红茶菌中微生物分析及初步分离

发表时间:2020/11/3   来源:《教学与研究》2020年54卷第19期   作者:王俊丽
[导读] 红茶菌俗称“胃宝”,是由醋酸菌、酵母菌、乳酸菌以糖茶水为原料制成的发酵饮料
        王俊丽
         (山东职业学院,济南,250100)

        摘要  红茶菌俗称“胃宝”,是由醋酸菌、酵母菌、乳酸菌以糖茶水为原料制成的发酵饮料。根据红茶菌中三类菌的性质及特点,选择合适的分离培养基和培养条件,在红茶菌菌种中分离得到了三类不同的纯菌:2株酵母菌、2株醋酸菌、1株乳酸菌,单独保存、使用分别前活化扩培,然后按不同组合方式接种、混合发酵,可以获得不同感官和营养成分的红茶菌发酵饮料。
        关键词:红茶菌;功能性发酵饮料;菌种分离;混合发酵
        中图分类号 G712  文献标识码 A
        
1 红茶菌中的微生物种类及其功能
        红茶菌是一种历史悠久的民间传统功能性茶饮料,是以糖茶水为原料,经红茶菌中的多种微生物共同发酵而成的。红茶菌液中富含乳酸菌,酵母菌,醋酸菌等对人体有益的微生物活性菌,以及在发酵过程中生成的醋酸、乳酸、葡萄糖酸及维生素C等有益物质。
        红茶菌中的三类功能菌及其作用:
1.1 酵母菌
        红茶菌液中的酵母大多为茁芽酵母属和德氏酵母属两种。几乎一切的酵母菌都能发酵三种单糖,即葡萄糖、果糖、甘露糖,很多种酵母也能发酵半乳糖。
        酵母菌含核蛋白量丰富,具有人体必需的八种氨基酸,还有多种维生素和有益酶。它在糖液中分解,除生成许多有机酸、氨基酸、维生素等营养物质外,在酵母菌的细胞壁上还产生一种胶状抗癌物质,称为"B古鲁千",这是在抗癌药物中很被注意的一种。
1.2 醋酸菌
        醋酸菌是红茶菌的主体,在糖茶水中能生成醋酸,醋酸具有保护维生素的作用,因维生素在酸性环境中不易被破坏,醋酸是预防痢疾的良药,具有解毒的功能,更重要是它还具有抗癌、防癌的保健功效。
        醋酸菌可使体内营养充分化为能量,可抑制肠内有害细菌,对肠胃运动和健康有益。
1.3 乳酸菌
        乳酸菌含有适量的糖化酶,能把食物中未消化的糖类分解为葡萄糖,以供给乳酸菌生长、繁殖和产生乳酸的需要。
        乳酸菌是能清理肠道、抑制肠内异常发酵、制止和阻挡人体吸收有害菌分解生成的毒素、使人体机能免于迅速老化,被认为是人体的健康卫士。
2 红茶菌中微生物分离的必要性
        红茶菌属于混合菌种,各种菌之间会产生对发酵基质中的营养成分的争夺、以及代谢产物的抑制等相互干扰,对发酵过程及产品组成有很大影响。红茶菌发酵试验已证明:红茶菌菌源的不同、红茶菌种的菌类组成比例及接种数量不同、红茶菌种形式(菌液、菌膜)的不同、操作不当而导致污染杂菌、而且传代使用次数过多易发生菌种性能衰退乃至变异等,所以红茶菌的传统粗放式发酵方式使发酵过程菌类比例难以把握、发酵代谢产物难以控制,影响到红茶菌发酵液成分、发酵液酸度、感官及理化质量等,从而引起发酵产品的营养成分及口味的变化,发酵产品质量不稳定、品质差,一旦污染有害杂菌还会引发安全性问题。
        红茶菌菌种稍有差别,经发酵得到的红茶菌液的成分和质量就会不同。而如果将红茶菌中的三种菌分离出来、分别进行保存、纯菌接种、混合发酵,那么菌种的菌类及数量就可以进行控制,从而保证其他条件相同的情况下菌种的稳定性,就可以控制三种菌的比例及数量,使发酵过程中代谢产物相对稳定、产品质量保持稳定。所以探索对红茶菌进行分离、单独保存、按需进行分别接种,来保证菌种的组成和比例,非常必要并且有生产应用价值。
3 红茶菌中微生物分离及保存方法
3.1 菌种分离材料
3.1.1 菌种:红茶菌混合菌种,购买自某生物技术公司。
3.1.2分离用培养基:
3.1.2.1 红茶菌培养基
        红茶菌培养基:蔗糖 5 g ,红茶粉 0.2 g ,蒸馏水 100 mL 。 115 ℃ 灭菌 15 min 。
3.1.2.2 酵母菌培养基
        Y1 号:酵母膏 1 g , 蛋白胨 1 g ,葡萄糖 2 g ,琼脂 2 g ,蒸馏水 100 mL 。 待培养基冷却至 50 ℃ ,添加 100 mg/L 盐酸氧四环素。
        Y2 号:麦芽膏 2 g ,琼脂 2 g ,自来水 100 m l。


3.1.2.3 醋酸菌培养基
        醋酸菌培养基:酵母膏 1 g , 葡萄糖 1 g ,琼脂 2 g ,放线菌酮 0.5 mg,蒸馏水 100 mL 。 待培养基冷却至 50 ℃ 时,加入 2 g 经 165 ℃ 干热灭菌 30 min 的 CaCO3 和 3mL 的95% 乙醇。
3.1.2.4 乳酸菌培养基: MRS 培养基(分离乳杆菌)
3.2 菌种分离方法
3.2.1 菌种活化
        采用红茶菌培养基,将红茶菌种接种培养后得到活化的红茶菌菌种,振荡混匀,吸取10 ml 菌液并夹取一小块菌膜放入带玻璃珠的 90ml无菌水中,充分振荡,使溶液混匀。
3.2.2 菌种稀释、涂布接种
        吸取 5 ml 混匀的活化液转入45 ml无菌水中得到10—1的稀释液,依次梯度稀释成 10—2,10 —3,10 一4,10一5,10一6,之后分别吸后 3 个稀释度的菌液各0.2 ml分别涂布于酵母菌培养基、醋酸菌培
养基和 MRS 培养基上,用玻璃棒涂布均匀,30℃培养,得到分离纯化的单菌落。每个稀释度重复3 次 。
3.2.3 纯菌培养、镜检
        醋酸菌和乳酸菌培养基于30 ℃培养,酵母菌培养基于 28 ℃培养,培养时间3~5天 。每天观察菌落生长情况和外观形态。培养结束,挑取单菌落转接保存纯菌(见步骤3.3、),然后将相应菌落剩余部分进行镜检初筛、于显微镜下观察各菌落中的细胞形态及初步判断菌类。
3.3 菌种分离与保藏
        培养结束,根据菌落生长情况和菌落形态,先挑取生长良好、具有典型性的单菌落接种于各类菌的固体斜面培养基中进行培养,低温保藏、备用。从混合菌种中分离出5株纯菌,分别是:2株酵母菌,2株醋酸菌,1株乳酸菌。得到了纯菌种,就可以解决菌种保存、接种量控制、控制杂菌污染、保持菌种活力和控制产品质量等多方面的问题。
4 纯菌接种、混合发酵
        将分离得到的各个纯菌种进行扩培,然后按设定比例分别接种,最后进行混合发酵。
4.1 纯菌逐级扩大培养
        分别挑取分离保存的酵母菌、醋酸菌、 乳酸菌纯菌,活化后分别接入各类菌的液体培养基中扩大培养。根据发酵生产所需的菌种量,扩大培养各菌液的体积和数量,必要时进行多级培养。
        酵母菌于30 ℃、100 r/min 振荡培养 32~36 h ;醋酸菌于30℃、200 r/min 振荡培养 32~36 h;乳酸菌于30 ℃ 静置培养 32~36 h 。
4.2 纯菌分别接种
        根据酵母菌、醋酸菌、 乳酸菌的浓度(可镜检计数或测OD值),按 5% 总接种量(按事先设定的酵母菌、醋酸菌和乳酸菌的配比)换算成各种菌实际的接种量,无菌操作接入红茶菌培养基中,注意控制无菌条件。
4.3 混合发酵
        将各纯菌的扩培液接入糖茶水的发酵缸中,总体积不大于培养缸体积的2/3,并以四层纱布覆盖扎紧。经30℃、100 r/min 振荡培养3-4天,即可得到成熟的红茶菌液。
        可通过调整不同菌种的组成和配比、改变发酵条件等,得到不同风味和功效成分的红茶菌发酵饮料。
        
5结论
        红茶菌是一个复杂的微生物共生体系,由酵母菌、醋酸菌和乳酸菌组成,不同来源的红茶菌,其优势菌种组成及类型也不尽相同。分离出纯菌种后、采用不同的菌种组合方式,进行纯菌混合发酵生产红茶菌,并与传统酿造的红茶菌进行感官比较,结果表明不同组合方式纯菌混合发酵生产的“红茶菌”其酸甜比、口感及风味有差别,这可能是由于发酵过程中菌群处于不同的生长状态,从而影响代谢产物的合成。

参考文献:
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