发酵乳制品发酵剂的研究进展

文 / 李太君 高 媛

（1黑龙江贝因美乳业有限公司；2黑龙江龙丹乳业科技股份有限公司）

发酵乳制品具有营养丰富、易消化、适口性好和便于保藏等优点，深受广大消费者喜爱。发酵乳是以生牛（羊）乳或乳粉为原料，经杀菌、发酵后制成的pH值降低的产品。发酵乳生产历史悠久，世界各地传统发酵乳制品品种繁多，许多文章都综述了这些产品的生产概况。这些产品通常都以传统方法生产，风味和组织质地独特，并有着良好的产品稳定性，对这些产品发酵剂的研究是近年来一个重要研究项目。

酸乳发酵剂是制作酸乳所用的特定的微生物培养材料。发酵剂在酸乳生产过程中的作用非常重要，发酵剂是酸乳产品产酸和产香的基础和主要原因。酸乳质量的好坏主要取决于酸乳发酵剂的品质类型及活力。目前，我国酸乳产量不断增加，品种日益丰富。市面上销售的酸乳主要由嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌为发酵剂高温短时间发酵生产，发酵时间4 h左右，生产周期短，成本低。但近年来，添加益生菌的发酵酸乳制品越来越受到更多消费者的喜爱。为了更好地满足市场需求，很多厂家都在酸乳中添加益生菌等其它菌种，用以生产新型发酵酸乳。益生菌是指一类非致病的经过消化系统对人体健康产生积极作用的微生物[1]，它们通过改善人体内的微生态平衡进而促进人体健康。近年来，益生菌依靠其特有的疗效，被消费者普遍认可，特别是在维持胃肠道健康方面，因此，含益生菌的食品越来越受到人们的关注[2]。酸乳发酵剂常见益生菌有：双歧杆菌、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和干酪乳杆菌。

1 发酵乳的种类

发酵乳依据其制作工艺、发酵微生物的特性及产品特征、原料组成等，分类方式和产品标准也不相同。例如，根据原料组成可分为全脂酸乳、半脱脂酸乳和脱脂酸乳；根据发酵微生物特性分为嗜热发酵乳、适温发酵乳和含醇发酵乳；根据产品健康特征可分为普通酸乳和特殊酸乳；根据产品组织状态可分为凝固型酸乳、搅拌型酸乳、饮用型酸乳、冷冻型酸乳和浓缩型酸乳；根据风味可分为天然纯酸乳，加糖、调味、果料和复合型或营养健康型酸乳。目前国内外重要的发酵乳有：酸乳、欧默、开菲尔、发酵酪乳、斯堪的纳维亚酸乳、酸奶油、乳酒（以马奶为主）等。

2 发酵剂的研究进展

2.1 嗜热链球菌

嗜热链球菌能帮助乳糖不耐受人群消化乳糖，因为这种菌可以产生乳糖酶。嗜热链球菌来源于乳制品。它是一种需氧的革兰氏阳性菌，以2 个卵圆型为一对的球菌连成0.7～0.9 μm的长链。嗜热链球菌能改善肠道微环境，降低肠道pH值，促进肠蠕动，防止病原菌定植，分泌细菌素抑制病原菌的生长，调节血压，抑制胆固醇合成酶活性，降低血清中胆固醇含量，其菌的发酵产物可以调节控制血压；生成的多糖、细菌素等具有抗肿瘤活性的作用，通过激活机体免疫系统，抑制细胞的突变来抵抗肿瘤的发生；产生的超氧化物歧化酶（SOD）可以清除体内代谢过程中产生的过量超氧阴离子自由基，延缓衰老；增加酸乳粘度，改善酸乳的品质。

卢兆芸等对保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵紫红薯酸牛奶进行了研究。以鲜牛奶和紫红薯为主要原料，保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌为发酵剂，2 种发酵剂的混合量比为1∶1，接种量为5%，制得的紫红薯酸牛奶口味芳香，口感最佳，是新型紫红薯营养酸奶发酵的优化工艺[3]。

2.2 保加利亚乳杆菌

乳酸菌是一组菌的总称，其中包括乳球菌、片球菌、明串球菌、乳杆菌（其中以保加利亚乳杆菌为代表）和双歧杆菌。保加利亚乳杆菌目前被广泛应用在酸乳制作过程中。该亚种最初由保加利亚微生物学家赛德蒙•格里戈罗夫在1905年时确定并以其祖国的名字命名，1984年时韦斯等人又将其确认为德式乳杆菌的亚种。戴远臣等对具有促进保加利亚乳杆菌生长的山楂多糖增殖培养基进行了优化，同时对保加利亚乳杆菌在发酵过程中的生长动力学进行了研究，得到了菌体生长动力学模型和模型参数[4]。

2.3 瑞士乳杆菌

瑞士乳杆菌是干酪领域中常用的菌株，与其它乳酸菌相比，具有较高酶活力，可以作为干酪加工中的常见辅助菌株使用。华朝丽和赵征选用瑞士乳杆菌作为发酵剂菌种制作酸奶，利用其产酸产粘特性好的优点，研究了其在乳中的生长特性。在脱脂复原乳添加量为12%时，在40 ℃下培养所得的酸乳凝乳时间为4.3 h，凝乳时pH值为4.5，酸度为87.00 °T，经过后熟，凝乳质地光滑，口感细腻，无乳清分离和不良发酵气味，活菌数为4.1×109个/mL。利用喷雾干燥设备制得的酸乳粉活菌数大于1.0×109个/g，经过活化可作为酸乳的发酵剂和含有活性乳酸菌食品的配料[5]。隋欣等采用不同热处理温度与时间对瑞士乳杆菌进行热修饰，研究处理前后与干酪加工相关的菌体特性，同时对热激修饰条件参数进行了优化[6]。

2.4 干酪乳杆菌

干酪乳杆菌是一种乳杆菌类益生菌，具有缓解乳糖不耐症，增强人体免疫力，缓解过敏，降低血清胆固醇以及预防癌症和抑制肿瘤生长等益生保健作用，可广泛应用于功能性食品、医药、饲料等领域[7，8]。卜永士等通过对一株具有降胆固醇功能的益生菌-干酪乳杆菌生物学特性研究发现，所筛选的菌株能够耐受2.5%的牛胆盐和6.0%盐，在pH值2.5的MRS-broth中仍可以生长，并有抑制常见致病菌，对部分抗生素比较敏感的特性，对小白鼠安全无毒，可以用作微生态制剂和酸奶发酵剂的优良菌种[9]。汪建明等研究了干酪乳杆菌的高浓度培养条件，并在此基础上探讨了冷冻干燥法及喷雾干法制备干酪乳杆菌干剂的可行性。结果表明，初始培养基不调酸，发酵过程中不补料并用饱和Ca（OH）2作为中和剂，调节培养基pH值在6.3～6.6，菌数可达1.0×1010个/mL；将获得的高浓度酪乳杆菌培养液离心浓缩，以10%脱脂乳加27%甘油作为保护剂制成菌悬液进行冷冻干燥，其菌数可达到9. 0×1010个/g[10]。

2.5 嗜酸乳杆菌

嗜酸乳杆菌是人体胃和小肠内的主要益生菌。嗜酸乳杆菌属于乳杆菌属，革兰氏阳性杆菌，杆的末端呈圆形，主要存在小肠中，释放乳酸、乙酸和一些对有害菌起作用的抗菌素，但是抑菌作用比较弱。嗜酸乳杆菌可调整肠道菌群平衡，抑制肠道不良微生物的增殖。嗜酸乳杆菌对致病微生物具有拮抗作用。黄春振等研究了嗜酸乳杆菌的生理特性，包括生长曲线的测定，渗透压对菌体生长的影响，耐胆盐性，同化胆固醇及抑菌能力。结果表明，嗜酸乳杆菌为革兰氏阳性菌，培养16 h是最佳收获期，最高可耐受浓度为6%的NaCl，菌体在0.5%的胆盐溶液中放置0.5 h后存活率为80%，胆固醇同化率为57.06%，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌有明显的拮抗作用[11]。赵瑞香等对嗜酸乳杆菌生产特性进行了研究，结果表明：在37 ℃条件下，嗜酸乳杆菌可在乳中生长、繁殖，对数期细菌数达1.0×109个/mL以上。在10%接种量条件下，36 h嗜酸乳杆菌可在乳中产生103.25～108.56 °T的酸度，pH值达3.8～3.9，24～30 h产生1.8716～2.1440 mmol/mL双乙酰，3.2322～3.6844 mmol/mL乙醛，使发酵乳具有良好的风味。同时，嗜酸乳杆菌具有较强的蛋白质分解能力，48 h可以产生171.67～182.55 μg/mL的氨基酸，使发酵乳具有较高的营养价值[12]。

2.6 双歧杆菌

双歧杆菌是1899年由法国学者Tissier从母乳喂养的婴儿粪便中分离出的一种厌氧的革兰氏阳性杆菌，末端常常分叉，故名双歧杆菌。双歧杆菌在胃肠的数量随年龄的增长而减少，分布最多的是喂母乳的婴儿。双歧杆菌有32 个亚型，含有双歧杆菌的生物制剂多达70 种。婴儿双歧杆菌占总肠道菌的60%，60 岁以上老人双歧杆菌只占7.9%。双歧杆菌可维护肠道正常菌群平衡，抑制病原菌的生长，防止便秘、腹泻和胃肠障碍等；抗肿瘤；防治高血压；改善人体的耐乳糖性；增强人体免疫机能，抗衰老；增强机体对放射线的耐受性。杨东升阐述了双歧因子对双歧杆菌的促生长作用及其作用于人体的益生功能，同时介绍了双歧杆菌的研究进展情况[13]。戚薇等以明胶、黄原胶、果胶等为复合胶体，先用胶类物质包裹菌体形成耐酸的保护层，再用海藻酸钠和壳聚糖交联形成耐酸性能更好的双层微胶囊，为双歧杆菌微胶囊产品的开发和利用提供了一种新的方法[14]。

3 结束语

发酵乳制品是目前人们非常喜爱的食品，不仅是因为发酵乳制品具有良好的风味，也是因为其益生菌对人体的健康有重要的作用。发酵乳中发酵剂及其益生菌的研究是未来乳品行业研究的重中之重。

[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.

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[3]卢兆芸，陈海婴，彭冬英. 保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵紫红薯酸牛奶. 中国乳品工业，2011（12）：25-30.

[4]戴远臣，侯红漫，张公亮. 保加利亚乳杆菌的增菌培养基设计及生长动力学研究. 大连工业大学学报，2012（5）：1-5.

[5]华朝丽，赵征. 瑞士乳杆菌发酵乳的研究.食品研究与开发，2004，23（4）：46-48.

[6]隋欣，任发政，鲁言文，等. 热激法修饰瑞士乳杆菌的参数优化与特性研究. 农业机械学报，2009，40（8）：111-114.

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[9]卜永士，郭本恒. 一株干酪乳杆菌的生物学特性研究. 乳业科学与技术，2004（2）：49-51.

[10]汪建明，赵仁国，肖冬光. 高活性干酪乳杆菌粉末发酵剂的初步研究. 天津科技大学学报，2005，20（2）：9-13.

[11]黄春振，陈有容，齐凤兰. 嗜酸乳杆菌生理特性的研究. 食品研究与开发，2004，25（2）：36-39.

[12]赵瑞香，李元瑞，罗磊. 嗜酸乳杆菌生产特性的研究. 西北农林科技大学学报，2002，30（3）：85-88.

[13]杨东升. 益生菌双歧杆菌作用机制的研究.食品研究与开发，2004（4）：15-25.

[14]戚薇，杨泽宇，杜连祥. 双歧杆菌微胶囊的制备和稳定性研究. 现代食品科技，2003，21（4）：36-40.