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酸奶发酵过程中游离氨基酸含量的分析
作者：王全利 何四云 贺习耀 邹智
来源：《湖北农业科学》2014年第13期
摘要：酸奶的氨基酸含量与其营养价值、风味及质构密切相关。试验研究了酸奶发酵过程中各种游离氨基酸含量的变化。结果表明，在40 ℃恒温发酵10 h的过程中，酸奶的总游离氨基酸含量先降后升，发酵0～8 h以乳酸菌分解游离氨基酸占主导地位，8～10 h以蛋白质水解占主导地位。谷氨酸、组氨酸、蛋氨酸、两种芳香族氨基酸（酪氨酸和苯丙氨酸）和支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸）含量在整个发酵过程中呈现持续下降趋势且在0～4 h时下降幅度为极显著；而牛磺酸、丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸和赖氨酸含量在4～8 h时下降幅度为极显著；而精氨酸和天冬氨酸含量在整个发酵期间呈现持续上升的趋势。另外通过主成分分析发现40 ℃发酵10 h酸奶游离氨基酸水平进入相对稳定的阶段，结合pH检测及感官评定，选择10 h作为其发酵终点。
关键词：酸奶；发酵；乳酸菌；游离氨基酸
中图分类号：TS252.41 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）13-3137-04
Change of Free Amino Acids in Fermentation of Yoghourt
WANG Quan-lia，HE Si-yunb，HE Xi-yaob，ZOU Zhia
（a. Dean′s Office； b. College of Culinary and Food Technology， Wuhan Business
University， Wuhan 430056， China）
Abstract： The amino acids in yoghourt closely related with the nutrition， flavor and texture
发酵生产氨基酸的工艺流程
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发酵生产氨基酸的工艺流程一般包括以下几个步骤：
酸奶发酵过程中游离氨基酸含量的分析
作者：王全利，何四云，贺习耀，等
来源：《湖北农业科学》 2014年第13期
王全利ａ，何四云ｂ，贺习耀ｂ，邹 智ａ
（武汉商学院，ａ．教务处；ｂ．烹饪与食品工程学院，武汉 ４３００５６）
摘要：酸奶的氨基酸含量与其营养价值、风味及质构密切相关。试验研究了酸奶发酵过程中各种游离氨基酸含量的变化。结果表明，在４０ ℃恒温发酵１０ ｈ的过程中，酸奶的总游离氨基酸含量先降后升，发酵０～８ ｈ以乳酸菌分解游离氨基酸占主导地位，８～１０ ｈ以蛋白质水解占主导地位。谷氨酸、组氨酸、蛋氨酸、两种芳香族氨基酸（酪氨酸和苯丙氨酸）和支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸）含量在整个发酵过程中呈现持续下降趋势且在０～４ ｈ时下降幅度为极显著；而牛磺酸、丙氨酸、甘氨酸、苏氨酸、丝氨酸和赖氨酸含量在４～８ ｈ时下降幅度为极显著；而精氨酸和天冬氨酸含量在整个发酵期间呈现持续上升的趋势。另外通过主成分分析发现４０ ℃发酵１０ ｈ酸奶游离氨基酸水平进入相对稳定的阶段，结合ｐＨ检测及感官评定，选择１０ ｈ作为其发酵终点。
关键词：酸奶；发酵；乳酸菌；游离氨基酸
中图分类号：ＴＳ２５２．４１
文献标识码：Ａ
文章编号：0439－８114（２０14）13－3137-04
酸奶是以乳和乳制品为原料，通过添加发酵剂产生大量乳酸的一种发酵乳制品。酸奶发酵剂一般为保加利亚乳杆菌（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｂｕｌｇａｒｉｃｕｓ）和嗜热链球菌（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ ｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｕｓ），人们常将它们称之为乳酸菌（ｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄ ｂａｃｔｅｒｉａ）［１，２］。经过乳酸菌的发酵，牛奶中大量的酪蛋白和乳清蛋白转化为更易吸收的多肽和氨基酸。酸奶中氨基酸不仅有益肠道健康［３］，可提高机体免疫功能［２］，还能通过转氨酶的作用形成α酮酸类物质，进一步转化为醛、醇和酯类风味物质［４］；此外酸性氨基酸可影响酸奶ｐＨ，有助于凝胶结构的形成［５］。总之酸奶中氨基酸的含量与酸奶的营养、风味和质构特点密切相关。目前关于酸奶制作过程中氨基酸含量变化的报道尚不多见［６］。本试验采用氨基酸分析仪动态分析了酸奶发酵过程中游离氨基酸含量的变化，旨在为进一步研究酸奶的营养保健价值提供参考。
氨基酸发酵基本工艺综述
所谓氨基酸发酵, 就是以糖类和铵盐为主要原料的培养基中培养微生物,
积累特定的氨基酸。这些方法成立的一个重要原因是使用选育成的氨基酸生物合成高能力的菌株。菌株的育种起初是由从自然界中筛选有产酸能力的菌株, 并建立其培养条件开始的, 从自然界或研究室保藏种类是有限的。而后在确立突变技术和阐明氨基酸生物合成系统调节机制的基础上发展为营养缺陷变异株、抗药性菌株的育种。这样, 几乎所有的氨基酸都能生产出来。
氨基酸生产的一般工艺有：
（1）生产菌种 氨基酸发酵使用的菌种主要有谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌、乳糖发酵短杆菌、短芽抱杆菌、教质塞来菌等。
获得这些菌种有多种途径有：
1：用野生株的方法这是从自然界获得的分离菌株进行发酵生产的一种方法。典型的例子就是谷氨酸发酵。2：用营养缺陷变异株的方法这一方法是诱变出菌体内氨基酸生物合成某步反应阻遏的营养缺陷型变异体, 使生物合成在中途停止, 不让最终产物起控制作用。
3：类似物抗性变异株的方法在微生物体内, 具有限制过量氨基酸生成的调节机制。因此, 一般很难如愿获得所要的氨基酸。为此, 用一种与自己想获得的氨基酸结构相类似的化合物加入培养基内, 使其发生控制作用, 从而抑制微生物的生长。这样, 就可以得到在这种培养基中能够生长的变异株, 而这种变异株正是解除了调控机制的, 能够生成过量的氨基酸。利用此方法发酵的有: 苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸和精氨酸。4：体内及体外基因重组的方法基因工程包括细胞内基因重组方法和试管内的体外基因重组方法。
(2)发酵培养基 氨基酸发酵的碳源最常采用淀粉水解糖液、糖蜜等；其氮源则常采用铵盐、尿素、氨水等无机氮源，控制合理的碳氮比，不仅菌体生长和氨基酸合成需要氮，而且氮源还用来调节pH值，因此氮源的需要量比一般发酵(例如有机酸发酵)多。例如谷氨酸发酵的碳氮比为l00：15—2l，当碳氮比为100：U时才开始积累谷氨酸。在消耗的氮源中，合成菌体用的氮源仅占总氮的3％一6％，合成谷氨酸的氮源占30％一80％。在实际生产中，采用尿素或氨水为氮源时，还有一部分氮用于调节pH值，另一部分氮被分解随空气逸出，为此用量更大。在谷氨酸发酵培养基中当糖浓度为12．5％、总尿素量为3％时，碳氮比为100：28。不同的碳氮比对氨基酸生物合成产生显著的影响。一般需加入流、磷、钙、镁、钾等无机盐类。磷酸盐浓度对氨基酸发酵的影响极为显著。例如谷氨酸发酵中，磷酸盐浓度高时，抑制6—磷酸葡萄糖脱氢酶的活性，菌体生长好，谷氨酸产量低，代谢向合成额氨酸转化；磷酸盐不足时，糖代谢受抑制，糖耗慢。镁离子是己糖磷酸化酶、柠檬酸脱氢酶和羧化酶等的激活剂，并能促进葡萄糖—6—磷酸脱氢酶的活力。镁含量太少会影响碳源的氧化。 钾离子是许多酶的激活剂，能促进糖代谢。氨基酸发酵需要的钾，因菌种性质、培养条件和发酵阶段等而异，例如谷氨酸发酵的产酸期需要的钾比生长期多，钾盐多时有利于产酸，钾盐少时有利于菌体生长。其他无机盐 琉、钠、锰、铁等元素都是氨基酸发酵所需要的。硫是构成细胞蛋白质的含硫氨基酸的组成成分，也是构成某些活性物
