食品原料及食品添加劑對益生菌活性的影響

鄭清云

（潤盈生物工程（上海） 有限公司，上海 201700）

益生菌是腸道的有益菌，主要用于改善人體宿主腸道菌群的生態平衡[1-3]。

益生菌食品中的活菌數量是衡量產品質量的重要指標，如何保持益生菌飲料中益生菌的活性是備受關注的研究熱點[4-8]。食品原料及食品添加劑的加入可以改善益生菌固體飲料的商品性質，但會影響益生菌的活性[9-10]。實際生產中既要改善益生菌飲料的風味品質，又要適當保持益生菌飲料中益生菌的活性，還需要控制好食品原料與添加劑的添加量。因此，選擇適當的食品原料和食品添加劑，最大限度地保持益生菌固體飲料中益生菌的活性，具有重要的現實意義。

1 材料與設備及試驗方法

1.1 菌株、食品原料及食品添加劑

乳雙歧桿菌（BL-G101）、兩歧雙歧桿菌（BBG90）、長雙歧桿菌（BL-G301）、短雙歧桿菌（BBG95）、嬰兒雙歧桿菌（BI-G201）、鼠李糖乳桿菌（Lr-G14）、植物乳桿菌 （Lp-G18）、嗜酸乳桿菌（LA-G80）、羅伊氏乳桿菌（LR-G100）、干酪乳桿菌（LC-G11），潤盈生物（上海） 有限公司提供；薄荷腦，惠州市百利蘭生物技術有限公司提供；維C，上海勵成營養產品科技股份有限公司提供；姜黃，黃山華綠園生物科技有限公司提供；蘋果纖維，法國進口；小麥低聚肽，中食都慶山東生物有限公司提供；葡萄糖酸亞鐵，上海勵成營養產品科技股份有限公司提供。

1.2 0.85%無菌生理鹽水

稱取8.5 g 氯化鈉，溶解于1 000 mL 純化水，用移液器分裝于16 mm×18 cm 的試管中，裝量為9 mL/管，分液后蓋上硅膠試管塞；另分裝于藍蓋瓶，裝量為36 g/瓶，加入約50 g 玻璃珠，然后旋緊藍蓋。試管和鹽水瓶皆置于121 ℃下高壓滅菌30 min。

1.3 BMD 瓊脂培養基 （g/L）

上述成分稱量好后，加入1 000 mL 純化水中，加熱充分溶解，用10%氫氧化鈉溶液調節pH 值至6.80～7.00，加入瓊脂粉8.0 g 加熱充分溶解，用8 層紗布過濾后，分裝于三角瓶中，200 mL/瓶，塞好棉塞，并用牛皮紙扎好口；于121 ℃下高壓滅菌20 min。

1.4 試驗方法

不同原料及添加劑的添加比例見下表，混合菌粉的活菌數為1 000 億CFU/g（每1 g 中各種乳酸菌的活菌數相同）。

配置不同比例薄荷腦的益生菌固體飲料見表1，配置不同比例維C 的益生菌固體飲料見表2，配置不同比例葡萄糖酸亞鐵的益生菌固體飲料見表3，配置不同比例蘋果纖維的益生菌固體飲料見表4，配置不同比例姜黃的益生菌固體飲料見表5，配置不同比例小麥低聚肽的益生菌固體飲料見表6。

表1 配置不同比例薄荷腦的益生菌固體飲料/g

表2 配置不同比例維C 的益生菌固體飲料/g

表3 配置不同比例葡萄糖酸亞鐵的益生菌固體飲料/g

采用室溫貯藏試驗，取不同濃度樣品15 袋于留樣柜中，在室溫條件下放置1 個月，分別在放置第0，10，20，30 天時取出3 袋樣品，檢測樣品中總乳酸菌活菌數量變化。

表4 配置不同比例蘋果纖維的益生菌固體飲料/g

表5 配置不同比例姜黃的益生菌固體飲料/g

表6 配置不同比例小麥低聚肽的益生菌固體飲料/g

1.5 數據處理

每種試驗重復3 次取平均值，采用SPASS 軟件對數據進行顯著性分析。

2 結果與分析

不同質量分數原料及添加劑對益生菌穩定性的影響（常溫存放時間/ d（25 ℃左右）） 見表7。

表7 不同質量分數原料及添加劑對益生菌穩定性的影響（常溫存放時間/ d（25 ℃左右））/億 CFU·g-1

2.1 不同質量分數薄荷腦對益生菌活性的影響

從表7 可以看出，薄荷腦對益生菌有明顯的抑制作用。隨著薄荷腦含量的增加，益生菌的活性明顯受到抑制。不同質量分數樣品在貯藏10，20，30 d，活菌數有顯著性下降。分析原因可能是薄荷腦為傳統中藥，味辛性涼，具有疏風、清熱、解毒等功效。薄荷本身具有鎮痛、抗菌、抗炎等藥理作用[11-12]。對于薄荷腦抗病毒方面，有文獻報道薄荷煎劑對單純皰疹病毒感染、牛痘病毒和流行性腮腺病毒均有抑制作用。在薄荷腦抗菌抗炎方面，文獻報道薄荷中異佛爾酮、β - 石竹烯、β - 蒎烯等成分對枯草芽孢桿菌及變形杄菌均有抑制作用。通過研究不同濃度薄荷腦對益生菌穩定的影響，可推測出益生菌類產品不建議添加具有易揮發、抗炎、抗菌及抗病毒作用的原料，因為上述物質不僅抑制有害菌，同時也會抑制有益菌。所以，益生菌產品盡量避免使用薄荷腦。

2.2 不同質量分數維C 對益生菌活性的影響

從表7 可以看出，維C 對益生菌有一定抑制作用。當維C 的質量分數≤3%，隨著貯藏時間的增加，其對益生菌活性無顯著性抑制，但當維C 的質量分數增加到5%，7%時，根據顯著性分析可以發現，其對益生菌活性有顯著性抑制。維C 是水溶性強抗氧化劑，主要作用是增強機體對外界環境的抗應激能力和免疫力[13]。由以上推測，強抗氧化功能的原料可能對益生菌有一定抑制作用，具體影響與質量分數有直接關系。因此，為了提高益生菌產品的穩定性，建議做配方時維C 的添加量比例≤3%。

2.3 不同質量分數葡萄糖酸亞鐵對益生菌活性的影響

從表7 可以看出，葡萄糖酸亞鐵對益生菌有一定抑制作用。在貯藏10 d 時，0.02%葡萄糖酸亞鐵對益生菌活性無顯著性差異；但在貯藏20 d 時，質量分數0.01%的葡萄糖酸亞鐵對益生菌活性有顯著性差異。葡萄糖酸亞鐵中的鐵離子參與血紅蛋白的合成，在傳遞氧和人體代謝活動中起重要作用[14-15]，而一般情況下雙歧桿菌需要在厭氧條件下培養，由此可推出鐵可能對益生菌有抑制作用。因此，為了提高益生菌產品的穩定性，建議做配方時盡量避免使用葡萄糖酸亞鐵。

2.4 不同質量分數蘋果纖維對益生菌活性的影響

從表7 可以看出，蘋果纖維對益生菌有一定抑制作用。在貯藏10，20，30 d 時，不同質量分數的蘋果纖維對益生菌活性都有顯著性差異。原因可能是蘋果纖維中含有一定量的蘋果酸[16-17]，而酸性條件對益生菌的活性有一定的抑制作用，一般情況下，大多數益生菌的最適pH 值為6.8～7.2。因此，為了提高益生菌產品的穩定性，建議做配方時盡量避免使用蘋果纖維。

2.5 不同質量分數姜黃和小麥低聚肽對益生菌活性的影響

從表7 可以看出，在貯藏20，30 d 時，不同質量分數的姜黃和小麥低聚肽對益生菌無顯著性差異。依據試驗結果，建議做配方時可以添加姜黃和小麥低聚肽，添加量控制在7%。

3 結論

益生菌食品中的活菌數量是衡量產品質量的重要指標。然而，許多研究結果顯示，含有活菌的益生菌產品，易受環境溫度、劑型等因素的影響，從而直接影響到產品的穩定性[18-20]。通過試驗得出以下結論：①薄荷腦、葡萄糖酸亞鐵及蘋果纖維對益生菌活性有顯著性抑制，制作益生菌產品應盡量避免添加；②為保證益生菌活性，建議維C 添加量控制在3%，姜黃和小麥低聚肽添加量控制在7%。