植物乳杆菌对发酵奶油中胆固醇含量的影响

李春雪，王杰，富天昕，何高洁，刘语萌

（黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆 163319）

植物乳杆菌对发酵奶油中胆固醇含量的影响

李春雪，王杰，富天昕，何高洁，刘语萌

（黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆 163319）

为了降低发酵奶油中胆固醇的含量，以植物乳杆菌为发酵菌种，通过正交实验研究了植物乳杆菌对发酵奶油中胆固醇含量的影响，并确定了植物乳杆菌参与下奶油的发酵工艺参数。结果表明，在发酵温度为41℃、发酵时间为6 h、接种量为9%，菌种（嗜热链球菌∶保加利亚乳杆菌∶植物乳杆菌）比例为1∶1∶1时，植物乳杆菌参与下的发酵工艺可使奶油中胆固醇含量由0.531 mg·g-1降至0.384 mg·g-1，胆固醇降解率为31%。

植物乳杆菌；发酵奶油；胆固醇

植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）属于乳杆菌科中的乳杆菌属，最适生长温度为30～35℃，最适pH值6.5左右[1]，常存在于发酵的蔬菜和果汁中。植物乳杆菌具有降低心血管疾病发病率、降低血清胆固醇水平的功能[2]。目前已被证实，植物乳杆菌及其相关制品能够降低介质和血清胆固醇，陈大卫[3]等从长寿人群肠道中分离出的能在胃液中存活的f10、o2、T1及V9的胆固醇降解率较高，分别为45.85%、40.76%、41.70%、42.87%。前期研究[4]发现，植物乳杆菌参与下的发酵工艺可使酸奶中胆固醇由0.298 mg·g-1降至0.122 mg·g-1。在同化作用[5]、共沉淀作用[6]和胆盐水解酶作用[7]等乳酸菌降胆固醇机理研究的基础上，Lye等[8]提出了5种同时起作用的降胆固醇机制。

随着人们物质生活水平的提高，心血管疾病（冠心病和动脉粥样硬化等）成为目前威胁人类健康的首要因素。大量研究证明，心血管疾病发病率与血清总胆固醇（TC）水平和冠心病（CHD）等存在明显的相关性[9]。所以，通过益生菌降低血清胆固醇水平、血脂浓度成为近年来研究的热点之一。植物乳杆菌ST-III（CGMCC No.084 7）是基于体外降胆模型筛选出来的1株具有降低血清胆固醇能力的益生菌，利用其发酵奶油并降低胆固醇，为低胆固醇乳制品的研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

奶油：市售；保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、植物乳杆菌由黑龙江八一农垦大学微生物实验室分离；冰乙酸、邻苯二甲醛、浓硫酸、甲醇、胆固醇、氯仿等均为分析纯。

1.2 实验仪器

DHP-9272恒温培养箱、HWS24恒温水浴锅、DHG-9145A型恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；MD100-2电子分析天平，上海森信实验仪器有限公司；LRH-280生化培养箱，广东省医疗机械厂；722S分光光度计，苏州江东精密仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

原料乳→分离→稀奶油→杀菌→发酵→成熟→加色素→搅拌→排除酪乳→奶油粒→洗涤→加盐→压炼→包装

①将稀奶油倒入容器中，杀菌条件为90℃、10 min。②冷却稀奶油，37～45℃时加入5%发酵剂。

③接种好的奶油无菌灌装于150 mL的容器中，于42～45℃温度下培养发酵2.5～3 h，然后于5℃下贮藏。

1.3.2 拮抗实验

以植物乳杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酵剂，按1∶1∶1的比例接种于脱脂乳培养基，42℃温度下培养至凝乳，然后镜检。

1.3.3 奶油发酵工艺参数对胆固醇含量影响单因素实验

1.3.3.1 发酵温度对产品中胆固醇含量的影响

选取发酵剂的添加量为3%，菌种（嗜热链球菌：保加利亚乳杆菌：植物乳杆菌）比例为1∶1∶2。分别于37、39、41、43、45℃的发酵温度下培养4 h，测定产品中胆固醇含量。

1.3.3.2 发酵时间对产品中胆固醇含量的影响

选取发酵剂的添加量为3%，菌种（嗜热链球菌：保加利亚乳杆菌：植物乳杆菌）比例为1∶1∶2，在41℃下，分别培养3、4、5、6、7 h后，测定产品中胆固醇含量。

1.3.3.3 接种量对产品中胆固醇含量的影响

选取菌种（嗜热链球菌：保加利亚乳杆菌：植物乳杆菌）比例为1∶1∶2，发酵温度为41℃，接种量分别为3%、5%、7%、9%、11%的条件下发酵4 h，测定产品中胆固醇含量。

1.3.3.4 混合菌种比例对产品中胆固醇含量的影响

选取发酵剂的添加量为3%，菌种比例分别为1∶1∶1、1∶1∶2、1∶2∶1、2∶1∶1，发酵温度为41℃，发酵4 h后测定产品中胆固醇含量。

1.3.4 奶油发酵工艺参数对胆固醇含量的影响正交实验

根据单因素实验结果，以胆固醇含量为指标，通过L9（34）安排正交实验。

表1 正交实验因素与水平表Table 1Factors and level of orthogonal experiment

1.3.5 胆固醇含量的测定方法

按照GB/T 5009.128-2003（食品中胆固醇的测定）方法进行。

2 结果与分析

2.1 拮抗实验结果

在油镜下观察发现：3种菌生长良好且形态较为清晰，基本保持了1∶1∶1的初始比例。实验表明嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌和植物乳杆菌无拮抗作用，能够互利共生，可以作为奶油的混合发酵剂。

2.2 奶油发酵工艺参数对胆固醇含量影响单因素实验结果与分析

2.2.1 不同发酵温度对产品中胆固醇含量的影响

由图1可知，当发酵温度为43℃时，发酵奶油中胆固醇的含量最低，温度过低或过高都会影响菌种的生长繁殖，所以用三种菌发酵稀奶油的最佳发酵温度是43℃，此时降胆固醇的效果最好。

图1 发酵温度对胆固醇含量的影响Fig.1Effect of fermentation temperature on cholesterol content

2.2.2 不同发酵时间对产品中胆固醇含量的影响

实验结果见图2。

图2 发酵时间对胆固醇含量的影响Fig.2Effect of fermentation time on cholesterol content

由图2可知，随着发酵时间的增加，发酵奶油中胆固醇含量呈下降的趋势，发酵6 h时发酵奶油中胆固醇含量最低，6 h以后胆固醇含量变化不大，所以最佳发酵时间为6 h。

2.2.3 不同接种量对产品中胆固醇含量的影响

实验结果见图3。

由图3可知，随着接种量的增加发酵奶油中胆固醇含量呈下降趋势，但在接种量9%以后，胆固醇含量的下降曲线趋于平坦，所以最佳接种量是9%。

图3 接种量对发酵奶油中的胆固醇含量影响Fig.3Effect of inoculation quantiy on cholesterol content

2.2.4 不同菌种比例对产品中胆固醇含量的影响

实验结果见图4。

图4 混合菌种比例对发酵奶油中胆固醇含量影响Fig.4Effect of lactobacilli rate on cholesterol contentt

由实验结果可知，菌种比例为1∶1∶2时，发酵奶油中的胆固醇含量最低，所以最佳菌种比例为1∶1∶2。

2.3 奶油发酵工艺参数对胆固醇含量的影响正交实验结果

正交实验结果见表2。

表2 正交实验结果表Table 2Result of orthogonal experiment

续表2正交实验结果表Continued table 2Result of orthogonal experiment

由表2比较实验中A、B，C，D四因素中R值的大小，可以看出发酵时间为最显著因素，其次为发酵温度、菌种比例和接种量，四个因素的主次关系是B＞A＞D＞C，最优组合为A1B2C3D1，即发酵温度为41℃、发酵时间为6 h、接种量为9%、菌种比例为1∶1∶1。

2.4 验证实验

用优化出来的最优工艺参数生产发酵奶油，3次平行实验结果见表3。

表3 验证实验结果表Table 3Result of validation experiment

由表3可知，三次重复实验的平均值为0.384mg·g-1。

3 结论

实验考察了植物乳杆菌ST-Ⅲ（CGMCC No.084 7）与嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌等复合发酵奶油过程中发酵温度、发酵时间、菌种比例和接种量对产品中胆固醇含量的影响。在实验条件下，得出的结论如下：

3.1 测得稀奶油中胆固醇平均含量为0.558 mg·g-1，由嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌发酵的稀奶油中胆固醇含量为0.531 mg·g-1，而添加植物乳杆菌的发酵奶油胆固醇平均含量为0.384 mg·g-1，降低量约为31%，可以看出添加植物乳杆菌对降低稀奶油中胆固醇含量作用明显。

3.2 利用植物乳杆菌发酵稀奶油，最佳工艺条件为发酵温度为41℃、发酵时间为6 h、接种量为9%、菌中比例为1∶1∶1时，发酵奶油具有良好的品质，胆固醇含量为0.384 mg·g-1，降解率为31%。

［1］熊犍，何翠婵，林伟锋，等.植物乳杆菌在青梅汁中的生长及苹果酸乳酸发酵特性研究［J］.现代食品科技，2013，29（12）：2850-2854.

［2］曲冬梅，刘小杰．植物乳杆菌及其在食品工业中的应用［J］.中国食品添加剂，2008（4）：219-222.

［3］陈大卫，郭飞翔，顾瑞霞，等.具有降胆固醇能力的人源乳酸菌筛选［J］.现代食品科技，2014，30（3）：114-120.

［4］刘妍妍，于长青，王瑞辉.植物乳杆菌发酵对酸奶中胆固醇含量的影响［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2011，23（6）：56-59.

［5］DAMBEKODI P C，GILLILAND S E.Incorporation of cholesterol into the cellular membrane of Bifi dobacterium longum［J］.Journal of Dairy Science，1998，81（7）：1818-1824.

［6］LAY G O，MIN T L.Cholesterol-lowering effects of probiotics and prebiotics：a review of in vivo and in vitro findings［J］.International Journal of Molecular Sciences，2010，11：2499-2522.

［7］NGUYEN T D T，KANG J H，LEE M S.Characterization of Lactobacillus plantarum PH04，a potential probiotic bacterium with cholesterol-lowering effects［J］.International Journal of Food Microbiology，2007，113（3）：358-361.

［8］LYE H S，RAHMAT-ALI G R，LIONG M T.Mechanisms of cholesterol removal by lactobacilli under conditions that mimic the human gastrointestinal tract［J］.International Dairy Journal，2010，20（3）：169-175.

［9］YUNG L C，LUCY S H.Cholesterol-lowering Effect of Phytosterol-containing Lactic-fermented Milk Powder in Hamsters［J］.Food Chemistry，2010，119：1121-1126.

Effect of Lactobacillus Plantarumon Fermentation on Cholesterol Content in Fermented Cream

Li Chunxue，Wang Jie，Fu Tianxin，He Gaojie，Liu Yumeng
（College of Food Science，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

In order to reduce the cholesterol content in fermented cream，the effect of Lactobacillus Plantarum fermentation on cholesterol content in fermented cream was studied by orthogonal experiment.The process parameter of cream fermentation participated with Lactobacillus plantarum was also determined.The result showed that the cholesterol content in yogurt reduced from 0.531 mg·g-1to 0.384 mg·g-1under the optimum condition that the fermentation temperature was 41℃，the fermentation time was 6 h，the inoculation quantity was 9%，and the lactobacilli rate were 1∶1∶1（Lactobacillus plantarum：Streptococcus thermophilus：Lactobacillus bulgaricus），and the cholesterol-reducing rate was 31%.

Lactobacillus；fermented cream；cholesterol

TS252.54

A

1002-2090（2017）01-0070-04

2016-01-15

黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（201510223007）。

李春雪（1992-），女，黑龙江八一农垦大学食品学院食品科学与工程2013级本科生。