葛根多糖对乳酸菌发酵特性的影响

李磊　闫雅欣　任嫒嫒　吴鸣昊　王楠　韩娇娇　郑婕　贺莹

摘 要：以葛根为原料，研究不同添加量的葛根多糖对乳酸菌产酸性能、保水性、发酵黏度及其增殖的影响。结果表明，随着葛根多糖添加量的增加，pH值呈递减趋势，滴定酸度随时间的延长也逐渐升高，而对保水能力的影响较小，对乳酸菌的生长影响呈先增后减的趋势。当添加量低于0.8%时，对乳酸菌具有极明显的促生长作用;当添加量为0.8%时，促乳酸菌生长作用达到最佳，葛根多糖对乳酸菌生长具有益生元特性。

关键词：葛根多糖;乳酸菌;发酵;黏度

中图分类号 TS252.54文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）12-0025-03

Abstract：In this study， the effects of adding 0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0% Pueraria polysaccharide on acid production， water retention， fermentation viscosity and lactobacillus proliferation were studied using pueraria as raw material.The results showed that the pH value of pueraria polysaccharide group showed a decreasing trend with the increase of the addition amount， while the titration acidity increased with the increase of the addition amount， the corresponding titration acidity also increased with time.but the amount of pueraria polysaccharide have less effect on the water retention. Pueraria polysaccharide influence on the growth of lactobacillus are inverted “U” type， pueraria polysaccharide content lower than 0.8%， the growth of lactobacillus has extremely obvious， the adding amount was 0.8%， promote the growth of lactobacillus effect best， Pueraria polysaccharide prebiotics characteristics for the growth of lactobacillus.

Key words： Pueraria polysaccharide; Lactic acid bacteria; The fermentation; Viscosity

葛根是指豆科植物葛根（Pueraria lobata）或甘根藤（Gange vine）的根，其大部分生長在潮湿和阳光充足的环境中。葛根藤长超过10m，藤条坚韧，叶片交替，小叶和花朵呈紫红色，根部长圆形，且根块粗大肥厚[1]。葛根是一种复杂而庞大的糖类物质，具有复杂的分子结构，分子量从数万到数千万，具有许多生物活性，包括抗感染、增强免疫力、降血糖、抗病毒等作用[3]。

李积华等采用提取和酶处理技术对葛根进行加工，研制出了天然的功能性饮料[3]。王淑珍等通过对葛根进行分类筛选、纯化提取后，将其加工成具有解热、止渴、饱腹等功效的天然保健饮料[4]。樊经建等对葛根解酒液体饮料的生产加工工艺进行研究，发现葛根中含有大量的大豆甙成分，能够有效分解乙醛的毒性，阻止酒精对大脑的抑制功能，在解酒的同时帮助人体护肝[5];在一些欧美国家生产了一系列有关葛根的新产品，如葛根咖啡、芦笋、芦荟饮料、葛根冻罐、葛根混合产品、葛根口服液和葛根红肠。日本生产出了葛根饮料、葛根果冻、葛根口服液、葛根面包、葛根粉丝、葛根冰淇淋、葛根面条等产品[6]。

本研究以葛根多糖为试验材料，通过测定pH值、滴定酸度、黏度、持水力以及乳酸菌菌落总数，探究其对乳酸菌产酸性能、发酵黏度、保水性及乳酸菌增殖的影响，以期为中药葛根的食用和药理价值的开发提供理伦依据[7]。

1 材料与方法

1.1 供试材料 葛根：乡宁县昌宁万盛堂大药房;发酵剂：北京秀川有限公司;纯牛奶：山西古城有限公司;95%乙醇、酚酞指示剂、氢氧化钠、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、琼脂：天津市试剂厂。仪器与设备：F100高速万能粉碎机：北京浩能有限公司;L550离心机：湘仪集团;PHS-3C pH计：上海仪电科学仪器公司;LDZX-30KBS高压蒸汽灭菌器：上海右一仪器有限公司;NDJ-1B黏度计：上海希仁有限公司;PGX?250培养箱：上海至成分析有限公司;HH-4恒温水浴锅：金坛仪器厂;BS124S分析天平：上海沪粤明科学仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 葛根多糖的提取 称取葛根50g，将其置于圆底烧瓶中，加入蒸馏水800mL，充分搅拌，并在100℃下煮沸4h，用3层纱布滤出葛根残渣，重复2次，然后置于60℃水浴锅中水浴直至滤液浓缩至300mL，离心（4000r/min，10min），将无水乙醇加入离心后的上清液中沉淀过夜，继续离心（4000r/min，10min），弃去上清液，收集沉淀物，并加入80mL水并充分混合，然后加入95%乙醇搅拌均匀，将容器密封并过夜使其沉淀，继续离心（4000r/min，10min），收集下方沉淀，向沉淀中加入80mL蒸馏水并搅拌，在干燥箱中干燥，得到葛根多糖备用[8]。

1.2.2 乳酸菌发酵乳的制备 将鲜牛乳以每杯30mL的添加量倒入纸杯中，随后将葛根多糖分别以0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的添加量添加到鲜牛奶中（其中1组不添加做对照组），每组平行测定3次。然后在95～100℃下灭菌10min，室温下冷却至40℃左右，再添加浓度为0.9%的发酵剂，接种于灭菌乳中，并在43℃培养箱中发酵6h，将其置于4℃冰箱中，备用[9]。

1.2.3 酸度的测定

1.2.3.1 pH值测定 将纯牛奶倒入6个纸杯中，每杯倒80mL牛奶，每组有6个纸杯，共6组。第1组是空白对照，未加入葛根多糖，剩下每组加入不同比例的葛根多糖。将所有装有牛奶的纸杯在95℃下灭菌10min，然后将其冷却至约43℃，取0.9%的发酵剂0.1g接种到每个纸杯中，并在43℃培养箱中培养。用pH计每隔1h测量每组中的每份牛奶的pH值[10]。

1.3.3.2 滴定酸度的测定 滴定酸度测量，每1h从每组装有牛乳的纸杯中取出乳样品10mL，并置于250mL锥形瓶中。用2倍量的蒸馏水稀释，然后加入两滴体积分数为0.5%的酚酞指示剂溶液。用0.1mol/L NaOH溶液滴定成淡粉色，保持30s不变色即可。消耗的NaOH毫升数量乘以10，以获得在发酵的某个时间点的样品的滴定酸度，以吉尔涅尔度表示。将每组样品进行3次测量。

1.2.4 黏度的测定 将由1.2.2制备的样品在4℃的冰箱中储存12h，然后取出并使其达到室温。通过黏度计测量样品的黏度，并用玻璃棒均匀搅拌待测样品，选择3号转子并在10r/min的转速下测量。该值每10s取1次，计算表观黏度。每个样品做3组平行。

1.2.5 持水力的测定 将空的50mL离心管的质量记录为W0，并将通过1.2.3的方法发酵的30mL样品加入到每个离心管中。将总质量称为W1，然后在4℃下以4000r/min离心10min，弃去上清液，收集沉淀物后称量总质量W，平行测量3次后取平均值。持水力计算公式如下：

持水力（%）=（W-W0）/（W1-W0）×100

1.2.6 乳酸菌總数的测定 通过方法1.2.3制备待测样品，取一定量的上述样品稀释不同的梯度，按照GB 4789.35-2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 乳酸菌检验》的方法倒入MRS培养基中，计算乳酸菌总数。

2 结果与分析

2.1 葛根多糖对乳酸菌产酸能力的影响 从图1可以看出，随着葛根多糖添加量的增加，6个实验组的pH值逐渐降低。当发酵时间为1h时，各个添加量的pH值基本相同，pH值主要分布在6.3左右;当发酵时间为3h时，pH值呈现急剧下降的趋势，这可能是因为乳酸菌在此时间段内充分发酵，产生大量酸;当发酵时间为6h时，而在第6h，每组的pH值为4.3左右，这时pH值的曲线趋于一个相对平缓的状态，这是由于乳酸菌被酸抑制，不再产酸，发酵被抑制。

从图2可以看出，随着发酵时间的延长，葛根多糖的滴定酸度不断增加。添加不同量的葛根多糖的滴定酸度均高于空白对照组，各组的滴定酸度在6h内均超过80°T。

2.2 葛根多糖对乳酸菌发酵乳黏度的影响 从图3可以看出，空白对照组的表观黏度值最高，达到了3190mPa·s，均高于其他葛根多糖组的表观黏度，并且添加量对其黏度的影响呈现逐渐下降的趋势。当葛根多糖添加量为0.8%时，表观黏度值最低。

2.3 葛根多糖对乳酸菌发酵乳保水性的影响 从图4可以看出，不同添加量的葛根多糖组发酵乳的保水性均在55%左右。

2.4 葛根多糖对乳酸菌增殖的影响 从表1可以看出，添加不同葛根多糖剂量组中，乳酸菌菌落总数均高于空白对照组，并且随着葛根多糖添加量的增加而逐渐增多。当葛根多糖添加量为0.8%时，菌落总数达到109个数量级，菌数达到最大。由此可以得出，葛根多糖添加量低于或等于0.8%时，葛根多糖对乳酸菌的生长和增殖有明显的促进作用，能够被乳酸菌分解吸收，促进乳酸菌生长繁殖。

3 结论与讨论

以葛根为原料提取葛根多糖，对不同添加量的葛根多糖对乳酸菌发酵后的酸乳进行了理化指标和微生物指标的测定。结果表明，葛根多糖可以加快乳酸菌产酸，并且随着添加量的增加，乳酸菌的产酸量逐渐增多，葛根多糖对乳酸菌发酵乳的保水性无明显影响，但明显可以促进乳酸菌的增殖。当葛根多糖添加量为0.8%时，促乳酸菌生长作用达到最佳。

参考文献

[1]张雁，张孝祺.葛根资源的开发利用[J].中国野生植物资源，2000，19（006）：26-29.

[2]郑建仙.功能性食品[M].北京：中国轻工业出版社，2002.

[3]李积华，李明.功能性葛根天然饮料工艺研究[J].江西食品工业，2004（1）：20-22.

[4]王淑珍，沈磊，沈磊.天然葛茶的开发与保健意义分析[J].食品工业，2004，25（3）：45-46.

[5]宋晓光.乳酸菌对肠道健康的有益作用[J].国外畜牧学，2004，24（4）：49.

[6]张昌军，原方圆，邵红兵.超声波法在提取多糖类化合物中的应用研究[J].化工时刊，2007，21（2）：54-56.

[7]刘洋，温慧颖，王然.红茶小米复合型发酵乳的研制[J].中国酿造，2019，38（10）：184-187.

[8]尤新.功能性发酵制品[M].北京：中国轻工业出版社，2001.

[9]Kleerebezem M，Starrenburg M.Lactococcus lactisas a cell factory for high-level diacety production[J]. Applenviron Microbiol，2000，66（9）：4112-4114.

[10]樊经建.葛根的保健功能及其饮料制备[J].西部粮油科技，1997，22（1）：36-37. （责编：张宏民）