趙曉慧，陳云，母智深，史玉東，蘇佳

（1.內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)（集團(tuán)）股份有限公司研發(fā)中心，呼和浩特011500；2.呼和浩特市鐵路動物監(jiān)督檢疫站，呼和浩特010051）

0 引言

隨著我國發(fā)酵乳制品工業(yè)的發(fā)展，長保質(zhì)期發(fā)酵乳制品應(yīng)勢而生，長保質(zhì)期發(fā)酵乳制品以營養(yǎng)豐富、易于消化、口味獨(dú)特等諸多優(yōu)點(diǎn)深受消費(fèi)者青睞，但常溫發(fā)酵乳制品生產(chǎn)過程中需通過二次殺菌使其中的乳酸菌失活來延長產(chǎn)品保質(zhì)期，這樣消費(fèi)者在食用長保質(zhì)期發(fā)酵乳時無法獲取具有活性的益生菌。所以需研究開發(fā)出一種益生菌包埋方法，此法可以將益生菌從新添加入長保質(zhì)期乳制品或其他食品、飲料后，可賦予產(chǎn)品補(bǔ)充活性益生菌的功能，且不影響產(chǎn)品的保質(zhì)期，而在益生菌包埋過程中，培養(yǎng)基不僅是益生菌主要營養(yǎng)源，亦是一種可直接食用的營養(yǎng)物質(zhì)，所以培養(yǎng)基的好壞直接關(guān)系著益生菌的包埋效果和長保質(zhì)期發(fā)酵乳制品的口感。益生菌的培養(yǎng)基種類繁多，大致可分為以乳清蛋白為基質(zhì)的培養(yǎng)基、以脫脂乳為基質(zhì)的培養(yǎng)基、以MRS為基質(zhì)的培養(yǎng)基等。本文從培養(yǎng)基的種類、特點(diǎn)、以及營養(yǎng)因子、培養(yǎng)基優(yōu)化等方面加以綜述。

1 益生菌及其乳酸菌培養(yǎng)基概述

1.1 益生型乳酸菌

益生菌是一種通過改善腸道微生物平衡從而對宿主施加有益影響的微生物添加物[1],其主要來源于人、動物及自然界。2001年我國衛(wèi)生部公布了可用于保健食品的益生菌菌種名單：兩歧雙歧桿菌、長雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌、青春雙歧桿菌、短雙歧桿菌、保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌干酪亞種、嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌。目前人們研究和應(yīng)用比較多的是乳酸桿菌和雙歧乳桿菌這兩屬菌[2]。

1.2 乳酸菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基

乳酸菌是具有嚴(yán)格營養(yǎng)要求的化能異樣菌，所以對其培養(yǎng)基的選擇應(yīng)有利于菌體的生長以及快速繁殖，同時能適當(dāng)?shù)奶岣呒?xì)胞抗凍性。工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的培養(yǎng)基，其原料必須廉價(jià)易得、菌體產(chǎn)量高、培養(yǎng)基與菌體易于分離。乳酸菌培養(yǎng)基的種類繁多，但基礎(chǔ)培養(yǎng)基可分為4類：MRS培養(yǎng)基、乳清蛋白培養(yǎng)基、脫脂乳培養(yǎng)基、脫脂乳酶解液培養(yǎng)基[3]。

MRS培養(yǎng)基是一種適合各種乳桿菌生長的通用培養(yǎng)基，但培養(yǎng)基增殖速度慢、價(jià)格貴，且應(yīng)用在食品中味道不佳。

脫脂乳培養(yǎng)基是國內(nèi)乳酸菌工業(yè)中主要使用一種培養(yǎng)基，脫脂乳培養(yǎng)基雖然價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)易得、但是粘度大、菌體不易濃縮分離。

乳清蛋白培養(yǎng)基，國外主要使用此種培養(yǎng)基，但此種培養(yǎng)基中的乳清蛋白易發(fā)生熱變性產(chǎn)生沉淀、而且活菌數(shù)比脫脂乳培養(yǎng)基低。

脫脂乳酶解液培養(yǎng)基，是隨著酶技術(shù)的發(fā)展，在脫脂乳培養(yǎng)基基礎(chǔ)上建立起來的，作為一種基礎(chǔ)培養(yǎng)基，已被許多學(xué)者進(jìn)行過研究，李志成[4]等在對乳酸菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基比較研究中得出，脫脂乳酶解液是嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌混合菌種較好的基礎(chǔ)培養(yǎng)基，用這種培養(yǎng)基制備凍干發(fā)酵劑，活菌數(shù)可達(dá)3.5×1011g-1，重量是脫脂乳的1.93倍，所以不論數(shù)量還是質(zhì)量，脫脂乳酶解液基礎(chǔ)培養(yǎng)基都要優(yōu)于脫脂乳培養(yǎng)基。隋欣等[5·]將蛋白水解酶Ⅰ和蛋白水解酶Ⅱ分別加入乳清、脫脂乳中，進(jìn)行酶解反應(yīng)，來篩選乳酸菌混合菌株的基礎(chǔ)培養(yǎng)基，結(jié)果得出最佳基礎(chǔ)培養(yǎng)基為蛋白水解酶Ⅰ處理過的脫脂乳，分析原因可知脫脂乳中大分子營養(yǎng)物質(zhì)大多不易被乳酸菌菌體細(xì)胞利用，但加入酶后，酶可以分解大分子，進(jìn)而使酶解液中的小分子物質(zhì)增多，利于菌種生長繁殖，但脫脂乳酶解液價(jià)格昂貴，不易制備。

2 乳酸菌培養(yǎng)基的優(yōu)化

上述四種基礎(chǔ)培養(yǎng)基都各有其優(yōu)缺點(diǎn)，大量的研究指出，可以在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加一些特定的物質(zhì)來優(yōu)化乳酸菌培養(yǎng)基，改善培養(yǎng)基的培養(yǎng)效果。這些特定的物質(zhì)包括有低聚糖類、蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物及一些蛋白質(zhì)類物質(zhì)、天然植物及中草藥提取物類、短鏈脂肪酸類等其它類。

2.1 低聚糖類對乳酸菌培養(yǎng)基的優(yōu)化

低聚糖類是最重要和最有效的乳酸菌生長因子，也是目前研究開發(fā)的重點(diǎn)。多數(shù)低聚糖不被消化道吸收，直至大腸才被雙歧桿菌及某些乳酸桿菌利用，因而具有獨(dú)特的生理功能。目前主要有低聚果糖、低聚半乳糖、大豆低聚糖、菊糖低聚糖、低聚異麥芽糖、低聚木糖、低聚龍膽糖、低聚葡萄糖（β型）、魔芋低聚糖、瓊脂低聚糖、乳果糖、甲殼質(zhì)低聚糖、帕拉金糖等，共20余種[6]。肖仔君等[7]，以低聚異麥芽糖、低聚木糖及低聚異麥芽糖/低聚木糖（7∶3）為碳源，在厭氧條件下增殖短雙攻桿菌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低聚異麥芽糖、低聚木糖及復(fù)合低聚糖對短雙歧桿菌桿菌有明顯的增殖作用。張軍華[8]以低聚木糖為碳源在體外培養(yǎng)青春雙歧桿菌48 h后，發(fā)現(xiàn)低聚木糖增殖青春雙歧桿菌的能力強(qiáng)于木糖，其中平均聚合度較高的低聚木糖組分增殖能力較差，平均聚合度小于7的低聚木糖組分增殖能力較強(qiáng)。孫鵬等[9]在響應(yīng)面法優(yōu)化長雙歧桿菌增殖培養(yǎng)基的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)低聚木糖、菊糖、低聚異麥芽糖、低聚果糖、均能顯著促進(jìn)長雙歧桿菌的生長。吳擁軍等[10]使用魔芋葡萄甘露低聚糖進(jìn)行雙歧因子促生長實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)表明低聚葡萄甘露聚糖對雙歧桿菌具有很強(qiáng)的促生長作用。卜寧等[11]以褐藻寡糖、殼寡糖分別作為培養(yǎng)基的碳源，進(jìn)行雙歧桿菌的體外生長試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)2種寡糖可使雙歧桿菌大量增殖，對雙歧桿菌體有顯著的促生長作用，且作用效果要優(yōu)于葡萄糖為碳源的培養(yǎng)基。Oliveira等[12]研究發(fā)現(xiàn)添加菊糖能縮短嗜熱乳鏈球菌和乳雙歧桿菌酸乳發(fā)酵時間，并提高了活菌數(shù)。邵建寧等[13]在篩選出的基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加低聚果糖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加0.5%低聚果糖的基礎(chǔ)培養(yǎng)基的雙歧桿菌活菌數(shù)是原基礎(chǔ)培養(yǎng)基的8.1倍。

2.2 蛋白質(zhì)類物質(zhì)對乳酸菌培養(yǎng)基的的優(yōu)化

蛋白質(zhì)類物質(zhì)及其水解產(chǎn)物能夠促進(jìn)乳酸桿菌和雙歧乳桿菌生長，如牛肉膏、酵母浸粉、大豆胰蛋白酶水解物、酪蛋白水解產(chǎn)物、乳鐵蛋白、乳清蛋白等。從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，牛肉膏、酵母浸粉、大豆胰蛋白酶水解物等都有較好表現(xiàn)。肖仔君等[14]在TPY基礎(chǔ)培養(yǎng)基中，添加酵母膏，研究其對短雙歧桿菌的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)酵母膏是顯著因子，同時發(fā)現(xiàn)利用優(yōu)化好的培養(yǎng)基進(jìn)行短雙歧桿菌的培養(yǎng)，18 h后菌數(shù)可達(dá)2.1×1010mL-1。田寒友[16]利用低成本的氮源替代NPNL培養(yǎng)基中的氮源，結(jié)果發(fā)現(xiàn)玉米漿干粉替代的培養(yǎng)基培養(yǎng)效果最好，其最佳用量為55 g/L；且培養(yǎng)基中其他鹽類物質(zhì)，對BBMN68生長影響不大。種克等[15]研究了雙歧桿菌麥芽復(fù)合汁增菌培養(yǎng)基，結(jié)果發(fā)現(xiàn)牛肉膏、大豆蛋白胨、玉米漿、酵母膏可顯著促進(jìn)兩歧雙歧桿菌增殖。Marisa S.Garro等[17]以豆?jié){為培養(yǎng)基研究長雙歧桿菌（B.longum CRL 849）與發(fā)酵乳酸菌（L.fermentum CRL 251）生長情況，發(fā)現(xiàn)其最適混合培養(yǎng)溫度是37℃。Espinosa-Martos等[18]研究雙歧桿菌利用氮源情況發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌利用豆粕粉的效率遠(yuǎn)高于嗜酸乳桿菌。

從食品應(yīng)用角度來看，酪蛋白水解產(chǎn)物、乳鐵蛋白、乳清蛋白以及其水解物有較好表現(xiàn)。C.Janer[19]研究發(fā)現(xiàn)在牛乳培養(yǎng)基中添加2%酪蛋白時，雙歧桿菌活菌數(shù)比對照組提高了1.51 g-1（對數(shù)值），添加2%的乳清蛋白時，雙歧桿菌活菌數(shù)達(dá)到最高。Prasanna等[20]對嬰兒雙歧桿菌和長雙歧桿菌生長和多糖分泌進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)在脫脂乳中添加乳清蛋白水解物等氮源，能促進(jìn)雙歧桿菌的生長，以1.5%酪蛋白水解物作用最為明顯；Janer等[22]研究發(fā)現(xiàn)乳清蛋白濃縮物和酪蛋白巨肽能夠促進(jìn)乳雙歧桿菌的生長，在乳中添加質(zhì)量濃度為20g/L乳清蛋白濃縮物，可使乳雙歧桿菌活菌數(shù)達(dá)到9.1 g-1（對數(shù)值），添加質(zhì)量濃度為20 g/L酪蛋白巨肽，能使活菌數(shù)提高1.5 g-1（對數(shù)值）。Kim等[21]研究發(fā)現(xiàn)乳鐵蛋白能夠促進(jìn)短嬰兒雙歧桿菌、雙歧桿菌、和兩歧雙歧桿菌的生長；高海燕[23]采用乳清蛋白水解物分別替代MRS培養(yǎng)基中的一種氮源、兩種氮源、全部氮源，以嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、以及雙歧桿菌為試驗(yàn)菌株進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)替代MRS培養(yǎng)基中的蛋白胨或時牛肉粉，對嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、以及雙歧桿菌的培養(yǎng)效果較好，生長趨勢及生長量均可達(dá)到MRS培養(yǎng)基的水平甚至更優(yōu)，以乳清蛋白水解物替代酵母粉時，對保加利亞乳桿菌的培養(yǎng)效果較差，生長量低，但能夠使嗜熱鏈球菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、以及雙歧桿菌獲得MRS相同或較多的生長量；替代MRS培養(yǎng)基中的兩種氮源時，嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、以及雙歧桿菌的生長趨勢優(yōu)于或接近于MRS培養(yǎng)基。其中，雙歧桿菌和嗜熱鏈球菌的培養(yǎng)效果最好；替代MRS培養(yǎng)基中的全部氮源時，保加利亞乳桿菌菌體生長水平極低，對于嗜熱鏈球菌、干酪乳桿菌、植物乳桿菌、以及雙歧桿菌的活菌數(shù)以及生長趨勢優(yōu)于或接近MRS培養(yǎng)基，其中雙歧桿菌的培養(yǎng)效果最好。

2.3 天然植物類物質(zhì)對乳酸菌培養(yǎng)基的優(yōu)化

據(jù)研究報(bào)道，金銀花水提取物、胡蘿卜汁、番茄汁、平菇汁、菊花水煎液、魔芋水解液、海帶及螺旋藻等能促進(jìn)雙歧桿菌的生長。如冉域辰等[24]研究發(fā)現(xiàn)金銀花水提取物可以影響乳酸桿菌、雙歧桿菌的生長，低濃度金銀花水提取物可以促進(jìn)乳酸桿菌、雙歧桿菌的生長，但高濃度則對其有抑制作用。王占東等[25]通過正交試驗(yàn)進(jìn)行最佳增殖因子的篩選，結(jié)果發(fā)現(xiàn)最佳的增殖因子為：胡蘿卜汁15%、番茄汁10%、肝浸液15%和混合維生素1.5%，使用最佳的增殖因子得到凍干菌粉活菌數(shù)可達(dá)6.75×109g-1。韓雪等[26]研究胡蘿卜汁、卷心菜汁、平菇汁、豆?jié){對雙歧桿菌生長的影響，結(jié)果表明：向嬰兒雙歧桿菌基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入胡蘿卜汁5%、卷心菜汁20%、平菇汁20%、豆?jié){20%，活菌數(shù)可達(dá)到2.45×109mL-1，比原培養(yǎng)基增加2.78倍；向長雙歧桿菌的基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入15%蕃茄汁，15%肝浸汁，10%平菇汁，活菌數(shù)可達(dá)到2.58×109mL-1，比原培養(yǎng)基增加2.95倍。龔芳紅等[27]研究發(fā)現(xiàn)，菊花水煎液對長雙歧桿菌的增殖亦有選擇性的促進(jìn)作用。Szilárd Kun等[28]對胡蘿卜汁、卷心菜汁、海帶汁在雙歧桿菌的增菌過程中所起的效果進(jìn)行研究，結(jié)果表明雙歧桿菌使用單一的胡蘿卜汁培養(yǎng)時，菌落數(shù)可達(dá)到108mL-1，且對胡蘿卜素的代謝情況都在15%～45%；卷心菜汁、海帶也可促進(jìn)雙歧桿菌的生長，分析原因可知胡蘿卜汁、卷心菜汁、海帶汁含有豐富的微量元素，而一些無機(jī)離子是雙歧桿菌酶的激活劑或輔助因子，對雙歧桿菌的增值起關(guān)鍵作用。天然植物類物質(zhì)雖然增菌效果好，但由于大多具有一定的氣味和顏色，所以在凍干菌粉等終產(chǎn)品上一般較少使用。

2.4 其他物質(zhì)對乳酸菌培養(yǎng)基的優(yōu)化

如乳酸菌素、短鏈脂肪酸、無機(jī)鹽離子及稀土元素等也能促進(jìn)乳酸菌的生長。郭思建等[29]對乳酸菌素進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)乳酸菌素對雙歧桿菌生長有促進(jìn)作用,且乳酸菌素的濃度越高，雙歧桿菌生長效果就較好。Kaneko等[30]通過研究發(fā)現(xiàn)短鏈脂肪酸也能夠促進(jìn)乳酸桿菌的生長。Hirokazu Oiki[31]發(fā)現(xiàn)天然橡膠漿液粉是一種對雙歧桿菌增菌因子，其效果類似于酪蛋白。

3 結(jié)束語

伴隨我國發(fā)酵乳制品工業(yè)的飛速發(fā)展，長保質(zhì)期發(fā)酵乳制品產(chǎn)品的推陳出新，常溫活菌型乳產(chǎn)品開發(fā)勢在必行，而且極有前途。對乳酸菌的綜合利用水平要求愈來愈高，如何讓乳酸菌在常溫下長時間存活，且不影響乳制品產(chǎn)品的風(fēng)味，是亟待解決的問題，而研制經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、易收獲菌體且活菌數(shù)高、口感好的的食品應(yīng)用型培養(yǎng)基更是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中添加增殖因子后，乳酸菌混合菌株進(jìn)入對數(shù)生長期的時間有不同程度的提前，這是由于增殖因子提供的營養(yǎng)促進(jìn)了乳酸菌的生長，因此，針對乳酸菌的營養(yǎng)需求添加不同種可食用的增殖因子以及功能性營養(yǎng)強(qiáng)化劑是今后食品應(yīng)用型乳酸菌培養(yǎng)基的研究方向。

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