植物乳杆菌的筛选及其调节麦芽醪 pH 的研究

摘要: 筛选了 1 株产酸较好的菌株, 通过鉴定为植物乳杆菌。将其应用于调节麦芽醪的 pH 值,进行小批量的自然发酵, 研究其产酸能力受温度、料水质量比、接种量等因素的影响。结果表明:当培养温度为 48 ℃、料水质量比为 1∶4, 接种量为麦芽汁质量的 10 %时, 乳酸菌能够达到较大的产酸效果, 满足生物酸化和蛋白质休止耦联的工艺条件。
由于啤酒酿造用水常含有较多的 HCO3-、CO32-、OH-, 或麦芽中含酸性盐类太少, 不能使麦芽醪和各种酶达到的 pH 值。国内主要通过添加无机酸 ( 如盐酸、磷酸) 或食用乳酸等调整 pH 值, 存在很大的弊端。无机酸会造成 pH 波动较大, 而添加食用乳酸用量较大, 成本较高。我们利用乳酸菌的生物酸化来调节麦芽醪的 pH 解决了上述问题,对啤酒的工艺优化具有现实的意义。他能够改善发酵进程, 提高原料利用率, 而且有效地改善了啤酒的风味, 大大降低生产成本。

1 材料和方法
1.1 材料
麦芽及麦汁: 青岛啤酒 ( 芜湖) 大江啤酒有限公司提供 ( 麦汁未添加酒花) 。
1.2 培养基
固态分离培养基: 牛肉膏 10 g; 蛋白胨 10 g;酵母膏 10 g; 葡萄糖 10 g; 番茄汁 100 mL; 吐温0.25 mL; CaCO32 g; 琼脂 10 g; 蒸馏水 500 mL;KH2PO42 g; pH 6.5。MRS 培养基。
1.3 实验方法
1.3.1 乳酸菌的分离
取颗粒饱满、外观的麦芽为分离样, 经双层乳酸菌固体培养基 ( 溶钙法) 中 48 ℃, 48 h培养。挑取溶钙圈较大的菌落, 划线分纯。
1.3.2 乳酸菌的鉴定
用光学显微镜、放大镜进行乳酸菌的形态特征鉴定。用生理生化方法进行特征鉴定。
1.3.3 乳酸菌的保存
采用定期移植低温保藏法。
1.3.4 乳酸菌的产酸实验
1.3.4.1 麦芽酸化实验
研究温度、接种量、料水质量比分别对麦芽酸化 pH 值的影响。
1.3.4.2 麦汁酸化实验
研究温度、接种量、培养时间分别对麦汁酸化pH 值的影响。

2 结果与分析
2.1 菌种鉴定
2.1.1 形态学特征
菌落的形态学鉴定结果: 菌落突起、圆形、有褶皱、灰白色、G+, 培养液中生长物浑浊, 菌体为直杆状, 长短各异, 约 1.5μm～6μm。单个或成对排列。
2.1.2 生理生化特征
所检测的4 支试管中, 2、3 号试管不符合植物乳杆菌特性,其余 2 株符合植物乳杆菌特征。
2.2 麦芽生物酸化
2.2.1 温度对麦芽酸化 pH 值的影响
在料水质量比为 1∶4、接种量为麦芽汁质量的10 %的条件下, 在 48 ℃、50 ℃、52 ℃下进行酸化实验测定 pH。
因为需要将生物酸化与蛋白质休止相耦联, 后者温度在 48 ℃～55 ℃之间, 故我们只能选择 48 ℃、50 ℃、52 ℃作为生物酸化温度参考点 ( 下同) 。实验表明在 48 ℃条件下, 麦芽汁的酸化效果,而50 ℃、52 ℃时的结果不理想。乳酸菌的最适生长温度低于 48 ℃, 温度越高其生长速度就越缓慢。在实验中适当增加接种量、延长发酵时间来降低温度带来的不利影响。
2.2.2 接种量对麦芽酸化 pH 值的影响
当温度为 48 ℃、料水质量比为 1∶4 时, 分别按麦芽汁质量的 4%、6%、8%、10%、12%、14%的接种量接入酸化麦芽汁时，麦芽汁产酸效果较好。接种量太小, 乳酸菌生长缓慢, 产酸能力不足。接种量过大, 麦芽汁中营养成分不够, 使产酸受到影响。
2.2.3 料水质量比对麦芽酸化 pH 值的影响
分别以 1∶3、1∶4、1∶5、1∶6 的料水质量比混合已粉碎麦芽, 在接种量为麦芽汁质量的 10 %、48 ℃培养条件下, 1 h 后测定其 pH 值。
相同的条件下, 料水质量比为 1∶4时产酸效果较好。料水比太大, 基质浓度过大, 影响乳酸菌的生长和繁殖。基质浓度过小, 则营养浓度不够, 影响乳酸菌的生长繁殖和产酸。
2.3 麦汁生物酸化
2.3.1 温度对麦汁酸化的影响
当接种量为麦芽汁质量的 10 %, 在下列温度下培养 1 h, 测定其 pH 值。
温度为 48 ℃时, 产酸效果,而 50 ℃、52 ℃结果不理想。乳酸菌的最适生长温度 42 ℃左右, 他的生长和发酵产酸都会受到高温的抑制, 生长速度就更加缓慢。在实验中适当增加接种量、延长产酸时间来降低温度带来的不利影响。
2.3.2 接种量对麦汁酸化的影响
当接种量为麦汁质量的 10 %时, 产酸效果。接种量继续增大, 麦汁中的 pH 降低后, 影响乳酸菌的生长和产酸。乳酸菌数量过多,对营养物的竞争加剧, 也会影响产酸效果。
2.3.3 发酵时间对酸化 pH 值的影响
在料水质量比为 1∶4 接种量为麦汁质量的10 %、48 ℃培养条件下, 在不同的时间测定其 pH值。
随时间的推移, 乳酸菌产酸效果越佳, 但是产酸效率却在下降。乳酸菌的生长最适pH 值为 5.15 左右, 时间越长, 麦汁中的 pH 下降为 3 ~ 4 之间。此时, 乳酸菌的生长、殖和产酸都受到非常大的影响。

来源：惠合冷热缸