887)。這2株菌與適合于植物原料發(fā)酵的植物乳植物桿菌FJAT54898(Lactiplantibacillus plantarum FJAT54898) 和類干酪乳桿菌類干酪亞種FJAT54854(Lacticaseibacillus paracasei subsp.paracasei FJAT54854)進行荔枝汁發(fā)酵特性的對比分析。結(jié)果表明:植物乳植物桿菌FJAT54898、類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854的活菌數(shù)增殖速度及最終活菌數(shù)均顯著高于紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886(P<0.05),后兩者最終活菌數(shù)為7.36 Lg(cfu·mL-1)和7.02 Lg(cfu·mL-1)。類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT 54854和植物乳植物桿菌FJAT54898的pH顯著低于紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886(P<0.05),后兩者pH分別為3.75和4.33。類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854和植物乳植物桿菌FJAT54898的酸度也高于紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886,后兩者酸度分別為99.6ΟT和76.5ΟT。以上結(jié)果為荔枝汁發(fā)酵產(chǎn)品研發(fā)的菌株優(yōu)選提供參考。
關(guān)鍵詞:水開菲爾粒;菌種鑒定;類干酪乳酪桿菌堅韌亞種;紅條液體乳桿菌;荔枝汁;發(fā)酵
中圖分類號:TS 275? ?文獻標志碼:A? ?文章編號:0253-2301(2023)02-0013-09
DOI: 10.13651/j.cnki.fjnykj.2023.02.003
Abstract: The fermentation of lactic acid bacteria can retain the original flavor of litchi and endow it with new storage performance and nutritional value. In order to expand the fermentation agent resources, Lacticaseibacillus paracaseis subsp.tolerans FJAT54886 and Liquorilactobacillus satsumensis FJAT54887 were isolated from water kefir grains by the separation of MC culturing medium, morphological observation, physiological and biochemical characteristics and 16s rDNA gene sequence analysis. Then, the fermentation characteristics of litchi juice were compared and analyzed among these two strains and Lactiplantibacillus plantarum FJAT54898 and Lacticaseibacillus paracaseis subsp.paracasei FJAT54854 which were suitable for the fermentation of plant materials. The results showed that the proliferation rate and final viable counts of Lactobacillus planturum FJAT54898 and Lacticaseibacillus paracaseis subsp.paracasei FJAT54854 were significantly higher than those of Liquorilactobacillus satsumensis FJAT54887 and Lacticaseibacillus paracaseis subsp.tolerans FJAT54886 (P<0.05). The final viable counts of the latter two was 7.36 Lg(cfu·mL-1) and 7.02 Lg(cfu·mL-1), respectively. The pH value of Lacticaseibacillus paracaseis subsp. paracasei FJAT54854 and Lactobacillus planturum FJAT54898 was significantly lower than that of Liquorilactobacillus satsumensis FJAT54887 and Lacticaseibacillus paracaseis subsp.tolerans FJAT54886 (P<0.05). The pH value of the latter two were 3.75 and 4.33, respectively. The acidity concentration of Lacticaseibacillus paracaseis subsp.paracasei FJAT54854 and Lactiplantibacillus plantarum FJAT54898 was also higher than that of Liquorilactobacillus satsumensis FJAT54887 and Lacticaseibacillus paracaseis subsp.tolerans FJAT54886. The acidity concentration of the latter two was 99.6ΟT and 76.5ΟT, respectively. The above results provided reference for the selection of strains for the development of litchi juice fermented products.
Key words: Water kefir grains; Strain identification; Lacticaseibacillus paracaseis subsp.tolerans; Liquorilactobacillus satsumensis; Litchi juice; Fermentation
中國是全球最大的荔枝生產(chǎn)國,福建是中國荔枝第三大產(chǎn)區(qū),品種資源豐富。但荔枝是最不耐貯藏的果品之一,且生產(chǎn)地域集中、采摘期短,不利于荔枝產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。對荔枝鮮果進行深加工是解決其季節(jié)性滯銷和遠途運輸?shù)闹匾緩健D壳袄笾庸け壤龂乐夭蛔?,深加工技術(shù)研發(fā)相對滯后,對原料的消化十分有限[2-3]。荔枝汁含糖量較高,為161.4 g·L-1[4],乳酸菌發(fā)酵可將荔枝汁中的糖轉(zhuǎn)化為乳酸,并產(chǎn)生多種風味物質(zhì),在保留原有荔枝特有風味的同時,賦予其全新的儲存性能和營養(yǎng)價值[5-6]。挖掘優(yōu)良菌株,研究其發(fā)酵性能有助于提高荔枝發(fā)酵乳酸菌產(chǎn)品的營養(yǎng)價值、發(fā)酵風味、口感和組織狀態(tài)[7]。目前,針對發(fā)酵荔枝汁的乳酸菌菌株優(yōu)選研究較少。孫淑夷等[8]研究表明酵母和乳酸菌混合發(fā)酵有利于提高荔枝發(fā)酵液中SOD酶和淀粉酶的活性。胡珊等[9]發(fā)現(xiàn)荔枝內(nèi)生腸膜明串珠菌Leuconostoc mesenteroides在荔枝汁中生長良好,能降解發(fā)酵液中的果糖和葡萄糖。其余研究主要集中在荔枝汁乳酸菌發(fā)酵劑配方和生產(chǎn)工藝的探討[10-12]。
水開菲爾粒是乳酸菌來源之一,它是一種以乳桿菌為主的天然形成的復合菌系,菌相構(gòu)成復雜[13]。同為傳統(tǒng)發(fā)酵原種,目前研究較多的是牛奶開菲爾粒,它主要以乳品為發(fā)酵基質(zhì)。而水開菲爾粒傳統(tǒng)上被利用來發(fā)酵紅糖水或果汁制作飲料,它可成為健康的含糖蘇打飲料的替代品。目前有關(guān)水開菲爾粒的研究已有少量報道。梁新紅等[14]從水開菲爾粒中分離得到1株能產(chǎn)生抑菌物質(zhì)的植物乳桿菌Lactiplantibacillus plantarum,并對其產(chǎn)細菌素進行分析。高蕪超等[15]對水開菲爾粒中的細菌進行多樣性分析,并對分離得到的7株乳酸菌進行生理生化特征的研究。翟苗苗等[16]研究了水開菲爾粒發(fā)酵香蕉皮過程中成分的變化。通過研究水開菲爾粒來源的乳酸菌及其對荔枝汁的發(fā)酵性能,可為果汁的發(fā)酵加工拓展菌種資源,豐富果蔬發(fā)酵制品的種類和產(chǎn)品風味,為優(yōu)化發(fā)酵工藝提供更多選擇。
本研究從實驗室保藏的水開菲爾粒中分離乳酸菌,觀察菌株的形態(tài)特征、生理生化特征等生物學特性,結(jié)合菌株的16S rDNA序列分析,初步判斷其分類學地位,并以荔枝汁為主要發(fā)酵基質(zhì),將所分離到的乳酸菌與本實驗室前期篩選的適合于植物原料發(fā)酵的植物乳植物桿菌FJAT54898(Lactiplantibacillus plantarum FJAT54898)和類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854(Lacticaseibacillus paracasei subsp.paracasei FJAT54854)進行發(fā)酵特性的對比,為制備荔枝汁乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)品提供參考。
1 材料與方法
1.1 供試材料
1.1.1 供試樣品 供試水開菲爾粒由福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)生物資源研究所保藏。
1.1.2 供試菌株 植物乳植物桿菌FJAT54898(Lactiplantibacillus plantarum FJAT54898)和類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854(Lacticaseibacillus paracasei subsp.paracasei FJAT54854)由福建省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)生物資源研究所提供。
1.1.3 主要培養(yǎng)基及試劑 MRS肉湯培養(yǎng)基、MRS固體培養(yǎng)基、MC培養(yǎng)基(北京陸橋技術(shù)股份有限公司);太古紅糖(成都太古糖業(yè)有限公司);API 50 CH 碳水化合物試劑條、API 50CHL 液體培養(yǎng)基(美國BioMerieux公司);Biospin細菌基因組DNA提取試劑盒(上海捷瑞生物工程有限公司);PCR擴增試劑[生工生物工程(上海)股份有限公司];16S rDNA擴增引物正向引物:5′AGAGTTTGATCCTGGCTCAG3′,反向引物:5′GGTTACCTTGTTACGACTT3′(上海生物工程有限公司)。
1.1.4 儀器與設(shè)備 ZHJHC1209C超凈工作臺(上海智城分析儀器制造有限公司);Bluepard隔水式恒溫培養(yǎng)箱(上海一恒科技有限公司);聚合酶鏈式反應(polymerase chain reaction,PCR)擴增儀(德國耶拿分析儀器股份公司);Sartorius PB10 pH計(德國賽多利斯集團);JEOL掃描電子顯微鏡JSM6380Lv(日本電子株式會社)。
1.2 試驗方法
1.2.1 水開菲爾粒的活化 將25 g紅糖加入250 mL無菌水,充分搖勻溶解,經(jīng)121℃高壓滅菌15 min,冷卻至室溫。在無菌條件下,加入15 g水開菲爾菌粒,用無菌紗布包裹密封瓶口,30℃靜置培養(yǎng)24 h。如糖水略顯渾濁,不斷有小氣泡產(chǎn)生,則表示活化成功。用已滅菌的篩子過濾分離出活化的水開菲爾粒,加到新滅菌的糖水中繼續(xù)活化培養(yǎng)。循環(huán)3次后供分離使用。
1.2.2 菌株的分離和純化 在無菌操作條件下,稱取1.0 g水開菲爾粒于9 mL無菌水中,用玻棒搗碎并強力振蕩3~5 min,即成為10-1倍水開菲爾粒懸濁液,采用梯度稀釋法稀釋至濃度為10-6,取各個稀釋度的懸濁液各0.1 mL,平板涂布于MC培養(yǎng)基,置于37℃恒溫培養(yǎng)48 h后觀察菌落形態(tài)。從平板上挑選菌落特征不同且具有溶鈣圈的單菌落,經(jīng)反復劃線接種培養(yǎng),獲得純培養(yǎng)物,并編號保存。
1.2.3 菌株的形態(tài)學特征 觀察1.2.2中純化的菌株在MRS和MC培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)(色澤、大小、表面、邊緣、凸起),用掃描電鏡觀察該菌的顯微結(jié)構(gòu)并拍照。
1.2.4 菌株的生理生化鑒定 采用革蘭氏染色法,觀察菌株染色情況,并進行過氧化氫酶檢測。再對菌株采用API 50 CH碳水化合物試劑條進行生理生化測定,試驗按照試劑盒說明書操作。提取MRS液體培養(yǎng)基中的乳酸菌菌株,先制備相當于2個麥式濁度的菌懸液,然后將菌懸液加到試劑條上的50個微量生化管中,上層用無菌石蠟油封,37℃靜置培養(yǎng),于24、48 h各觀察1次結(jié)果,以48 h觀察到的結(jié)果作為最終結(jié)果。
1.2.5 菌株的分子鑒定 16S rDNA序列的PCR擴增:取1.2.2中純化的培養(yǎng)物,采用Biospin細菌基因組DNA提取試劑盒提取細菌基因組DNA,作為PCR擴增的模板,利用16S rDNA引物進行PCR擴增。PCR反應體系(25 μL):ddH2O18.7 μL、10×Taq Reaction Buffer 2.5 μL、10 mmol·L-1 dNTP 0.5 μL、引物各1 μL、Taq DNA Polymerase 0.3 μL、Temple 1 μL。PCR擴增程序:94℃預變性5 min,94℃變性30 s,55℃退火45 s,72℃延伸90 s,35個循環(huán),最后72℃延伸10 min。用1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測PCR擴增結(jié)果,用凝膠圖像分析系統(tǒng)觀察并保存。
PCR產(chǎn)物測序及序列對比分析:將擴增成功的PCR產(chǎn)物送交福州鉑尚生物技術(shù)有限公司測序。將測序結(jié)果通過網(wǎng)站GenBank(http://www.ncbi.nlm.nih.gov)進行序列比對分析,選擇相關(guān)的參考菌株序列,再經(jīng)Clustal X[17]對齊后,用軟件Mega 5.0[18]進行聚類分析 (方法為:NeighborJoining,Nucleotide:JukesCantor),構(gòu)建聚類樹[19-21]。
1.2.6 乳酸菌發(fā)酵荔枝汁的特性分析 將以上鑒定的菌株、植物乳植物桿菌FJAT54898和類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854進行荔枝汁發(fā)酵試驗。將不同菌株分別接入MRS液體培養(yǎng)基活化制作發(fā)酵種子,濃度調(diào)節(jié)至108 cfu·mL-1,以5%接菌量分別接種于新鮮荔枝汁,每瓶80 mL,于37℃恒溫培養(yǎng)箱中靜置發(fā)酵48 h,不同處理設(shè)3個重復,每12 h取樣檢驗。每瓶取荔枝汁發(fā)酵液1 mL,用無菌水梯度稀釋至10-7,取各個稀釋度的懸濁液各0.1 mL,分別均勻涂布于MC培養(yǎng)基的平板上,置于37℃恒溫培養(yǎng)72 h后統(tǒng)計乳酸菌活菌數(shù)。用pH計測定荔枝汁發(fā)酵液pH,參照GB 5009.239-2016《食品安全國家標準食品酸度的測定》測定酸度(ΟT)。
1.2.7 數(shù)據(jù)分析 在DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中[22],采用Tukey多重比較方差分析方法對不同處理的活菌數(shù)、pH和酸度進行比較。
2 結(jié)果與分析
2.1 水開菲爾粒中乳酸菌的形態(tài)學特征分析
2.1.1 菌落形態(tài)特征 從水開菲爾粒中分離得到2株不同菌落形態(tài)特征的菌株,分別命名為FJAT54886和FJAT54887。水開菲爾粒中FJAT54886的菌落數(shù)為5.5×105 CFU·g-1,F(xiàn)JAT54887的菌落數(shù)為2.1×108 CFU·g-1。FJAT54887在MRS培養(yǎng)基上菌落大小為0.7~1.1 mm,白色,近圓形,微隆起,表面光滑濕潤,邊緣整齊,有光澤(圖1),其在MC培養(yǎng)基上的菌落為0.7~1.2 mm,粉紅色,近圓形,半透明,表面光滑,微隆起,邊緣不齊,質(zhì)地呈凝膠狀(圖2)。FJAT54886在MRS和MC培養(yǎng)基上的菌落形態(tài)相似(圖3、4),菌落較FJAT54887大,為0.8~1.6 mm,近圓形,較FJAT54887更凸起,濕潤,邊緣整齊,有光澤,F(xiàn)JAT54886在MRS上為微黃色,在MC培養(yǎng)基上為淡粉色。
2.1.2 菌體細胞形態(tài) 掃描電鏡顯微形態(tài)觀察結(jié)果顯示:菌株FJAT54886的菌體為中長桿狀,呈鏈狀分布,相互纏繞,寬度約0.75 μm,無芽孢(圖5)。菌株FJAT54887的菌體細胞為圓端直桿狀或圓端彎曲桿狀,寬度約0.73 μm,成對或呈鏈狀分布,無芽孢(圖6)。
2.2 水開菲爾粒中乳酸菌的生理生化鑒定
菌株FJAT54886和FJAT54887革蘭氏染色反應呈陽性,過氧化氫酶反應呈陰性。再采用API 50CHL碳水化合物生理生化檢測2株菌,反應結(jié)果見表1,菌株FJAT54886與D核糖、D半乳糖、D葡萄糖、D果糖、D甘露糖、甘露醇、甲基αD葡萄糖苷、N乙酰葡萄糖胺、七葉靈、水楊苷、D纖維二糖、D麥芽糖、D蔗糖、D海藻糖、菊粉、D松三糖、D松二糖和D塔格糖反應呈陽性。菌株FJAT54887與D葡萄糖、D果糖、D甘露糖、L山梨糖、甘露醇、七葉靈、水楊苷、D蔗糖、D海藻糖反應呈陽性。其余沒列出的碳水化合物發(fā)酵試驗結(jié)果為陰性。利用API LAB Plus自動判讀系統(tǒng)鑒定菌株FJAT54886為類干酪乳酪桿菌Lacticaseibacillus paracasei,鑒定值為99.3%,而FJAT54887判讀系統(tǒng)未能匹配到鑒定值高于80%的菌株。
2.3 水開菲爾粒中乳酸菌菌株的分子鑒定
菌株FJAT54886和FJAT54887的16S rDNA序列經(jīng)同源性比對,利用NeighborJoin法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,并用Bootstrap method檢驗,檢驗次數(shù)設(shè)置為1000次(圖7)。由系統(tǒng)發(fā)育樹可知,F(xiàn)JAT54886與Lacticaseibacillus paracasei strain R094 (NR_025880)和Lacticaseibacillus paracasei strain ATCC 25302(NR_117987)處于同一節(jié)點,且Bootstrp method檢驗值為100%。因此,F(xiàn)JAT54886屬于乳酪桿菌屬Lacticaseibacillus,并與Lacticaseibacillus paracasei的3個菌株Lactobacillus paracasei subsp.tolerans strain JCM 1171(LC065035)、Lacticaseibacillus paracasei subsp.tolerans strain NBRC 15906 (NR 041054)和Lacticaseibacillus paracasei strain R094(NR 025880)處于系統(tǒng)發(fā)育樹中相同的最小分枝上,與Lactobacillus paracasei subsp.tolerans strain JCM 1171(LC065035)的16S rDNA序列相似性最高,為99.93%。故將菌株FJAT54886所屬的種鑒定為Lacticaseibacillus paracasei subsp.Tolerans(類干酪乳酪桿菌堅韌亞種)。
菌株FJAT54887與Liquorilactobacillus satsumensis的2個菌株 strain NRIC 0604 (NR_028658)和strain 7 (MW405857)在系統(tǒng)發(fā)育樹上均處于鄰近的小分枝上,16S rDNA序列相似性達99.44%。故將菌株FJAT54887鑒定為液體乳桿菌屬的Liquorilactobacillus satsumensis(紅條液體乳桿菌)。
2.4 水開菲爾粒中乳酸菌發(fā)酵荔枝汁的特性分析
2.4.1 不同乳酸菌發(fā)酵荔枝汁過程中活菌數(shù)量的變化 植物乳植物桿菌FJAT54898、類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT 54854、類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886和紅條液體乳桿菌FJAT54887在荔枝汁發(fā)酵液中活菌數(shù)的變化見圖8。接菌后12 h內(nèi),類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT 54854的增殖速度最快,顯著高于其他菌株(P<0.05),類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886最慢。發(fā)酵至24 h時,4株菌發(fā)酵液的活菌數(shù)差異顯著(P<0.05),植物乳植物桿菌FJAT54898活菌數(shù)迅速增長,超過其他菌株,高達9.22 Lg(cfu·mL-1),類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854、紅條液體乳桿菌FJAT54887次之,類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886的活菌數(shù)依然最少,為7.35 Lg(cfu·mL-1)。發(fā)酵至24~36 h,4株菌均進入穩(wěn)定期,保持少量增長或穩(wěn)定。發(fā)酵至48 h時,植物乳植物桿菌FJAT54898、類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854保持穩(wěn)定,紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886則進入衰亡期,活菌數(shù)明顯下降,這可能是由于隨著乳酸菌的數(shù)量增加,乳酸菌的次級代謝產(chǎn)物乳酸反過來抑制了這2株乳酸菌的繁殖。此時,4株菌荔枝汁發(fā)酵液中活菌數(shù)仍差異顯著(P<0.05),由高到低分別為:發(fā)酵植物乳植物桿菌FJAT54898、類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854、紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886,后2者最終活菌數(shù)為7.36 Lg(cfu·mL-1)和7.02 Lg(cfu·mL-1)。
2.4.2 不同乳酸菌發(fā)酵荔枝汁過程中的pH變化 植物乳植物桿菌FJAT54898、類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854、類干酪乳酪桿菌堅韌亞種
FJAT54886和紅條液體乳桿菌FJAT54887在荔枝汁發(fā)酵液中pH的變化見圖9。整個培養(yǎng)過程,4株菌荔枝汁發(fā)酵液的pH均隨發(fā)酵時間的延長有不同程度的降低,其中前24 h下降最快。發(fā)酵至24 h時,4株菌發(fā)酵液pH差異顯著(P<0.05),類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854發(fā)酵液pH最低,為3.67,類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886 pH最高,為4.43。隨后4株乳酸菌荔枝汁發(fā)酵液的pH下降速度均減緩。發(fā)酵至48 h時,4株菌發(fā)酵液的pH呈顯著差異(P<0.05),由低到高分別是:類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854為3.46、植物乳植物桿菌FJAT54898為3.63、紅條液體乳桿菌FJAT54887為3.75、類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886為4.33。
2.4.3 不同乳酸菌發(fā)酵荔枝汁過程中的酸度變化 植物乳植物桿菌FJAT54898、類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854、類干酪乳酪桿菌堅韌亞種
FJAT54886和紅條液體乳桿菌FJAT54887在荔枝汁發(fā)酵液中酸度的變化見圖10。與pH相反,隨著乳酸菌的增殖,4株菌的荔枝汁發(fā)酵液的酸度均隨發(fā)酵時間的延長有不同程度的升高。發(fā)酵12~36 h時,4種菌株荔枝汁發(fā)酵液的酸度上升幅度最大。接菌36 h后,類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886的酸度基本穩(wěn)定在71.2~76.5ΟT,其余3種菌株的荔枝汁發(fā)酵液的酸度仍保持上升狀態(tài),趨勢減緩。發(fā)酵至48 h時,類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854發(fā)酵液酸度最高,為140.3ΟT,植物乳植物桿菌FJAT54898和紅條液體乳桿菌FJAT54887次之,分別為109.7ΟT和99.6ΟT,類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886酸度最低,為76.5ΟT。
3 結(jié)論與討論
本研究從水開菲爾粒中分離出2株乳酸菌,經(jīng)菌株生物學特性、生理生化特性的研究,以及16S rDNA序列同源性和系統(tǒng)發(fā)育樹分析,菌株分別命名為Lacticaseibacillus paracasei subsp.Tolerans FJAT54886(類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886)和Liquorilactobacillus satsumensis FJAT54887 (紅條液體乳桿菌FJAT54887)。這與高蕪超等[15]的分離結(jié)果類似。高蕪超等[15]對水開菲爾粒的研究表明乳酸菌是其優(yōu)勢菌,并從中分離出4株發(fā)酵乳桿菌、1株類干酪乳酪桿菌、1株哈爾濱乳桿菌和1株紅條液體乳桿菌,并對這7株乳酸菌的形態(tài)特征及耐酸耐膽鹽特性進行了研究。
目前鮮見對類干酪乳酪桿菌堅韌亞種和紅條液體乳桿菌發(fā)酵特性的研究。本研究將這2株菌與本實驗室前期篩選的適合于植物原料發(fā)酵的植物乳植物桿菌FJAT54898、類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854分別接入新鮮荔枝汁中發(fā)酵48 h,進行發(fā)酵特性的對比。研究表明荔枝汁發(fā)酵液中,植物乳植物桿菌FJAT54898、類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854的活菌數(shù)增殖速度及最終活菌數(shù)均顯著高于紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886。乳酸菌的生長繁殖過程中利用糖類物質(zhì),產(chǎn)生大量乳酸,又引起了發(fā)酵液中pH值和酸度的相應變化[23],發(fā)酵過程中活菌數(shù)越高的荔枝汁發(fā)酵液pH下降最快,最終pH最低,而酸度上升最快,最終酸度最高。當發(fā)酵至48 h時,紅條液體乳桿菌FJAT54887的活菌數(shù)為7.36 Lg(cfu·mL-1),pH為3.75、酸度為99.6ΟT,類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886活菌數(shù)為7.02 Lg(cfu·mL-1),pH為4.33,酸度為76.5ΟT。篩選優(yōu)良菌種需要考察菌種的發(fā)酵速度、產(chǎn)酸能力以及產(chǎn)品最終的口感與風味[24]。雖然紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886在荔枝汁中的增殖能力,發(fā)酵速度和產(chǎn)酸能力弱于植物乳植物桿菌FJAT54898和類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854,但是酸度直接影響產(chǎn)品的風味和口感,是消費者對乳酸菌發(fā)酵飲品接受程度的一項重要指標[25-26]。一般的消費者感覺較適宜的乳酸菌飲料酸度為60~100ΟT[27],紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886荔枝汁酵液酸度適中,而植物乳植物桿菌FJAT54898和類干酪乳酪桿菌類干酪亞種FJAT54854荔枝汁發(fā)酵液的酸度分別為109.6ΟT和140.3ΟT,口感過酸,超出人們習慣接受的范圍。同時,研究中還發(fā)現(xiàn)類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886在發(fā)酵過程具有產(chǎn)氣活力,使飲品揮發(fā)更多荔枝香氣,這將在提升產(chǎn)品感官評價方面具有積極的意義。因此,所篩選的紅條液體乳桿菌FJAT54887和類干酪乳酪桿菌堅韌亞種FJAT54886作為果蔬類發(fā)酵微生物具有良好的應用前景,可為工業(yè)化開發(fā)的水開菲爾飲料提供實踐依據(jù)。
參考文獻:
[1]余蕾.正交試驗優(yōu)化荔枝乳酸菌飲料的配方[J].廣西輕工業(yè),2008(6): 3-4.
[2]移蘭麗,余元善,肖更生,等.荔枝果汁飲料和荔枝原汁揮發(fā)性成分分析[J].熱帶作物學報,2016,37(4):822-828.
[3]余愷,胡卓炎,余小林,等.荔枝果汁產(chǎn)品開發(fā)與市場策略分析[J].食品工業(yè)科技,2010,31(3):405-409.
[4]岳強,曾新安,于淑娟,等.新鮮荔枝汁營養(yǎng)成分分析[J].食品工業(yè)科技,2006,27(4):173-174.
[5]趙蓓,李鋒.發(fā)酵型復合果蔬乳飲料的制備工藝研究[J].食品安全導刊,2015(6):131-134.
[6]王磊,陳宇飛,劉長姣.發(fā)酵飲料的開發(fā)現(xiàn)狀及研究前景[J].食品工業(yè)科技,2015,36(10):379-382.
[7]劉蕓,劉波,朱育菁,等.黑豆酸奶發(fā)酵微生物鑒定與發(fā)酵特性研究[J].福建農(nóng)業(yè)學報,2011,26(3):450-456.
[8]孫淑夷,趙雷,周沫霖,等.菌種和底物因素對荔枝發(fā)酵液主要功效酶活性的影響[J].食品安全質(zhì)量檢測學報,2016,7 (6):2465-2472.
[9]胡珊,黃皓,梁衛(wèi)驅(qū),等.荔枝內(nèi)生乳酸菌的篩選、鑒定及發(fā)酵效果分析[J].南方農(nóng)業(yè)學報,2019,50(1):137-143.
[10]梁立堅,劉廷琨,劉偉,等.荔枝果汁及其果汁飲料的研制[J].飲料工業(yè),2004,7(4):32-35.
[11]白水寶,華英奇.荔枝果肉果汁飲料工藝研究[J].食品研究與開發(fā),2001,22(4):32-33.
[12]鄭欣,余元善,吳繼軍,等.不同乳酸菌在荔枝汁中的發(fā)酵特性研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學,2013(7):95-98.
[13]LAUREYS D,VUYST L D.Microbial species diversity,community dynamics,and metabolite kinetics of water Kefir fermentation[J].Appl Environ Microbiol,2014,80(8):2564-2572.
[14]梁新紅,冉軍艦,孫華迪,等.1株水開菲爾粒中植物乳桿菌的鑒定及產(chǎn)細菌素基因分析[J].食品科學,2018,39(18):145-151.
[15]高芫超,肖愛波,王成,等.水開菲爾和水開菲爾粒細菌多樣性分析及乳酸菌分離鑒定[J].糧油食品科技,2022,30(1):182-189.
[16]翟苗苗,歐陽信,李夢茹,等.水開菲爾粒發(fā)酵香蕉皮過程中成分變化研究[J].中國釀造,2018,37(7):51-54.
[17]THOMPSON J D,GIBSON T J,PLEWNIAK F,et al.The CLUSTAL_X windows interface:flexible strategies for multiple sequence alignement aided by quality analysis tools[J].Nucleic Acids Res,1997,25:4876-4882.
[18]TAMURA K,DUDLEY J,NEI M,et al.MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis (MEGA) software version 5.0[J].MolBiolEvol,2007,24 (24):1596-1599.
[19]JUKES T H,CANTOR C R.Evolution of protein molecules in mammalian protein metabolism[M].New York:Academic Press,1969,21-132.
[20]FELSENTEIN J.Confidence limits on phylogenies: an approach using the bootstrap[J].Evolution,1985,39(4):783-791.
[21]SAITOU N,NEI M.The neighborjoining method:a new method for reconstructing phylogenetic trees[J].MolBiolEvol,1987,4:406-425.
[22]唐啟義.DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)[M].北京:科學出版社,2016.
[23]劉蕓,劉波,劉欣,等.豆腐乳中乳酸菌的分離鑒定與發(fā)酵特性研究[J].食品安全檢測學報,2019,10(9):2664-2671.
[24]蔣立文,卜爾紅,侯艷梅.利用純種乳酸菌制作泡蘿卜的技術(shù)研究[J].中國釀造,2006(11):15-18.
[25]謝繼志,肖宏彬.酸奶中乳酸菌數(shù)及酸度的檢測與評價[J].中國乳品工業(yè),2002,30(1):22-25.
[26]許謙.保存溫度對酸奶品質(zhì)及活性乳酸菌含量的影響[J].微生物學雜志,2014,34(4):67-70.
[27]倪曉宇,王建紅.乳酸菌飲料在不同貯存溫度下乳酸菌和酸度的變化分析[J].中國乳業(yè),2014(6):51-53.
(責任編輯:柯文輝)