不同酸奶发酵剂的发酵性能及其产品功能活性的研究

在当今社会,心血管疾病已经严重威胁人类健康,尤其是高血压和心脏病。人们通过服用常规降血压药来控制血压,但相关研究报告称长期服用降血压药会带来一定的副作用和对人体的潜在危害。因此,相关学者开始研究了降血压功能食品。调节血压的重要物质是血管紧张素转化酶（Angiotensin Convening Enzyme,ACE）,过量的ACE可引起人体血压的升高。ACE抑制肽是一类能够抑制ACE活性、控制和降低血压的短肽。研究发现,一些酸奶中含有可以抑制血压升高的生物活性肽,经常食用酸奶可以预防高血压。在发酵酸奶的过程中,酸奶中的酪蛋白会被乳酸菌的蛋白酶水解成大肽、游离氨基酸和功能活性肽,包括抗氧化肽、ACE抑制肽等,其中ACE抑制肽具有降压效果好、专一、安全、对人体无副作用等优点,近年来被广泛研究。功能型酸奶的生产离不开优质发酵剂。因此,开发具有自主产权的功能性强、活力高的功能性直投式发酵剂以及生产高生物活性酸奶势在必行。本论文首先通过比较不同比例嗜热链球菌（St）KLDS S1和保加利亚乳酸杆菌（Lb）KLDS1.0907复配的发酵性能,在实验室规模上选择出优良的发酵比例;随后研究了传统发酵剂菌株与嗜酸乳杆菌（La）KLDS 1.0901、瑞士乳杆菌（Lh）KLDS 1.8701复配后的发酵性能,对发酵酸奶过程中产酸能力、活力、后酸化能力、产黏度、产风味物质能力等多种指标以及感官特性进行测定,并与国外汉森发酵剂对比,评价酸奶发酵剂的发酵性能,并对发酵后酸奶活性肽中的抗氧化肽和ACE抑制肽进行体外检测和结构分析,最后筛选出发酵性能优良、具有抗氧化和降压功能的功能性发酵剂。嗜热链球菌KLDS S1和保加利亚乳酸杆菌KLDS 1.0907以1:0、0:1、1:1、3:1、1:3的比例复配分别发酵酸奶,结果表明,与其他四种发酵剂相比,球、杆菌比例为1:3的发酵剂发酵速度较快,4 h凝乳,发酵6 h时pH降到4.83,滴定酸度达到75。4℃贮藏期间,比例为1:3的发酵剂后酸化慢,pH从4.49降到4.4,感官评分较高,为83分。因此,选择嗜热链球菌KLDS S1和保加利亚乳酸杆菌KLDS 1.0907的最优比例为1:3。酸奶的黏度和硬度可以改善其质地。在传统的发酵剂中分别加入La KLDS 1.0901和Lh KLDS 1.8701发酵酸奶以及4种菌株共同发酵酸奶。结果表明,St KLDS S1、Lb KLDS 1.0907和Lh KLDS 1.8701共同发酵酸奶的黏度和硬度与汉森发酵剂相似。St KLDS S1、Lb KLDS1.0907和La KLDS 1.0901共同发酵酸奶,其乳酸菌活菌数达到1.51×10～8 cfu/mL,风味物质乙醛含量和双乙酰含量相对较高,分别为22.80 mg/L和6.747 mg/L。St KLDS S1、Lb KLDS1.0907和Lh KLDS 1.8701、La KLDS 1.0901共同发酵酸奶在发酵4 h凝乳,5 h时pH降到4.6,滴定酸度达到73,总还原力、DPPH清除率和ABTS+自由基清除率分别为0.260、59.7%和41.13%,在贮藏期间,ACE抑制率达到92.1%,与汉森发酵剂趋势相似,感官评价分数相对较高。通过制备水溶性提取物、分离不同分子量抗氧化肽和ACE抑制肽并检测其活性。分析得出,4种菌株共同发酵酸奶分离ACE抑制肽的ACE抑制率最高,为80%,高于汉森发酵剂。其分子量>10 KDa的短肽具有最高的总抗氧化活性,为0.3857;分子量3～10 KDa的短肽具有最高ABTS+自由基清除率,为18.97%。St KLDS S1、Lb KLDS 1.0907和La 1.8701共同发酵酸奶,其分子量3～10 KDa的短肽具有最高的DPPH自由基清除率,为37.10%,高于汉森发酵剂。结构分析表明,酸奶抗氧化肽及ACE抑制肽的结构各不相同,但分子量均小于1000 Da,肽段长度在5-10,主要来源于β-CN。酸奶抗氧化肽与ACE抑制肽具有一定的结构相似性,即它含有更多疏水性氨基酸和芳香族氨基酸,如含有脯氨酸、酪氨酸的抗氧化肽;ACE抑制肽在N-末端含有缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸,在C-末端含有苯丙氨酸、丙氨酸、缬氨酸和脯氨酸残基等,因此具有抗氧化活性的肽段也可具有ACE抑制活性。本研究结论:嗜热链球菌KLDS S1和保加利亚乳酸杆菌KLDS 1.0907以1:3比例复配,再加入嗜酸乳杆菌KLDS 1.0901和瑞士乳杆菌KLDS 1.8701发酵性能最好,具有产酸能力强,高活力,产粘、产风味物质能力强,所产酸奶品质优良,抗氧化活性和ACE抑制活性高等特点;其分离出的活性肽最多,主要来源于β-CN,具有较强的自由基清除能力和ACE抑制能力。因此,筛选出将嗜热链球菌、保加利亚乳酸杆菌、嗜酸乳杆菌和瑞士乳杆菌组合作为高品质的功能性直投式发酵剂。