益生菌发酵剂的研制与评估:对埃塞俄比亚农家干酪 “Ayib” 安全、品质及抗氧化潜力的关键影响

【字体: 时间:2025年04月09日 来源:One Health Outlook 3.8

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  为解决埃塞俄比亚传统乳制品 Ayib 在保质期、感官属性和安全性方面存在的问题,研究人员开展了利用 7 种乳酸菌研制混合益生菌发酵剂的研究。结果显示,该发酵剂能提升 Ayib 的营养、安全、抗氧化能力等。这对食品和制药行业意义重大。

  在埃塞俄比亚,Ayib 作为传统发酵乳制品,深受人们喜爱。它是当地饮食文化的重要组成部分,常常出现在人们的餐桌上。然而,Ayib 的生产过程却面临着诸多挑战。由于其主要依靠牛奶的自然发酵,且家庭制作方式各不相同,导致 Ayib 在货架期、感官特性以及安全性方面存在很大差异。在卫生条件不佳的情况下生产的 Ayib,微生物负载量高,容易受到污染,在常温下储存 2 - 3 天就可能变质,这不仅影响了消费者的食用体验,还对消费者的健康构成了潜在威胁。为了解决这些问题,来自埃塞俄比亚的研究人员开展了一项旨在优化 Ayib 品质的研究,相关成果发表在《One Health Outlook》上。
研究人员从埃塞俄比亚不同农业生态区的传统发酵牛奶(ergo)中分离出 7 种具有潜在益生菌特性的乳酸菌(Lactic Acid Bacteria,LAB)菌株,分别是鼠李糖乳杆菌(Lacticaseibacillus rhamnosus,GB - 15)、副干酪乳杆菌(Lacticaseibacillus paracasei,SB - 7)、罗伊氏乳杆菌(Limosilactobacillus reuteri,G - 23)、清酒乳杆菌(Limosilactobacillus sakei,BB - 60)、弯曲乳杆菌(Lactiplantibacillus curvatus,NZ - 44)、植物乳杆菌(Lactiplantibacillus plantarum,NN - 33)和干酪乳杆菌(Lacticaseibacillus casei,BZ - 26) 。他们以这些菌株为基础,研制混合益生菌发酵剂,期望通过菌株间的协同作用,改善 Ayib 的感官品质,增强其安全性,延长储存稳定性,并提升抗氧化潜力。

在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,通过交叉划线法评估各益生菌菌株间的兼容性,筛选出适宜混合的菌株。然后,将不同菌株按特定比例组合,配制成 9 种不同的发酵剂,并将其标准化至特定浓度(6×108CFU/mL)。接着,按照传统方法制作 Ayib,并使用这些发酵剂对其进行处理。之后,采用多种分析方法对处理后的 Ayib 进行全面评估,包括感官评价、理化性质分析、微生物拮抗活性检测以及抗氧化活性测定等。

研究结果显示:

  • 兼容性测试:所有 7 种 LAB 菌株彼此兼容,不存在拮抗作用,这为共培养这些菌株用于发酵过程提供了有利条件。
  • 感官特性:不同发酵剂处理的 Ayib 在颜色、风味、气味和质地等感官属性上存在显著差异(P<0.05)。其中,AY2 和 AY6 的总体感官可接受性得分最高,分别达到 4.03 和 3.79。这表明发酵剂配方对 Ayib 的感官品质有重要影响。
  • 储存稳定性:经不同发酵剂处理的 Ayib 在常温(18 - 24°C)下的储存稳定性为 4 - 18 天。AY6、AY7 和 AY4 的储存稳定性最长,分别为 18 天、17 天和 17 天;而对照样品 AYB 的储存稳定性仅为 2 天。说明发酵剂能有效延长 Ayib 的货架期。
  • 理化性质:不同发酵剂处理的 Ayib 在蛋白质、脂肪、总固体、灰分、pH 值和可滴定酸度等理化性质上存在显著差异(P<0.05)。例如,AY6 的蛋白质含量最高(19.23%),总固体含量也较高(22.89%);AY8 的蛋白质含量最低(15.31%) 。这些差异与发酵剂中 LAB 菌株的发酵效率、蛋白质凝固能力等因素有关。
  • 抗菌活性:所有 7 种 LAB 菌株对常见的食源性病原体和腐败细菌均表现出显著的拮抗作用。其中,GB - 15 和 SB - 7 对革兰氏阴性菌大肠杆菌(Escherichia coli)和鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella Typhimurium)的抑制作用最为明显;SB - 7 和 NZ - 44 对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)的拮抗活性较强。这表明 LAB 菌株可通过其抗菌特性增强 Ayib 产品的安全性和储存稳定性。
  • 抗氧化潜力:不同 LAB 菌株的抗氧化能力存在显著差异,NZ - 44 的抗氧化能力最强,DPPH 值达到 57.77%。混合发酵剂的抗氧化潜力普遍高于单个菌株,其中 F6 的抗氧化活性最高,DPPH 清除率达到 99.27%。此外,相关性分析表明,可滴定酸度、蛋白质含量与抗氧化潜力之间存在显著正相关,储存稳定性与抗氧化潜力也呈正相关。

研究结论和讨论部分指出,这 7 种 LAB 菌株可用于开发兼容的混合发酵剂,用于 Ayib 的生产,且不会产生拮抗作用。使用这些菌株制作的 Ayib 在营养成分、货架期、抗氧化潜力和感官品质等方面均有显著改善。LAB 菌株能够降低 Ayib 的 pH 值,增加可滴定酸度,这对发酵乳制品的安全和质量至关重要。同时,LAB 菌株的抗菌活性有效抑制了腐败微生物的生长,延长了 Ayib 的保质期。此外,部分 LAB 发酵剂表现出的抗氧化活性为开发功能性乳制品提供了可能,有望为消费者带来健康益处。这项研究为生物保护性发酵剂在乳制品行业的应用提供了重要参考,有助于推动传统乳制品的现代化发展,提升其市场竞争力,对保障食品安全和促进健康饮食具有重要意义。
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