酸奶的发酵剂研究进展
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动物产品加工专题
课程论文
题 目 酸奶发酵剂的研究进展
学 院 动物科学学院
专 业 养殖
年 级 2012级
学 号 21217061
姓 名 林雅云
任 课 老 师 徐宁迎
成 绩 _____________________
2012 年11月10 日
酸奶发酵剂的研究进展
林雅云
浙江大学动物科学学院，杭州 310000
摘要：酸奶具有独特风味、酸甜适度、芳香可口、营养丰富，以及含有多种对人体有益的微生物而日趋受到人们的追捧。这些益生作用归功于酸奶发酵剂的常见菌种的生理功能。目前较为常用的菌种有：双歧杆菌、乳酸杆菌、链球菌等。随着中国乳业的发展，更多新型的发酵剂开始应用到生产中，按物理形态的不同将其分为液体酸奶发酵剂、冷冻酸奶发酵剂和直投式酸奶发酵剂。发酵剂的制作工艺也日趋完善。中国乳业正走向世界。
关键词：酸奶； 发酵剂； 研究进展
Abstract：sour milk has a unique flavor, moderately taste, delicious and nutritious. It
contains a variety of microbes that are benefit for human beings and increasingly
soughts after by people. These prebiotic effects are attributed to the physiological
function of bacterias from sour milk. The more common strains contain:
Bifidobacterium, Lactobacillus, Streptococcus and so on. With the development of
China's dairy industry, the new fermentation agents began to be applied to the
production of sour milk. there is fluid culture starter, frozen culture starter and DVS
culture starter which is divided according to the different physical form. The process
of fermentation agent，production is maturing. Chinese dairy industry is moving
toward the world.
Keyword：sour milk； fermentation agents；the progress of research
酸奶是由生活在公元前3500年左右的保加利亚人祖先色雷斯人发明的，其用羊皮口袋装牛奶系在腰上，体温使牛奶里的细菌繁殖、发酵，从而生成酸奶。随着人类历史文明的进步以及人类对健康的追求，酸奶越来越受到人们的追捧。
酸奶是指以新鲜牛乳为原料，添加适量的砂糖，经巴氏消毒和冷却后加入纯乳酸菌发酵剂，经保温发酵而制成的产品。它具有独特风味、酸甜适度、芳香可口、营养丰富，以及含有多种对人体有益的微生物。目前，酸奶发酵剂的常见菌种有：双歧杆菌、乳酸杆菌、链球菌等。酸奶发酵剂具有独特的益生作用，是其他食品无法代替的。目前，随着乳品工业的发展，发酵剂的种类也越来越多，发酵工艺也日趋成熟，中国乳品工业正迈向世界。
1 酸奶发酵剂常见菌种的生物学特性[1]
1.1 双歧杆菌(Bifiobacterium)生物学特性
双歧杆菌是革兰氏阳性、厌氧、无芽孢、不运动的杆菌，细胞形态多变，常因细胞年龄、菌种、生长环境的不同而呈Y形、V形、L形、短杆形、棒状形等。有时成链状，细胞平行成栅栏状，或玫瑰花结状。接触酶阴性，可发酵葡萄糖，产酸不产气，发酵产物主要为乙酸和乳酸DNA的G+Cmol %为55~66(TM)。
已报道的双歧杆菌主要32种，用于酸奶生产或其它微生态制剂中的双歧杆菌主要有：婴儿双歧杆菌(Bifiobacterium infantis)、两歧双歧杆菌( Bifiobacterium
bifidum)、青春双歧杆菌(Bifiobacterium adolescentis)、长双歧杆菌(Bifiobacterium
longum)和短双歧杆菌(Bifiobacterium breve)。
1.2 乳酸杆菌(Lactobacillus)生物学特性
乳酸杆菌为厌氧或微需氧的革兰氏阳性杆菌，无芽孢，不运动。细胞形态也具有多样性，从长杆和细长状到弯曲及短杆状不等，也常有棒形杆状。生长最适温度为37℃~40℃，耐酸，最适PH值为5.5~6.2。发酵分解糖代谢，产物中50%以上是乳酸。接触酶和氧化酶皆为阴性，DNA的G+Cmol %为32~53 (TM)。到目前已有56个种的乳酸杆菌被描述，其中在酸奶中常用的乳酸杆菌发酵剂为德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii）、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus )。德氏乳杆菌种常用的亚种为保加利亚乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii sp bulgaricus)。
1.3 链球菌(Streptococcus )生物学特性
链球菌为兼性厌氧的革兰氏球菌。在液体培养基中，以成对或链状出现。不运动，无芽孢。发酵代谢，主要产乳酸但不产气。接触酶阴性。生长温度范围为25~45 ℃(最适温度37 ℃）。DNA的G+Cmol %为36~46。在酸奶中使用的链球菌益生菌为嗜热链球菌(Streptococcus thremophilus)可耐受45℃以上高温。
2 酸奶发酵剂常见菌种的生理功能
酸奶中添加的有益微生物是人体肠道内重要的原籍菌群之一，对维持人体健康具有重要的作用。
2. 1 营养功能
双歧杆菌、乳酸杆菌、链球菌等益生菌可以合成多种维生素如维生素B1、B2、B12，维生素A、E、K等。且可产生多种微量元素和矿质离子，参与钙、镁、铁等离子的吸收。矿质离子的吸收有利于糖等物质代谢的进行。
乳酸菌等益生菌物质代谢的终产物主要为短链脂肪酸：乳酸、乙酸、丙酸、丁酸等。部分乙酸以及丙酸、乳酸等可被肝脏利用，丁酸是肠上皮细胞的主要能量来源物质[2]。双歧杆菌、乳杆菌、链球菌等益生菌可利用本身所特有的某些酶类补充宿主在消化酶上的不足，帮助分解上消化道未被充分水解吸收的营养物质，有利于宿主进一步吸收利用。
2.2 拮抗病原微生物
酸奶中的有益微生物在肠道内定植后，构成机体的一道重要的屏障，能阻止潜在的致病菌的人侵或外袭菌在粘膜上的定植。实验发现无菌动物对条件致病菌有较高的敏感性[3]。定植抗性也抑制了条件致病菌在胃肠道内的生长。乳杆菌和双歧杆菌对维持肠道的正常蠕动起重要作用，而正常蠕动在一定程度上阻止致病微生物的定植，同时乳酸菌产生的细菌素等物质对革兰氏阳性致病菌具有抑制作用[4]，乳酸菌在代谢过程中产生的短链脂肪酸使肠腔呈酸性，氧化还原电位低，不利于致病菌的繁殖。
研究发现，无论是体内还是体外，双歧杆菌和嗜酸乳杆菌对许多致病微生物有抑制作用：体外试验发现双歧杆菌对甲型副伤寒沙门氏菌、志贺氏痢疾杆菌、埃希氏大肠杆菌等致病微生物具有抑制作用[5]。同样，嗜热链球菌与保加利亚乳杆菌对金黄色葡萄球菌具有抑制作用[6]。
2.3 免疫调节作用
酸奶中的益生菌定植于肠道能刺激肠道免疫细胞而诱导机体特异性免疫和非特异性免疫，增强机体免疫功能。如给小鼠饲喂经益生菌发酵的酸奶，激活肠道的局部淋巴组织，促使粘膜产生抗体及增加小肠上皮细胞中产生分泌型免疫球蛋白A(sIgA) 的B淋巴细胞的比例，尤其是促进PP细胞产生sIgA。Hughe[7]等发现，健康人每天服用小剂量益生菌，能增强巨噬细胞吞噬活性等非特异性免疫防御作用；粪便中sIgA必分泌量也明显增加。
实验发现双歧杆菌能激活机体的吞噬活性[8]，加强其在肠道内的免疫监视作用，提高宿主的特异性免疫和非特异性免疫。对双歧杆菌的研究发现，其发挥免疫功能的物质基础是细胞壁上的肽聚糖，激活巨噬细胞和B淋巴细胞产生白细胞介素、γ-干扰素和肿瘤坏死因子；具有免疫佐剂的作用，可活化B淋巴细胞、T辅助细胞、促进淋巴细胞的有丝分裂等。乳酸杆菌能促进辅助T细胞的发育，诱导产生多种细胞因子预防介导的过敏反应[9]。
2.4 抗肿瘤作用[10]
前已述及双歧杆菌肽聚糖能促进巨噬细胞和B淋巴细胞产生IL、IFN-r和TNF等，从而提高对肿瘤细胞的杀伤力，降低肿瘤细胞的增殖活性或通过巨噬细胞产生的免疫活性因子而间接发挥抑瘤作用，有的则通过增强机体的自然杀伤细胞发挥抗肿瘤的作用，同时双歧杆菌能产生N-亚硝胺分解酶，降低粪便中致癌物的生成，降低结肠癌的发病几率。此外，双歧杆菌可产生NAD氧化还原酶、SOD等，有助于增强机体的抗癌能力。
乳酸菌还能抑制突变剂的致突变作用，Hosons等首次证实，乳酸菌发酵的酸奶能抑制突变剂体外诱导的大肠杆菌发生突变。有研究证实，乳酸菌的细胞壁是抗突变作用的主要结构。
2. 5 改善乳糖不耐症[11]
乳糖不耐症即乳糖消化不良，是由于缺乏β一半乳糖苷酶造成乳糖消化不充分，进人大肠的乳糖被细菌降解，导致肠管内气体增多，胃肠胀气、腹疼、腹泻等。保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌和嗜酸乳杆菌含有乳糖酶，可以促进乳糖的消化吸收，使乳糖不耐受症状减轻。对乳糖吸收不良症状的小儿，给与嗜酸乳杆菌发酵的牛奶后，症状显著改善。
2.6 其它功能
2.6.1 预防食物过敏
乳杆菌可应用于婴儿因牛奶中的酪蛋白而引起的过敏反应。 一些乳杆菌菌株可产生分解α-酪蛋白的酶，从而将酪蛋白降解为小分子的多肽或氨基酸。对过敏性湿疹婴儿的牛奶中添加鼠李糖乳杆菌GG菌株后发现过敏的面积和强度都有大幅度降低[12]。
2.6.2 降低血中胆固醇浓度[13]
大量服用保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌发酵奶，连续服用一周后明显降低血清胆固醇水平，但停止摄人6天就不能降低血清胆固醇，其机制可能是与合成调控蛋白有关，并可能与三经三甲基戊二酰辅酶还原酶有关，该酶是体内胆固醇生物合成的限速酶。
2.6.3 延缓衰老的作用[14,15]
当衰老时体内自由基(free radical，FR) 增加而又不能清除时，抗氧化活性下降，清除自由基的功能减退。许多实验证实，双歧杆菌能明显增加血中超氧化物歧化酶(SOD) 的活性与含量，从而减少自由基的氧化反应，使有毒氧转为无毒氧，减少自由基对人体细胞的损伤，从而大大延长和提高生命质量，延年益寿。
3 酸奶发酵剂的种类
