發(fā)酵乳制品發(fā)酵劑的研究進(jìn)展

文 / 李太君 高 媛

（1黑龍江貝因美乳業(yè)有限公司；2黑龍江龍丹乳業(yè)科技股份有限公司）

發(fā)酵乳制品具有營養(yǎng)豐富、易消化、適口性好和便于保藏等優(yōu)點，深受廣大消費者喜愛。發(fā)酵乳是以生牛（羊）乳或乳粉為原料，經(jīng)殺菌、發(fā)酵后制成的pH值降低的產(chǎn)品。發(fā)酵乳生產(chǎn)歷史悠久，世界各地傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品品種繁多，許多文章都綜述了這些產(chǎn)品的生產(chǎn)概況。這些產(chǎn)品通常都以傳統(tǒng)方法生產(chǎn)，風(fēng)味和組織質(zhì)地獨特，并有著良好的產(chǎn)品穩(wěn)定性，對這些產(chǎn)品發(fā)酵劑的研究是近年來一個重要研究項目。

酸乳發(fā)酵劑是制作酸乳所用的特定的微生物培養(yǎng)材料。發(fā)酵劑在酸乳生產(chǎn)過程中的作用非常重要，發(fā)酵劑是酸乳產(chǎn)品產(chǎn)酸和產(chǎn)香的基礎(chǔ)和主要原因。酸乳質(zhì)量的好壞主要取決于酸乳發(fā)酵劑的品質(zhì)類型及活力。目前，我國酸乳產(chǎn)量不斷增加，品種日益豐富。市面上銷售的酸乳主要由嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌為發(fā)酵劑高溫短時間發(fā)酵生產(chǎn)，發(fā)酵時間4 h左右，生產(chǎn)周期短，成本低。但近年來，添加益生菌的發(fā)酵酸乳制品越來越受到更多消費者的喜愛。為了更好地滿足市場需求，很多廠家都在酸乳中添加益生菌等其它菌種，用以生產(chǎn)新型發(fā)酵酸乳。益生菌是指一類非致病的經(jīng)過消化系統(tǒng)對人體健康產(chǎn)生積極作用的微生物[1]，它們通過改善人體內(nèi)的微生態(tài)平衡進(jìn)而促進(jìn)人體健康。近年來，益生菌依靠其特有的療效，被消費者普遍認(rèn)可，特別是在維持胃腸道健康方面，因此，含益生菌的食品越來越受到人們的關(guān)注[2]。酸乳發(fā)酵劑常見益生菌有：雙歧桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌和干酪乳桿菌。

1 發(fā)酵乳的種類

發(fā)酵乳依據(jù)其制作工藝、發(fā)酵微生物的特性及產(chǎn)品特征、原料組成等，分類方式和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)也不相同。例如，根據(jù)原料組成可分為全脂酸乳、半脫脂酸乳和脫脂酸乳；根據(jù)發(fā)酵微生物特性分為嗜熱發(fā)酵乳、適溫發(fā)酵乳和含醇發(fā)酵乳；根據(jù)產(chǎn)品健康特征可分為普通酸乳和特殊酸乳；根據(jù)產(chǎn)品組織狀態(tài)可分為凝固型酸乳、攪拌型酸乳、飲用型酸乳、冷凍型酸乳和濃縮型酸乳；根據(jù)風(fēng)味可分為天然純酸乳，加糖、調(diào)味、果料和復(fù)合型或營養(yǎng)健康型酸乳。目前國內(nèi)外重要的發(fā)酵乳有：酸乳、歐默、開菲爾、發(fā)酵酪乳、斯堪的納維亞酸乳、酸奶油、乳酒（以馬奶為主）等。

2 發(fā)酵劑的研究進(jìn)展

2.1 嗜熱鏈球菌

嗜熱鏈球菌能幫助乳糖不耐受人群消化乳糖，因為這種菌可以產(chǎn)生乳糖酶。嗜熱鏈球菌來源于乳制品。它是一種需氧的革蘭氏陽性菌，以2 個卵圓型為一對的球菌連成0.7～0.9 μm的長鏈。嗜熱鏈球菌能改善腸道微環(huán)境，降低腸道pH值，促進(jìn)腸蠕動，防止病原菌定植，分泌細(xì)菌素抑制病原菌的生長，調(diào)節(jié)血壓，抑制膽固醇合成酶活性，降低血清中膽固醇含量，其菌的發(fā)酵產(chǎn)物可以調(diào)節(jié)控制血壓；生成的多糖、細(xì)菌素等具有抗腫瘤活性的作用，通過激活機(jī)體免疫系統(tǒng)，抑制細(xì)胞的突變來抵抗腫瘤的發(fā)生；產(chǎn)生的超氧化物歧化酶（SOD）可以清除體內(nèi)代謝過程中產(chǎn)生的過量超氧陰離子自由基，延緩衰老；增加酸乳粘度，改善酸乳的品質(zhì)。

盧兆蕓等對保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵紫紅薯酸牛奶進(jìn)行了研究。以鮮牛奶和紫紅薯為主要原料，保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌為發(fā)酵劑，2 種發(fā)酵劑的混合量比為1∶1，接種量為5%，制得的紫紅薯酸牛奶口味芳香，口感最佳，是新型紫紅薯營養(yǎng)酸奶發(fā)酵的優(yōu)化工藝[3]。

2.2 保加利亞乳桿菌

乳酸菌是一組菌的總稱，其中包括乳球菌、片球菌、明串球菌、乳桿菌（其中以保加利亞乳桿菌為代表）和雙歧桿菌。保加利亞乳桿菌目前被廣泛應(yīng)用在酸乳制作過程中。該亞種最初由保加利亞微生物學(xué)家賽德蒙?格里戈羅夫在1905年時確定并以其祖國的名字命名，1984年時韋斯等人又將其確認(rèn)為德式乳桿菌的亞種。戴遠(yuǎn)臣等對具有促進(jìn)保加利亞乳桿菌生長的山楂多糖增殖培養(yǎng)基進(jìn)行了優(yōu)化，同時對保加利亞乳桿菌在發(fā)酵過程中的生長動力學(xué)進(jìn)行了研究，得到了菌體生長動力學(xué)模型和模型參數(shù)[4]。

2.3 瑞士乳桿菌

瑞士乳桿菌是干酪領(lǐng)域中常用的菌株，與其它乳酸菌相比，具有較高酶活力，可以作為干酪加工中的常見輔助菌株使用。華朝麗和趙征選用瑞士乳桿菌作為發(fā)酵劑菌種制作酸奶，利用其產(chǎn)酸產(chǎn)粘特性好的優(yōu)點，研究了其在乳中的生長特性。在脫脂復(fù)原乳添加量為12%時，在40 ℃下培養(yǎng)所得的酸乳凝乳時間為4.3 h，凝乳時pH值為4.5，酸度為87.00 °T，經(jīng)過后熟，凝乳質(zhì)地光滑，口感細(xì)膩，無乳清分離和不良發(fā)酵氣味，活菌數(shù)為4.1×109個/mL。利用噴霧干燥設(shè)備制得的酸乳粉活菌數(shù)大于1.0×109個/g，經(jīng)過活化可作為酸乳的發(fā)酵劑和含有活性乳酸菌食品的配料[5]。隋欣等采用不同熱處理溫度與時間對瑞士乳桿菌進(jìn)行熱修飾，研究處理前后與干酪加工相關(guān)的菌體特性，同時對熱激修飾條件參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化[6]。

2.4 干酪乳桿菌

干酪乳桿菌是一種乳桿菌類益生菌，具有緩解乳糖不耐癥，增強(qiáng)人體免疫力，緩解過敏，降低血清膽固醇以及預(yù)防癌癥和抑制腫瘤生長等益生保健作用，可廣泛應(yīng)用于功能性食品、醫(yī)藥、飼料等領(lǐng)域[7，8]。卜永士等通過對一株具有降膽固醇功能的益生菌-干酪乳桿菌生物學(xué)特性研究發(fā)現(xiàn)，所篩選的菌株能夠耐受2.5%的牛膽鹽和6.0%鹽，在pH值2.5的MRS-broth中仍可以生長，并有抑制常見致病菌，對部分抗生素比較敏感的特性，對小白鼠安全無毒，可以用作微生態(tài)制劑和酸奶發(fā)酵劑的優(yōu)良菌種[9]。汪建明等研究了干酪乳桿菌的高濃度培養(yǎng)條件，并在此基礎(chǔ)上探討了冷凍干燥法及噴霧干法制備干酪乳桿菌干劑的可行性。結(jié)果表明，初始培養(yǎng)基不調(diào)酸，發(fā)酵過程中不補(bǔ)料并用飽和Ca（OH）2作為中和劑，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH值在6.3～6.6，菌數(shù)可達(dá)1.0×1010個/mL；將獲得的高濃度酪乳桿菌培養(yǎng)液離心濃縮，以10%脫脂乳加27%甘油作為保護(hù)劑制成菌懸液進(jìn)行冷凍干燥，其菌數(shù)可達(dá)到9. 0×1010個/g[10]。

2.5 嗜酸乳桿菌

嗜酸乳桿菌是人體胃和小腸內(nèi)的主要益生菌。嗜酸乳桿菌屬于乳桿菌屬，革蘭氏陽性桿菌，桿的末端呈圓形，主要存在小腸中，釋放乳酸、乙酸和一些對有害菌起作用的抗菌素，但是抑菌作用比較弱。嗜酸乳桿菌可調(diào)整腸道菌群平衡，抑制腸道不良微生物的增殖。嗜酸乳桿菌對致病微生物具有拮抗作用。黃春振等研究了嗜酸乳桿菌的生理特性，包括生長曲線的測定，滲透壓對菌體生長的影響，耐膽鹽性，同化膽固醇及抑菌能力。結(jié)果表明，嗜酸乳桿菌為革蘭氏陽性菌，培養(yǎng)16 h是最佳收獲期，最高可耐受濃度為6%的NaCl，菌體在0.5%的膽鹽溶液中放置0.5 h后存活率為80%，膽固醇同化率為57.06%，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌有明顯的拮抗作用[11]。趙瑞香等對嗜酸乳桿菌生產(chǎn)特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明：在37 ℃條件下，嗜酸乳桿菌可在乳中生長、繁殖，對數(shù)期細(xì)菌數(shù)達(dá)1.0×109個/mL以上。在10%接種量條件下，36 h嗜酸乳桿菌可在乳中產(chǎn)生103.25～108.56 °T的酸度，pH值達(dá)3.8～3.9，24～30 h產(chǎn)生1.8716～2.1440 mmol/mL雙乙酰，3.2322～3.6844 mmol/mL乙醛，使發(fā)酵乳具有良好的風(fēng)味。同時，嗜酸乳桿菌具有較強(qiáng)的蛋白質(zhì)分解能力，48 h可以產(chǎn)生171.67～182.55 μg/mL的氨基酸，使發(fā)酵乳具有較高的營養(yǎng)價值[12]。

2.6 雙歧桿菌

雙歧桿菌是1899年由法國學(xué)者Tissier從母乳喂養(yǎng)的嬰兒糞便中分離出的一種厭氧的革蘭氏陽性桿菌，末端常常分叉，故名雙歧桿菌。雙歧桿菌在胃腸的數(shù)量隨年齡的增長而減少，分布最多的是喂母乳的嬰兒。雙歧桿菌有32 個亞型，含有雙歧桿菌的生物制劑多達(dá)70 種。嬰兒雙歧桿菌占總腸道菌的60%，60 歲以上老人雙歧桿菌只占7.9%。雙歧桿菌可維護(hù)腸道正常菌群平衡，抑制病原菌的生長，防止便秘、腹瀉和胃腸障礙等；抗腫瘤；防治高血壓；改善人體的耐乳糖性；增強(qiáng)人體免疫機(jī)能，抗衰老；增強(qiáng)機(jī)體對放射線的耐受性。楊東升闡述了雙歧因子對雙歧桿菌的促生長作用及其作用于人體的益生功能，同時介紹了雙歧桿菌的研究進(jìn)展情況[13]。戚薇等以明膠、黃原膠、果膠等為復(fù)合膠體，先用膠類物質(zhì)包裹菌體形成耐酸的保護(hù)層，再用海藻酸鈉和殼聚糖交聯(lián)形成耐酸性能更好的雙層微膠囊，為雙歧桿菌微膠囊產(chǎn)品的開發(fā)和利用提供了一種新的方法[14]。

3 結(jié)束語

發(fā)酵乳制品是目前人們非常喜愛的食品，不僅是因為發(fā)酵乳制品具有良好的風(fēng)味，也是因為其益生菌對人體的健康有重要的作用。發(fā)酵乳中發(fā)酵劑及其益生菌的研究是未來乳品行業(yè)研究的重中之重。

[1]Laurent D，Sonia G，Henri D.Probiotic food supplement reduces stress-induced gastrointestinal symptoms in volunteers a double-blind，placebo-controlled，randomized trial. Nutrition Research，2008，28（1）：1-5.

[2]Yutaka U，Yuji S，Yoichi K.Impact of consumption of probiotic lactobacillicontaining yogurt on microbial composition in human feces.International Journal of Food Microbiology，2008，122（1-2）：16-22.

[3]盧兆蕓，陳海嬰，彭冬英. 保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵紫紅薯酸牛奶. 中國乳品工業(yè)，2011（12）：25-30.

[4]戴遠(yuǎn)臣，侯紅漫，張公亮. 保加利亞乳桿菌的增菌培養(yǎng)基設(shè)計及生長動力學(xué)研究. 大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012（5）：1-5.

[5]華朝麗，趙征. 瑞士乳桿菌發(fā)酵乳的研究.食品研究與開發(fā)，2004，23（4）：46-48.

[6]隋欣，任發(fā)政，魯言文，等. 熱激法修飾瑞士乳桿菌的參數(shù)優(yōu)化與特性研究. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報，2009，40（8）：111-114.

[7]Shah N P. Probiotic bacteria：selective enumeration and survival in dairy foods. J Dairy Sci，2001，83（4）：894-907.

[8]Vinderola C G，Mocchiutt P，Reinheimer I J A. Interactions among lactic acid starter probiotic bacteria used for fermented dairy products. J Dairy Sci，2002，85（4）：721-729.

[9]卜永士，郭本恒. 一株干酪乳桿菌的生物學(xué)特性研究. 乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)，2004（2）：49-51.

[10]汪建明，趙仁國，肖冬光. 高活性干酪乳桿菌粉末發(fā)酵劑的初步研究. 天津科技大學(xué)學(xué)報，2005，20（2）：9-13.

[11]黃春振，陳有容，齊鳳蘭. 嗜酸乳桿菌生理特性的研究. 食品研究與開發(fā)，2004，25（2）：36-39.

[12]趙瑞香，李元瑞，羅磊. 嗜酸乳桿菌生產(chǎn)特性的研究. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報，2002，30（3）：85-88.

[13]楊東升. 益生菌雙歧桿菌作用機(jī)制的研究.食品研究與開發(fā)，2004（4）：15-25.

[14]戚薇，楊澤宇，杜連祥. 雙歧桿菌微膠囊的制備和穩(wěn)定性研究. 現(xiàn)代食品科技，2003，21（4）：36-40.