
酸奶机制作菌粉的菌种筛选方法涉及微生物学技术与工艺优化的结合,需兼顾菌种的活性、产酸能力、协同作用及工业化生产的可行性。以下从筛选原理、具体方法及工艺要点三方面分析:
一、筛选原理与目标菌种特性
1. 目标菌种
酸奶发酵的核心菌种为保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus),二者共生可加速产酸并形成酸奶的粘稠质地。嗜酸乳杆菌、双歧杆菌等益生菌也可作为补充菌种,但其培养条件需与基础菌种兼容。
2. 筛选标准
产酸效率:菌种需在40-42℃环境下快速产酸,缩短凝乳时间(理想为6-8小时)。
耐温性:需耐受干燥过程中的高温(≤50℃)及保存期的低温。
抑菌能力:通过分泌抗菌物质(如细菌素)抑制杂菌生长,确保发酵安全性。
协同作用:菌种组合需平衡产酸速度与风味形成,例如保加利亚乳杆菌产酸快但风味单一,需与嗜热链球菌互补。
二、具体筛选方法
1. 自然样本采集与初筛
来源:传统发酵乳制品(如牧民家庭酸奶)、长寿人群肠道菌群或特定环境样本(如广西巴马长寿村)。
溶钙圈法:在含CaCO₃的培养基中,乳酸菌产酸溶解碳酸钙形成透明圈,通过梯度稀释和划线纯化筛选产酸菌株。
中和剂辅助培养:添加中和剂(如磷酸盐)的琼脂培养基可减少乳酸积累对菌种生长的抑制,提高筛选精度。
2. 菌种性能验证
发酵实验:验证菌种在牛奶中的产酸速度、凝乳时间及口感(如粘稠度、酸度平衡)。
抑菌环检测:通过平板法观察菌落周围抑菌环大小,评估抗菌物质产生能力。
基因测序:鉴定菌株种类并排除潜在致病菌。
3. 菌种优化与保存
复配与驯化:通过多次传代培养筛选高活性菌株,或引入突变技术(如UV照射)增强耐酸性。
冻干保护剂:添加蔗糖、味精等保护剂提高菌种在冻干过程中的存活率。
低温保存:菌粉需冷冻保存以维持活性,避免高温导致失活。
三、菌粉制备工艺要点
1. 固化与干燥
吸附材料:使用淀粉类物质(如玉米淀粉、糯米粉)作为载体,吸附菌液并形成颗粒状菌粉。
梯度干燥:先以45-50℃快速脱水表面水分,再通过晾晒彻底干燥,避免高温破坏菌体。
活菌检测:验证菌粉的活菌数(通常需≥10⁹ CFU/g)及发酵成功率。
2. 质量控制
杂菌控制:操作全程需灭菌(如微波处理吸附剂、蒸煮器皿)以减少污染。
稳定性测试:检测菌粉在不同储存条件下的活性衰减率,优化包装(如真空密封)。
四、挑战与创新方向
1. 技术难点:双歧杆菌等严格厌氧菌的工业化培养难度高,需特殊设备维持无氧环境。
2. 国产菌种研发:国内企业正从传统发酵乳中分离本土菌株(如兰格格的草原菌LanggJZ-08),以降低对进口菌种的依赖。
3. 功能拓展:筛选产特定代谢物(如苯乳酸)的菌株,提升酸奶的保健价值。
菌种筛选需结合微生物学方法与实际生产需求,从自然样本中分离高活性菌株,并通过工艺优化提升菌粉的稳定性。未来,通过基因编辑技术定向改造菌种、开发本土菌种资源库将是突破“卡脖子”问题的关键。