食品中乳酸菌種類及其應(yīng)用前景探究

乳酸菌是能利用葡萄糖或其他碳水化合物代謝產(chǎn)生大量乳酸菌的細(xì)菌統(tǒng)稱，來源于人或者動(dòng)物的腸道，在食品發(fā)酵中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。將乳酸菌用于食品中可以產(chǎn)生特殊的酶系，如有機(jī)酸酶系、控制內(nèi)毒素的酶系、合成各種維生素的酶系、分解膽酸的酶系等，這些酶系不僅可以維持腸道的微生態(tài)平衡，還能加速乳酸菌生長(zhǎng)，有效改善產(chǎn)品風(fēng)味，促進(jìn)乳制品、發(fā)酵香腸等食品的成熟。基于此，本文就食品中的乳酸菌展開分析，探究食品中乳酸菌的種類及其應(yīng)用前景。

一、乳酸菌的分類

（一）按外形分類

乳酸菌是公認(rèn)的食品級(jí)安全微生物。施安輝（2001）曾對(duì)乳酸菌的分類體系及生理特性進(jìn)行了詳盡系統(tǒng)的闡述，指出乳酸菌隸屬于真菌細(xì)菌綱下的乳酸細(xì)菌科，這一分類不僅體現(xiàn)了乳酸菌在微生物學(xué)界的獨(dú)特地位，也為其在食品工業(yè)中的廣泛應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。根據(jù)乳酸菌細(xì)胞形態(tài)的差異，施安輝將其劃分為“球狀乳酸菌”與“桿狀乳酸菌”兩大類，這種簡(jiǎn)潔明了的分類方法為后續(xù)的深入研究搭建了清晰的框架。

基于上述兩大形態(tài)分類，乳酸菌又可細(xì)分為“鏈球菌族”與“乳酸桿菌族”。鏈球菌族中乳酸菌成員的細(xì)胞形態(tài)通常表現(xiàn)為球狀或稍為拉長(zhǎng)的橢圓球狀，這些細(xì)胞分裂時(shí)多在同一平面上進(jìn)行，形成成對(duì)或成鏈的排列方式，使得鏈球菌族在食品發(fā)酵過程中展現(xiàn)出獨(dú)特的生長(zhǎng)特性和風(fēng)味貢獻(xiàn)。乳酸桿菌族則完全由桿狀乳酸菌構(gòu)成，這些桿菌形態(tài)各異，有的筆直如線，有的則呈現(xiàn)出輕微的彎曲狀態(tài)。乳酸桿菌族以其強(qiáng)大的發(fā)酵能力和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性，在乳制品、肉類制品及果蔬保鮮等多個(gè)食品領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。它們可以產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸，不僅能夠有效降低食品的pH，抑制有害微生物的生長(zhǎng)，還能賦予食品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地，提升產(chǎn)品品質(zhì)。

（二）按發(fā)酵類別分類

在發(fā)酵類型上，乳酸菌也有很多品類。目前已知的乳酸菌發(fā)酵類型已有80多個(gè)屬、700多個(gè)種，根據(jù)代謝途徑、產(chǎn)物的不同，大致可劃分為同型乳酸發(fā)酵與異型乳酸發(fā)酵兩大類。

同型乳酸發(fā)酵是乳酸菌利用糖類物質(zhì)（如葡萄糖）作為能源和碳源，通過糖酵解途徑（EMP途徑）直接生成乳酸的過程，幾乎不產(chǎn)生或僅產(chǎn)生極少量的其他有機(jī)酸、氣體或酒精，因此產(chǎn)物中乳酸的純度極高，占最終發(fā)酵產(chǎn)物的90%以上，甚至接近100%。這種高效的乳酸生產(chǎn)能力使同型乳酸發(fā)酵在食品酸味劑、乳制品加工、乳酸生產(chǎn)等領(lǐng)域地位超然。

相比之下，異型乳酸發(fā)酵則更為復(fù)雜多樣。在異型乳酸發(fā)酵過程中，乳酸菌可以通過EMP途徑生成部分乳酸，還會(huì)通過磷酸戊糖途徑（HMP途徑）或其他旁路途徑代謝糖類，即產(chǎn)生乳酸的同時(shí)，還會(huì)生成乙醇、二氧化碳、乙酸等多種代謝產(chǎn)物。在這種發(fā)酵方式中，雖然乳酸的產(chǎn)量相對(duì)較低，但其豐富的代謝產(chǎn)物賦予了發(fā)酵產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地，因此在泡菜、酸菜、啤酒等發(fā)酵食品的生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用。

（三）按來源分類

從來源上看，乳酸菌可以分為動(dòng)物源乳酸菌與植物源乳酸菌兩類。

動(dòng)物源乳酸菌主要來源于各種動(dòng)物體內(nèi)及其腸道環(huán)境，它們與宿主動(dòng)物之間建立了緊密的共生關(guān)系，不僅幫助動(dòng)物消化食物、吸收營(yíng)養(yǎng)，還通過競(jìng)爭(zhēng)排斥有害菌、調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡，對(duì)宿主的健康起著至關(guān)重要的保護(hù)作用。常見的動(dòng)物源乳酸菌包括乳酸桿菌屬（Lactobacillus）、雙歧桿菌屬（Bifidobacterium）等，廣泛應(yīng)用于乳制品發(fā)酵（如酸奶、奶酪）、飼料添加劑、益生菌補(bǔ)充劑等領(lǐng)域。

植物源乳酸菌主要棲息于植物表面、內(nèi)部組織或土壤等自然環(huán)境中，與植物的生長(zhǎng)、發(fā)育、抗病性密切相關(guān)。通過發(fā)酵作用，它們不僅能促進(jìn)植物養(yǎng)分的吸收和利用，還能產(chǎn)生抑菌物質(zhì)，從而增強(qiáng)植物的抗逆性。植物源乳酸菌還因其獨(dú)特的代謝產(chǎn)物而備受關(guān)注，如某些植物乳桿菌能夠產(chǎn)生具有抗氧化、降血壓、降膽固醇等保健功能的活性物質(zhì)。在食品工業(yè)中，植物源乳酸菌也被用于發(fā)酵蔬菜（如泡菜、酸菜）、果汁、豆制品。

二、乳酸菌在食品中的應(yīng)用前景

（一）在乳制品加工中的應(yīng)用

乳制品因其具有較低pH、中等水分活度、豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等，極易被微生物污染而腐敗變質(zhì)，其中霉菌和酵母菌是造成乳制品變質(zhì)的主要微生物。霉菌屬中的青霉菌屬（Penicillium）、毛霉菌屬（Mucor）和枝孢菌屬（Cladosporium），酵母菌屬中的假絲酵母屬（Candida）、克魯維酵母屬（Kluyveromyces）和亞羅酵母屬（Yarrowia），都是乳制品中常見的有害微生物。研究發(fā)現(xiàn)，多種乳酸菌不僅可以作為生物保護(hù)菌抑制乳制品中真菌的生長(zhǎng)，還能作為一種發(fā)酵劑賦予乳制品特殊的風(fēng)味。同時(shí)，乳酸菌還能產(chǎn)生一些有益物質(zhì)，如抗菌物質(zhì)、維生素、有機(jī)酸，進(jìn)一步增強(qiáng)乳制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。比如，乳酸菌作為酸奶制作過程中不可或缺的關(guān)鍵菌種，能夠發(fā)酵乳糖產(chǎn)生乳酸，降低酸奶的pH，賦予酸奶獨(dú)特的酸味和口感，并提升酸奶的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；通過乳酸菌的發(fā)酵作用，奶酪能夠呈現(xiàn)出特殊的風(fēng)味和口感，還能延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。

通過基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)手段，對(duì)乳酸菌進(jìn)行改良和優(yōu)化，可以增強(qiáng)其發(fā)酵能力、穩(wěn)定性和功能特性。隨著人們對(duì)健康飲食的關(guān)注度不斷提高，富含益生菌的乳制品市場(chǎng)需求持續(xù)增長(zhǎng)，消費(fèi)者越來越傾向于選擇那些有益健康、口感良好、易于消化吸收的乳制品。除了傳統(tǒng)的酸奶和奶酪外，乳酸菌飲料、乳酸菌冰淇淋、乳酸菌保健品等新型產(chǎn)品也將不斷涌現(xiàn)。

（二）在果蔬制品及谷物制品加工中的應(yīng)用

近年來，乳酸菌發(fā)酵的果蔬產(chǎn)品逐漸進(jìn)入大眾視野，乳酸菌不僅可以增強(qiáng)機(jī)體免疫力，也可提升食品口感。這是因?yàn)槿樗峋诠咧破钒l(fā)酵過程中，能夠分解果蔬中的部分大分子物質(zhì)，如纖維素、果膠等，使其轉(zhuǎn)化為更易被人體吸收的小分子物質(zhì)，如氨基酸、短鏈脂肪酸；同時(shí)，乳酸菌發(fā)酵還賦予了果蔬制品獨(dú)特的風(fēng)味，如酸味、香味等，這些風(fēng)味物質(zhì)能夠提升產(chǎn)品的口感和吸引力。此外，乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乳酸等有機(jī)酸能夠降低產(chǎn)品的pH，從而抑制有害微生物的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)果蔬制品的保質(zhì)期。

隨著消費(fèi)者對(duì)健康食品需求的增加，乳酸菌發(fā)酵的果蔬汁、泡菜、醬腌菜等新型產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，這些產(chǎn)品不僅保留了果蔬的營(yíng)養(yǎng)成分，還增加了益生菌等健康因子，滿足了消費(fèi)者的健康需求。未來，乳酸菌可以從更多角度優(yōu)化升級(jí)，創(chuàng)新生產(chǎn)更多乳酸菌發(fā)酵果蔬制品和谷物制品，為消費(fèi)者提供更多健康、美味、營(yíng)養(yǎng)豐富的選擇。

（三）在肉制品加工中的應(yīng)用

乳酸菌在肉制品發(fā)酵過程中能夠產(chǎn)生多種風(fēng)味物質(zhì)，如有機(jī)酸、醇類、酯類等，這些物質(zhì)能賦予肉制品獨(dú)特的風(fēng)味，提升產(chǎn)品品質(zhì)。肉及肉制品含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及大量的水分，因此在加工、貯藏和銷售環(huán)節(jié)很容易受到假單胞菌、大腸埃希氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌等有害微生物的污染。腸桿菌科、假單胞菌和熱殺索絲菌是真空包裝的生牛肉切片在4℃貯藏過程中的主要腐敗菌，其中，假單胞菌會(huì)隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸成為優(yōu)勢(shì)腐敗菌，張一敏等發(fā)現(xiàn)在真空包裝牛肉切片中接種清酒乳桿菌、彎曲乳桿菌，可以顯著抑制腸桿菌科、假單胞菌、熱殺索絲菌三種腐敗菌的生長(zhǎng)，并能有效降低生牛肉切片微生物的多樣性及貯藏過程中揮發(fā)性鹽基氮類物質(zhì)的產(chǎn)生。

乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乳酸可以降低肉制品的pH，加速亞硝酸鹽的分解，生成一氧化氮（NO），NO可以與肌紅蛋白結(jié)合形成亞硝基肌紅蛋白，使肉制品呈現(xiàn)鮮艷的紅色。肉制品的保質(zhì)期較短，而乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乳酸、過氧化氫等代謝產(chǎn)物具有一定的殺菌作用，能夠抑制肉制品中腐敗菌和致病菌的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。乳酸菌還可以降解肉制品中的亞硝酸鹽，減少其殘留量，降低亞硝胺等致癌物質(zhì)的生成風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品的安全性。

近年來，乳酸菌在肉制品加工中的應(yīng)用研究非常廣泛，未來還需要進(jìn)一步研究。比如，借助乳酸菌增加營(yíng)養(yǎng)成分，乳酸菌在發(fā)酵過程中能分解肉制品中的蛋白質(zhì)、脂肪等大分子物質(zhì)，產(chǎn)生氨基酸、短鏈脂肪酸等小分子物質(zhì)，這些物質(zhì)更易于被人體吸收利用。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，未來將有更多性能優(yōu)良、功能多樣的乳酸菌菌株被篩選出來，并應(yīng)用于肉制品加工，這些菌株將具有更強(qiáng)的發(fā)酵能力、更好的風(fēng)味產(chǎn)生能力和更高的安全性。

（四）在食品保鮮中的應(yīng)用

在食品保鮮中，乳酸菌能通過多種機(jī)制抑制有害微生物的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)食品的保質(zhì)期。比如，乳酸菌能高效利用食品中的營(yíng)養(yǎng)素，造成其他有害微生物的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境匱乏，從而抑制其生長(zhǎng)；乳酸菌代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸（如乳酸、醋酸等）能夠降低食品的pH、增加細(xì)菌外膜通透性、改變胞內(nèi)滲透壓、抑制大分子合成，從而抑制有害微生物生長(zhǎng)；乳酸菌還能產(chǎn)生一些具有抑菌活性的代謝產(chǎn)物，如細(xì)菌素、過氧化氫等，這些物質(zhì)能夠直接抑制或殺滅有害微生物。

在酸奶等乳制品中，乳酸菌作為發(fā)酵劑不僅能夠賦予產(chǎn)品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地，還能通過其代謝產(chǎn)物抑制霉菌、酵母等有害微生物的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期。有研究表明，添加了特定乳酸菌的酸奶，在低溫儲(chǔ)存條件下能顯著延緩霉菌和酵母的生長(zhǎng)。

隨著消費(fèi)者對(duì)食品安全和品質(zhì)要求的不斷提高以及生物技術(shù)的快速發(fā)展，乳酸菌在食品保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用將更加豐富。比如，將乳酸菌與其他保鮮技術(shù)（如冷藏、氣調(diào)包裝）相結(jié)合，形成更加有效的復(fù)合保鮮體系，從而更好地滿足食品保鮮的需求；利用現(xiàn)代傳感技術(shù)和智能控制系統(tǒng)，對(duì)乳酸菌的發(fā)酵過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)控，確保發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和可控性，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。

綜上所述，乳酸菌在食品工業(yè)中的應(yīng)用廣泛而深入，從傳統(tǒng)的發(fā)酵食品到現(xiàn)代的生物技術(shù)產(chǎn)品都能看到其身影，它們不僅賦予了食品獨(dú)特的風(fēng)味和質(zhì)地，還增強(qiáng)了食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能。未來，乳酸菌將被應(yīng)用于更多類型的食品中，如功能性飲料、營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑等新型產(chǎn)品，這些產(chǎn)品將滿足不同人群的健康需求，進(jìn)一步拓展乳酸菌的市場(chǎng)空間。

作者簡(jiǎn)介：烏日罕（1990-），女，蒙古族，內(nèi)蒙古巴林右旗人，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称钒踩?/p>