酸奶—益生菌的最佳食物载体

矗工案 ■冰淇淋、乳品特辑／乳品工业 酸奶 摘 要 本文回顾了益生菌的发展历史及对人体 胃肠道微 生态环境的作用。此外，对益生菌在酸奶 中的应用及 酸奶作为益生茵载体的有效性和产品的特征也作了讨 论 。 关键词 益生菌 酸奶 1． 益生茵(PROBIOTICS)的历史背景回顾 ： 有关含益生菌的食品例如发酵奶的健康功效其历 史记录可追溯到几个世纪之前 ，它们对人体的滋养和 治疗作用甚至在圣经中也有提及。早期一些学者如 Hippocrates认为发酵奶不仅仅是一种食品而且是一种 药品，可以治疗胃肠不适。 20世纪初 ，法国巴斯德研 究所 的细菌学 家 E¨ Metchnikoff第一个就发酵奶中的乳酸杆菌对人体的健 康功效给出了科学的解释，他的主要理论为，由于乳酸 菌的存在抑制了其它存在于肠道中的有害菌的生长。 几乎同一时间 ，巴斯德研究所的另一位科学家 Tissier 从婴儿粪便中分离出了双歧杆菌，并认定双歧杆菌可 用于治疗婴JLPE吐。 与此同时，俄国微生物学家、诺贝尔奖获得者梅契 柯夫发现保加利亚牧民经常大量饮用酸乳 ，他们不但 身体健康而且百岁长寿者较多。经研究 ，他认为酸乳中 的乳酸杆菌可防止老化是健康长寿的关键。现代微生 态学近百年的研究明，人类在进化过程中与微生物 形成微妙的平衡关系。人体携带的微生物数量高达 10 个 ，重量达 1271g。以乳酸菌 、双歧杆菌为代表的益 生菌，是维护人体健康有益的生理细菌。益生菌的保健 作用主要体现在以下方面： ①抑制肠道致病菌，调节肠道免疫功能；防治多种 类型腹泻； ②刺激肠道蠕动 、防止便秘和胃肠胀气； ③促进生长，控制感染与增加营养素的消化利用 率； ④促进钙、镁 、铁 、锌和维生素 D的吸收； ⑤减轻乳糖不耐受症状 ； ⑥降低高血压，减低血中低密度脂蛋白胆固醇； ⑦抗肿瘤作用(正进行动物试验)； ⑧提高对放射线的耐受性。 2． 发酵乳作为益生菌的载体 发酵乳是指用全脂乳或脱脂乳经特殊微生物发酵 物载傩 而成的一种乳制品，在销售前必须保持微生物活性 ，不 得含有任何致病菌。从某种意义上讲，乳的发酵是乳 成分的预消化，如乳糖，蛋白质和脂肪的降解，同时可 溶性钙和磷的含量增加 ，并形成了一些 B族维生素， 因此，与普通乳相比，其营养价值提高。 益生菌以发酵乳作为其主要食用形式，乳制品也 是益生菌的最重要的载体。发酵乳作为益生菌的有效 载体 ，主要有下列原因： ①发酵食品特别是发酵乳制品本身就是有很好的 健康功效。 ②消费者已熟知发酵食品含有活性微生物。 ③益生菌可将发酵性能与健康功效结合。 此外从技术原因上言，发酵乳制品已优化其加工 和储存条件，最大程度保持发酵活菌数 ，这也为益生菌 的存活创造了有利条件。 由于发酵乳良好的风味组织、营养价值及独特的 保健功效 ，近二十年来，全世界发酵乳的消费量逐步提 高。特别是添加了嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的酸奶由于 额外的营养和生理作用更是受到消费者的青睐。 全球市场上的含益生菌乳制品示例 参考活茵数 产 品 生产国家 使用的益生茵 (CFU／m1) Delisse&~D61PUD~ 法国 干酪乳杆菌 1．92×10。 DAN0NE公司Aciimd酸奶 法国 干酪乳杆茵 1．69x10。 雀巢公司‘LC’酸奶 瑞士 酸奶菌种和嗜酸乳杆菌 >10。cfu／ml LoSELEY公司 嗜热链球菌 香草低脂酸奶 英国 >10’cfu／ml 嗜酸乳杆菌 酸奶发酵茵、嗜酸乳杆菌 lalna&~BioDynamic~ 澳大利亚 双歧杆菌 、干酪乳杆菌 mfiller& 活力益生茵 德国 低脂草莓酸奶 达能公司BIO ACrⅣIA 法国 酸奶发酵茵、嗜酸乳杆菌 1O 椰子味酸奶 和双歧杆菌 YAKUIJT酸奶 日木 干酪乳杆菌 2．7×10。 含有嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的益生 ．酸奶必须达 到一定的活菌数才能在标签上声明其健康功效。因此 建立规章或法规以完善需达到健康功效所需的益生菌 活菌数十分必要。Kurmann and Rasic建议要产生疗效 作用的益生菌活茵数必须至少达到10 cfu／ml，然而这 一 数据会随菌种的不同，甚至同一菌种内菌株的不同 而改变。也有其它的一些作者强调 ，10 cfu／ml和10 cfu／ml是一个理想的水平 ，这一水平被一些文献称为 · 32 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 品工蓉 ■冰淇淋、乳品特辑／孔品工业 “最低疗效量”，即消费者每天应有最低 1O 的摄人量。 每周摄入400—500g含有10 cfu／ml活菌的益生酸奶可 以满足这一需要。 日本的发酵奶和乳酸菌饮料协会规定在新鲜乳制 品中须含有最低含10 cfu／ml的双歧杆菌。美国的 NYA 协会(National yoghurt Association)规定在生产时必须 至少含有10 cfu／ml的乳酸菌活菌才能使用 NYA的 “活菌”(Live and Active Culture)标识。 澳大利亚食品要求在最终酸奶产品中必须含 有乳酸活菌，但未指定须标明活菌数。 3． 在益生 一酸奶产品中嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的活 菌数水平 3．1 影 响的因素 ①酸奶的酸度 菌株缺乏对酸的足够耐受性是益 生菌株用于发酵奶的最大障碍。随发酵的进行 ，乳酸的 产生导致 pH的下降；“过酸化”及“后酸化”引起发酵 之后和储存期的 pH下降，这主要是源 自保加利亚乳 杆菌的后期过度生长。这可通过选择“后酸化”良好的 受控菌种避免这一结果产生从而优化益生菌的生长环 境。 ②益生菌的种／株选择 乳杆菌和双歧杆菌的活 菌数在低 pH水平时随储存期变化 的差异性很大 ，因 此仔细选择菌种并在不同的配方 、；~u 7-条件和储存条 件下监控其变化尤为重要。 ③菌株问的共生及相互影响 参与发酵的菌种成 分将影响嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的生长。益生酸奶中 的一些代谢成分也会影响嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的存 活。一些有机酸和过氧化氢会抑制双歧杆菌的生长，因 此产生这些物质的微生物会对双歧杆菌的生长产生抑 制。酸奶中的保加利亚乳杆菌产生的物质会抑制嗜酸 乳杆菌的存活，因此高活菌水平的保加利亚乳杆菌的 酸奶会导致嗜酸乳杆菌活菌数在保存期的急剧降低。 嗜酸乳杆菌和双歧杆菌的共生作用 已是众所周 知，但当这两种菌与酸奶发酵菌共同作用时则会影响 双歧杆菌的活菌数。 ④溶解氧的浓度 有些双歧杆菌是严格厌氧的， 氧浓度是一个重要和关键的问。低溶氧含量的牛奶 可用于双歧杆菌早期生长阶段的培养以满足其低氧化 电位的需要。在酸奶的生产过程中，氧很容易进入并溶 解于牛奶中，为避免这一问题，可使用嗜热链球菌与双 歧杆菌共同接种 ，由于嗜热链球菌利用氧能力较高，从 而降低奶中的溶氧浓度以确保双歧杆菌的活菌数。 ⑤储存条件 发酵益生菌酸奶的储存温度对保证 活菌数非常重要，低温可限制保加利亚乳杆菌的生长 以避免过度后酸化；大量的试验数据表明低温储存可 保持较高的乳酸菌的活菌数。 3．2 提高益生 一酸奶产品中嗜酸乳杆菌和双歧杆菌 活菌数的措施(下转第25页) ：台≯： 国 = 硌 匈 淮阴工学院生化系(江苏淮阴223001) 贾建波 摘 要 利用生物转化原理，将无机硒转化为有机硒 ，制成 富硒粉，添加到奶液中，利用乳酸茵发酵可制成具有保 健功 能的新 型酸奶 。 关键词 硒 酸奶 保健功能 Abstract Inorganic selenium was transferred to organic selenium with the help of biological transform principle， powder with rich selenium Was obtained．Using milk、rich selenium powder，fermented by lactobacillus，yogurt with rich selenium Was obtained Keywords selenium yogurt health function 随着现代营养学的发展和人民生活水平 的提高， 微量元素在膳食中的作用 日益受到重视。硒是人体必 需的微量元素，天然食品中含量较低。 人体内硒的总积聚量为 15mg。按 60kg体重计算平 均含量为 0．25mg／kg。在摄入与排泄 中保持动态平 衡 。 通过人工可将无机硒转化为有机硒，提高硒 的生理活性和吸收率，降低毒性。目前有实际应用意义 的转化方法有：微生物合成转化法、植物天然合成法、 植物种子发芽转化法。本文中采用的微生物合成转化 法具有周期短、操作方便的优点。 富硒酸奶既能保持普通酸奶特有的风味和营养价 值 ，又能强化微量元素硒 ，具有双重保健作用。 本论文对富硒酸奶的两个方面进行了讨论 ：酵母 富集硒量的研究和硒粉发酵酸奶的研究。 1． 材料与方法 1．1 试验材料 鲜奶，淮阴乳品厂；啤酒酵母、酿酒酵母，我校生物 工程实验室保藏菌种；大麦芽 ，市售；脱脂奶粉 ；琼脂 ； 蛋白胨；酵母膏；羟甲基纤维素钠 (CMC—Na)；高氯酸； · 33 · 维普资讯 http://www.cqvip.com 品工案 ■冰淇淋、乳品特辑／乳品工业 图 1为消毒乳不同贮存期细菌总数的变化(略)。 由表 1、图 1可见，在整个贮存期未添加 Nisin组的巴氏 消毒乳，细菌总数均显著高于添加 Nisin的各处理组， 在第 3d时细菌总数已经超标。而添加 Nisin的各处理 组，随着 Nisin用量的增加，细菌总数也呈梯度减少。添 加 400mg／kg、500mg／kg处理组的细菌总数 比较接近。 可见，Nisin添加在巴氏消毒乳中可以抑制细菌的生长 活动，而且 Nisin浓度越大，效果越明显。根据国家卫生 标准 ，巴氏消毒乳的细菌总数应小于 3×1 ，添加 100mg／kg、200rag／kg、300rag／kg、400rag／kg、500rag／kg Nisin的各处理组细菌总数超标天数分别 为 3d、9d、 1ld、13d、15d。 2．2 巴氏消毒乳贮存期间酸度的变化 图2为巴氏消毒乳贮存期间酸度的变化(略)。由图 可见，未添加 Nisin的消毒乳酸度上升很快，而添加了 Nisin的消毒乳酸度上升都比对照组较为缓慢，且 Nisin 浓度越高 ，酸度变化越小。由于采用了巴氏消毒工艺 ， 乳中还存在一些耐热的细菌和芽孢 ，这些细菌在低温 环境下能生长发育，引起腐败变质，乳中的酸度变化是 由乳中的这些细菌引起的 ，由于 Nisin杀菌或抑菌作 用，使乳中的细菌数减少或抑制，因而酸度上升缓慢。 2．3 巴氏消毒乳贮存期煮沸实验结果 (见表 2) 表 2 巴氏消毒乳煮沸时产生沉淀情况 注：一表示煮沸时不产生沉淀，+表示煮沸时有絮 状物产生， 表示煮沸产生沉淀。 由表2可知，乳的酸度越高，对热的稳定性就越低。 对照组在第5d产生沉淀，添加了100mg／kg Nisin组在 第13d产生沉淀。添加了200mg／kg Nisin组在第15d煮 沸时有絮状物产生，其它组在15d之内均未产生沉淀。 2．4 巴氏消毒乳贮存期间感官评定(见表 3) 表 3 风味随天数的变化 注：+表示风味正常，一表示风味异常。 2．5 大肠菌群检测结果 按照巴氏消毒乳国家标准所要求的卫生微生物指 标，消毒乳中大肠菌群 <30个／lOOml【3l，实验中大肠菌 群在所有检测中都小于 30个／lOOml，说明经过 75℃ 15s杀菌，绝大部分大肠杆菌都被杀灭。 3． 讨 论 3 1 在消毒乳中添加 Nisin能够延长消毒乳的保质 期，且 Nisin浓度越高，消毒乳保质期越长。 3．2 Nisin对 消毒乳 中的产酸菌有明显抑制作用 ， Nisin的加入对消毒乳的风味没有影响。 3 3 在消毒乳 中添加 Nisin后，在 4℃环境下保存 ，可 使保质期从原来的 3d延长至 15d左右。 3．4 由于 Nisin价格较贵，生产厂家应考虑生产成 本 ，酌情添加。 参考文献 【1】还连栋，贾士芳，庄增辉等，乳链茵肽 (NISIN)的杀 菌作用机制，中国食品添加剂，1997(4)：20～23 【2】张 日生，赵为康 ，乳酸链球菌素在豆奶中的应用，广 州食品工业科技 ，2000(4)13～15 【3】陈秀珠 ，那秀敏，还连栋等，乳链茵肽在乳制品防腐 保鲜中应用的研究，中国乳品工业，1999(2)：3～5回 (上接第33页)①避免过酸 可通过一些措施来避 免过度酸化 ：控制发酵的终点 pH；在添加益生菌之前 对酸奶进行“热强化”(58℃加热5min)；降低产品的储 存温度至3～4℃以下；通过添加蛋白质来改善酸奶的 缓冲能力等等。 ②选择稳定的菌株 适当选择具一定耐酸能力的 菌株可保证在低 pH的酸奶中有一个理想的活菌数水 平。使用已复配好的 MYBIO菌种(已含发酵所需的嗜 热链菌和保加利亚乳酸杆菌及益生菌嗜酸乳杆菌和双 歧杆菌)，可利用嗜热链球菌所具有的耗氧作用刺激双 歧杆菌的生长而且使用方便。 ③添加生长促进物质 很多物质可以帮助益生菌 的生长。在牛奶 中加入酪蛋白和果糖可刺激嗜酸乳杆 菌的生长；乳清蛋白，番茄汁和木瓜汁也可促进嗜酸乳 杆菌的生长。原因是这些物质中含有一些糖类如葡萄 糖和果糖、矿物质可促进嗜酸乳杆菌的生长。 加入益生元(prebiotics)如低聚果糖等可促进益生 菌在肠道中的生长。 4． 讨 论 虽然含益生菌的发酵奶产品显示出很大的市场潜 力，但对于益生菌在人体作用方面的开发研究仍处于 初期阶段。通过体外试验的数据实施到人体试验从而 建立益生菌对人体作用的机理模式是一个异常复杂的 过程。为了保证益生菌有较高水平的活菌数 ，必须从选 择合适菌株 ，改 良其生长环境条件，添加生长促进物质 等方面加 以优 化。回 · 25 · 维普资讯 http://www.cqvip.com