益生菌在冰淇淋生產(chǎn)中的應用

■ 鄭利君 楊永龍 張 杰 生慶海 內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司

何謂益生菌？益生菌是指攝入一定量后，對宿主具有一種或幾種具有論證功能益處的活的微生物[1]。自20世紀90年代以來，益生菌已成為國際上的熱門研究課題，與此同時，益生菌類保健品也開始風靡全球。

國外目前已開發(fā)出數(shù)以百計的益生菌保健產(chǎn)品，其中包括酸奶、酸乳酪、酸豆奶以及口服液、片劑、膠囊、粉末劑等。迄今為止，科學家已發(fā)現(xiàn)的益生菌大體上可分成3大類，其中包括：乳桿菌類（如嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、詹氏乳桿菌、拉曼乳桿菌等）；雙歧桿菌類（如長雙歧桿菌、短雙歧桿菌、卵形雙歧桿菌、嗜熱雙歧桿菌等）；革蘭氏陽性球菌（如糞鏈球菌、乳球菌、中介鏈球菌等）。此外，還有一些酵母菌與酶也可歸入益生菌的范疇。

國內(nèi)外一些學者認為，益生菌的作用可以概括為[2]：防治腹瀉；緩解不耐乳糖癥狀；預防陰道感染；增強人體免疫力；緩解過敏作用；降低血清膽固醇；預防癌癥和抑制腫瘤生長。

歐洲所做的雙盲對照試驗（46 名有陰道霉菌感染史的婦女參加了試驗）證實了益生菌所具有的預防陰道感染的功能。女病人每人每日口服150 mL含大量益生菌的酸奶，結果陰道感染發(fā)生率大大低于安慰劑組婦女。這是因為酸奶中的嗜酸乳桿菌可抑制陰道內(nèi)白色念珠菌的繁殖。

益生菌在腸道內(nèi)的大量繁殖可促進并提高人體的全身免疫能力。在歐洲一些著名的長壽之鄉(xiāng)，如高加索山區(qū)、地中海沿岸國家，當?shù)厝藰O少患糖尿病、心血管病和肥胖癥，研究認為這與他們長期飲用自制的含大量益生菌的酸奶有關。

20世紀70年代到90年代的大量試驗證明：喝益生菌飲料確實可降低血清膽固醇。研究指出：每天喝200 mL加入嗜酸乳桿菌以及菊粉后發(fā)酵的酸奶，可使高脂血癥患者的血脂平均下降4.4%左右。因為嗜酸乳桿菌與菊糖兩者均有降脂作用。

1 國內(nèi)外益生菌研究應用概況

1.1 國外益生菌研究

益生菌的研究與應用在日本、法國、美國、俄羅斯、德國等國家均受到重視，而且其研究極具專業(yè)性和系統(tǒng)性。就目前的研究與應用水平而言，日本與法國處于較領先地位。早在20世紀30年代初，日本京都帝國大學微生物教研室的代田稔博士就已成功地分離出來自于腸道的乳酸桿菌，在經(jīng)過強化培養(yǎng)后，使之能以存活狀態(tài)到達腸內(nèi)并生存下來。而這種后來被人們稱之為益力多菌的乳酸桿菌，目前已被廣泛地運用在日本的食品、飲品、醫(yī)學等領域，在乳制品上的應用成績更是十分驚人。日本2000～2001年生產(chǎn)的益生菌乳制品，其總產(chǎn)值就已達22 億美元。而今的益力多，在日本已家喻戶曉，并在多個國家被消費者接受。

法國在益生菌方面的研究也不亞于日本人。目前，法國已擁有一支非常龐大的專業(yè)科研隊伍，每年的研究開發(fā)經(jīng)費高達數(shù)億法郎，由此可見其重視程度。

人類對益生菌的接觸與研究雖已有百年的歷史，但對它的認識并沒有真正完全深入，許多專家正在對其展開更微觀的研究與探討。目前國際對益生菌的研究顯得異?；钴S，產(chǎn)品消費成績驚人，益生菌的年生產(chǎn)總值在300 億美元左右，其中益生菌乳制品超過50 億美元，呈上升態(tài)勢。在國外，益生菌（乳酸菌）的應用研究已涉及到塑料制造工業(yè)，一種由L-乳酸或D-乳酸加工而成的聚乙烯，可使該塑料產(chǎn)品在廢棄后能夠自行分解，從而保護環(huán)境不受污染，此技術正在加緊研究中。此外，新加坡的科學家正在利用牛奶中的乳酸菌來研制口服非典疫苗并已取得了重大的突破。上述這些，僅是益生菌研究前沿中的小部分。

1.2 國內(nèi)益生菌研究現(xiàn)狀

益生菌在我國的研究與利用起步較晚，與發(fā)達國家相比，其基礎研究和開發(fā)利用尚存在一定的距離。尤其是受文革等因素的影響，在20世紀的中后期，大部分學者中斷了對益生菌的研究，因此這一時期關于益生菌方面的研究論文或科研成果寥寥無幾。進入21世紀后，益生菌的研究開始復蘇，益生菌的運用也受到了重視。內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學乳品生物技術與工程教育部重點實驗室建立的我國第一個具有自主知識產(chǎn)權的乳酸菌資源庫，對我國進一步研究和利用益生菌作出了重大貢獻。

由于益生菌所具有的特殊價值與功效，在乳制品和一些功能性的食品中已被廣為運用。目前我國已大量使用雙歧桿菌和乳桿菌等生產(chǎn)營養(yǎng)、可口兼有保健功能的酸奶等乳制品，較為著名的品牌包括益力多、達能等。我國對于益生菌相關的微生態(tài)制劑的研究速度在近年也發(fā)展迅速，品種主要有保健食品類與藥用類。目前市場上銷售的品種主要有：昂立1號、麗珠腸樂、回春生、促菌生、培菲康、佳士康、雙歧多寶、五株王、六株寶和媽咪愛等。目前，仍不斷有新品種投放市場。

2 益生菌冰淇淋的研究應用情況

經(jīng)過多年的發(fā)展，冰淇淋的種類可以說是琳瑯滿目，不僅在配料上得到了創(chuàng)新，而且在結構研究上也取得了令人自豪的成績。冰淇淋是一類高營養(yǎng)易吸收的高檔食品，然而隨著人們生活水平的不斷提高，人們對食品的要求也越來越嚴格，除了能夠滿足營養(yǎng)和安全的需求外，還需要能夠提供一定的保健功能。未來冰淇淋的發(fā)展趨勢主要包括以下3 個方面，即推出低脂（無脂）和低糖（無糖）產(chǎn)品，有機產(chǎn)品以及營養(yǎng)強化產(chǎn)品[4]。因此，在冰淇淋中添加益生菌也是今后冰淇淋發(fā)展的重要方向。

冰淇淋具有貨架期短且需在低溫下冷凍保存的特點，這些特點對益生菌的存活是非常有利的，所以益生菌在冷飲中的應用是完全可行的。把益生菌加入到冰淇淋中可以說是營養(yǎng)與保健的結合。進行益生菌冰淇淋產(chǎn)品開發(fā)，具有如下3 個方面的優(yōu)勢[5]。

2.1 一是在冰淇淋的嗜好性和營養(yǎng)性基礎上，賦予更多的功能性，符合現(xiàn)代消費觀念。目前，健康食品的概念已經(jīng)得到了世界各國的認可，因此大力開展健康食品的生產(chǎn)，將具有重要的意義和廣闊的市場。

2.2 二是低溫貯藏為益生菌的存活創(chuàng)造了條件，解決了普通益生菌發(fā)酵產(chǎn)品貨架期短，活菌數(shù)量不高，功能特性得不到保證等缺陷。而冰淇淋由于其特殊的低溫保藏要求，既能延長貨架期，而且能使菌體活力得到保障（試驗證明，在冰淇淋的冷藏溫度下，乳酸菌的死亡速度很緩慢）。

2.3 三是感官風味是冰淇淋不可忽略的重要指標，益生菌冰淇淋在口感方面也有其獨到之處。在炎炎夏日，這種清新爽口的冰淇淋將倍受青睞。

目前，益生菌冰淇淋的做法有2 種：一種是加入益生菌發(fā)酵劑將料液發(fā)酵后老化、凝凍而成；另一種是將老化的料液加入益生菌制劑。目前也有益生菌巧克力的相關研制開發(fā)，如果該項成果能夠成功的話，我們可以將其與冰淇淋進行組合，開發(fā)出益生菌巧克力冰淇淋[6]。

雖然，益生菌冰淇淋的應用和開發(fā)前景相當樂觀，但是要想保證益生菌的保健功能，必須得保證益生菌在其載體中有一定數(shù)量的活菌數(shù)，即存活穩(wěn)定性。盡管人們對益生菌在發(fā)酵乳、奶酪中應用研究較多，但對其在冰淇淋中的應用相關報道較少。研究表明，冰淇淋的配料和工藝都對益生菌的存活有影響。

沈微（2004）在冰淇淋和雪糕中添加嗜酸乳桿菌Lactobacillus acidophilus Lal4和干酪乳桿菌Lactobacillus caseiLC1[7]，結果發(fā)現(xiàn)，在老化6 h后，冰淇淋中的這2 株菌由最初的1.6×106CFU/g和2.0×106CFU/g降到了1.56×106CFU/g和1.7×106CFU/g；老化24 h后，則降為1.5×106CFU/g和1.6×106CFU/g；老化24 h后于-12℃下貯藏48 h后，益生菌數(shù)量分別為1.52×106CFU/g和1.58×106CFU/g；在雪糕中的結果類似，但活菌數(shù)的下降程度更大。同時還發(fā)現(xiàn)，凝凍時的充氣攪打會使益生菌損失20%～50%，但膨脹率大者損失較少。胡春光和谷曉青（2008）也得到類似的結果[8]。

A Homayouni等（2008）研究了益生菌在不同蔗糖濃度（W/W，10%，15%，20%，25%）下的存活情況，發(fā)現(xiàn)干酪乳桿菌Lactobacillus casei， Bifidobacterium bifidum和雙歧桿菌Bifidobacterium longum的數(shù)量隨著蔗糖濃度的升高而降低，Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳桿菌）則升高。這是因為隨著糖濃度的升高，發(fā)酵所產(chǎn)生的乳酸也增多，過多的酸對干酪乳桿菌和雙歧桿菌具有抑制作用，而嗜酸乳桿菌則對酸的適應力較強而造成的。于-20℃下貯藏3 個月，嗜酸乳桿菌活菌數(shù)下降較嚴重，干酪乳桿菌和雙歧桿菌下降則不太明顯[9]。

Gulden等（2006）以Lactobacillus acidophilus，L.agilis，L.rhamnosus應用于蔗糖冰淇淋和阿斯巴甜冰淇淋中，在-20℃下貯藏6 個月后發(fā)現(xiàn)，阿斯巴甜對益生菌的存活性影響不大（P＞0.05）；但加工制備方法（加入益生菌的方式）對菌的存活性有較大影響（P＜0.05），加入發(fā)酵乳制備的冰淇淋益生菌活菌數(shù)要比直接加入發(fā)酵劑制備的冰淇淋高，但2 種樣品的活菌數(shù)的下降值是接近的。大多數(shù)研究結果顯示，益生菌可以在-18～-28℃的情況下存活6 個月，但在2～5℃的情況下，益生菌存活的時間則會大大縮短[10]。Nighswonger等的研究發(fā)現(xiàn)，L.acidophilus和L.casei在貯藏6 個月后仍可以存活，因此大多數(shù)益生菌冰淇淋都選用這2 種菌種來制備[11]。研究表明，益生菌在冰淇淋的加工和貯藏中會損失，而微膠囊化與益生元可以有效控制其損失，這將是今后研究的重點。

[1] Report of a joint FAO/WHO working group on drafting guidelines for the evaluation of probiotics in food. London Ontario，Canada，April 30 and May 1，2002.

[2] 郭本恒.益生菌.北京：化學工業(yè)出版社，2004：102-106.

[3] 張和平，張列兵.乳品工業(yè)手冊.北京：中國輕工業(yè)出版社，2006.

[4] 張世龍.中國冰淇淋市場透視及2007年新概念.市場分析，2007，11（3）：38-39.

[5] 周坤，朱曉紅，顧瑞霞.益生菌冰淇淋的研制.食品研究與開發(fā)，2008，29（4）：101-104.

[6] Morgane Maillard，Alex Landuyt.Chocolate：an ideal carrier for probiotics.Agro Food industry，2008，19（3）：13-15.

[7] 沈微. 益生菌在冷飲中的應用.冷飲與速凍食品工業(yè)，2006，12（4）：9-11.

[8] 胡春光，谷曉青.在冷飲中的應用益生菌.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2008，176（22）：40-42.

[9] Homayouni A，Ehsani M R，Azizi A，et al.Growth and survival of some probiotic strains in simulated ice cream conditions.Applied Sciences，2008，8（2）： 379-382.

[10] Gülden Baoyi fi t，Hakan Kuleaoan，Aynur G，et al. Viability of human-derived probiotic lactobacilli in ice cream produced with sucrose and aspartame.J Ind Microbiol Biotechnol，2006，33（9）： 796-800.

[11] Nighswonger B D，Brashears M M，Gilliland S E.Viability of lactobacillus acidophilus and lactobacillus casei in fermented milk products during refrigerated storage.Dairy Sci，1996，79（2）： 212-219.