乳酸菌在食品加工中的应用

2018-08-31 09:24 点击:

  摘要:本文阐述了乳酸菌的基本特征和功能及其在食品加工等方面的应用,并对乳酸菌的应用前景进行了展望。

  当前,已知的乳酸菌有40多种,分类上归属于乳酸菌科的有4个属,即乳杆菌属、链球菌属、明串珠菌属、片球菌属。乳酸发酵食品是目前世界公认的功能性保健食品,乳酸菌的作用主要包括抑制肠道中腐败菌的生长和减弱腐败菌在肠道的产毒,以及防止便秘、防止细胞老化、防癌及调节人体生理机能等保健和医疗作用。

  乳酸菌是一群形态、代谢性能和生理特征不完全相同的革兰氏阳性菌的统称,其总特征是G+、不形成芽孢、不进行呼吸的球菌或杆菌,在发酵碳水化合物时主要的代谢产物为乳酸。

  乳酸菌可以产生一些特殊的酶系,如产生有机酸的酶系、控制内毒素的酶系、合成各种维生素的酶系和分解胆酸的酶系等[1]。这些酶不仅能加速乳酸菌的生长,维持肠道微生态平衡,而且还可以改善产品的风味,促进乳制品、发酵香肠等食品的成熟。

  粘附是指细菌与机体肠上皮细胞通过生物化学作用产生特异性的粘连,定植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。

  乳酸菌代谢可以产生有机酸、过氧化氢和细菌素等多种代谢产物,不仅可以改善产品的风味和组织状态,还可抑制食品中的腐败菌和病原菌[2]。乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌的抗菌机制主要表现在以下几个方面:其一是产生乳酸等有机酸使肠内处于酸性环境;第二为产生过氧化氢激活牛乳中的过氧化氢酶-硫氰酸系统,抑制和杀灭革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性细菌等[3];第三则是产生类似细菌素的细小蛋白质或肽类。

  乳酸菌菌体成分或菌体外代谢物有抗胆固醇因子,乳酸菌的代谢能显著减少肠道对胆固醇的吸收,同时,乳酸菌吸收部分胆固醇并将其转变为胆酸盐从体内排出[4]。

  研究结果显示,益生菌或其代谢副产物可通过影响结肠上皮细胞的变化过程,阻抑结肠和其他器官中发生的非基因型和基因型突变[5],从而达到抑制癌细胞增殖的目的。

  酸奶是以鲜牛奶或奶粉为主要原料,经乳酸菌发酵而制得的产品,一般采用2种或2种以上菌种混合使用[6]。保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的混合菌种纯培养发酵剂在生产中较为常用。

  奶油是以原料乳经离心分离后所得的稀奶油为主要原料,经杀菌、冷却、成熟、乳酸菌发酵、搅拌、压炼而制成的乳制品。应用于奶油生产的乳酸菌有乳酸链球菌、副嗜柠檬酸链球菌、丁二酮乳链球菌等[7]。

  干酪是指原料乳经杀菌、冷却后,加入适量的乳酸菌发酵剂发酵,使蛋白质凝固后,排除乳清,将凝块压成块状而制成的产品。常用的菌种有乳酸链球菌、乳油链球菌以及嗜柠檬酸明串珠菌等,生产中通常选取其中2种以上的乳酸菌混合使用。

  乳酸菌在植物蛋白饮料加工中的应用主要是生产酸豆奶和花生乳酸发酵酸奶,用于酸豆奶和花生乳酸发酵酸奶生产的乳酸菌主要属于乳杆菌属、链球菌属,此外,还有明串球菌属,常用2种或2种以上菌株混菌发酵[8]。

  传统发酵香肠的生产不添加任何发酵剂,完全由肉、香辛料及环境中的微生物完成发酵和成熟。发酵香肠的现代生产工艺是在原料中添加纯培养的乳酸菌发酵剂,从而保证乳酸菌在整个发酵和成熟过程中占有绝对优势。目前,常用的微生物有乳酸杆菌、片球菌、微球菌、霉菌和酵母[9]。

  乳酸菌的抗菌机制主要表现在3个方面:产生乳酸等有机酸,使多数不耐酸的腐败菌和致病菌生长繁殖受到抑制;产生类似细菌素的细小蛋白质或肽;产生H2O2激活牛乳中的过氧化氢酶-硫氰酸系统。

  近年来的研究表明,乳酸菌有很多特殊的医疗保健作用。国内外对乳酸菌的研究也越来越深入,日本、瑞典等已开展用乳酸菌治疗胃溃疡和胃肠炎的研究。因此,如何利用现代微生物技术和分子生物技术来改造乳酸菌,改善乳酸菌的鉴定方法、检测手段,从而加强乳酸菌的质量,保证其在食品应用中的安全性将是今后深入研究的方向。

  [2] 郭松年,田淑梅,白洪涛.乳酸菌及乳酸菌发酵食品[J].食品科技,2005,12(1):39-40.

  [4] 刘奕琼,张濒,田丰伟.微生物降胆固醇作用研究进展[J].食品与机械,2003,9(1):6-9.

  [6] 余焕玲,晏萍.乳酸菌的生理功能及在食品中的应用[J].饮料工业,2000,3(4):10-13.

  [7] 乔长晟,汤凤霞,朱晓红.L-乳酸的生产及研究现状[J].宁夏农学院学报,2001,22(3):75-79.

  [8] 刘慧.现代食品微生物学[M].北京:中国轻工业出版社,2004,34-36.

  [9] 王蔚淼,潘玲,朱玮,等.10株乳酸菌产酸性能的研究[J].中国农业生态学报,2007,18(3):207-208.