第 卷第 期 年 月 生 物 加 工 过 程 $ +-(/(5, -!,. +,), (/ -"+-((+-" @,, () 1,+ # %< +/- # ## 酸奶发酵过程中抗生素对酸度的影响 郭凡财 耿卫东 张丹扬 杨亚玲 昆明理工大学生命科学与技术学院 昆明 # 昆明市生产力促进中心 昆明 # 摘 要 建立 种抗生素对发酵产酸奶的酸度影响 用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌按 菌浓度比来发酵牛奶! 滴定其酸度 结果表明 头孢噻呋钠 青霉素 3 钾盐 硫酸链霉素 盐酸土霉素 硫氰酸红霉素对发酵生产酸奶的临界质量浓度点分别为 D DD 和 D "% 硫酸庆大霉素和磺胺嘧啶的临界质量浓度点高于 "% 抗生素的浓度低于临界浓度点 酸奶的酸度在 H; 到 H; 之间 实验证明 在酸奶发酵过程中加入抗生素对酸奶酸度的变化趋势稳定 利用酸度来判断抗生素的浓度具有可操作性 关键词 酸度 酸奶 抗生素中图分类号 ;D 文献标志码 2 文章编号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酸奶是以生鲜乳为原料 利用传统的保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌共同发酵而成 因具有较高的营养保健价值和独特的风味 因此得到人们的普遍认识和重视 但在酸奶生产中 如使用了有抗生素残留的生鲜乳 不仅影响了酸奶的品质 而且还会威胁到人的健康 企业生产酸奶时 会对每一批牛奶进行检测 用小样牛奶试样进行生产模拟发酵 判断是否能生产酸奶 一般认为 能生产酸奶的生鲜乳中抗生素的含量就没有超标 在这种认识下 对于酸奶中抗生素残留检测的研究不多 抗生素种类繁多 一一检测难以实现 再加上酸奶的发酵菌种对每种抗生素的敏感度不同 用一般的方法来判断是否为合格的酸奶并不容易 为了防止 问题酸奶 上市 收稿日期 基金项目 昆明理工大学分析测试基金资助项目 作者简介 郭凡财 # 男 湖南常德人 硕士研究生 研究方向 食品抗生素检测 杨亚玲 联系人 教授!+ 0+ 0+ B#,
# 生 物 加 工 过 程 第 卷 建立一套快速方便的检测方法具有重要的意义 本研究采用酸奶传统的发酵方法 利用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌作为发酵剂 酸碱滴定法滴定其酸度 # 探讨了生鲜乳发酵过程中其抗生素的浓度与其酸度的变化关系 为利用酸度来判断酸奶中抗生素的浓度提供一种新方法 ) 结果与讨论 ) + 头孢噻呋钠对细菌发酵产酸奶的影响 头孢噻呋钠对发酵产酸奶酸度的影响 结果见图 + 材料与方法 + + 材料与试剂 D 菌种供试菌种保加利亚乳杆菌 1 -$ $$ 和嗜热链球菌 % $ $ $$# 由中国工业微生物菌种保藏中心提供 DD 主要试剂 DC 质量分数 下同 酚酞乙醇溶液 头孢噻呋钠 青霉素 3 钾盐 硫酸链霉素 盐酸土霉素 硫酸庆大霉素 硫氰酸红霉素 磺胺嘧啶均购于保定市南市区卫士护栏加工厂 为兽用制剂 C 质量分数 下同 脱脂奶粉购于市场 + ) 仪器与设备 @ 型洁净工作台 苏州净化设备有限公司 9 生化培养箱 广东省医疗器械厂 2 水浴恒温振荡器 金坛市晶玻实验仪器厂 4? 立式压力蒸气灭菌锅 上海申安医疗器械厂 + 3 实验条件 DD 菌种活化以灭过菌的 C 体积分数 下同 脱脂牛奶为培养液 分别接入保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌 放入恒温培养箱 E 恒温培养 备用 DD 酸奶制备 C 脱脂奶粉于 # E 加热 +- 冷却至 E 然后用培养基取若干份 备用 用 种抗生素分别配制不同浓度梯度的溶液 各取 加入到 备用的奶液中 在每个培养基中都加入 D 保加利亚乳杆菌培养液和 D 嗜热链球菌培养液 放入恒温培养箱 E 恒温培养备用 DD 酸度测定采用酸碱滴定法 取 酸奶 水 DC 酚酞指示剂 D 用 D, %! 标液滴定到微红色 / 不褪色 求出酸度 H; (H; 表示酸度 ( 表示! 溶液滴定体积 同一试样 至少连测 次 取平均值 图 + 头孢噻呋钠的质量浓度与酸度的关系 6 + 5$#. % %. %!"1!."#. # 1#1'$!$ #1./ 由图 可知 头孢噻呋钠的质量浓度低于 D "% 时 牛奶都能生产食用酸奶 并且其品味及黏度都很好 无乳清析出 抗生素浓度升高 菌种生长受到抑制 酸奶酸度降低 其浓度从 D "% 升到 D# "% 酸度有反常上升趋势 发酵过程中 前阶段主要由嗜热链球菌产酸 而后阶段为保加利亚乳杆菌产酸 抗生素浓度较低 但不足以完全抑制菌种生长时 菌种就会产生应激反应 酸奶的后酸化提前 这可能是反常现象发生的原因 具体机理仍不是很清楚 其浓度为 D# "% 时 酸奶的酸度达到了最高点 H; 此时的酸奶已经不能食用 浓度大于 D# "% 牛奶不能发酵酸奶 浓度大于 D "% 菌种不能生长 空白组 时 酸度为 H; 时 酸度为 H; ) ) 青霉素 钾盐对细菌发酵产酸奶的影响青霉素 3 钾盐发酵产酸奶的影响 结果见图 由图 可知 青霉素 3 钾盐的质量浓度小于 D "% 能生产食用酸奶 凝固状态良好 无乳清析出 但当其质量浓度大于 D "% 牛奶结块 表面有大量的乳清析出 且酸度降低 培养 后 表面会有黄色水样出现 空白组 时酸度为 H; 时 酸度为 H; 青霉素 3 钾盐的质量浓度与牛奶酸度的变化趋势稳定 在 D# "% 到 "% 的区间内 模拟出浓度与酸度的关系函数 & D # # D D# D
第 期 郭凡财等 酸奶发酵过程中抗生素对酸度的影响 图 ) 青霉素 钾盐的质量浓度与酸度的关系 6 ) 5$#. %0 ;/$'$'.#!."#.# 1#1'$!$ #1./ 图 4 盐酸土霉素的质量浓度与酸度的关系 6 4 5$#. % /.."# / $ /1"$" 1."#.# 1#1'$!$ #1./ ) 3 硫酸链霉素对细菌发酵产酸奶的影响 硫酸链霉素发酵产酸奶酸度的影响 结果见图 不能发酵成酸奶 酸度急剧下降 最后会趋于缓和 但牛奶原有芳香味不变 盐酸土霉素的质量浓度在 D "% 到 D "% 之间 是酸奶酸度的过渡区间 酸度随浓度的增加而降低 最后趋于缓和 与 的趋势一样 在 D# "% 到 "% 的区间内 模拟出浓度与酸度的关系函数 & D - D # D # 空白组 时酸度为 H; 时 酸度为 H; ) ( 硫酸庆大霉素对细菌发酵产酸奶的影响硫酸庆大霉素对酸奶的酸度也有影响 结果见图 图 3 硫酸链霉素的质量浓度与酸度的关系 6 3 5$#. %."'. /!$%#.."#.# 1#1'$!$ #1./ 由图 可知 保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌对硫酸链霉素并不敏感 硫酸链霉素的质量浓度大于 "% 不能发酵成酸奶 当其质量浓度为 "% 发酵 仍为液体奶 但当其质量浓度大于 "% 发酵 后牛奶表观会发生根本变化 表面上有大量黄色水样 硫酸链霉素质量浓度从 D# "% 提到到 "% 酸奶的酸度变化不大 与 变化趋势一样 空白组 时酸度为 H; 时 酸度为 H; ) 4 盐酸土霉素对细菌发酵产酸奶的影响 盐酸土霉素发酵产酸奶酸度的影响 结果见图 由图 可知 盐酸土霉素质量浓度低于 D "% 时 鲜奶能够发酵成酸奶 当其质量浓度在 D "% 到 D "% 之间 结块情况不好 并且有乳清析出 但当其质量浓度大于 D "% 图 ( 硫酸庆大霉素的质量浓度与酸度的关系 6 ( 5$#. %.# /!$%#.."#.# 1#1'$!$ #1./ 由图 可知 硫酸庆大霉素与硫酸链霉素的情况相似 保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌对硫酸庆大霉素极不敏感 当硫酸庆大霉素的质量浓度为 "% 时 鲜奶仍能发酵成酸奶 抗生素浓度变化大而酸奶酸度变化不大 但随着时间的增加酸度有所提高 硫酸庆大霉素的质量浓度在 D# "% 到 "% 的区间内 模拟出质量浓度
生 物 加 工 过 程 第 卷 与酸度的关系函数 & D D D # D 空白组 时 酸度为 H; 时 酸度为 H; ) 8 硫氰酸红霉素对细菌发酵产酸奶的影响硫氰酸红霉素质量浓度与酸奶酸度的影响见图 # 由图 可知 磺胺嘧啶的情况与硫酸庆大霉素的情况极为相似 磺胺嘧啶的质量浓度达到 "% 仍能发酵成酸奶 其他情况也与硫酸庆大霉素的相似 空白组 时酸度为 H; 时 酸度为 H; ) 无抗酸奶的酸度与时间的关系按上述的实验方法 在牛奶中不加入抗生素发酵生产酸奶 研究发酵过程酸奶的酸度与时间的关系 结果见图 图 8 硫氰酸红霉素的质量浓度与酸度的关系 6 8 5$#. %"/. " /. /# #.."#.# 1#1'$!$ #1./ 由图 # 可知 硫氰酸红霉素的质量浓度低于 D "% 牛奶都能发酵成酸奶 发酵生成的酸奶酸度在 H; 至 H; 之间变动 酸奶的品质也很好 比 的酸度高 两者变化趋势也一样 但当硫氰酸红霉素质量浓度高于 D "% 不仅不能发酵成酸奶 而且其酸度急剧下降 不能再食用 硫氰酸红霉素质量浓度在 D# "% 到 D "% 的区间内 模拟出浓度与酸度的关系函数 & D #D D # D 空白组 时 酸度为 H; 时 酸度为 H; ) 磺胺嘧啶对细菌发酵产酸奶的影响 磺胺嘧啶对牛奶发酵生产酸奶的影响结果见图 图 发酵时间与酸度的关系 6 5$#. %%".#.'" 1# 1 #1'$!$ #1./ 由图 可知 加菌的酸奶 至 酸奶的酸度从 H; 持续上升到 H; 在此段时间内 细菌快速生长 牛奶发酵成真正的酸奶 无论从凝固状态 色泽 气味来看 与市场上销售的酸奶一样 在前 酸度基本上没有变化 此时细菌处于适应期 发酵 后及相当长的一段时间 酸度保持在 H; 左右 但当发酵 后 酸奶进入后酸化期 在 后及以后的发酵过程中 酸奶酸度再次持续上升 直到 H; 甚至更高 此时的酸奶已经不能食用 而不加菌种的牛奶 发酵不出酸奶 并且酸度始终保持在 H; 加菌种的酸奶 至 区间内 模拟出时间与酸度的关系函数 & D D# # D 3 结 论 图 磺胺嘧啶的质量浓度与酸度的关系 6 5$#. %!$%#1 #;."#.# 1 #1'$!$ #1./ 实验证明抗生素的浓度和酸奶的酸度有一定的关系 随着抗生素浓度的提高 牛奶的酸度普遍降低 酸度的变化还与时间有关系 随着时间的增长 牛奶的酸度普遍升高 在空白对照组中 随时间的增长 酸度上升的趋势更快 牛奶酸度的变化有一个浓度的转折点 当抗生素的浓度低于此浓度点时 牛奶能发酵成酸奶 并且酸度一般在 H; 到 H; 之间 当抗生素的浓度高于此浓度点时 牛
第 期 郭凡财等 酸奶发酵过程中抗生素对酸度的影响 奶不能发酵成酸奶 酸度也会急剧下降 本研究为酸奶中残留抗生素浓度的测定提供了一种新方法 参考文献 许本发 酸奶和乳酸菌饮料加工 > 北京 中国轻工业出版社 王竹天 杨大进 食品安全与健康 > 北京 化学工业出版社 谢继志 酸奶中乳酸菌数及酸度的检测与评价 5 中国乳品工业 +(5++-/)( *+,-!-1 (!!*+,-,.! *+! +1 '! *(+!!-1! +1+*0,- 0," * 5$ +-!4!+0-1 /*0 谢继志 葛庆丰 影响酸奶的因素及其质量控制 5 中国乳品工业 # +(5++3(&+-".(-" 2.( *+-".! *,/!-1 7! +*0,-*,,.0, " * 5$ +-!4!+0-1 /*0# 赵鑫 赵洪双 姜国龙 不同比例的嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌对酸奶品质的影响 5 农产品加工!, +-!,,-"/!-" 5+!-"3,,-" ; ((.( */,.* ( 1+.((-*!*+,/,.* (,*!+-, /!-1 * ( $- ),- 0,", *7! +*0 52!1( +(+,1+!,.!,1 */, (/+-" # 3 %; 食品卫生检验方法 理化部分 北京 中国标准出版社 5!"!- (+-,-+/ 9 (*!4() (*+,-,.+-*!/! 0+-<( *(1 (.*+,.., * ( + =,.1!+0!* ( 554!+0 + # 魏小雁 酸奶发酵剂菌种的产香物质及发酵特性研究 5 乳业科学与技术 6(+ +!,0!- * 10,-.!,!-1.( (-*!*+,-!! *(+/*+ /,.! *+! +1 '! *(+!,- * () ()!+-",.0," */*!*( 554!+0 +;(-, 郭清泉 张兰威 王艳梅 酸奶发酵机理及后发酵控制措施 5 中国乳品工业 3,&+-"7!-!-"!- (+6!-"!- (+ ; ( (!-+/ /,..( (-*!*+,-,.0," *!-1 * (!0/!,+1+-"),/*! +1+.+!*+,- 5 $ +-!4!+0-1 /*0 =((!?*,0!-/=+06 > - 32(*!, 0, ) (8(/,.), 0! 0 +! +1 +* /*()*, 0 +- /.!*(!-1 * (+!-*+'! *( +!! *+ +*0 5 5!+,)!!" (255(-/(- 5?,".( */,.* (!-*+'+,*+ /,80*(*! 0+-(!-1 *0,/+-,- /,+.! -! 5$ (,/) ((!(/.! : ( ( >!- =( (*!)! *,.* (!-*+'+,*+ /.!1+! +-(!-1 )+"!- (,- * ( +,'+!, -+*0/** ( +-!"+ *! /,+ / 5,++,,"0!-1 +,( +/*0 国内简讯 复旦大学研究人员成功将浒苔转化为生物质油海洋绿潮污染的 元凶 浒苔 几乎每年都会给沿海城市制造麻烦 但是今后 它将有望成为制造新能源的一种绝佳材料 复旦大学已经完成了将浒苔转化成 石油 的全过程 并且已经成功申请了专利 研究成果发表在最新出版的美国 -("0( / 杂志上 复旦大学环境科学与工程系张士成副教授和陈建民教授课题组模拟石油产生的过程 发现通过增加压力 再加上 E 的高温 浒苔的分子结构会发生改变 经过 +- 即可以变成生物质油 据张士成介绍 现有的关于藻类制油的技术 基本上都是将藻类先干燥再制油 或者通过培育含油高的藻类萃取 不仅生产过程中消耗的能源超过能够制备出来的能源 而且制油率比较低 而使用新技术后 每 * 浒苔就可以制 * 生物质油 其与石油原油的区别在于石油原油不含氧 而浒苔制造的生物质油含有微量的氧 据介绍 课题组目前还在研究利用水葫芦制备生物质油 相关技术已经申请了多项发明专利 中加合作共同攻关液体生物酶制剂技术中国水产科学研究院黄海水产研究所与加拿大拉瓦尔大学在海洋微生物酶结构方面经过 #! 的合作研究 目前完成了海洋微生物蛋白酶 脂肪酶 溶菌酶 酯酶和过氧化氢酶的纯化和晶体生长实验 获得了蛋白酶空间结构和活性催化位点 该项目将初步完成 种液体酶制剂研制与应用技术开发 开发酶休眠和激活的可控性关键技术 突破工业用酶抑制剂筛选瓶颈 液体生物酶技术因原料绿色环保 生产工艺过程简单 能耗低 酶得率高 没有残留污染等突出优点 成为未来工业催化剂市场的主流 文伟河