α-乳白蛋白酶解物-鈣絡合物對酸乳發酵特性的影響

劉澤朋，王欣璐，王婷婷，祝緣，毛學英(中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083)

α-乳白蛋白酶解物-鈣絡合物對酸乳發酵特性的影響

劉澤朋，王欣璐，王婷婷，祝緣，毛學英
(中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083)

本文旨在探究α-乳白蛋白酶解物-鈣絡合物（α-LAH-Ca）對酸乳發酵特性的影響。研究不同添加量的α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中的滴定酸度、pH值、保加利亞乳桿菌數和嗜熱鏈球菌數的影響。結果表明，α-LAH-Ca的添加可以增加酸乳發酵過程中的滴定酸度值，降低pH值；促進發酵過程中嗜熱鏈球菌的生長，對保加利亞乳桿菌的生長無明顯作用。

α-乳白蛋白酶解物-鈣絡合物；酸乳；發酵特性

目前，缺鈣是人類全球性的營養問題，除遺傳因素外，后天的原因主要有日常鈣攝入量不足、鈣的生物利用率低等[1]。鈣制劑的發展經歷了無機鈣鹽、有機鈣鹽、氨基酸螯合鈣和小肽螯合鈣四代[2]。無機鈣鹽和有機鈣鹽由于難吸收、毒副作用大的缺點已被逐漸淘汰。蛋白質酶解為多肽后，分子量大大減小，溶解度提高，且動物體內存在著獨立的小肽轉運系統，可使其吸收完全且速度較快，因此多肽鈣是一種理想的鈣制劑[3,4]。

乳清蛋白被營養學界譽為“蛋白質之王”[5]，易于被人體消化吸收，效價比高[6]。此外，乳清蛋白中含有多種生物活性肽序列[7]，其酶解物作為具有生物活性和營養功能的物質已被廣泛應用于食品中[8]。乳清蛋白中的α-乳白蛋白（α-LA）為乳清蛋白中唯一能與鈣離子結合的蛋白質，具有很強的鈣離子結合位點[9]。本實驗室前期研究了α-LA 酶解產物與鈣結合能力，發現酶解后乳清蛋白的鈣結合能力大大增加，所得的α-乳白蛋白酶解物-鈣絡合物（α-LAH-Ca）具有良好的溶解性和生物利用率。研究中同時確定了制備α-LAH-Ca的最佳條件。

據文獻報道，多肽能夠促進酸乳發酵產酸，縮短發酵時間，但可能對酸乳凝膠結構的形成造成一定影響[10]。α-LAH-Ca作為蛋白酶解產物與鈣的絡合物，既能促進酸乳發酵，又能夠起到鈣營養強化的作用。因此，在酸乳制備過程中加入α-LAH-Ca，分析α-LAH-Ca對酸乳發酵特性的影響，可為α-LAH-Ca在酸乳生產中的應用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

脫脂乳粉（新西蘭恒天然乳業），直投式發酵劑ABY-8（科漢森中國有限公司），α-LAH-Ca（實驗室制備）。

普通化學試劑：氫氧化鈉、鄰苯酸氫二鉀、酚酞、EDTA二鈉、氯化銨、鉻黑T、牛肉膏、蛋白胨、酵母浸粉、葡萄糖、吐溫-80、無水乙酸鈉、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、一水合硫酸錳、檸檬酸氫二胺、Cys-HCl、瓊脂、氯化鈉等。

1.2 儀器設備

恒溫水浴鍋（PK-8B），上海精宏實驗設備有限公司；恒溫水浴振蕩器（DSHZ-300A），太倉實驗設備廠；立式壓力蒸汽滅菌器（BXM-30R），上海博訊實業有限公司醫療設備廠；潔凈工作臺（BBS-SDC），濟南鑫貝西生物技術有限公司；漩渦振蕩器（QL-860），海門市其林貝爾儀器制造有限公司；磁力攪拌器（78HW-1），江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；pH計（FE20），梅特勒-拖利多儀器有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9076A），上海精宏實驗設備有限公司；激光共聚焦掃描顯微鏡（LSM710），德國Zeiss公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的制備

稱取適量的脫脂乳粉溶于水中，復原得到蛋白含量為3.64%（w/w）的脫脂乳。分別添加不同量的α-LAH-Ca于復原脫脂乳中，使得體系的最終鈣添加量分別為0、10、20、30mg/100mL。添加直投式乳酸菌發酵劑（0.5%，w/v），42℃恒溫發酵。

1.3.2 酸乳pH值測定

將pH計探頭清洗干凈后小心浸入樣品中，使pH計探頭完全浸沒，待讀數穩定后讀取樣品pH值。

1.3.3 酸乳滴定酸度測定

稱取5g（精確到0.001g）已混勻的酸乳樣品，置于150mL錐形瓶中，加20mL新煮沸冷卻至室溫的水，混勻。試樣中加入2.0mL酚酞指示液，混勻后用氫氧化鈉標準溶液滴定至微紅色，并在30s內不褪色，記錄消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液毫升數。代入公式進行計算：

式中：X——試樣的酸度 （°T）；

C——氫氧化鈉標準溶液的摩爾濃度（mol/L）；

V——滴定時消耗氫氧化鈉標準溶液體積（mL）；

m——試樣的質量（g）；

0.1 ——酸度理論定義氫氧化鈉的摩爾濃度（mol/L）。1.3.4 保加利亞乳桿菌計數

酸乳樣品以適當比例稀釋后接種于酸化MRS培養基中，37℃培養48h后進行菌落計數。酸化MRS培養基配方如下：牛肉膏10.0g、蛋白胨10.0g、酵母粉5.0g、葡萄糖20.0g、吐溫-80 1mL、 磷酸氫二鉀2.0g、乙酸鈉5.0g、檸檬酸二鈉2.0g、硫酸鎂0.58g、硫酸錳0.2g、半胱氨酸-鹽酸0.5g、蒸餾水1 000mL、瓊脂15g，調節pH值至5.4。選擇菌落數30～300的平板進行計數，結果以logCFU/mL表示。

1.3.5 嗜熱乳酸鏈球菌計數

將酸乳樣品以適當的比例稀釋后接種于市售M17培養基中，37℃培養48h，選擇菌落數30～300的平板進行計數，結果以logCFU/mL表示。

2 結果與分析

2.1 α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中pH值的影響

不同α-LAH-Ca添加水平對酸乳樣品發酵過程中pH值的影響如圖1所示。隨著α-LAH-Ca添加量的增加，發酵過程中酸乳的pH值降低。但不同α-LAH-Ca添加水平對發酵過程中pH值的降低程度無顯著影響。這可能是由于α-LAH-Ca的添加增加了體系固形物濃度，提高了體系緩沖能力，從而導致了不同的pH值變化速率。

圖1 α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中pH值的影響

2.2 α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中滴定酸度的影響

不同α-LAH-Ca添加水平對酸乳發酵過程中滴定酸度的影響如圖2所示。隨著α-LAH-Ca添加量的增加，發酵過程中酸乳的滴定酸度升高。結合酸乳發酵過程中pH值（圖1）的變化，表明α-LAH-Ca的添加能夠顯著促進發酵過程產酸，并且添加水平越高，促發酵效果越明顯。由于牛奶本身含很少量的非蛋白態氮，且嗜熱鏈球菌的蛋白水解能力很弱，α-LAH-Ca含有的蛋白水解物能夠為乳酸菌的生長提供氮源[11]。通過添加α-LAH-Ca，增加了發酵體系中肽和游離氨基酸的含量，從而增強了嗜熱鏈球菌等一些蛋白分解能力較弱的菌株的生長和產酸能力。

圖2 α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中滴定酸度的影響

2.3 α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中嗜熱乳酸鏈球菌生長的影響

為了進一步探究α-LAH-Ca是否能夠促進乳酸菌的生長，本試驗研究了不同α-LAH-Ca添加水平對酸乳發酵過程中嗜熱乳酸鏈球菌生長的影響，結果如圖3所示。圖3中，各樣品中嗜熱鏈球菌在發酵前期存在1h 左右的遲滯期，無明顯變化。此后進入對數生長期，至發酵的第4 h，球菌數幾乎呈現直線增長。發酵4～6h，球菌數增加趨緩。發酵結束時，α-LAH-Ca樣品的球菌數均顯著高于對照組樣品。

結果表明，α-LAH-Ca的添加能夠促進酸乳發酵過程中嗜熱鏈球菌的生長，從而促進酸乳發酵。

圖3 α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中嗜熱鏈球菌數的影響

2.4 α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中保加利亞乳桿菌生長的影響

不同α-LAH-Ca添加水平對酸乳發酵過程中保加利亞乳桿菌生長的影響如圖4所示?？梢姳＜永麃喨闂U菌數發酵前期存在約3h的遲滯期，無明顯變化。從3h至發酵終點6h，酸乳中的保加利亞乳桿菌數一直保持線性增加。發酵的前3h內，所有樣品具有相似的保加利亞乳桿菌數。發酵3h～6h，α-LAH-Ca強化樣品的保加利亞乳桿菌數相比于對照組略低。對比嗜熱鏈球菌發酵過程中的生長曲線（圖3）可以看出，發酵前期嗜熱鏈球菌增長較快，而后期保加利亞乳桿菌增長更為迅速。

結果表明，α-LAH-Ca的添加對酸乳發酵過程中保加利亞乳桿菌的生長無明顯作用。嗜熱鏈球菌分解蛋白能力弱，α-LAH-Ca的添加在發酵前期為其提供了豐富的氮源，因此顯著促進了嗜熱鏈球菌的增長，進而促進酸乳發酵過程。

圖4 α-LAH-Ca對酸乳發酵過程中保加利亞乳桿菌數的影響

3 結論

3.1 添加α-LAH-Ca增加酸乳發酵過程中的滴定酸度值，降低 pH 值，且隨著α-LAH-Ca 添加水平增加，產酸速率增大。

3.2 添加α-LAH-Ca 能夠促進酸乳發酵過程中嗜熱鏈球菌的生長，但其對保加利亞乳桿菌生長無明顯作用。

3.3 α-LAH-Ca添加到酸乳中，具有一定促進酸乳發酵的作用，同時也能夠起到鈣營養強化的作用。

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Effect of α-lactalbumin Hydrolysate-Ca Complex on the Fermentation Properties of Yoghurt

LIU Ze-peng, WANG Xin-lu, WANG Ting-ting, ZHU Yuan, MAO Xue-ying
(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083)

The changes of titration acidity, pH value, lactobacillus bulgaricus and streptococcus thermophilus count of yoghurt which was added α-lactalbumin hydrolysate-Ca complex (α-LAH-Ca) were determined. The results indicated that the addition of α-LAH-Ca could increase the titration acidity, reduce the pH values, promote eosinophilic fermentation process in the growth of Streptococcus thermophilus, and had no significant difference on Lactobacillus bulgaricus counts during the fermentation.

α-lactalbumin hydrolysate-Ca complex; Yogurt; Fermentation properties

TS252.1

A

1004-4264（2017）02-0046-04

10.19305/j.cnki.11-3009/s.2017.02.012

2016-07-23

中國農業大學本科生科研訓練計劃；現代農業產業技術體系北京市奶牛創新團隊。

劉澤朋（1994-），男，漢，本科，研究方向為功能性乳制品。

毛學英（1970-），女，教授，博士生導師，研究方向為功能乳品。