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(diǎn)，深受廣大消費(fèi)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(dú)特，并有著良好的產(chǎn)品穩(wěn)定性，對(duì)這些產(chǎn)品發(fā)酵劑的研究是近年來一個(gè)重要研究項(xiàng)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(shí)間發(fā)酵生產(chǎn)，發(fā)酵時(shí)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(fèi)者的喜愛。為了更好地滿足市場(chǎng)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(duì)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(fèi)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?yàn)檫@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(gè)卵圓型為一對(duì)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(dòng)，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(duì)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(shí)確定并以其祖國的名字命名，1984年時(shí)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(duì)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(shí)對(duì)保加利亞乳桿菌在發(fā)酵過程中的生長動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，得到了菌體生長動(dòng)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(diǎn)，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(shí)，在40 ℃下培養(yǎng)所得的酸乳凝乳時(shí)間為4.3 h，凝乳時(shí)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(gè)/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(gè)/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(shí)間對(duì)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(shí)對(duì)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(duì)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(duì)部分抗生素比較敏感的特性，對(duì)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(gè)/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(gè)/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(duì)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(duì)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(cè)定，滲透壓對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)數(shù)期細(xì)菌數(shù)達(dá)1.0×109個(gè)/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(shí)，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(jià)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(gè)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(duì)放射線的耐受性。楊東升闡述了雙歧因子對(duì)雙歧桿菌的促生長作用及其作用于人體的益生功能，同時(shí)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?yàn)榘l(fā)酵乳制品具有良好的風(fēng)味，也是因?yàn)槠湟嫔鷮?duì)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。

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