酸奶发酵另一个关键因素是菌株，直接影响酸奶发酵的风味和质地与功能成分。但是，我国产业化应用与酸奶发酵的有自主知识产权的菌株还很少。研究表明降胆固醇益生菌补充剂能够提供一种新的非药理学替代方法降低心血管危险因素。乙醛及双乙酰是酸奶发酵过程中产生的主要风味物质，但目前鲜见菌株对主要风味物质乙醛及双乙酰的影响研究，也鲜见降胆固醇菌株复配用于发酵乳制品的报道，需进一步完善和探索。
贵州省农畜产品贮藏与加工重点实验室、贵州大学酿酒与食品工程学院的郑佳、何腊平*和陈翠翠等人主要对马铃薯鲜薯进行适当前处理，以将龙葵素去除到口感无涩味或涩味很弱，然后适当添加到牛奶中作酸奶发酵原料，课题组现具有自主知识产权的降胆固醇动物双歧杆菌乳亚种BZ11、BZ25和降胆固 醇乳酸菌SQ-4、MT-4，及市场上常用的乳酸菌如嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)Q-1、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)BL1等中选择出合适发酵酸奶的菌株，探讨不同菌种及其适当组合对酸奶感官及乙醛、双乙酰两种风味物质的影响规律，并对产品进行理化性质分析。
1 菌株对马铃薯酸奶感官及风味的影响
本研究对比了其协调性及风味强度，发现乙醛与双乙酰的比值在1左右，其风味更好，且感官评分更高(≥70 分)。结果显示，不同菌种在发酵过程中产酸、凝乳及感官等存在菌种特异性。单菌株发酵中，乳杆菌较双歧杆菌凝乳快。在发酵16 h后，单菌株发酵均达到凝乳状态，其中BZ11的综合感官评分更好，BL1发酵酸奶质地均匀紧密。复合菌株与单一菌株相比，凝乳时间均有很大程度提高，在混菌发酵中，产酸速率增加，pH值下降更快。各菌株间存在协同作用，复合发酵能缩短发酵时间，提高发酵速率，BZ11、BL1、MT-4及Q-1组合无论是质地还是滋味气味，较其他组合更好。
实验表明双乙酰和乙醛含量与菌株特异性及其相互作用有很大关系，尤其菌株组合明显影响乙醛质量浓度。嗜热链球菌及乳酸菌发酵酸奶的两种风味物质含量高于双歧杆菌，属于产香优异的商业菌株，而乳酸菌在发酵过程中繁殖较双歧杆菌快，高浓度的活菌数更有利于风味物质的生成。综合考虑，菌株对酸奶发酵有重要影响，自筛专利菌株BZ11及MT-4产酸及感官较好，BL1发酵酸奶质地较好，Q-1风味更好，所以选择BZ11、BL1、MT-4、Q-1这一组合考察后续的接种量和菌种比例对马铃薯酸奶的发酵的影响。调节各种子液浓度至5×108 CFU/mL后接种，以其与原料体积比计算接种量及菌种比例。
2 接种量对马铃薯酸奶感官及风味的影响
结果显示，马铃薯酸奶感官评分随着接种量的增加呈现出先增大后减小的趋势，接种量越大，凝乳越快，得到的酸奶产品pH值越低。接种量小于3%，凝乳慢，质地较软，酸甜度不适宜；大于4%，发酵异味明显，酸味太重，且质地较硬，有少量乳清析出。因此3%及4%的接种量符合传统酸奶的感官要求。
随着接种量的增加，乙醛质量浓度出现波动，而双乙酰质量浓度一直在缓慢上升。接种量小于3%时，乙醛质量浓度随接种量的增加而增加，大于3%，呈降低趋势。4%接种量使得接种后酸奶菌种的初始浓 度保持在2×107 CFU/mL，最有利于感官及风味。
3 菌种比例对马铃薯酸奶感官及风味的影响
由图2可以看出，菌种比例对马铃薯酸奶产品的感官评分有很大影响，研究发现适当增加Q-1的比例，能获得风味更好的产品，MT-4的比例过高，会加快产酸，引起酸奶出现涩味及乳清析出等不良现象。各个菌株对色泽的影响较小，主要影响酸甜度、组织状态、气味及滋味。当BZ11、BL1、MT-4、Q-1的比例为1∶1∶1∶2时，得到的产品酸甜适宜，凝乳质地较好，且口感细腻绵绸。
对比不同比例下乙醛及双乙酰的含量差异，图2显示，在各个比例中，产品双乙酰质量浓度的变化不明显，而菌种比例主要影响乙醛质量浓度的变化。增加Q-1的比例能不同程度增加乙醛的含量，但由于混菌发酵是菌株相互影响的过程，存在不同程度的协同作用，因此每个菌株对两种风味物质的影响不能一概而论。相比之下除2∶2∶1∶1比例外，其余菌株的风味协调性均较好，而1∶1∶1∶2比例下的乙醛及双乙酰质量浓度较高，且协调性同样不错。故选择1∶1∶1∶2作为其发酵菌菌种比例。
4 马铃薯酸奶的理化及微生物水平
结果显示，马铃薯酸奶理化指标符合国家标准，而且具有一些突出优点：益生菌马铃薯酸奶含糖量(1.94%)较低，未经调配就能达到与市售酸奶相同的质地口感，其蛋白质含量优于普通市售酸奶，游离氨基酸水平高，这些都是由于马铃薯除了提供糖类物质外，其糖化后剩余纤维素及果胶类物质还能增加黏稠度，提高质地水平。马铃薯酸奶与市售酸奶的主体风味物质有很大差别，马铃薯酸奶能带给产品独特的柑橘香及果香。
此外，检测到马铃薯酸奶的益生菌总活菌数为6.3×108 CFU/mL，且其中双歧杆菌的数量达到3.6×108 CFU/mL。活菌数越多，其在胃肠道定植的可能性越大。双歧杆菌作为胃肠道益生性最好的菌群，由于其生长缓慢及厌氧生长等原因，在食品中的应用受到限制，但本实验使用BZ11及BL1都有良好的耐氧特性，使酸奶成品的活菌数也达到较高浓度，满足益生菌发挥益生作用浓度需达到1×106 CFU/mL的要求，对人体肠道菌群平衡起到预防和调节的作用。
5 马铃薯酸奶游离氨基酸分析
结果显示，3 种样品均检测出17 种游离氨基酸，其中发酵前总游离氨基酸质量浓度为112.5 mg/100 g，是市售牛奶的3～5 倍，这与使用的原材料有关。马铃薯蛋白质含量虽较低，但它的加入在一定程度上增加了游离氨基酸水平，而且加热糖化过程、均质及灭菌过程会发生蛋白质变性，其共价键遭到破坏，导致游离氨基酸增加。实验证明发酵后各游离氨基酸较发酵前有不同程度的升高，马铃薯酸奶的总游离氨基酸及必需氨基酸含量更高，其必需氨基酸百分比也更高。这是由于在发酵过程中部分蛋白质被微生物分解，形成小肽和氨基酸，这也大大提升了酸奶的生物学效价。
与市售酸奶相比，添加益生菌的马铃薯酸奶游离氨基酸含量更高，其中谷氨酸、精氨酸及丙氨酸含量较多。丙氨酸经氨基酸脱羧反应可以生成乙醛。精氨酸作为人体必需氨基酸，在发酵前有20.84 mg/100 g。经过发酵过程，游离精氨酸含量进一步增加(41.14 mg/100 g)，作为风味物质前体，它能较快的参与美拉德反应，生成香味物质。菌种通过发酵过程参与游离氨基酸的转化，一定程度上影响发酵前后的风味主体。
6 酸奶的降胆固醇作用分析
由图3可知，在接种量5%、发酵温度37 ℃、发酵时间16 h、乳粉18%、白砂糖0%、糖化液马铃薯质量浓度0.33 g/mL条件下，单菌株发酵都能不同程度降低酸奶中的胆固醇，而适当组合后，在接种量4%、发酵温度37 ℃、发酵时间12.5 h、乳粉12%、白砂糖1.5%、糖化液马铃薯质量浓度0.33 g/mL条件下，菌株BZ11、BL1、MT-4及Q-1混合发酵对酸奶中的胆固醇降解率达到20.43%，较单菌株增加1.86%～15.57%。对比前后酸奶中的菌株的降胆固醇情况，发现混菌发酵会增加菌株的降胆固醇能力。酸奶的降胆固醇作用与菌株自身有很大关系。
结 论
菌株是酸奶发酵的核心，研究发现不同菌株菌 株、接种量及菌种比例影响马铃薯酸奶的感官及其风 味，适宜发酵酸奶菌株为BZ11、BL1、MT-4、Q-1， 接 种 量 4 % ， 菌 种 比 例 1∶1∶1∶2 ；混 菌 发 酵 菌 株 间 互 相 影响风味物质的生成。对比益生菌马铃薯酸奶与市售 酸奶的理化性质，发现马铃薯酸奶有更低的还原糖 质量分数(1.94%)、更高的游离氨基酸含量和益生菌水平(6.3×108 CFU/mL)，尤其是双歧杆菌达到 3.6×108 CFU/mL，这些显着提高了酸奶的营养价值。体外降胆固醇实验表明混菌发酵酸奶胆固醇降解率达到 20.43%，较单菌株发酵酸奶提高1.86%~15.57%。通过本 研究，找到了适合马铃薯酸奶发酵的组合菌株，且自筛 的有自主知识产权菌株BZ11和MT-4表现出了一些优于商 业菌株的优良特性。
