乳酸菌调研报告

乳酸菌调研报告乳酸菌是指碳水化合物（即糖类等）经过发酵，获得能源所生成大量的乳酸菌群的总称。

它的繁殖如同人类一样，需要很多的营养物质。

因此，乳酸菌主要存在于动植物及食品当中与人类的生活息息相关。

乳酸菌从形态上粗分为杆菌和球菌，在分类学上分为12属以上的属类中，到目前为止，已被证实有250种以上。

乳酸菌一般不会运动，在自然界中种类多，分布广。

到目前为止，这类细菌共发现了59种，分别归属于乳链球菌及乳杆菌两大家族。

随着高新技术的不断发展和人类社会的日益进步，乳酸茵对人体健康的有益作用，越来越受到社会各界特别是研究领域和生产企业的广泛关注。

因此，乳酸菌的开发利用具有了重要的意义。

1 乳酸菌菌种特性不同属的乳酸茵在冷冻、干燥和保藏过程中表现出不同的特性。

早先有报道细菌细胞形态、尺寸大小对其在冻干后的存活率有影响。

例如,肠球菌属一种小的球形细胞。

对冻干的抵抗力明显强于乳酸杆（棒）菌属。

据Fonseca等研究, 在冷藏和冷冻干燥过程中, 由于细胞外冰晶的形成,细胞的表面积越大, 细胞膜破坏越严重。

在相同的外部条件下, 同种菌的不同菌株在冻干及固体状态下保藏也可能表现出不同的特性。

乳酸菌的这些特性还不十分清楚, 有待于一步研究,目前有人提出一些假设来解释这一现象: 1）不同菌株遗传物质的差异导致菌株有不同的表现型, 这种差异性引起细胞对冷冻干燥的不同抵抗力; 2）不同菌株的细胞壁和细胞膜组成成分不同以及磷脂的熔点不一样, 也能引起细胞特性不同。

2 乳酸菌的功能乳酸菌具有强抗酸能力，如在含糖丰富的食物制作中，虽然其他很多的菌类也能生长，但因乳酸菌不断地产生乳酸使得环境变酸而杀死多种不耐酸的细菌。

大部分乳酸菌具有很强的抗盐性，都能耐5％以上的NaCl浓度。

如嗜盐链球菌甚至能在浓度为15．18％的盐水中生存。

这样在腌制品中其他不抗盐的有害菌不能生存而独有乳酸菌能正常生长，增加了食物的风味。

据最近几年研究资料表明乳酸菌作为定居肠道中的有益菌群具有以下几种功能。

1.1具有营养作用乳酸菌利用可发酵糖，产生酸味柔和的乳酸、醋酸、丙酸等有机酸及醇、醛、酮多种风味物质。

它们在赋予制品酸味的同时，使制品具有更佳的风味。

食品原料经乳酸菌发酵后，能使其蛋白质、脂肪和糖类改善性质或分解为人体所更易消化吸收的状态，同时还能增加可溶性钙、磷、铁和某些B族维生素的含量，提高它们的消化吸收性能和营养价值。

1.2改善肠道的作用乳酸菌进入人体消化道后，可在肠道内繁殖，产生乳酸、乙酸和一些抗菌物质，使肠道的pH值和氧化还原电位降低，从而能抑制致病菌和有害于人体健康的有害菌的生长繁殖，可起到抗菌防病的作用。

同时，乳酸菌的大量生长繁殖也维持了肠道菌群的平衡，起到了整肠作用。

1．3抗肿瘤作用一些乳酸菌如双歧杆菌、嗜酸乳杆菌等能耐受胃部不利的酸性条件而到达肠道，这些菌能抑制一些结肠中的细菌酶，特别是那些能促进前体致癌物向致癌物转化的酶。

另外，致癌作用是通过致癌物诱导动物细胞突变开始的，一些乳酸菌可抑制动物细胞的突变。

其作用的方式是抑制致突变的酶的活性及对一些致癌物本身的抑制。

活性的降低就意味着致癌物形成机率的减少。

如前所述，到达肠道的乳酸菌在肠道内进行发酵，降低了肠内pH值，增加了肠的蠕动，使肠道内的致癌物及其前体能尽早排出体外，降低其发病可能性。

1．4降低胆固醇作用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管对胆固醇的吸收，同时，乳酸菌吸收部分胆固醇并将其转变为胆酸盐排出体外。

实验证明，用乳酸菌发酵的乳清饲养老鼠6周后，与对照组相比，血清胆固醇值最低，且有较高的GSHPX活性。

红细胞中的抗氧化酶(SOD和Catalase)活性最高。

1．5增强免疫力的作用摄入特定的乳杆菌可以增强机体的免疫反应，增强宿主对肠道感染的抗性。

研究认为摄入的乳杆菌可以激活巨噬细胞，巨噬细胞可破坏机体中的病原微生物。

免疫系统的增强增加了宿主的防御能力，这是益生菌用于保健食品控制肠道感染的主要理论依据。

2 乳酸菌的应用在食品工业上，主要利用乳酸菌的发酵作用来生产发酵食品，经过乳酸菌发酵的食品具有货架期长、风味独特、营养丰富、易消化吸收等特点。

2.1 用于食品保藏、防腐乳酸菌发酵产生的主要代谢产物乳酸，对食品有防腐的作用。

此外，在发酵过程中还产生一些抑菌物质如乳链球菌肽、乳杆菌素、嗜酸菌素等，可抑制引起食品腐败的微生物的生长，因而提高了产品的可保藏性，延长了货架期。

研究表明，许多乳酸菌在食物基质中可产细菌素，可抑制腐败菌或致病菌，是由于细菌素是低分子量的肽或蛋白质，它们可抑制有较近亲缘关系的革兰氏阳性菌。

在食物基质中原位产生细菌素可增加产生菌的竞争力并有助于食品防腐。

例如，产细菌素乳酸菌作为硝酸钾的替代物用于防止由于梭菌污染而造成的奶酪后损失．此外，许多细菌素对于食物中的病原体也能起抑制作用。

2.2 改善食品的风味乳酸菌在发酵中产生的乳酸、醋酸、丙酸等有机酸，赋予食品柔和的酸味，同时还可与发酵中产生的醇、醛、酮等物质相互作用，形成多种新的呈味物质。

此外，乳酸菌还能分解蛋白质(乳酸菌含蛋白分解酶)产生呈味物质肽与氨基酸，兼可消除某些原料带来的异味和怪味。

因而经乳酸发酵的食品都具有其独特的风味。

2.3 加工乳制品传统的食品如酸奶、奶酪是通过乳酸菌发酵产生的。

利用乳酸菌发酵牛奶等乳制品，其历史悠久。

但是，近几年国外(俄罗斯、波兰和日本等)利用双歧乳杆菌生产乳制品甚为活跃，利用双歧乳杆菌发酵乳制品具有醇美的酸味，无苦味，含有生理价值的左旋乳酸，使食用者肠道具有有益菌的特点，但有一定的醋酸味、酸生成缓慢、pH低、双歧乳杆菌易死亡等缺点。

因此，在牛乳发酵中采用双歧乳杆菌、嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌混合发酵。

改用此种乳制品可以治疗消化不良、胃肠炎、便秘等。

乳酸菌在干酪的生产中，通过产酸有凝乳作用，乳酸菌的自溶也可以使大量的胞内酶得以释放，加速干酪的成熟过程，缩短成熟周期，降低成本，提高生产效益。

2.4 腌制菜类食品酸菜的酸味是由乳酸菡产生的。

在制酸菜的过程中，乳酸的产生菌主要是黄瓜发酵乳酸茵、胚芽乳杆菌和短乳杆菌等，若接入适量优良的乳酸菌，能提高腌菜的芳香味，改善酸菜的风味及保藏性，低盐渍物含食盐1％以下时，用0．12％的乳酸进行补充，能防止产膜酵母及醋酸菡的异常增加，抑制异臭的发生。

最近，日本在应用乳酸菌开发一种新产品Km，是以乳酸菌为主体的微生物发酵后急速冷冻干燥的成品。

Km对渍物有pH缓冲作用，保持食品pH稳定；防嫌气性有害细菌的增殖，改善溃物香味、风味、除去原料生成的生臭味，保持食品色与新鲜度，还可防止由有机酸造成的食品中蛋白质、维生素、胡萝卜素、叶绿素的损耗，能使腌渍物色、香、味、体综合质量明显提高。

2.5 发酵制作酒类在白酒的酿造过程中，有部分乳酸菌(链球菌和乳杆菌)参与。

乳酸菌利用糖类生成乳酸，在酶的参与下，乳酸与乙醇酯化，形成乳酸乙酯，丰富白酒风味，提高白酒的品质。

在葡萄酒的贮存过程中，由于明串珠菌等乳酸菌的生长繁殖，使葡萄酒中的主要酸之一苹果酸，发生脱羧基作用，生成乳酸，这种发酵可降低葡萄酒的酸度，特别是在低温地区酿制葡萄酒，这种发酵更为必要，由于经过苹果酸乳酸发酵，风味更好。

在啤酒的酿造过程中，乳酸菌产乳酸可以用来生产酸化麦芽和酸化麦汁，经过生物酸化处理的啤酒具有较浅的色度，较多的含氮物质和非常适宜的多酚组成。

这些多酚与含量较高的还原物质共同作用而使啤酒具有良好的抗氧化性能，并且会使啤酒的口味柔和，具有杀口感。

而且经生物酸化可以提高酿造用水的酸度、淀粉酶的活性和啤酒的最终发酵度，有利于蛋白质的酶解，改善麦汁的过滤性能，提高啤酒的非生物稳定性和生物稳定性。

米酒是低度饮料酒，口感醇和，富含多种氨基酸及其营养成分。

发酵米酒的细菌以乳酸菌为主，米酒中的酸味主要来源于乳酸菌所产生的乳酸，另外乳酸与乙醇反应生成酯类是米酒重要的风味物质，同时乳酸菌代谢过程中也产生乙醛和双乙酰，赋予米酒特殊的风味。

控制乳酸菌的数量不但能够缩短米酒发酵周期，同时也能控制米酒生产中质量的稳定性。

2.6 酿制酱油、醋等调味品在酿制酱油过程中，人工接种乳酸菌能使酱油香气浓、风味佳、质地好。

据日本研究，酱醪中细菌主要是乳酸菌，不仅能在曲中生长繁殖，而且能促进酱醪成熟，能分解葡萄糖生成乳酸，生成的乳酸再与酵母生成的乙醇反应生成酱油的特殊香味物质乳酸乙酯。

乳酸菌与鲁氏酵母加入酱醪中能增加酱醪中的正丙醇、异丁醇、氨基酸含量提高酱味香。

近年来，国内对提高酱油风味的研究表明，添加乳酸菌的途径，归纳起来有：一是利用混合曲；二是利用糖液培养耐盐产酯酵母和乳酸菌，最后配人低盐固态发酵的酱油内，以提高其香味；三是在发酵后期温度降至35°C左右，把耐盐酵母和乳酸菌均匀地接入酱醅中，继续发酵。

结果以上途径都取得了不同程度的增香效果。

醋的酿造主要以淀粉为原料，液体深层发酵制醋时，加入乳酸菌和酵母菌提高风味。

乳酸菌代谢产生的有机酸、双乙酰及其衍生物是食醋中主要的风味物质。

另外乳酸菌产生的低级脂肪酸、羰基化合物两者的香气成分成为一体，形成较复杂的香气，所以利用乳酸菌和酵母菌协同发酵，醋的风味好，营养价值较高。

总之，利用乳酸菌提高酿造和发酵食品的风味越来越引起了国内外人们的重视。

乳酸菌的应用也随着研究技术的不断进步涉足领域越来越广泛。

相信今后乳酸菌的应用将更上一台阶。

3 乳酸菌的冷冻干燥乳酸菌（lactic acid bacteria）是一类可发酵碳水化合物, 主要生成乳酸的细菌总称, 自古以来被人类作为食品微生物利用, 广泛用于发酵乳制品、豆制品、肉制品、水果、蔬菜、黑麦粉制成的面包等。

为了使菌种在长期的传代过程中保持稳定的生存能力和功能活性, 保藏方法一般采用冷藏和冷冻干燥技术。

冷冻干燥技术是制备和保藏生物材料最有效的方法之一冻干是冷冻和干燥技术的有机结合, 但是由于受到冷冻和干燥两种激烈因素的影响, 细胞损伤是不可避免的。

例如, 蛋白敏感性的改变以及细胞生存能力的下降。

冻干菌种生存能力的丧失是由于细胞在几个靶位点即细胞膜、细胞壁及质粒DNA的损坏造成的。

提高乳酸菌在冻干和长期储藏过程中的存活率在科技和经济上都是十分重要的。

微生物细胞的存活率在整个冻干和储藏过程中受很多因素影响。

目前有关乳酸菌冻干保藏相关影响因素的研究人们已经做了大量的工作。

本文就国内外一些有关乳酸菌冷冻干燥影响因素, 如菌种自身性质、生长因素、亚致死处理、保护介质和复水条件的研究和进展情况综述如下：3.1 冷冻干燥原理物质中所含水分以两种方式存在：(1)游离水即机械结合水和物化结合水；(2)结构水，即以化学结合方式存在于物料的组织中。

冷冻干燥主要是升华游离水，而不是结构水。

升华游离水是先将它冻结成冰，然后在真空中加热升华。