《食品科学》:福建师范大学杨民和教授等:茶菌人工复合菌剂构竞技宝JJB建和发酵性能分析
栏目:竞技宝动态 发布时间:2023-03-25 02:04:00

  茶菌又称红茶菌,是一种起源于中国并流传千年的传统发酵饮品,当前仍在世界各地流行,尤以北美、欧洲和东南亚为甚。典型的茶菌以红茶和白糖为原料,通过以酵母菌和醋酸菌为主(有时也含有乳酸菌)的益生微生物群体自然发酵,经过7~15 d的发酵过程,在发酵液中产生细菌纤维素、有机酸、维生素和多酚类物质等功能性微生物代谢产物,形成一种酸甜可口、清爽宜人的饮料,并常常被认为具有助消化、解毒、抗氧化和抗癌等功能。

  福建师范大学生命科学学院的宋肖肖、杨民和*、王国红*等从福建省泉州市乡村获得一份茶菌样品,从中分离、纯化和保存了一批菌株。应用其中的2 个酵母菌和2 个醋酸菌菌株,本研究以菌膜发生为指标,构建新型复合菌群,并通过单独培养和混合培养的比较,确定不同菌株对菌膜形成的作用;明确人工菌群发酵过程中发酵液酸度、还原糖、多酚类物质和香气成分的动态变化以及不同菌株组合对发酵的影响;经历多次继代培养后菌群的稳定性。以期能够构建相对稳定而又具有天然茶菌典型发酵性能的人工复合发酵剂,满足日益增长的市场需求。

  在静置培养条件下,不同菌株的单独培养、不同混合培养组合在红茶糖水培养液中培养至第3天均可见菌体浓度的增加。单独培养情况下,C3和C6生长快,菌体增加比较明显;C5和J5生长相对较慢,菌体增加不明显。C3和C5单独培养时,培养液中未见气泡产生,而C6和J5单独培养时产生气泡,特别是C6的发酵液中气泡明显。菌株J5在单独培养条件下产生絮状物。在不同菌株的组合中,凡是含有C6的组合,培养过程中均可见气泡产生。从培养后3 d开始,在C3单独或含有C3的菌株组合培养中,在发酵液的表面可见碎片状漂浮物(图1A);这些漂浮物易破碎,摇动后下沉。凡是含有J5的组合,均可见在发酵液表面生成完整而牢固的菌膜(图1B),不易破碎。

  各菌株按等比例混合后,4 个不同菌株组合的菌体增长趋势基本一致(图2)。菌株组合C3C5C6J5启动生长的速度最快,培养后10 d一直保持较强的菌体增长势头;至发酵后第10天,菌液OD600nm值达到0.6254;发酵后第11天开始,菌液OD600nm值开始下降。发酵后2~5 d,组合C3C5C6的菌体数量直线上升,其后保持较快的增长速度,至发酵后第12天,菌液OD600nm值达到0.6663,与其他3 个菌株组合相比差异显著。在发酵后1~10 d,菌株组合C3J5C6的菌体数量呈波浪式增长,与其他3 个组合相比,整体上菌体增长速度较慢。组合C5J5C6在发酵后7 d菌体数量增长较缓慢,发酵后8~12 d生长速度加快。4 个菌株组合相比较,组合C3C5C6的菌体数量增长较快,生长后劲较强。

  与不发酵的对照相比,4 个混合菌株组合在12 d的发酵期间,发酵液中还原糖含量均呈现逐渐上升的趋势(图3)。其中,组合C3J5C6发酵液中还原糖含量最高,与对照、组合C3C5C6、C5J5C6和C3C5C6J5的发酵液相比差异显著。在12 d的发酵过程中,组合C5J5C6和C3C5C6J5的发酵液中还原糖含量直线上升,趋势比较一致;而在发酵前6 d,组合C3C5C6发酵液中还原糖含量差异不显著;发酵后6 d,还原糖含量逐渐上升。

  混合发酵过程中,不同菌株组合发酵液中pH值的变化情况见图4A。红茶糖水培养液的pH值保持在5左右。接种时由于加入20%的传代培养液,接种后培养液的pH值急剧下降,4 个不同菌株组合的初始pH值在3~3.3之间,显著低于对照竞技宝JJB。随着发酵进行,各组合的pH值进一步下降。在12 d的发酵过程中,组合C3J5C6发酵液的pH值从3.32降至3.01,显著高于组合C3C5C6、C5J5C6和C3C5C6J5。组合C5J5C6和C3C5C6J5发酵液的pH值变化基本一致;发酵后第11天发酵液的pH值最低为2.65。

  从发酵开始至发酵后8 d,对照组和各实验组总茶多酚含量均大幅度下降(表1)。从发酵后第8天开始,各处理和对照的发酵液中总茶多酚含量又有所升高,各处理之间的茶多酚含量差异不显著。综合分析混菌发酵全过程中茶多酚含量的变化,其中,对照组发酵前茶多酚质量浓度为0.7554 mg/mL,发酵12 d后质量浓度为0.32878 mg/mL,茶多酚减少量约为0.43 mg/mL。在整个发酵过程中,菌株组合C5J5C6中茶多酚含量下降最为明显,减少量约为0.45 mg/mL;其次为菌株组合C3C5C6和菌株组合C3C5C6J5,茶多酚减少量约为0.41 mg/mL,而菌株组合C3J5C6中茶多酚含量下降最少,减少量约为0.35 mg/mL。

  采用混合菌株组合C3C5J5C6考察发酵后不同时间儿茶素单体成分和GA的含量变化(表2)。在红茶糖水培养液中接入混合菌种初期(接种后1 h之内取样),发酵液中C、EC、ECG和EGCG的含量影响不显著,但EGC和GA的含量已显著下降。在对照组中,酯型儿茶素和非酯型儿茶素含量在前3 d均呈下降趋势,但非酯型儿茶素的下降量(0.72 mg/mL)比酯型儿茶素(0.1 mg/mL)更加明显;之后含量相对稳定。GA含量前3 d下降明显,3 d后逐渐回升。发酵组中,儿茶素类总含量从发酵后1~3 d下降明显;发酵后3~5 d快速回升,之后含量趋于稳定。酯型儿茶素(EGCG、ECG)发酵初期总量从0.60 mg/mL下降至0.51 mg/mL;之后稍有回升。非酯型儿茶素(EGC、EC和C)的含量在发酵初期同样呈现下降趋势,之后相对稳定。GA含量也呈现相似的变化趋势。

  在混合菌株组合C3C5J5C6发酵后7 d取样,采用顶空固相萃取和气相色谱-质谱技术相结合分析发酵液挥发性成分(表3)。

  分离自红茶菌的C3、C5、C6和J5菌株中,菌株J5是生产细菌纤维素和促进菌膜形成的核心菌株。菌株J5和菌株C3、C5、C6混合构成一个稳定的人工发酵剂菌株组合,传代6 次后,4 个菌株在发酵液中依然占据优势。以红茶糖水为培养液,菌株组合C3C5C6J5在菌体生长、糖利用、有机酸产生和挥发性物质产生等发酵性能方面与天然的红茶菌发酵相似;但发酵后总多酚和儿茶素含量的变化与天然红茶菌发酵相比有差异。混合菌群C3C5C6J5的构建为茶菌发酵过程的优化、放大和工业化生产打下基础。

  杨民和,男,博士,福建师范大学生命科学学院教授,现为福建师范大学食品科学与工程专业负责人,曾任生物工程专业负责人、生物技术专业负责人;学院学术委员会委员;学院学位委员会委员;微生物学硕士点带头人。福建省遗传学会副理事长,福建省生物化学与分子生物学学会理事;中国菌物学会、中国遗传学会、中国植物病理学会会员。主要研究方向为:1、茶叶发酵微生物资源及发酵茶;2、微生物对茶叶成分的转化及应用;3、植物内生线年度获江西省科技进步三等奖、江西省农科教人员突出贡献三等奖、“2007年度福建省优秀教师”、2009年福建省省级教学成果奖二等奖、校级特等奖;2013年福建师范大学第七届优秀教学成果奖一等奖(第3)和2014年福建省第七届高等学校优秀教学成果奖二等奖(第3)。发表相关研究论文98篇。主编《微生物学》、《微生物学实验》(科学出版社);参编《微生物学工程》(科学出版社)和《茶叶微生物学》(农业出版社)。

  宋肖肖,女,2016年9月至2020年7月就读于河南省南阳师范学院,生命科学与技术学院,生物科学专业。在本科期间曾参与过虫草多糖的研究,担任过SPCP项目的主持人。2020年九月入学至今,为福建师范大学生命科学学院在读研究生,所学专业为微生物学,研究方向为微生物生理生化。在研究生期间,在专业课程学习方面,学习了现代微生物学、微生物遗传育种学、真菌学等相关方向的专业课程,并取得了优异的成绩;在实验室工作期间,参与了红茶相关的研究工作,从培养、发酵、到检测这几竞技宝JJBom target=_blank>竞技宝JJB个过程中,了解到了红茶菌的培养条件,生长习性,并完成相关物质的检测工作。同时,也研究了“金花菌”的分离鉴定、生长条件的确定,不同菌种发酵茶生理生化指标的测定。

  本文《茶菌人工复合菌剂构建和发酵性能分析》来源于《食品科学》2023年44卷2期231-239页竞技宝JJB,作者:宋肖肖,张慧霞,刘斌杰,杨民和,王国红。DOI:10.7506/spkx0209-034。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

  为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护,并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性,北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨,探讨未来食品发展方向,通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果,搭建科研单位与企业产学研结合的平台,共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。

  Food Science of Animal Products(ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780)是一本国际同行评议、开放获取的期刊,由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办,中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营,属于食品科学与技术学科,旨在报道动物源食品领域最新研究成果,涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料,研究内容包括食物原料品质、加工特性,营养成分、活性竞技宝JJB物质与人类健康的关系,产品风味及感官特性,加工或烹饪中有害物质的控制,产品保鲜、贮藏与包装,微生物及发酵,非法药物残留及食品安全检测,真实性鉴别,细胞培育肉,法规标准等。