德氏乳桿菌是一種革蘭氏陽性，長桿，無鞭毛，無芽孢，菌落圓形，乳白色，邊緣整齊，化能異養(yǎng)性，兼性厭氧，不液化明膠，可利用纖維二糖，果糖，葡萄糖，蔗糖，海藻糖。接觸酶陰性，氧化酶陰性，耐酸，喜溫，生長溫度30-40℃ 。為ATCC菌種德氏乳桿菌作為一種D-乳酸發(fā)酵菌種，該菌株可以產(chǎn)較高光學(xué)純度的D-乳酸，但其最佳的發(fā)酵溫度為37 °C。當(dāng)培養(yǎng)溫度達(dá)到40 °C左右時(shí)，D-乳酸的產(chǎn)率顯著降低。
主要亞種及特性
德氏乳桿菌保加利亞亞種(Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus)通常稱其為保加利亞乳桿菌(Xactobacillm bulgaricm)是用于酸奶生產(chǎn)的主要乳酸菌菌種之一。在其它天然發(fā)酵的產(chǎn)品中也會出現(xiàn)。1905年保加利亞Stamen Grigorov博士第一次將其分離鑒定。保加利亞乳桿菌是厭氧性、舉蘭氏陽性菌。菌體長約2 μm-9 μm，寬約0.5 μm-0.8 μm，單個(gè)菌體里長桿狀或成鏈,兩端鈍圓,不具有運(yùn)動性,也不產(chǎn)生孢子在乳基質(zhì)培養(yǎng)基上生長,菌落呈無色或淡白色,菌落表面為不光滑絮狀,直徑在1mm-3mm之間。保加利亞乳桿菌屬于化能異養(yǎng)型微生物,對營養(yǎng)需求較為茍刻。通常情況下,脫脂乳和乳清是乳酸菌的最佳培養(yǎng)基,實(shí)驗(yàn)表明:以乳清加6%脫脂乳作為培養(yǎng)基菌落數(shù)相對較多。在代謝其過程中,需要多種生長因子特別是B族維生素,如：吡哆酸(VB6)、鈷胺酸(VB12)、葉酸等。最佳生長溫度范圍是37°C-45°C:,當(dāng)溫度高于50°C或者低于20°C時(shí)菌體不能生長。在培養(yǎng)保加利亞乳桿菌的過程中,碳源、氮源也有一定的要求,酵母粉是常用的培養(yǎng)基成分,其中尼克酸、葉酸、鈷胺酸含量相對較高。研究證實(shí):酵母粉的添加有較顯著地促進(jìn)了保加利亞乳桿菌的生長。保加利亞乳桿菌糖代謝會產(chǎn)生大量乳酸,乳酸對菌株的生長具有抑制作用,添加緩沖鹽或中和劑可以增進(jìn)菌株的生長。
產(chǎn)黏特性
高品質(zhì)酸奶的生產(chǎn)與發(fā)酵劑菌種的代謝密不可分,菌種對碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)的分解代謝是生產(chǎn)高品質(zhì)酸奶的關(guān)鍵。其中碳水化合物的分解代謝產(chǎn)生了大量的無機(jī)酸、有機(jī)酸、醇、醒等物質(zhì),這些物質(zhì)與脂肪分解代謝產(chǎn)生的脂肪酸、短鏈脂肪酸共同賦予了酸奶特殊的風(fēng)味;當(dāng)然,蛋白質(zhì)水解生成的多肽、短肽、氨基酸,對提高酸奶營養(yǎng)價(jià)值的作用更加不容忽視。菌種合成代謝在高品質(zhì)酸奶的生產(chǎn)中同樣不可小覷,因?yàn)楹铣纱x途徑形成了有利于改善酸奶點(diǎn)度、質(zhì)地和促進(jìn)人體健康的胞外多糖。胞外多糖是乳酸菌合成代謝過程中分泌到細(xì)胞外,滲于培養(yǎng)基中的一類多糖化合物。這些多糖有的依附于菌體細(xì)胞壁形成莢膜,稱為莢膜多糖;有的進(jìn)入培養(yǎng)基形成粘液,稱為粘液多糖。它們都是乳酸菌代謝的次級產(chǎn)物。胞外多糖不僅具有增稠、穩(wěn)定、乳化、膠凝及持水作用,同時(shí)還具有提高免疫活性、抗腫瘤、抗?jié)兊然钚試鴥?nèi)外學(xué)者對作為產(chǎn)胞外多糖乳酸菌菌種之一的德氏乳桿菌保加利亞亞種,進(jìn)行了許多研究。據(jù)Ceming等報(bào)道德氏乳桿菌保加利亞亞種胞外多糖的產(chǎn)量一般為55-150mg/L。當(dāng)然,并不是所有保加利亞乳桿菌菌株都產(chǎn)胞外多糖,菌種產(chǎn)胞夕多糖還與具體菌株有關(guān)。研究指出一株產(chǎn)胞外多糖的嗜熱鏈球菌和一株不產(chǎn)胞外多糖的保加利亞乳桿菌一起在乳中培養(yǎng)時(shí),胞外多糖的產(chǎn)量可達(dá)800mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單菌株培養(yǎng)時(shí)胞外多糖的產(chǎn)量,說明保加利亞乳桿菌可促進(jìn)嗜熱鏈球菌產(chǎn)胞外多糖的量。產(chǎn)生胞外多糖的條件不一定是菌株的最佳生長條件一些研究表明,在低于菌株最適生長溫度的條件下接種,可以提高胞外多糖產(chǎn)量。GassemM.A.等研究認(rèn)為:較低的接種溫度將活菌數(shù)量緩慢增加,延長了菌株對數(shù)期和穩(wěn)定期,從而促進(jìn)胞外多糖的形成。
產(chǎn)酸特性
酸奶甜酸適宜與其含有的有機(jī)酸和無機(jī)酸有關(guān)。高品質(zhì)酸奶的生產(chǎn)脫離不了優(yōu)良發(fā)酵劑的作用。作為酸奶發(fā)酵劑的主要菌種之一,保加利亞乳桿菌產(chǎn)酸能力不容忽視。保加利亞乳桿菌能利用葡萄糖、果糖、乳糖進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵產(chǎn)生D-型乳酸,最高產(chǎn)酸量可達(dá)2%。
產(chǎn)香特性
酸奶味美適口與其特殊的風(fēng)味密不可分,酸奶的風(fēng)味是由以下幾個(gè)部分構(gòu)成:
(1)原料奶本身所含有的風(fēng)味物質(zhì);
(2)原料乳中的某些物質(zhì)經(jīng)過微生物的分解代謝形成的風(fēng)味物質(zhì);
(3)發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)前體,在貯藏過程中產(chǎn)生了新的風(fēng)味物質(zhì)。例如:發(fā)酵劑代謝碳水化合物生成乳酸、兩酮酸、丙酸、乙酸、甲酸;分解氨基酸產(chǎn)生乙酸、丙酸、丁酸和戊酸.等有機(jī)酸,這些有機(jī)無機(jī)酸不僅具有特殊的味道還可以賦予酸奶爽口感,除此之外,還能和醇類物質(zhì)反應(yīng)生成具有香氣的西旨類,例如:乙酸與乙醇生成乙酸乙酷等。按照酸奶的香味可以將酸奶分為:醛香型和酮香型。保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合菌種發(fā)酵,代謝產(chǎn)物以乙酸為主屬酵香型發(fā)酵乳;單獨(dú)或結(jié)合使用丁二酮乳鏈球菌和梓檬明串珠菌作發(fā)酵劑的代謝風(fēng)味物質(zhì)主要為丁二酮,屬酮香型發(fā)酵乳。在我國酵香型酸奶目前居多。研究進(jìn)一步證實(shí):作為影響酸奶風(fēng)味的乙酸、雙乙丑、揮發(fā)酸以及酸性物質(zhì)等關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì),兩兩間的相關(guān)性顯著。