乳酸菌在食品工业中的应用十篇

乳酸菌在食品工业中的应用篇1

它研究的范畴是，大规模的研究蛋白质的一些特征，比如蛋白质的表达水平、转译后的修改、蛋白之间的相互作用等，从而得到在蛋白质度量上得到关于疾病的产生、细胞新陈代谢等发生过程的整体认识。

乳酸菌属于革兰氏阳性杆菌或球菌可以产生乳酸、现如今乳酸菌可以应用于乳制品、蔬菜及肉类制品的生产中，而且在工业及医药产业中也发挥着重要的作用。

研究数据表明，来自外界的不同环境会诱使乳酸菌产生不同的应激反应，比方说在生产及保存的时候存在的酸胁迫、渗透压胁迫和冷胁迫等，会诱使各种不同类型及数量的蛋白质表达产生变化。

而通过蛋白质组学研究乳酸菌在不同诱因的条件下蛋白质表达的连续性变化，可以弄清楚乳酸菌应激反应调节的运作机制，从而对选种培育和改造菌种提供帮助，产生经济效益。

乳酸菌蛋白质组学研究现状

乳酸菌（LAB），其产生乳酸作为其发酵代谢的主要终产物。它们在食物和饲料添加和保存中起着重要作用，无论是作为天然微生物群还是作为受控条件下添加的起始种植物。除了它们的技术作用外，乳酸菌可以通过抑制油脂和致病菌的生长来延长食物的寿命，乳酸菌及其食品被认为具有多种重要的营养和治疗效果，并且在人体中具有许多健康促进作用或益生菌作用。乳酸菌会对食品和食品相关行业的有益贡献是相当大的。

由于乳酸菌具有很大经济价值，所以人们对乳酸菌的兴趣日益增加，使得他们的合理使用受到关注。与基因组研究相比，蛋白质表达水平的研究提供了详细的信息，如蛋白质丰度和翻译后修饰的信息。蛋白质组学被定义为在特定条件下在给定时间在细胞或任何生物样品中表达的先前蛋白质补体的分析。乳酸菌蛋白質组学技术是研究细菌对各种环境胁迫条件的生理反应的强大工具。更好地了解应力抵抗的机制及适应性反应和交叉保护的基础的了解，并使其开发合理化，以便为工业过程制备乳酸菌。现如今，

乳酸菌蛋白质组的获取主要通过二维电泳（2-DE）分析技术，通过等电聚焦电泳（第一维电泳）和SDS-PAGE电泳（第二维电泳）将乳酸菌中几百种不同的蛋白质在凝胶上分离出来，进过一定的技术，组成二维电泳（2-DE）的图谱。接着对比二维电泳图谱寻找不同的差异蛋白，找到后进行鉴定，明确了解影响微生物活动的蛋白质，进而知道微生物基因组功能机制，故而蛋白质组学对基因组学起到一种互相补充的作用，对研究观察不用的条件下微生物基因组表达的蛋白质的功能表现起到了很良好的作用。

乳酸菌蛋白质组学在食品营养学中的应用

在过去的几十年中，蛋白质组学方法的持续快速演变为食物衍生蛋白质的表征提供了有效的平台。食品营养学中营养一般是指膳食营养，对其的摄取过少或者不均衡都会危害一个人的健康，并且某些食物中的某些抗营养因子、过敏因子（如转基因食品过敏原）和有毒物质也是不利健康。

食品营养学是观察食品中的营养因子在人体内通过摄取而后消化、吸收，并转运，最后代谢和排泄规律及对其过程进行控制，达到改善目的的科学。

因此，目前中国对于食物的膳食营养问题非常的关注，技术及市场的前景广阔。所以蛋白质组学技术的普遍应用使得营养学得到了良好的发展，比如食物的蛋白质的组成及其生物活性成分的观察和食品安全的监督，食物体液蛋白质的特征和相关信息的鉴定，还有蛋白质在营养素的吸收代谢之中的调节作用，还有在营养物质在成长、生育、抗病及维持身体平衡之中蛋白质所起的作用，和相关营养物质的单位需要的研究等等。

食品营养中乳酸菌蛋白质组学的应用，主要是对食物中蛋白质的组成及其生物活性成分的分析、安全检测、膳食营养素对人体新陈代谢的影响等方面。

目前，乳酸菌菌株的蛋白质组学研究主要集中在菌株的定位和特别是各种环境条件或胁迫诱导的蛋白质合成测定中。这些方法相互补充，为食品工业，人体健康和与细菌病原体的斗争中使用细菌提供新的见解。

通过蛋白质组学相关技术进行的对不同环境中诱使乳酸菌进行差异化表达蛋白质的研究，显示了乳酸菌反应不同环境下的应激特点，及不同蛋白质对于相关代谢方式的调控，提升了在胁迫环境时的生存力也保存了它的生物活性。

乳酸菌在食品工业中的应用篇2

关键词：乳酸菌；功能；应用

中图分类号：Q939.11+7 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2009）02（c）-0074-02

乳酸菌是一群能从可发酵性碳水化合物中产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的通称[1]。它广泛存在于人、畜、禽肠道、许多食品、物料及少数临床药品中[2]。乳酸菌因可以提高食品的营养价值,改善食品风味,提高食品保藏性和附加值,近年来乳酸菌的特殊生理活性和营养功能,正日益引起人们的重视。研究表明[3]：乳酸菌能够调节机体胃肠道正常菌群、保持微生态平衡,提高食物消化率和生物价,降低血清胆固醇,控制内毒素,抑制肠道内腐败菌生长繁殖和腐败产物的产生,制造营养物质,刺激组织发育,从而对机体的营养状态、生理功能、细胞感染、药物效应、毒性反应、免疫反应、肿瘤发生、衰老过程和突然的应急反应等产生作用。由此可见,乳酸菌的生理功能与机体的生命活动息息相关。可以说,如果乳酸菌停止生长,人和动物就很难健康生存。也正因为如此,乳酸菌被广泛用于轻工业、食品、医药[4]及饲料工业等许多行业上。

一、乳酸菌的生理功能的研究

1、产生特殊酶系。乳酸菌不仅具有一般微生物所产生的有关酶系,而且还可以产生一些特殊的酶系,赋予它特殊的生理功能。如产生有机酸的酶系、合成多糖的酶系、分解乳酸菌生长因子的酶系、分解亚硝胺的酶系、降低胆固醇的酶系、控制内毒素的酶系、分解脂肪的酶系、合成各种维生素的酶系和分解胆酸的酶系等。这些酶不仅能加速乳酸菌的生长,维持肠道微生态平衡,促进机体健康,而且还可以改善产品的风味,促进乳制品、发酵香肠[5-8]等食品的成熟。双歧因子之所以能促进双歧杆菌的生长就是因为这类菌能产生分解它们的多种性质不同的糖苷酶系。[9]

2、具有粘附性和定植能力。粘附是指细菌与机体肠上皮细胞通过生物化学作用产生的特异性的粘连。粘附是定植的第一步,不能粘附于肠上皮细胞表面的细菌,只能是过路菌[10],不能在肠道内定植。定植抵抗力是指宿主对致病菌与潜在致病菌在正常微生物群中定植和繁殖的阻抗力或抵抗力。以乳酸菌为主代表的专性厌氧菌是构成定植抗力的主要力量,被称为定植抗力因子。如果这个屏障一旦遭到抗生素或其它因素的破坏,宿主丧失了对外来菌的抵抗力,就不再能抵御外来菌的入侵,或者会使具有耐药性的肠内菌异常增殖而取代优势菌的位置,造成肠道内微生态平衡的失调。使用乳酸菌、双歧杆菌制剂可以达到恢复宿主抵抗力[12],修复肠道菌群屏障,治愈肠道疾病的作用。

3、产生抑菌活性的代谢产物。乳酸菌代谢可以产生有机酸、双乙酰、过氧化氢和细菌素如乳链球菌肽(Nisin)、乳杆菌素(Lac-tocidin)、嗜酸菌素(Acidophilin)、酸菌素(Acidolin)等多种代谢产物[13],不仅可以改善产品的风味和组织状态,而且可以抑制食品中的腐败菌和病原菌。乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用[14]。细菌素[15]的细小蛋白质或肽类,如细菌素是细菌通过核糖体合成机制产生并分泌到环境中的一类对同种或亲缘关系较近的有抑菌活性的蛋白或多肽类物质，对病原微生物有广谱的抑制作用，各种乳酸杆菌素和双歧菌素[16],对葡萄球菌、梭状芽孢杆菌以及沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用。另外,双歧杆菌等还可将结合的胆酸分解为游离的胆酸，后者对细菌的抑制作用比前者强。因此,乳酸菌可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症等。

4、降低胆固醇。LAB及其制剂改善血脂的机制可能有以下几个途径：①有机酸中的一些盐类如醋酸盐、丙酸盐和乳酸盐对脂肪的代谢调节、对降低血浆总胆固醇(TC)和低密度脂蛋白(LDL)、升高高密度脂蛋白(HDL)起着重要作用；②在LAB产生的特殊酶系中,有降低胆固醇的酶系,它们可以抑制内源性胆固醇的合成；③LAB能在肠粘膜上粘附定植,它的代谢能减少肠道对胆固醇的吸收,这可能与LAB对胆固醇的同化作用有关；④LAB可吸收胆固醇并将其转变为胆酸盐排出外。

5、具有抗变异原性。Hoaono等(1990)[24-25]研究了印度尼西亚、中国、高加索地区传统发酵乳中乳酸菌的细胞壁及其对氨基酸加热分解物和挥发性N-亚硝基胺化合物的结合性,结果发现,乳酸菌的细胞壁对这些物质具有极高的吸收率(98%以上)。乳酸菌的抗变异原是因为细胞壁中的肽聚糖与变异原性物质和致病物结合,并且使巨噬细胞活化,产生肿瘤坏死因子、白细胞介素和r-干扰等抗肿瘤物。从而减弱和消除变异原物质的毒害作用。另外李建锋[30]等人认为发酵乳制品中乳酸菌的抗肿瘤作用主要是通过增强钙离子、亚油酸化合物的生物活性,抑制肠道内厌氧梭菌等腐败菌丛的生长,促进免疫系统产生应答。从而保持正常的菌丛平衡。

6、改善肝脏功能。活性LAB在肠道中的代谢产物可能有干预人体的肠肝循环的功能。肠肝循环与人体对脂肪的吸收有着非常密切的关系,一旦受干扰,就会降低对脂肪的吸收。研究证实,对脂肪吸收量小的女性,患乳腺癌的可能性要比对脂肪吸收量大的女性低得多。

7、增强免疫功能。乳酸杆菌和双歧杆菌一方面能明显激活巨噬细胞的吞噬作用,另一方面由于它能在肠道定植,相当于天然自动免疫。加之它们还能刺激腹膜巨噬细胞、产生干扰素、促进细胞分裂、产生抗体及细胞免疫等,所以能增强机体的非特异性和特异性免疫反应,提高机体的抗病能力。Perdigon等(1988)报道,口服乳酸菌后,对巨噬细胞的β-半乳糖苷酶活性、巨噬细胞的吞噬活性等具有显著的激活和促进作用。当异物侵入机体时,被乳酸菌激活的免疫细胞,则有增强机体对异物产生抗体的作用。Chandra等(1984)认为乳酸菌之所以具有刺激机体产生抗体的作用,是由于菌体通过淋巴结、粘膜刺激淋巴细胞,接受刺激的淋巴细胞再通过肠系膜淋巴结(MLN)循环到血流中,并分布全身,从而调节机体的免疫应答作用。

8、延缓衰老。敬思群等人证实乳酸菌的抗变异性,并发现了乳酸菌能够产生超氧化物歧化酶(SOD)。SOD是一种含有金属离子的酶,其生理功能是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,提高机体对那些由于自由基侵害而诱发的疾病的抵抗力,减少肿瘤患者在化疗和放疗时的疼痛和副作用。另外,乳酸菌产生的乳酸,抑制了肠道腐败细菌的生长,从而减少了这些细菌所产生的毒胺、靛基质、氨、H2S等致癌物质和其他毒性物质,使机体衰老过程变得缓慢。保加利亚人长寿与长期服用酸奶密切相关。

9、具有营养作用。乳酸菌能分解食物中的蛋白质、糖类、合成维生素,对脂肪也有微弱的分解能力,能显著提高食物消化率和生物价,促进消化吸收。乳酸菌具有乳糖酶,将乳糖分解成葡萄糖和半乳糖,葡萄糖经发酵作用转变为乳酸等小分子化合物。多数人缺乏乳糖酶,饮用牛乳后出现腹胀、腹泻等症状,饮用乳酸菌发酵的酸乳可以避免这种乳糖不耐症发生。乳酸菌使部分脂肪少量降解、增加乳中游离脂肪酸、挥发性脂肪酸含量。乳酸菌在代谢过程中消耗部分维生素,同时也合成叶酸等B族维生素。有机酸使pH值降低,增加肠内B1、B6和B12的稳定性。乳酸菌产生有机酸使钙、磷等元素处于易吸收的离子状态,有利于骨骼发育,还可防治由于缺铁、缺钙引起的贫血病和软骨病等。

二、小结：总之,随着人们对乳酸菌生理功能和保健功能的认识以及分子生物技术的飞速发展,相信在不久的将来,集中多种有益基因的食品级乳酸菌菌株和工程菌菌株将不断出现并给人类带来巨大的经济效益、社会效益和生态效益,21世纪必将是乳酸菌更为辉煌的时期。

作者单位：晓庄学院

作者简介：赵雅，女，汉族，江苏江都人，南京晓庄学院生命科学系学生。

参考文献：

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乳酸菌在食品工业中的应用篇3

1、现代生物技术在改善乳制品质量的应用

1.1基因工程增加乳制品中某种必需乳蛋白

基因工程技术是分子遗传学和工程技术相结合的产物，是生物技术中的核心技术。它采用类似工程设计的方法，按照人类的需要将具有遗传信息的基因，再离开生物体的情况下进行剪切、组合、拼装，然后把这种人工组装的基因转入宿主细胞内进行大量复制，使遗传信息在新的宿主细胞内或个体中高速繁殖，以创造新的生物。基因工程主要包括重组DNA、基因缺失、基因加倍、导入外源基因及改变基因位置等分子生物学技术手段，它为定向改变生物性状提供了理论和技术支持。将这项技术应用于动植物上即生产基因工程食品。基因工程应用于乳制品具有很多优点：第一点，提高乳制品营养品质，如基因重组的牛生长激素可提高牛的产奶量，减少脂肪的含量，营养更丰富，风味更佳；第二点，提高乳制品的蛋白质含量，通过基因工程可增加乳制品中必需氨基酸（如甲硫氨酸、赖氨酸）的含量，还能提高乳制品的功能特性，拓宽植物蛋白的使用；第三点，增加乳制品的碳水化合物的含量；第四点，基因工程，尤其是克隆技术，可提高畜牧含量满足乳制食品的需求。转基因动物不仅使产奶量增加，而且还可以得到具有特殊功能的奶制品，例如去如糖牛奶、低脂牛奶、低脂固醇、低脂肪乳制食品；第五点，通过转基因技术不仅可以改变乳制品中脂肪酸的结构，而且还能促使其中脂肪结构本身的生物协同作用，利用基因工程可以有计划有目的地设计出许多新的脂肪和油脂，以满足许多功能性乳制品生产的需求。

1.2酶工程通过促进物质转化来提高乳制品的质量

酶工程利用酶、细胞器或细胞所具有的特异催化功能或对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的技术。主要包括酶的固定化技术、细胞固定化技术、酶的修饰改造技术及酶反应器的设计技术等。生产出人们所需产品的技术。对于婴幼儿来说母乳是最好营养素最全面的食物，但是也有一些婴儿缺少或者得不到母乳喂养，他们就需要一种营养素全面并接近母乳的乳制品来成长。现代生物技术广泛的应用在工业化酶制剂的品质改良和新品种的开发，并取得了巨大的成果。例如过氧化氢酶主要用于清除乳制品中多余的过氧化氢，从而利用双氧水杀死致病菌；超氧化酶用于乳清脱色等；巯基氧化酶用于去除乳制品因超高温杀菌而产生的糊味；脂肪酶用于乳制品增香；另外利用凝乳酶可制作干酪；用乳糖酶处理乳汁品，防止乳糖结晶析出；真菌或酵母乳糖酶可用于全奶、奶酪和冰淇淋中，是乳糖水解为葡萄糖和半乳糖，从而防止制品粗糙，提高口感。酶工程也能修饰乳脂肪，通过脂肪酶的转脂作用对乳中甘油三酯进行修饰，改善乳脂肪的性质，特别是改善脂肪的融化性、乳化性，并使乳制品保持原有的良好风味和纯度，有利于乳脂肪在产品中的稳定性，从而保证乳制品的质量。

1.3现酵工程能形成高品质的乳制品生物反应器

发酵工程又称微生物工程，是传统的发酵技术与DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等技结合并发展起来的现酵技术。它是在人工控制的条件下，利用微生物的特定性状，通过现代化生物技术生产有用物质或直接应用于工业化生产，术是主要利用菌株的生理生化代谢机制用于菌体生产和代谢产物的发酵来生产工业原料或工现酵工程主要包括微生物资源的开发利用；微生物菌种的选育、培养；固定化细胞技术；生物反应器设计；发酵条件的利用及自动化控制；产品的分离提纯技术。例如生产酸奶和奶酪。发酵工程凭借其自身投资少、见效时间短、污染较小的优点应用在工业上生产上。开展发酵工程对乳制品的生产是有很大好处的。实现了乳制品生产上的一个重大突破。新生产出的酸奶发酵剂的活性强，不需要大面积培养，可直接使用，酸奶厂家可以根据实际情况随意选择，这不仅仅增加了酸奶产品的样式，同时也省去了菌种车间的占地面积，减少了工作人员的数量，大尺度的简化了酸奶的生产工艺。

1.4新型杀菌技术保持长时间的高品质乳制品质量

温度过高会影响乳制品的质量，不仅会降低食品中功能性成分的生理活性，还有可能影响色、香、味以及其营养成分。冷杀菌技术作为一门新兴的杀菌技术，对杀菌的温度要求较低，很好的解决了上述问题。乳制品用射线辐照处理时，射线可以穿过包装和冷冻层，杀死乳制品表面和内部的微生物、害虫和寄生虫，而且在辐照过程中，温度几乎没有升高，有“高效冷杀菌”之称；处理得当的辐照乳制品和新鲜乳制品在外观形态、组织结构及色香味品质方面很难加以区别，具有良好的保鲜效果；此外辐射处理所消耗的能源少。还有一种乳制品超高压处理杀菌技术，“所谓高压食品”与加热杀菌同样是将乳制品密封于弹性容器或无菌泵系统中，以水或其他流体作为传递压力的媒介物，在高压下和在常温或低温度下作用一段时间，以达到加工保藏的目的，而食物味道、风味和营养价值不受或很少受影响的一种加工办法，即以加压取代加热而成。

2、应用现代生物技术实现高质量的乳品检测中

在乳制品中绝大多数都是牛乳制品，所以以下就以牛乳为例，说明生物传感器如何检验乳制品的新鲜度。生物传感器实际上是一个菌数测定仪，而牛乳新鲜度传感器最早由高桥福辛发明的，其原理是测定的电流值与试样中的细菌总数成正比关系，电流值越大表明细菌菌数越多，说明牛乳越不新鲜。要想检验乳制品的新鲜程度就要从长时间放置乳制品过程中发生变化的成分入手，我们可以发现受细菌的污染作用产生乳酸，因此，乳酸含量也可表示牛乳的鲜度。

乳酸菌在食品工业中的应用篇4

关键词:生物技术;基因工程;细胞工程

现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。

一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用

基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。

发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。

(一)改良面包酵母菌的性能

面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。

(二)改良酿酒酵母菌的性能

利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。

(三) 改良乳酸菌发酵剂的性能

乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DNA 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。

二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用

细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80 年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。

三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用

酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d 的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。

四、小结

在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。

参考文献

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乳酸菌在食品工业中的应用篇5

关键词:细菌素;抑菌机理;食品工业

1细菌素与抗生素的区别

细菌素可以安全有效地控制食品中病原菌的生长，两者的区别主要基于它们合成、作用方式、抗菌谱及毒理、抗药性机制之间的不同。1981年Hurst指出，既然细菌素不用于医学，可以将其称为“生物学食品防腐剂”。

细菌素通常是通过核糖体来合成，是真正的蛋白质类物质;而抗生素是通过酶促反应将初级代谢物转变为结构性的二级代谢物，诸如短杆菌肽S等，通过酶促反应把氨基酸转变为结构复杂的化合物。细菌素与抗生素的根本差别是:大部分细菌素只对近缘关系的细菌有损害作用，而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性，同时也不污染环境。因此，细菌素的使用，可以部分减少甚至取代抗生素的使用。

2细菌素的抑菌范围

细菌素通常由革兰氏阳性菌产生并可以抑制其它的革兰氏阳性菌，如乳球菌、葡萄杆菌、利斯特氏杆菌等，对大多数的革兰氏阴性菌、真菌等没有抑制作用。对于第一类细菌素可以抑制许多革兰氏阳性菌，如Nisin抑制葡萄球菌属、链球菌属、小球菌属和乳杆菌属的某些菌种，抑制大部分梭菌属和芽孢杆菌属的孢子;嗜酸乳杆菌和发酵乳杆菌产生的细菌素对乳杆菌、片球菌、明串球菌、乳球菌和嗜热链球菌有抑制作用。

3细菌素的应用

3.1细菌素在食品业的应用

细菌素由于无毒、无副作用、无残留、无抗药性，并可以抑制或杀死一些食物腐败菌，具有一定的热稳定性，易被人体消化道的部分蛋白酶降解，因此不会在体内积蓄引起不良反应，也不会影响抗生素的活性，在食品中易扩散，使用较方便，同时也不污染环境因而受到食品业的青睐。作为乳酸菌的产物，Nisin的使用已有了很长的一段历史。

部分细菌素已广泛用于肉类工业、奶制品工业、酿酒和粮食加工等。在西方，细菌素已用于奶制食品中，可以抗Clostridial和Listeria。例如，Nisin可以控制奶酪中ebotulinum的孢子生长，并已成为巴氏灭菌精制奶、糊状食品最有效的防腐剂。添加Nisin可防止牛乳和乳制品的腐败，延长货架期。由于Nisin在偏酸性下较稳定，且易溶解，所以在酸性罐头食品中添加比较合适，同时还可降低罐头的灭菌强度，提高罐头的品质。Nisin在酒精饮料中应用也比较广泛，由于Nisin对酵母菌没有抑制作用，所以对发酵没有任何影响，并可以很好地抑制革兰氏阳性菌，保证产品质量。目前Nisin在全世界范围内的各种食品中得到了应用。现在许多研究证明，产生细菌素的发酵剂在发酵过程中可以防止或抑制不良菌的污染，因而将产细菌素的乳酸菌加入到食品中比直接加细菌素更好。但细菌素抗菌谱有一定的范围，为扩大其抑菌范围，可将几种细菌素或将其与其它来自于动植物(如抗菌肽)等的天然食品防腐剂配合使用，利用它们的协同作用，增强抑菌范围及强度，或与部分化学防腐剂络合使用，既可增加抑菌范围又可减少化学防腐剂的使用。

3.2细菌素在饲料中的应用及展望

细菌素目前广泛使用于食品中，饲料中应用较少。细菌素在饲料中要广泛使用，必须具有安全性和有效性。Bhunia等(1991)用细菌素PediocinAcH对小鼠和兔分别进行皮下注射、静脉注射和腹腔注射，在免疫研究时发现，PediocinAcH没有产生任何不良反应和致死作用。细菌素在食品上的直接使用，也说明了细菌素对动物和人类是安全的。

细菌素在饲料中的应用可以有两个方面:1)防止饲料本身被沙门氏菌等致病菌污染;2)作为饲料添加剂，防止致病菌对动物肠道的危害。由于细菌素大多抗菌谱比较窄，因此选择恰当的细菌素既可以防止动物受某些肠道致病菌的危害，而又不至于影响动物肠道其他有益微生物。

产生细菌素的益生菌类乳酸菌，尤其乳杆菌是动物肠道中的优势菌，这些益生菌产生的细菌素可以对宿主动物胃肠道进行生态调节。随着益生菌在动物诸如猪、狗、牛胃肠疾病防治方面研究的深入，益生菌的作用，已被越来越多的人们所接受。目前美国饲料益生菌销售额己超过3000万美元，主要菌种为嗜酸乳杆菌和双歧杆菌。但是益生菌的作用效果，并不如预期的那样理想，这主要是对益生菌的作用机理还不太清楚，从而在选择菌种方面存在一定的盲目性。

因为决定肠道优势菌的因素，不仅取决于菌种的产酸能力，而且还与菌种是否产生细菌素等因素有关，尤其与菌种的宿主专一性有很大关系。研究肠道微生物类群与细菌素的关系，可以更有效地选择益生菌菌种，使它们能更好地定植于肠道系统中，发挥出更多的功效。我国于1994年批准使用的益生菌有6种:芽孢杆菌、乳酸杆菌、粪链球菌、酵母菌、黑曲菌、米曲菌。其中乳酸杆菌和粪链球菌为肠道正常微生物，芽孢仟菌具有较高的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶活性，可明显提高动物生长速度和饲料利用率，于是许多生产厂家将这些菌配合起来进行使用，但是配合以后菌体活性是否受影响却并没有作深入研究。据报道(Rogers，1928)，乳酸杆菌产生的细菌素Nisin的抗菌谱中，就包括粪链球菌和芽孢杆菌中的一些种，特别是它抑制芽孢的形成，在乳酸杆菌与一些粪链球菌和芽抱杆菌联合使用时，极有可能产生颉抗作用。因此研究细菌素的作用机理，对研究益生菌之间的关系也很有帮助。细菌素不仅具有与抗生素饲料添加剂相似的有益作用，而且无毒、无副作用、无残留、无抗药性，同时也不污染环境，所以细菌素将会在饲料中得到广泛应用。

参考资料

乳酸菌在食品工业中的应用篇6

关键词：复配防腐保鲜剂；里脊火腿；正交试验；贮藏期；微生物

Abstract： This research aimed to find a suitable preservative combination for western tenderloin sausages. One-factor-at-a-time experiments and experiments designed according to an L9 （34） orthogonal array were conducted to determine the effect of nisin， sodium diacetate， preservative A and sodium lactate， added singly or in combination， on the total number of colonies. The effectiveness of four preservatives was in the decreasing order of nisin > preservative A > sodium lactate > sodium diacetate. The optimal combination that resulted in a significant reduction in the total number of colonies compared with the control group was nisin 0.02%， sodium diacetate 0.10%， preservative A 0.80%， and sodium lactate 3.00%. In addition， this preservative combination did not significantly change the pH， leading to a significant improvement in the color and overall acceptance and strongly inhibiting the growth of microorganisms causing spoilage in western tenderloin sausages.

Key words： complex preservative； tenderloin sausage； orthogonal array design； storage period； microbes

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-201705005

中D分类号：TS251.5 文献标志码：A 文章编号：1001-8123（2017）05-0021-06

西式里脊火腿属低温肉制品，在严格的低温车间生产[1]、运输和销售。低温肉制品较高温肉制品保持了肉纤维较好的弹性，肉质结实且口感较好，很好地保留了肉制品原有的营养成分和风味[2]。里脊火腿因其具有营养、风味、口感和外观等优势迅速在国内外开始流行。但里脊火腿保质期短，其中腐败菌是导致货架期较短的根本原因，并且与氧气、光及包装设备有较大接触面，巴氏杀菌技术不能完全杀死里脊火腿中的细菌及芽孢，产品经常出现析水和胀袋、发黏等腐败变质现象[3-4]，给产品质量和安全带来很大影响[5-6]。

如何提高里脊火腿稳定性并延长其保质期是限制里脊火腿市场的主要原因[7-8]。延长里脊火腿保质期可通过添加抑菌剂[9-10]、加强生产人员和环境过程卫生控制以及杀菌[11]等方式，然而单靠生产过程卫生控制和杀菌并不能较好地控制里脊火腿中微生物的生长繁殖。需要依靠栅栏技术[12]和不同防腐抑菌剂共同作用，干扰微生物正常生长代谢，抑制其生长和繁殖[13]，并且可以降低单一防腐剂使用量，增加肉制品的安全性[14]。

乳酸链球菌素（nisin）可抑制大多数革兰氏阳性细菌，并对芽孢杆菌的孢子有强烈的抑制作用[15]，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂[16-17]。双乙酸钠是一种广谱、高效、无毒的防腐抑菌剂，它对霉菌和酵母菌的抑制作用显著。防腐剂A是以益生菌为菌种，以蔗糖为培养基发酵而成的天然物质，抗菌谱广，对霉菌和酵母菌的作用强，且是一种专用于熟肉制品品质、性状保持的新型防腐保鲜剂，安全性高。乳酸钠可作为食品的保鲜剂[18]、调味剂和保水剂，对肉品中的大肠杆菌、单增李斯特菌和肉毒梭状芽孢杆菌等抑制效果显著[19-20]，同时可以降低氯化钠的用量。

本研究通过对乳酸链球菌素、双乙酸钠、防腐剂A和乳酸钠几种防腐保鲜剂进行单因素试验和L9（34）正交试验，确定最佳复配比例，以达到抑制腐败菌和病原菌的生长繁殖、提高里脊火腿贮藏稳定性，延长保质期的效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

里脊肉 桐城福润有限公司；大豆分离蛋白

通榆县益发合大豆制品有限责任公司；木薯变性淀粉 甘肃圣大方舟马铃薯变性淀粉有限公司；食盐 南京盐业有限公司；白糖 马鞍山盐业有限公司。

亚硝酸钠、红曲红 南京同建食品科技有限公司；味精 南京阜丰食品贸易有限公司；卡拉胶 希福生物科技有限公司；粉末香精 北京味食源食品科技有限责任公司；D-异抗坏血酸钠 诸城华源生物工程有限公司；乳酸链球菌素 浙江新银象生物工程有限公司；双乙酸钠 南通奥凯生物科技有限公司；防腐剂A

苏州汉德瑞生物工程有限公司；乳酸钠 南京有容有限公司。以上原、辅材料均由江苏雨润肉类产业集团有限公司和江苏雨润集团国家重点实验室提供。

1.2 仪器与设备

台式pH计 梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司；CR-400色差计 日本柯尼卡美能达公司；分析

天平 美国新泽西奥豪斯仪器有限公司；数显恒温水

浴锅 金坛市医疗仪器厂；MB-22S台式绞肉机 北京南常肉食机械有限公司；滚揉机 诸城市新三禾机械厂；VF-620真空灌肠机 德国汉德曼公司。

1.3 方法

1.3.1 里脊火腿生产工艺流程

1.3.2 实验设计

单因素试验：根据4 种防腐保鲜剂的应用特性确定单因素试验水平，添加量以防腐保鲜剂在原料肉中的质量分数计，分别为：乳酸链球菌素0.005%、0.010%、0.020%、0.030%、0.040%，双乙酸钠0.05%、0.10%、0.20%、0.30%、0.40%，防腐剂A 0.1%、0.2%、0.5%、0.8%、0.9%，乳酸钠0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%。样品均在4 ℃条件下贮藏7 d后测定菌落总数，根据筛选结果进行L9（34）正交试验并做阴性对照，以菌落总数作为评价指标，以不添加抑菌剂的里脊火腿为对照组。

贮藏实验：将真空包装好的里脊火腿于4 ℃条件下分别贮藏0、4、7、14、21、30 d并测定菌落总数、色泽、pH值和感官评分，以不添加抑菌剂的里脊火腿为对照样，综合评价复配防腐保鲜剂的应用效果。

1.3.3 里脊火腿菌落总数测定

根据GB/T 4789.2―2010《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》[21]进行检测，每组样品平行测定3 次并做空白阴性对照，每组实验重复2 次。

1.3.4 里脊火腿pH值测定[22-23]

将里脊火腿样品绞碎并称取10.0 g，加入90 mL去离子水，搅匀后静置浸泡15 min，然后将肉浸液用滤纸进行过滤，将得到的滤液用pH计测定pH值并记录，每组样品平行测定3 次。

1.3.5 里脊火腿色泽测定

采用全自动色差仪（CR-400色差计），光源D65，用标准板校对，色泽参数用L*、a*和b*。系统测定切片方火腿的L*（明度，反映色泽的亮度）、a*（Hunter标度中的a轴值，正数代表红色，负数代表绿色）及b*（Hunter标度中的b轴值，正数代表黄色，负数代表蓝色）[24-25]。每次分别取3 袋样品，在每袋样品的中心切面读取6 组数据（n=18）。

1.3.6 里脊火腿感官评价

1.4 数据处理

实验结果采用SPSS 20.0软件分析，数据分析主要采用单项方差分析（one-way-analysis of variance，one-way-ANOVA），多重比较采用最小显著差捣ǎleast significant difference，LSD）和Duncan’s法。数据采用Origin 8.0软件进行分析并作图。

2 结果与分析

2.1 单一防腐保鲜剂对里脊火腿的抑菌效果

由图1可知，乳酸链球菌素添加量对里脊火腿的菌落总数有显著影响，当添加量大于0.005%时，抑菌效果显著（P0.05）。乳酸链球菌素主要作用于细菌的细胞膜上，被细菌细胞吸收，进而引起溶菌作用和细胞质释放，或抑制肽聚糖的合成，从而抑制革兰氏阳性细菌的生长，并且对芽孢也有抑制作用[26-27]。GB 2760―2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》[28]规定，熟肉制品中乳酸链球菌素的最大添加量为5 g/kg，因此确定乳酸链球菌素添加量0.010%、0.020%和0.030%进行防腐保鲜剂复配实验。

由图2可知，双乙酸钠添加量对里脊火腿的菌落总数影响显著，当添加量大于0.10%时，里脊火腿的菌落总数均下降显著（P0.05）。双乙酸钠能有效渗透霉菌的细胞壁而干扰酶的相互作用，抑制霉菌的产生，从而达到高效防霉和防腐的功能[29]。根据GB 2760―2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》[28]，双乙酸钠在熟肉制品中的最大添加量为3.0 g/kg[27]，确定双乙酸钠添加量为0.10%、0.20%、0.30% 3 个水平进行防腐保鲜剂复配实验。

由图3可知，防腐剂A对里脊火腿的菌落总数影响较显著，火腿的菌落总数呈现先减小后平缓的趋势，添加0.5%防腐剂A时的菌落总数最低，抑菌效果最好（P

由图4可知，乳酸钠添加量对里脊火腿的菌落总数有显著影响，乳酸钠添加量≥1.0%时，抑菌效果显著（P0.05）。

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乳酸菌在食品工业中的应用篇7

植物蛋白质构重组技术研究进展

植物乳杆菌SC2胞外多糖合成条件的研究

海藻酸钠复合膜降低排酸牛肉失水率的研究

枯草芽孢杆菌淀粉酶高产菌株的紫外诱变研究

北虫草酒的研制

乳酸球菌胞外多糖合成条件的优化

突变微小毛霉天冬氨酸蛋白酶的纯化及性质研究

双蛋白干酪加工关键技术研究进展

多不饱和脂肪酸生理学营养功能及其应用的研究进展

超滤技术在Cream干酪生产中的应用

面包品质改良剂的研究进展

蕨菜真空油炸工艺研究

一叶萩碱的提取工艺优化

发酵温度对辣白菜理化特性的影响

山药发酵醋液化、糖化工艺研究

用于富集食源性致病菌的裸磁珠的制备及吸附条件优化

不同种类大豆蛋白对双蛋白干酪加工特性的影响

紫外诱变结合化学诱变选育凝乳酶高产菌的研究

不同大豆品种对豆腐风味的影响

植物脂肪对奶油干酪品质影响的研究

柱前衍生反相高效液相色谱法测定北虫草发酵液中甘氨酸含量

沙棘发酵酒加工工艺优化

五味子浸提汁加工工艺研究

保健燕麦茶啤酒的研制与开发

芒果和木瓜复合发酵果酒的研制

鸿雁雁血的营养成分分析

高产蛋白酶枯草芽孢杆菌的诱变选育

马铃薯淀粉的羧甲基化效应研究

刺五加不同树龄与不同采收期折干率及总皂苷含量的研究

预处理方法对酸解法提取苹果梨果胶效果的影响

发酵乳制品加工新技术研究进展

益生菌的健康促进作用研究进展

大豆抗营养因子的研究进展

啤酒酵母自溶原因及控制

大豆胰蛋白酶抑制因子钝化方法的研究概况

丁醇生物发酵的研究进展与前景

鹿肉的营养成分及加工方法概述

籽粒苋食品的发展及其产业化开发前景原料乳耐热蛋白酶对UHT乳品质的影响

大豆的食品加工与利用

发芽糙米乳饮料的研究

毕赤酵母电转化方法比较的研究

超声波辅助提取金银花中绿原酸

用大豆油生产生物柴油的技术研究

金纳米粒子自组装修饰电极测定脯氨酸

超声波辅助提取橘皮色素的工艺优化

乳杆菌表面蛋白研究进展

山楂的功能性成分研究进展

食品微生物快速检测方法的研究进展

凉薯加工产品的发展现状

吉林省农产品加工业发展与科技支撑现状

浅谈猪血营养价值及其应用

柳江县农产品质量安全监测和可追溯体系现状与发展对策粮食资源高效转化增值新技术及产业化

果蔬真空冷冻干燥加工技术研究进展

大豆发芽过程中营养成分及抗营养因子的变化

龙山大头菜乳酸菌分离与鉴定

草原红牛及其导入利木赞血牛肉质营养比较研究

蜂蜜柑橘果醋饮料生产工艺研究

超声波协同纤维素酶提取山药多糖的工艺及组分测定研究

籽瓜清汁澄清方法的研究

牛乳酪蛋白制备工艺参数的优化

生姜保健果冻的研制

大豆蛋白挤压组织化机理研究进展

黑果腺肋花楸果实的经济价值及其产品的开发前景

乳酸菌浓缩发酵剂的研究进展

我国传统乳制品中乳酸菌的研究现状

转基因农产品安全性初报

运动营养食品研究进展及其发展建议

乳酸菌在食品工业中的应用篇8

关键词：乳及乳制品 品质检验

不同乳制品所含成分不一样，检测项目不一样，要求的各项指标不一样，必须选择正确的方法才能得到准确的数据，反映真实的结果。乳与乳制品的检验方法包括感官检验、理化检验和微生物检验三个方面。

一、感官检验

感官鉴别就是凭借人体自身的感觉器官，具体地讲就是凭借眼、耳、鼻、口（包括唇和舌头）和手，对食品的质量状况做出客观的评价。也就是通过用眼睛看、鼻子嗅、耳朵听、用口品尝和用手触摸等方式，对食品的色、香、味和外观形态进行综合性的鉴别和评价。包括视觉检验、嗅觉检验、味觉检验、听觉检验和触觉检验等。

1.视觉检验。视觉检验就是利用人的视觉器官鉴别原料的形态、色泽、清洁程度等。这是判断原料质量的一种重要的感官检验方法。用此方法可以从原料的外观形态和色泽对原料的新鲜程度，原料是否有不良改变以及原料的成熟度进行判断。既要注意原料的整体外观、大小形态、块形的完整程度、清洁程度、表面有无光泽、颜色的深浅等。

2.嗅觉检验。嗅觉检验就是利用人的嗅觉器官来检验原料的气味，以辨别原料品质好坏的一种检验方法。人的嗅觉相当敏感，甚至用仪器分析方法也不一定能检验出来轻微的变化，用嗅觉却能够检验出来。许多原料都有其特定的气味，而当其在腐败变质时就会产生异昧。

3.味觉检验。味觉检验是利用人的味觉器官来检验原料的滋味，从而判断原料品质的好坏。味觉不但能品尝到食品原料的滋味如何，而且对于原料中极轻微的变化也敏感的察觉。

4.触觉检验。触觉检验就是通过手的触觉检验原料的重量、质感（如弹性、硬度、膨松状况）等，从而来判断原料的质量。这也是感官检验的常用方法之一。

5.听觉检验。听觉检验就是利用人的听觉器官即耳来检验原料的振动声音而检验原料的品质。对于一些特殊原料利用听觉检验也是常用的方法。例如用手摇鸡蛋以听蛋中是否有声音来确定蛋的好坏；用手敲击西瓜听其声音来检验西瓜的成熟度等。鲜乳的感官检验主要是进行嗅觉、味觉、色泽、尘埃等的鉴定。首先打开冷却贮乳器或罐式运乳车容器的盖后，应立即嗅容器内鲜乳的气味。否则，开盖时间过长，外界空气会将容器内气味冲淡，对气味的检验不利。其次将试样含入口中，并使之遍及整个口腔的各个部位，因为舌面各种味觉分布并不均，以此鉴定是否存在各种异味。在对风味检验的同时，对鲜乳的色泽，混入的异物，是否出现过乳脂分离现象进行观察。正常鲜乳为乳白色或微带黄色，不得含有肉眼可见的异物，不得有红、绿等异色，不能有苦、涩、咸的滋味和饲料、青贮、霉等异味。滋味、气味与正常牛奶有差距的，质量评定较低，奶价就低，如滋味、气味有明显不同，乳品厂应拒收牛奶。

二、理化检验

食品理化检验主要是利用物理、化学以及仪器等分析方法对食品中的各种营养成分、添加剂、矿物质等进行检验；对食品中由于各种原因而携带上的有害有毒的化学成分进行检验。

1.物理检验。利用食品的一些物理常数与食品的组成成分及含量的关系，如密度、折光度、旋光度、沸点、凝固点、体积、气体分压等。

2.化学检验以物质的化学反应为基础，多用于常规检验，如营养成分的检验等。

3.仪器检验以物质的物理或物理化学性质为基础，利用光电仪器来测定物质的含量。多用于微量成分的分析，灵敏、快速、自动化程度高，但对预处理的要求较高。

三、微生物检验

在乳及乳制品加工过程中的各个环节都可能因为不按操作规程生产加工而造成微生物污染。所以在乳及乳制品的加工过程中，所有接触到乳及乳制品的容器、设备、管道、工具、包装材料等都要进行彻底的灭菌，防止微生物污染。牛乳中常见微生物的种类有：

1.细菌

（1）牛乳中存在的微生物有细菌种类有。乳酸菌、丙酸菌、肠细菌、芽孢杆菌、小球菌、假单胞菌、产碱杆菌。

（2）混入牛乳中的主要病原菌有。沙门氏菌、志贺氏痢疾杆菌、霍乱弧菌、白喉棒状杆菌、结核分枝杆菌、炭疽杆菌，大肠菌杆、葡萄球菌、溶血性链球菌、肉毒杆菌等。

2.酵母菌和霉菌

（1）新鲜牛乳中的酵母常见的有。脆壁酵母菌、洪氏球拟酵母、高加索乳酒球拟酵母、球拟酵母等。其中，脆壁酵母与假丝酵母可使乳糖发酵而且用以制造发酵乳制品。但使用酵母制成的乳制品往往带有酵母臭，有风味上的缺陷。

（2）牛乳中常见的霉菌有。青霉、曲霉等，其中乳酪青霉可制干酪，其余的大部分霉菌会使干酪、乳酪等污染腐败。

3、病毒侵害细菌的滤过性病毒统称为噬菌体，亦称为细菌病毒。目前已发现大肠杆菌、乳酸菌、赤痢菌、沙门氏杆菌、霍乱菌、葡萄球菌、结核菌、放线菌等多数细菌的噬菌体。对牛乳、乳制品的微生物而言，最重要的噬菌体为乳酸菌噬菌体，常造成千酪或酸乳加工中的损失。

四、乳及乳制品检验后的食用原则

乳及乳制品的营养价值较高，又极易因微生物的生长繁殖而受到污染，导致乳品质量发生不良变化。因此对于乳品质量的要求较高。经鉴别已经确认了品级的乳及乳制品，即可按以下原则食用或处理。第一，凡经鉴别后认为是优质的乳及乳制品，可以销售或直接供人食用。但未经有效灭菌的新鲜乳不得市售和直接供人饮用。第二，凡经鉴别后认为是次质的乳及乳制品，均不得销售和直接供人饮用，可根据具体情况限制作为食品加工的原料。第三，凡经鉴别后认为是劣质、假冒、掺杂的乳及乳制品均不得供人食用，也不得作为食品工业用原料，只可限制作为非食品加工用原料或予以销毁。第四，经鉴别认为除了色泽稍差外，其他几项指标均为优质的乳品，可供人食用。但这种情况较少，因为乳及乳制品一旦发生质量不良改变，其感官指标中的色泽、组织状态、气味和滋味等4项内容均会有不同程度的变化。在乳及乳制品的这4项感官指标中，若有l项指标为劣质品级即应按第三条所述方法处理。若有l项指标为次质品级，而其他3项均为优质者，即应按第二条所述的方法处理。

参考文献：

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乳酸菌在食品工业中的应用篇9

1999年我国公布的 “功能性低聚糖通用技术规则行业标准”对功能性低聚糖的定义为：（1）功能性低聚糖（functional oligosaccharide）是由2～10个相同或不同的单糖，以糖苷键聚合而成；（2）具有糖类某些共同的特性，可直接代替糖料作为甜食品配料，但不被人体胃酸、胃酶降解，不在小肠吸收，可到达大肠部；（3）具有促进人体双岐杆菌的增殖等生理功能。

1世界功能性低聚糖发展状况

1.1日本

国际上功能性低聚糖以日本开发较早，品种也最多。大部份用酶法合成，天然提取物居少数。低聚果糖1983年进入市场，低聚异麦芽糖1985年进入市场，低聚半乳糖1988年进入市场。近年又有海藻糖、黑曲霉低聚糖相继上市。目前日本市场消费功能性低聚糖，主要有低聚异麦芽糖（11 000吨/年）、低聚半乳糖（6 000吨/年）、低聚果糖（4 500吨/年）、低聚木糖、低聚乳果糖、乳酮糖、大豆低聚糖、棉籽糖、黑曲霉低聚糖等10多个品种，约3万多吨，年销售额130亿日元（约合人民币17.5亿元）。日本厚生省自1991年开始设立特定保健用食品，包括调整肠道功能、降血脂、降压、防龋齿、预防骨质疏松等功能。

2003年日本特定专用保健食品FOSHU（低聚糖）市场达到54亿美元，比2001年增长37.6 %。其中用于改善肠道功能的34.56亿美元，占64 %，用于控制体重的11.2 %，调节血糖4.9 %，防龋齿14.2 %，骨健康2.1 %，调节血压1.6 %，调节胆固醇2 %。其终端产品中各种饮料占53 %，小食品13.1 %，肉鱼蛋白食品4.5 %，汤类4.8 %，谷物食物5.8 %，糖片5 %等。

1.2欧洲

欧洲国家如比利时、法国、荷兰，也有多年开发低聚糖的历史。主要品种有低聚果糖和低聚半乳糖。低聚果糖的生产原料为菊苣，从中提取菊粉（一种高聚合度的果聚糖，平均聚合度7～60，主要为可溶性膳食纤维），然后酶法降解为低聚果糖。欧洲开发低聚糖主要是利用其不消化性，作为脂肪代替品，以及膳食纤维用于低热量食品。

荷兰、比利时、瑞典、英国均有大学和研究机构开展低聚糖的研究。1994年5月比利时的饮料FYOS进入市场，其配料为低聚果糖、脱脂乳糖、水、蔗糖、果汁、香精；荷兰Borculo公司用乳糖经β-半乳糖酶加工制得低聚半乳糖，可用于乳品、婴儿食品，也可用于糖果、饮料，其商品低聚半乳糖浆的成分是：半乳低聚糖58 ％～65 ％、乳糖21 ％～28 ％、葡萄糖20 ％～23 ％、半乳糖1 ％～4 ％、总固体75 ％。

低聚果糖已被欧盟批准为食物配料，而不是食品添加剂。加拿大、澳大利亚、新西兰、以色列等亦批准使用低聚果糖，并允许在食品标签上注明有双歧杆菌增殖作用。1995年日本厚生省正式批准明治制果公司的低聚果糖为保健食品。

1.3中国

我国对低聚糖的研究始于上世纪80年代，但形成工业规模和商品化则在“九五”期间。1996年由中科院微生物所和山东宝龄宝公司合作，在禹城建成年产2 000吨的低聚异麦芽糖工厂。1997年由无锡江南大学和云南天元合作建立第一家蔗糖酶法生产低聚果糖生产企业，于昆明投产。现各种低聚糖生产能力约5万吨，实际年产4万吨。主要品种有低聚异麦芽糖、低聚果糖、低聚木糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖、水苏糖等，但实际年产以万吨计的只有低聚异麦芽糖，年产以千吨计的有低聚果糖、水苏糖，其他品种的年产量很有限。

由于功能性低聚糖具有水溶性和不消化性，不仅是调整肠道功能的双岐因子，且有一定甜度、黏度等糖类的属性，作为食品配料易为食品加工企业和消费者接受，可广泛应用于低热量食品、减肥食品中。高纯度（95 %）低聚糖可用于糖尿病患者食品和防龋齿食品。功能性低聚糖在饲料、医药、植保等方面也有很好的应用前景。目前国内己将功能性低聚糖广泛用作各种饮料、食品配料。我国卫生部批准的具有改善肠道润肠通便功能的保健食品中使用的低聚糖有低聚果糖、低聚异麦芽糖、低聚甘露糖、大豆低聚糖等。

国家食品工业标准化委员会发酵制品分技术委员会将低聚糖作为功能性发酵制品列入标淮化体系表。2000年后国家发改委先后下达了低聚糖通用技术标准和低聚异麦芽糖、低聚果糖国家行业标准。我国台湾地区也将低聚糖作为食品配料使用。

卫生部食品监督检验所经过生理生化和临床试验，确认低聚异麦芽糖具有双歧杆菌增殖作用。国内较早进入功能食品市场的含低聚异麦芽糖食品有乐百氏健康快车酸奶、宝灵宝酸奶、儿童宝润喉糖、娃哈哈AD钙奶等。

云南天元所生产的低聚果糖浆被批准为保健食品，其功效成分为低聚果糖，保健功效为调节肠道菌群、润肠通便、调节免疫、调节血脂。较早进入功能食品市场的含低聚果糖产品，有娃哈哈双博士AD钙奶；山西汾酒厂在传统“竹叶青”酒中加低聚果糖，强化了保健功能。上述两个产品均被卫生部批准为保健食品。

2低聚糖的功能

2.1不消化性糖类

低聚糖不被胃酸胃酶分解，有一定甜度，人体摄入后基本上不增加血糖和血脂，可作为功能性食品配料广泛用于各类食品。表1列举了市场上较常见的品种。

2.2有利于人体肠内双歧杆菌的增加

低聚糖在大肠中可被双歧杆菌利用而不能被有害菌利用。低聚糖有利于人体肠内双歧杆菌的增加，同时可抑制肠内有害菌及腐败物质的形成，增加体内维生素的量，提高机体免疫力。

用低聚异麦芽糖浆调制成2 ％的培养液，接入活化的婴儿双歧杆菌，刚接种时透光100 ％，活菌数3.9×105。厌氧培养37 ℃ 3 d，透光度降至4.5 %，活菌数达2×109。实验表明，即使糖浆中低聚异麦芽糖只占50 ％以上（其他是葡萄糖和麦芽糖），对双歧菌就有明显的增殖效果。

服用低聚果糖，可使肠道菌群中双歧杆菌、肠杆菌等有益菌的数量显著增加（12倍以上），产气夹膜梭菌等有害菌的数量显著减少（至1/30）。服用试验证明，低聚果糖浆类似水溶纤维，能促进小肠蠕动，加快粪便排泄，清除肠内有害物，预防和减轻便秘。

人体肠内粪便中约1/3为各种菌类。乳酸菌、双歧杆菌属有益菌；大肠杆菌和粪杆菌既有害也有益，属于中性；金黄葡萄球菌和干酪杆菌为有害菌。食物在口腔部位细菌总量在食物中达100万～1 000万；到达胃部，在胃酸的作用下，仅剩1万；到达十二指肠，在胆酸作用下，降到2 000以下；进入小肠，由于胃酸被中和，胆汁被吸收，菌量开始上升，大肠杆菌和乳酸菌大量繁殖。进人大肠，在无氧状态下，厌氧菌、双歧杆菌等大量繁殖，总量达100亿以上。

双歧杆菌的功能主要是防止有害菌感染，抑制肠内腐败，合成维生素B，促进肠蠕动，防治腹泻，增强免疫等。临床试验证明，食用含有B.Breve双歧杆菌的食物5周，粪便中大肠杆菌和粪杆菌明显下降，尿中氨和糖苷明显减少。

新生婴儿每1 g粪便中含双歧杆菌130亿以上，离乳期100亿，成长期经稳定一段时间然后慢慢趋于减少，到老年期明显下降。而大肠杆菌在出生时也在130亿，成年期有下降趋势，降到5 000万，但到老年期又上升。

因母乳中含有低聚半乳糖，所以婴儿体内的双歧杆菌多。1978年发现低聚半乳糖对双歧杆菌的增殖作用，每人每日摄入低聚半乳糖2.5～3 g，连续服用，双歧菌可增殖1倍。用于通便的服用量是每日10 g，服用3周后，胆汁酸和二次胆汁酸（二次胆汁酸有诱发肠癌的作用）浓度下降，粪便变软。

不消化性糖在大肠中被双歧菌利用酵解，产生有机酸和氢。人体呼出气体中氢的含量达20 ppm，可以确认服用的是不消化性糖。曾试验20人服用低聚半乳糖，分析呼出的气体，结果1 h后氢浓度达20 ppm；3.5 h后达70 ppm；8 h后降为40 ppm。

2.3促进钙吸收

欧州 Orafti 经多年研究证实，低聚果糖不仅能促进钙吸收，而且能提高骨密度，减少骨质酥松的危险。

日本研究低聚半乳糖促进钙吸收的作用，大鼠实验结果表明，大鼠大腿骨钙吸收率从148增至156，钙保留量每天从21.6 mg增至24 mg。这可能与双歧菌发酵低聚糖，产生乙酸、丁酸、丙酸有关。

2.4防龋齿作用

高纯低聚糖不被造成龋齿的链球菌利用，不被口腔酶液分解，因而能防止龋齿。

2.5调整肠道功能

低聚糖有调整肠道的功能，可润肠通便，有效缓解老年人的便秘。每天服用50型低聚异麦芽糖15～20 g，经常服用对习惯性便秘者有明显效果。但也不宜一次摄入过多，否则会导致腹泻。日本市场销售的低聚糖食品标签均注明不宜摄入过量。

有些低聚糖如低聚麦芽糖（包括麦芽三糖到麦芽七糖），它们只是在物理性能上，如耐寒、低黏度、抗变性方面比麦芽糖好，能生产性能各异的甜食，但它们易消化，不具备对双歧杆菌的增殖功能。

3发展低聚糖的必要性和优越性

随着经济的发展和生活的提高，我国居民的健康状况有了明显改善。但由于饮食结构不合理，如脂肪摄入量过多等，各种常见病、多发病的患病率增加。

我国居民健康状况调查报告指出：（1）高血压患病率18.8 %，总人数1.6亿多（1996年为9 500万）；（2）糖尿病患病率2.6 %，大城市达6.4 %，全国患病人数2 000多万（糖尿病协会报告为4 000～5 000万人），另有近2 000万人空腹血糖受损；（3）成人超重率22.8 %（大城市30 %），达2亿人。肥胖率7.1 %（6 000多万人），儿童肥胖率8.1 %。超重和肥胖患者合计2.6亿人；（4）血脂异常患病率18.6 %，1.6亿人（1996年为9 000多万人），应特别注意的是中年和老年患病率相近，有年轻化趋向。

以上疾病均与高脂血有关。如何通过改善饮食结构，用功能食品控制血脂水平，预防和控制冠心病的发生和发展，是全世界医药、食品、营养界关注的热点。功能食品包括各种营养食品、保健食品、膳食补充剂。尤其是以普通食品和饮料为载体，添加防病抗病功能因子的功能食品，是当今国内外食品工业新的增长点。日本市场各种功能食品289种，其中调整肠道功能的低聚糖类61种，食物纤维类50种，乳酸菌类55种；降血压的22种，调节血糖的14种，防踽齿的13种。销售额1997年1 315亿日元，2001年12月达4 120亿日元。

发达国家鉴于三高症的普遍性（如美国成人超体重占60 %），十分强调低热量、低脂肪食品的开发。国际市场最流行的无糖（sugar free）甜食品，就是以食糖替代品―糖醇为主生产的。糖醇不是糖，是用糖加工还原成的醇，外观和性能具有某些糖的属性。糖醇为白色粉状或结晶，其浆状产品也与糖浆相似，有一定的甜度和热量，所以可作为食糖替代品，是一种营养性甜味剂。

食糖替代品糖醇可像平日吃糖一样消费，糖尿病人以糖醇代替糖，不影响血糖值。糖醇作为甜食品原料，能1∶1代替食糖制作糖果、糕点和饮料，加工工艺基本不需改变，这和高倍甜味剂（糖精、甜蜜素、阿斯巴甜等）不同。例如糖精甜度是蔗糖的300～500倍，阿斯巴甜甜度为200倍，这些高倍甜味剂主要是提供食品的甜味，不提供热量和营养，也不提供体积。

国际上消费较为广泛的糖醇有山梨醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓醇、甘露醇、乳糖醇、异麦芽酮糖醇等，消费量170万吨。

国际食品法典委员会CAC 1997年批淮麦芽糖醇、山梨醇、木糖醇、乳糖醇为可按生产需要无须限量食用的食品添加剂，JECFA批准糖醇为无须规定ADI值的食品添加剂。

国际上第二个较早流行的针对高脂血、超体重者的功能食品配料是膳食纤维，包括不溶性的燕麦纤维、苹果纤维、大豆纤维，水溶性的葡聚糖、改性糊精以及经过碱溶酸沉的玉米皮纤维等。这些功能食品配料大量用于低热量或无热量的焙烤食品以及糖果、冰淇淋、饮料中。虽然国际上至今对膳食纤维的定义尚有争议，但对纤维素主要功能声称是一致的，即纤维素是不被肠道上部消化吸收的非淀粉物质，基本无热量，但也并非隋性物质。纤维素能促进肠道有益菌的繁殖，抑制有害菌滋长，还能促进肠道蠕动、排便，有利于提高人体免疫力，被称为第七营养素。值得注意的是其功能与低聚糖类同。

低聚糖的优越性在于，它既有食糖替代品糖醇的功能（具有一定甜度，和某些糖类的属性），又有纤维素促进肠道有益菌的繁殖，抑制有害菌滋长的功能。低聚糖完全适合高脂血和超体重人群功能食品的要求，且在价格上较糖醇和膳食纤维有竞争优势。

4开发功能性低聚糖的几点建议

开发满足不同人群需要的特殊营养食品是我国21世纪食品工业的发展重点，所以，开发新型低聚糖具有广阔的前景。但我国毕竟起步较晚，还有不少需要完善之处。

4.1加强宣传推广

通过各种宣传渠道，以科普的形式宣传低聚糖的功能。让食品界和广大消费者更多地了解什么是功能性低聚糖，功能性低聚糖作为食品配料有哪些技术含量，含功能性低聚糖的食品对人体健康有哪些功效，不断提高对低聚糖的认知度，逐渐扩大功能性低聚糖市场。

4.2加强应用研究开发

继续拓展功能性低聚糖在食品、饲料行业的应用研究。特别要开发一日三餐用功能低聚糖的应用技术，如面食制品、谷物早餐、调味料、副食等。在饲料工业中应研制针对性强的品种，重点突破仔猪、仔鸡用的配方，以扩大功能性低聚糖在饲料中的比例。日本1999年消费低聚果糖4 500吨，其中3 000吨用于食品，1 500吨用于饲料，占33％。相比之下，我国的功能性低聚糖绝大部份用于少量食品，在饲料中使用刚刚起步，市场潜力十分巨大。此外要通过新酶种和产品的修饰改性，研究开发特殊功能的新品种。还应开展低聚糖在医药、植保等新领域的应用研究。只有应用领域扩大了，市场才能随之扩大。

4.3继续提高技术和管理水平，降低产品成本

乳酸菌在食品工业中的应用篇10

乳酸菌是发酵食品中的自然生物防腐剂,而其中的一些菌株对宿主健康有益,被称为益生菌。发展到现在,由2001年FAO和WHO提出的益生菌定义为大多数学者所认可,即“当给予宿主足够的量时,可以对宿主起到有益作用的微生物活体”。益生菌制品从最初的亚洲小作坊加工逐渐传播到欧洲和美国市场,由此而生的功能性食品更是目前增长最快的食品之一[1]。全球工业分析家预测预计到2015年全球益生菌市场将达到288亿,即使这样依然认为该市场还处于起步阶段,有着巨大的发展空间。因此,需要更有效、稳定的益生菌及益生菌产品来迎接应对这一挑战。饮食是摄入益生菌最方便的方式,特别是便于储存、装卸、运输,而且是在保质期内稳定的功能性益生菌食品。乳及其制品是大多数益生菌良好的载体,其中发酵乳是公认最好的载体之一。肠道中足够的益生菌活菌数是对宿主达到良好益生功效的保证[2],因此各个国家对产品中益生菌的活菌数都有明确规定,其含量不得低于106CFU/mL[3]。双歧杆菌(Bifidobacterium)的益生特性已被人们普遍接受,但Bifidobacterium属于专性厌氧菌,在工业化生产时需要解决由于氧中毒而导致其活菌数较低的问题。Miller、CraigWilliam等[45]将高氧气消耗菌种与双歧杆菌进行复配,兼性厌氧菌嗜热链球菌(Stretococcusther-mophilus)在生长时能利用溶解氧,可有效保护双歧杆菌生长,但到发酵后期,S.thermophilus代谢产生的酸会抑制Bifidobacterium生长,所以这种保护只在发酵初期有效,对随后的加工及贮存期间溶氧起不到作用(酸奶一般用聚乙烯和高聚苯乙烯来包装,厚度在300μm350μm之间,对酸奶的溶氧率为1.05.0cm2/(kg•d)[6])。Dave和Shah报道将L-半胱氨酸[7]和抗坏血酸[8]作为除氧剂添加到酸奶生产中,L-半胱氨酸是一种含硫氨基酸,既可以降低氧化还原电位,又可以作为一种氨基酸氮源;抗坏血酸是一种常见的食品添加剂,二者都可以减少溶氧维持低的氧化还原电位,有利于Bifidobacterium生长,但会影响到一般酸奶发酵剂中S.thermophilus的生长,进而影响到酸奶的质构和风味,因此对于一般酸奶可能不太适合。微胶囊包埋技术也被用来提高Bifidobacterium活菌数,但多项研究表明微胶囊包埋只对一部分菌有作用,应用受限[9]。Mills等研究发现,直接降低溶氧、氧化还原电位可保护非发酵巴氏杀菌乳在储存期间的Bifidobacterium活菌数[10],但只能维持原来的接菌量,活菌数不会增加。乳双歧杆菌V9(B.lactisV9)分离自健康蒙古族儿童粪便,其具有较强的耐酸性,在人工胃肠液中具有良好的耐受性[11]。对致病菌株(志贺氏痢疾杆菌、沙门氏菌、绿脓杆菌、埃希氏大肠杆菌)具有一定程度的拮抗作用,可以有效治疗小鼠的腹泻[12]。临床研究表明,B.lactisV9具有调节肠道菌群的作用,对便秘和急慢性腹泻患者治疗效果显著,服用B.lactisV93周,对便秘、急性腹泻和慢性腹泻患者的治疗有效率分别为95.3%、95.4%和89.9%[13]。对其基因组学研究显示,其菌株遗传极为稳定,在传代保藏过程中发生重组、突变几率极小,可保障其安全生产[14]。本文以上述综述为出发点,通过改变培养基质中气体组成,研究B.lactisV9在固体MRS培养基表面和液体MRS及脱脂乳中的生长情况,为其在益生菌制品生产应用开阔思路,并提供理论依据和数据参考。

1材料与方法

1.1材料

1.1.1菌种来源:B.lactisV9由内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室乳酸菌菌种保藏中心(LABCC)提供。

1.1.2试剂和仪器:纽西兰超特级脱脂乳粉;合成MRS培养基(Oxoid);高纯气体(北京华通精科气体化工有限公司);REX-C700厌氧培养箱;厌氧指示条(Oxoid,AnaerobicIndicatorBR0055);除氧剂(Oxiod,AnaeroGenAN35);MINIVACPD-52真空泵(Yamato-ULVAC,日本);U-2000型紫外可见分光光度计(HITACHI,日本);1100液相色谱系统(Agilent,美国);NSC-ⅡA-1200无菌工作台;HA-300M全自动高压灭菌器(HIRAYAMA,日本)。稀释液PBS和双歧杆菌选择性培养基TPY的配制参照文献[11]。

1.2方法

1.2.1菌落形成:将真空冷冻保存的B.lactisV9菌粉接种于液体MRS培养基中,37°C厌氧培养活化2代后,划线于固体MRS培养基上,并将划线平板分别置于普通培养箱(空气环境,N2:O2≈79:21)、充氮气培养箱(N2:99.99%)和混合气体培养箱(N2:H2:CO2=80:10:10)中,37°C恒温培养72h,观察菌落形成状况。在厌氧培养箱中预置厌氧指示条以检验无氧环境。用于划线的固体MRS培养基预先置于厌氧培养箱24h进行脱氧处理。在厌氧培养时,培养箱中空气要先充高纯氮气置换2次,然后再充混合气体或氮气。保证每次充气后培养箱为正压,防止空气吸入,同时可以在培养期间随时观测培养箱的密封情况。另外,培养箱中预先放置除氧剂和厌氧指示条,充气后指示条的颜色由浅红色转变为白色,说明培养箱中为无氧环境。

1.2.2B.lactisV9在MRS液体中生长:B.lactisV9活化方法同1.2.1,跟踪测定第3代OD600值,取OD600=1.0(Mid-logphase)时培养液以2%(V/V)接种于MRS液体中,分别置于普通培养箱和混合气体培养箱中,37°C恒温培养。具体操作方法同1.2.1。每3h测定pH值、OD600值和活菌数,同时留样测定乳酸和乙酸含量。

1.2.3B.lactisV9在脱脂乳中生长:B.lactisV9活化方法同1.2.1,取第3代OD600=1.0时菌液离心所得菌体,加同体积11%灭菌脱脂乳,以2%接种于巴氏杀菌(95°C,5min)脱脂乳中,分别置于普通培养箱和混合气体培养箱,37°C恒温箱中培养。具体操作方法同1.2.1。每6h测定pH值、OD600值和活菌数,同时留样测定乳酸和乙酸含量。

1.2.4pH值测定:试验样品调整温度至20°C,采用精密pH计(雷磁PHS-3C,海精密科学仪器有限公司)测量。1.2.5浊度测定:MRS培养基样品适当稀释后测定,以未加菌的空白样为参比,采用比浊法于600nm处测定其浊度。

1.2.6活菌数测定:10.0g样品于90.0gPBS稀释液中,于水平摇床(200r/min)振摇15min,然后梯度稀释,采用双歧杆菌选择性培养基TPY固体培养基平板倾注法,37°C厌氧(N2:H2:CO2=80:10:10)培养72h。

1.2.7液相色谱法测定乳酸、乙酸含量:准确称取样品1g于10mL离心管中,加入3mL1mol/LHCl振荡混匀,3500×g,离心10min,95°C水浴15min。取上清液经0.45μm膜过滤待进样分析。色谱条件:流动相:甲醇缓冲溶液(浓度为10mmol/L的PBS,pH2.0)=3:97(V/V),流速为0.5mL/min,紫外检测波长为210nm,柱温为35°C,进样量10μL。1.2.8数据统计分析:试验数据采用SASANOVA程序处理。

2结果与讨论

2.1气体环境对B.lactisV9菌落形成的影响双歧杆菌是一类专性厌氧乳酸菌,既没有呼吸链也不含有过氧化氢酶,一般认为是严格厌氧的,因此在工业化生产中会出现氧中毒。然而在具体的培养中发现,部分菌株具有氧代谢酶,可以在0.1%21.0%氧气环境中存活[1519],表明不同的双歧杆菌菌株对氧气的耐受能力不同。目前,国内在双歧杆菌菌种的分离鉴定中较常使用的厌氧气体组成为N2:H2:CO2=80:10:10[11],同时,越来越多的研究发现,一些双歧杆菌的氧气耐受力与二氧化碳有关,即这些菌只在二氧化碳存在时才表现出一定的氧耐受力。对于B.lactisV9,在空气、氮气和混合气体环境中,其菌落形成情况完全不同,见图1。在混合气体和氮气环境中菌落形成明显多于空气环境,说明B.lactisV9在很大程度上受到了空气中氧气的抑制。B.lactisV9在混合气体中菌落生长状况优于氮气中的,说明单纯的无氧环境不一定能保证B.lactisV9的生长处于最佳状态,还需要考虑无氧气体环境的组成成分。此结果与ShinjiKawasaki等[20]的报道一致,在无氧条件下,CO2可以促进双歧杆菌菌落生长,但不会改变菌株的氧气耐受能力。部分双歧杆菌菌种在CO2存在时具有一定的氧耐受性,而且可在一定浓度的CO2条件下生长,也是部分双歧杆菌的分离鉴定依据。CO2刺激菌落形成与一些参与CO2固定、水解和羧基化反应的酶有关。另外,推测可能因为CO2是氧化形式的“C”,可以像氧气一样作为电子受体,来维持细胞内氧化还原电位平衡。但CO2促进作用的具体机理还有待研究。本实验结果表明,B.lactisV9不是严格厌氧菌,在空气环境中有菌落形成,但在混合气体环境中生长更加良好。

2.2气体环境对B.lactisV9在液体MRS培养基中生长的影响鉴于2.1的研究结果,采用混合气体和空气条件对B.lactisV9的生长进行进一步研究。混合气体和空气环境下,B.lactisV9在液体MRS培养基中的生长曲线见图2。可以看出,在混合气体环境中,B.lactisV9生长曲线呈“S”型,18h左右是对数生长中期(Mid-logPhase),24h开始进入稳定期;而在空气环境中,OD600值一直持续缓慢增长,表示B.lactisV9生长明显受到限制。另外,在混合气体环境下,由于CO2在液体MRS中的溶解,不接种B.lactisV9的液体MRS作为对照样培养30h后的pH值从初始6.43降到了6.29。从表1可以看出,接种B.lactisV9培养30h后,混合气体环境pH值(4.42±0.24)显著低于空气环境pH值(5.55±0.24)(P<0.01)。从B.lactisV9的生长趋势和培养基的pH值变化上可以看出,液体MRS培养基在混合气体环境下可有效促进B.lactisV9生长。这一点也可以从活菌数变化上得到证实,培养24h后,混合气体环境中B.lactisV9活菌数(9.11±0.11logCFU/mL)显著高于空气环境(8.04±0.10logCFU/mL)(P<0.01)。现有的研究表明,对氧气敏感的双歧杆菌在有氧时会积累H2O2,而H2O2会抑制其糖代谢的关键酶——果糖-6-磷酸-磷酸酮酶(F6ppk),从而引起氧中毒[17]。在这些反应中,NADH氧化酶、NADH过氧化酶和超氧化物歧化酶(SOD)的作用最关键。在一定范围内增加氧气的浓度,双歧杆菌分解H2O2的NADH氧化酶和NADH过氧化酶活力都明显高于无氧环境[21]。这些酶在兼性厌氧乳酸菌中也存在,并且某些菌株在有氧环境下生长良好,这种对氧气的耐受能力与菌体内碳水化合物代谢转变联系在一起。本研究对培养基中主要的碳水化合物——葡萄糖的代谢产物乳酸、乙酸的含量进行了跟踪检测。本实验所用液体MRS培养基中含有16.70±0.35mmol/L的乙酸(源于添加的无水乙酸钠),不含有乳酸。培养24h时,去除原来培养基中含有的乙酸,在混合气体环境下B.lactisV9代谢生成的乙酸和乳酸量分别为12.79±0.86mmol/L和11.99±0.73mmol/L,显著高于在空气环境中生成量为0.65±0.07mmol/L和2.75±0.57mmol/L(P<0.01),混合气体和空气环境中乙酸/乳酸比值分别为1.06:1和0.24:1。Talwalkar和Kailasapathy研究了4株双歧杆菌在不同氧环境中的代谢变化,发现每个双歧杆菌菌株的氧耐受能力不同,如代谢物中乙酸与乳酸的比例随着环境中氧气浓度的增加而减少[21]。R.González报道[22],在缺氧条件下,代谢TPYG培养基产乳酸的最大浓度为8.1mmol/L,乙酸/乳酸的摩尔比为3.5:1;而在有氧条件下,乳酸浓度增加超过2倍,乙酸/乳酸下降到1.5:1。本研究发现,液体MRS培养基中乙酸、乳酸产量受气体组分条件影响,在混合气体环境下产生的乳酸浓度是空气环境的4倍左右,而乙酸却多出约20倍。当有氧培养转向无氧培养时糖代谢产物会发生变化,主要是乳酸转化成乙酸,同时伴随产生2倍的ATP[23]。以上结果可以说明混合气体环境有利于B.lactisV9在液体MRS培养基中生长,可以有效增加活菌数,代谢产生乙酸、乳酸量增加,且改变了乙酸与乳酸比例。

2.3气体环境对B.lactisV9在脱脂乳中生长的影响在巴氏杀菌脱脂乳中,B.lactisV9的生长情况与液体MRS培养基中类似,pH值和活菌数变化结果见表2。发酵18h,混合气体环境pH值(4.48±0.07)显著低于空气环境pH值(5.03±0.12)(P<0.01),混合气体环境的活菌数(9.02±0.15logCFU/mL)显著高于空气环境的活菌数(8.53±0.08logCFU/mL)(P<0.01)。混合气体和空气环境下发酵脱脂乳产生的乙酸、乳酸量分别为60.52±2.30mmol/L、5.17±1.02mmol/L和16.86±0.34mmol/L、5.92±0.81mmol/L,乙酸/乳酸比值分别为11.71:1和2.85:1。在混合气体环境下,B.lactisV9发酵脱脂乳(主要是乳糖)生成的乙酸量远远多于乳酸。此结果与B.lactisV9在MRS中生长类似,B.lactisV9发酵脱脂乳生成的酸以乙酸为主。Meile等[24]发现乳双歧杆菌可以耐受反应器顶空10%氧气,在氧气环境中乳酸浓度为9.9mmol/L,明显高于厌氧条件下的5.6mmol/L,乳酸的增量引起了代谢产物中乙酸/乳酸摩尔比的变化,从10.1:1降到4.7:1。这样的变化趋势与本实验结果类似。但是乙酸/乳酸摩尔比的变化范围相差较大,这可能是由于菌株自身特性、介质中糖浓度不同以及气体条件不同等因素造成的。从本研究对益生菌B.lactisV9的研究可以看出,无氧环境的气体组成会影响到B.lactisV9的生长及代谢。目前,我国国标《GB4789.35-2010食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》[25]和《GB/T4789.34-2008食品卫生微生物学检验双歧杆菌检验》[26]中在对双歧杆菌计数方法中只提到“厌氧培养48±2h后计数平板上的所有菌落数”,未对具体的气体环境做出规定。所以对于B.lactisV9而言,同为厌氧条件的纯氮气环境和混合气体环境,B.lactisV9的菌落形成明显有差异,这样就有可能在执行标准时因为厌氧气体组成的不同造成B.lactisV9活菌计数结果的不同。诚然,双歧杆菌活菌计数结果还受其他诸多条件影响,正如刘伟等所报道的“双歧杆菌目前还没有一套准确和严格的计数方法”[27],这就需要人们进一步全面地探索研究。