文/任 偉 杜曉華 何 偉 吳 偉 黃 菊 常 玉
(四川雪寶乳業(yè)集團(tuán)有限公司)
發(fā)酵乳是以生乳或還原乳為原料,經(jīng)巴氏殺菌和冷卻后,加入乳酸菌發(fā)酵劑,保溫發(fā)酵制成的產(chǎn)品。發(fā)酵乳的歷史較為悠久,并以營養(yǎng)豐富和維護(hù)人類健康而聞名。發(fā)酵乳是營養(yǎng)強(qiáng)化載體,含多種人體必需營養(yǎng)素,如蛋白質(zhì)、鈣、鉀、磷、維生素B2和維生素B12等。
由嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌為發(fā)酵劑的發(fā)酵乳稱為傳統(tǒng)發(fā)酵乳[1]。然而,隨著消費(fèi)者健康飲食意識的日益增強(qiáng),從而更傾向于利用營養(yǎng)信息來進(jìn)行產(chǎn)品選擇[2]。最近研究表明,相對于傳統(tǒng)發(fā)酵乳而言,益生菌發(fā)酵乳對人類健康更為有益。同時,發(fā)酵乳是益生菌的重要載體,可以有效保護(hù)菌株,免受不良環(huán)境的影響[3]。因此,普通發(fā)酵乳已不能滿足消費(fèi)者的需求,研制營養(yǎng)價值高且具有特定保健功能的益生菌發(fā)酵乳已經(jīng)成為各乳品企業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)。
“益生菌(Probiotics)”一詞最早來源于希臘語,意思是“對生命有益”[4]。益生菌是指一類具有活性的微生物,當(dāng)攝取一定劑量后,則會有益于宿主的健康[5]。益生菌是人類正常的生理菌,主要寄居在腸道,改善宿主腸道的微生態(tài)平衡[6],對宿主有著其他生理菌無法比擬的生理功能,如調(diào)整腸道菌群平衡、增強(qiáng)人體免疫力、延緩人體衰老、緩解乳糖不耐癥、降低膽固醇、抗感染等[7,8]。
鼠李糖乳桿菌(Lactobacillus rhamnosus GG,LGG)為乳桿菌屬、鼠李糖桿菌種,是無質(zhì)粒、厭氧耐酸、不產(chǎn)芽孢的革蘭氏陽性菌,大多存在于人和動物腸道內(nèi),是正常菌群之一。鼠李糖乳桿菌不可利用乳糖,但可發(fā)酵多種單糖產(chǎn)生乳酸,如葡萄糖、阿拉伯糖、麥芽糖等。同時,鼠李糖乳桿菌具有耐酸、耐膽汁鹽、耐多種抗生素等生物學(xué)特點(diǎn)[8]。1983年,由美國北卡羅來納州立大學(xué)教授Sherwood Gorbach和Barry Goldin首次發(fā)現(xiàn),并命名為鼠李糖乳桿菌,次年申請專利[9]。目前,鼠李糖乳桿菌已成為目前國際上文獻(xiàn)記載最多、應(yīng)用最廣的益生菌之一。
自發(fā)現(xiàn)至今已有大量的實(shí)驗(yàn)表明,鼠李糖乳桿菌能耐受宿主消化道環(huán)境,腸道黏著率高,定植于宿主腸道內(nèi)調(diào)節(jié)腸道菌群,有降低膽固醇、預(yù)防和治療腹瀉、排除毒素、預(yù)防齲齒和增強(qiáng)免疫力等作用[10,11]。
發(fā)酵乳中添加鼠李糖乳桿菌可抑制致病菌及腐敗菌的生長,是一種天然安全的保鮮方式。其功能主要基于兩個原理:一是鼠李糖乳桿菌可通過占位性競爭奪取營養(yǎng)及氧氣來抑制真菌類微生物的生長;二是其發(fā)酵產(chǎn)物可以抑制霉菌及酵母菌的生長繁殖。Sieber等[12]研究發(fā)現(xiàn),在乳制品發(fā)酵過程中,乳酸菌可將牛奶中天然存在的馬尿酸脫甘氨酸轉(zhuǎn)化為苯甲酸,從而使發(fā)酵乳中天然苯甲酸含量增加。之后,Hyung-Seok等[13]研究發(fā)現(xiàn),在嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、干酪乳桿菌、副干酪乳桿菌、雙歧桿菌等12種常用商業(yè)菌種中,添加鼠李糖乳桿菌和副干酪乳桿菌,苯甲酸的產(chǎn)量最高。楊紅梅等[14]研究發(fā)現(xiàn),鼠李糖乳桿菌可有效抑制發(fā)酵乳中霉菌的生長繁殖,與溫和菌配合使用時效果更佳。
在發(fā)酵過程中,益生菌可將糖類轉(zhuǎn)化為兩種乳酸,即L-乳酸和D-乳酸。但由于人體缺乏D-乳酸代謝酶,只有代謝L-乳酸的L-乳酸脫氫酶,因此,L-乳酸可被人體完全代謝利用,且不產(chǎn)生有副作用的代謝產(chǎn)物[15]。L-乳酸可作為能源,同時還具有降低胃液pH值,促進(jìn)乳蛋白吸收,抑制腸內(nèi)病原性微生物生長的作用。鼠李糖乳桿菌不能利用乳糖,但可將多種單糖轉(zhuǎn)化為L-乳酸。
鼠李糖乳桿菌可提高發(fā)酵乳發(fā)酵速度,縮短發(fā)酵時間。楊紅梅等[14]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)鼠李糖乳桿菌與其他菌種混合發(fā)酵,可促進(jìn)其他菌種的生長繁殖,加快發(fā)酵乳的發(fā)酵速度,縮短發(fā)酵時間。其促進(jìn)嗜酸乳桿菌和雙歧桿菌生長,可改善腸道微生態(tài),有效排除體內(nèi)毒素并增強(qiáng)人體免疫系統(tǒng)。
隨著儲藏時間的延長,發(fā)酵乳的酸度逐漸升高,而鼠李糖乳桿菌的耐酸性較強(qiáng),在pH值1.8~3.2條件下依然可保持活躍的特性,活菌數(shù)維持在一定數(shù)量而不下降。陳世賢等[16]研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)含鼠李糖乳桿菌的發(fā)酵乳在20 ℃儲存時,17 天內(nèi)鼠李糖乳桿菌的活菌數(shù)基本保持不變,可見鼠李糖乳桿菌在發(fā)酵乳中穩(wěn)定性較好。
幽門螺桿菌(Helicobacter pylori,Hp)是一種革蘭氏陰性螺旋細(xì)菌,主要定植于人體胃部和十二指腸黏膜層表面。據(jù)統(tǒng)計(jì),Hp是世界上人群感染率最高的細(xì)菌之一,全球50%以上的人口均攜帶Hp[17],因此Hp被認(rèn)為是胃病的主要元兇[18]。已有研究表明,鼠李糖乳桿菌可以預(yù)防Hp的定植,而這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生在兒童早期[19,20]。因此,在資源貧乏的國家,從兒童早期便開始食用含有鼠李糖乳桿菌的益生菌發(fā)酵乳,以減少Hp在人群中的定植發(fā)生率。此外,鼠李糖乳桿菌雖然不能完全根除Hp,但在抗生素根除治療中可以協(xié)同補(bǔ)充,減輕治療中產(chǎn)生的副作用,如腹瀉、惡心、嘔吐、腹脹和腹痛等[21]。
鼠李糖乳桿菌作為國際上文獻(xiàn)記載最多和應(yīng)用最廣的益生菌之一,目前主要應(yīng)用于乳制品發(fā)酵,但鼠李糖乳桿菌在發(fā)酵乳制品中發(fā)揮的作用及功能的研究和資料相對匱乏,且鼠李糖乳桿菌乳制品的形式也相對單一。因此,鼠李糖乳桿菌在發(fā)酵乳制品的研究和開發(fā),還需要更進(jìn)一步探索。