鼠李糖乳酸菌长效酸奶的研发进展

1酸奶开发历程
酸奶是指鲜牛乳经过巴氏杀菌后再添加有益菌经
微生物发酵而成的牛奶制品。

在发酵酸奶的微生物中，
最常用到的是保加利亚乳杆菌（Lactobacillus.bulgaricus）
和嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）。

在发酵酸
奶的过程中，保加利亚乳杆菌的主要作用是分解牛奶
中的乳糖，生成乳酸；嗜热链球菌的主要作用是产生芳
香物质，从而形成酸奶特有的滋味和气味。

仅用上述2
种菌发酵生成的酸奶，是第一代酸奶。

第一代酸奶的保
健功能主要是通过酸奶中蛋白质被分解成的多肽和微
生物代谢生成的小分子物质发挥作用，而所含的保加
利亚乳杆菌在胃酸和胆汁的作用下存活较难，因此无
法在肠道中定殖来发挥更大营养功能。

随着对益生菌的深入认识和研究，人们发现可以
在酸奶中添加具有一定功能的有益菌，通过有益菌在
人体肠道中定殖而发挥更为长效的免疫和保健功能。

在这些研究不断深入的情况下，出现了包含嗜酸乳杆菌
（Lactobacillus.acidophilus）和两岐双岐杆菌（Bifidobacterium bifidum）的第二代酸奶。

嗜酸乳杆菌和两岐双岐杆菌都具有促进免疫力、抗癌等多种功能，并且能在人体肠道
内定殖，因此较第一代酸奶具有更强的保健功能。

然而这2种菌仍然具有明显的缺陷：首先，活菌数不稳定，一方面在产品本身环境中活菌数存活时间短；另一方面大多数乳酸菌由于不耐胃酸和胆汁酸，不能有效到达肠道进一步发挥有益作用。

其次，双歧杆菌发酵以醋酸为主，不仅菌株存活期短而且会影响产品的口感和风味。

因此，目前这类产品的卖点往往还停留在概念层面，尚不能真正起到其应有的保健功效。

基于上面的情况，耐受人体胃酸胆汁、可以在体内较好存活并发挥多种保健功能的第三代酸奶就成为目前开发的主要方向之一。

而目前研究最深入、使用最广泛的就是鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）。

在应用众多的乳杆菌中，鼠李糖乳杆菌是国际上公认的有益菌种之一。

这种乳酸菌最初由美国北卡罗来纳州立大学2名教授Gorbach和Goldin于1983年分离自健康人体，目前也是全球研究最多的一种益生菌，属于第三代益生菌。

大量的基础研究和应用研究结果表明，鼠李糖乳杆菌具有多种优良性状和重要生理功能：它具有黏附性能，能保护肠粘膜，预防便秘；与普通酸奶菌种相比，具有较强的耐胃酸和耐胆汁能力；具有定殖抗性，能抑制肠道内有害菌的生长和繁殖，平衡和改善胃肠道功能，预防和治疗腹泻；能减少或消除体内毒素和
山西科技SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY圆园19年第34卷第5期
文章编号：1004-6429（2019）05-0041-03收稿日期：2019-06-20鼠李糖乳酸菌长效酸奶的研发进展
邢盼盼
（山西省生物研究院有限公司，山西太原，030006）
摘要：用鼠李糖乳杆菌发酵制备的第三代酸奶是目前酸奶研发和生产
的趋势，与其他各种乳酸菌相比，鼠李糖乳杆菌具有功能多样、风味独特、
活菌数稳定、耐胃酸和胆汁性、可在人体内定殖（存活）等优势，可有效改
善调整人体胃肠道菌群群落，对人体健康非常有益。

分析了第一代和第二
代酸奶的产品特性与功能缺陷，以及含有鼠李糖乳杆菌第三代酸奶产品
的优势和目前存在的工艺研发瓶颈，系统阐述了鼠李糖乳杆菌在酸奶发
酵过程中的性能参数，为开发鼠李糖乳酸菌长效酸奶产品奠定了一定的
理论基础。

关键词：鼠李糖乳酸菌；长效酸奶；牛奶制品
中图分类号：TS252.54文献标识码：A
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致癌物质，增强自身免疫力；促进其他乳酸菌生长和作
用；预防呼吸道感染；预防龋齿；防治过敏反应。

因此，
鼠李糖乳杆菌产品在国际上引人注目。

2鼠李糖乳杆菌的独特优势
与以前酸奶所使用的乳酸菌相比，鼠李糖乳杆菌
具有很多无可比拟的优势，归纳起来有以下几方面：
（1）功能多样性。

鼠李糖乳杆菌是目前益生菌中研
究最多、功能性最多的益生菌之一，具有独特的减肥功
效，人们对其研究一直未间断过。

（2）风味影响性。

鼠李糖乳杆菌产乳酸进而产生多
种风味物质，不仅不会对产品风味产生影响，而且还会
赋予产品浓郁的芳香味。

（3）活菌数稳定性。

在产品保质期内鼠李糖乳杆菌
活菌数保持恒定，由其制成的酸奶在1个月内其活菌
数基本不变，而大部分其他益生菌种则衰减迅速。

例
如，2周后嗜酸乳杆菌活菌数量就降为原来的25%（不
同菌株有所不同）甚至更低，4周后活菌数降为原来的10%以下；双歧杆菌1周后活菌数即降为原来的10%以下，2周后活菌数甚至降至1%以下。

（4）活体进入人体肠道能力强。

鼠李糖乳杆菌具有
很强的耐胃酸和胆汁能力，可以活体进入人体肠道。

对
于其他常见的益生菌而言，在进入肠道前就已经因为
胃酸和胆汁的酸性环境作用而死亡。

普通酸奶中的保
加利亚乳酸杆菌难以适应较低的酸性环境，在pH值为3.0条件下，30min后其活菌数降为原来的5%左右，1h 后降至原来的0.5%左右；双歧杆菌同样对胃酸和胆汁不难受，pH值为4.0和30℃条件下双歧杆菌的存活即受到较大程度的影响，活菌数2h后已经降低70%~ 90%以上，pH值为2.0时则衰减速度更快。

嗜酸乳杆菌与双歧杆菌的耐受情况基本一致。

（5）人体内定殖（存活）能力。

鼠李糖乳杆菌定殖在
人体内最长可达2周之久，可以有效改善人体胃肠道
菌群群落多样性，对人体健康非常有益。

因此，能否定
殖于人体是一个益生菌发挥更大生理功能的关键，严
重影响其酸奶质量。

目前已知的其他大部分益生菌种
均不能定殖于人体。

此外，最近的研究结果表明，鼠李
糖乳杆菌能够对胆汁酸产生影响，阻碍胆汁酸帮助动
物吸收脂肪的功能，因此具有特定的“减肥”功效。

所
以，鼠李糖乳杆菌作为酸奶发酵的主要菌株，是目前开发第三代酸奶的最佳选择。

3鼠李糖乳杆菌发酵酸奶的技术开发流程目前在国际上已有第三代酸奶产品出现，而国内由于技术等方面的原因，第三代酸奶产品市面上很难见到。

鼠李糖乳杆菌发酵酸奶制备的主要技术瓶颈是酸奶后酸化严重和活菌数不稳定等。

目前第三代酸奶开发的主要内容仍然是以鼠李糖乳杆菌为主要发酵菌种，以长效酸奶为目标产品，通过对发酵终点控制以及储藏过程中酸奶的酸度、鼠李糖乳杆菌活菌数等指标进行跟踪监控，优化试验条件，进一步提高鼠李糖乳杆菌酸奶品质，为第三代酸奶的生产和研究提供试验数据和理论依据。

3.1鼠李糖乳杆菌发酵牛乳特性研究
（1）鼠李糖乳杆菌菌种活化及活菌检测。

将已纯化冷冻保存的鼠李糖乳杆菌菌种接种于鲜牛乳培养基中，37℃、培养24h，活化培养2~3代。

将活性达到最佳的菌株接种到MRS培养基内继续培养18h~24h后，利用显微手段仔细观察记录菌落形态和革兰氏染色细胞形态特征，确保菌种细胞生长良好。

以MRS固体培养基为计数培养基，采用血球计数板计数。

（2）鼠李糖乳杆菌牛乳中培养条件优化。

鼠李糖乳杆菌不能利用乳糖、蔗糖双糖等，但能够利用葡萄糖、果糖、半乳糖等单糖。

从经济和便利条件考虑选用葡萄糖作为碳源。

而作为一种长效酸奶发酵菌种，防止后酸化，控制其碳源添加量显得尤为重要。

鼠李糖乳杆菌牛乳中培养条件优化需要考虑不同碳源、添加量、接种量、培养温度、接种温度，确定最佳工艺。

（3）鼠李糖乳杆菌发酵增效促进剂的筛选。

在确定碳源之后，通过深入实验，确定促进鼠李糖乳杆菌增殖的最佳因子，即鼠李糖乳杆菌增效促进剂。

选择大豆肽、麦芽汁、低聚糖、菊芋粉、酵母粉作为增殖促进剂。

3.2单一菌种或者多菌种最佳发酵条件的研究
酸奶的制作工艺为：鲜牛乳预热（65℃~70℃）—加6%蔗糖—均质—灭菌—冷却（43℃~45℃）—接种酸奶发酵剂和益生菌—43℃发酵（终点酸度70°~75°T时停止发酵）—4℃，12h冷藏后熟成品。

微生物之间常常存在着协同性或拮抗性。

据研究证实，保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌存在协同效应，两者混合发酵时间比单菌种发酵时间缩短很多。

而鼠李糖乳杆菌是否与保加利
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亚乳杆菌、嗜热链球菌也存在协同效应，我们需要通过试验来确定。

3.3长效酸奶稳定性研究
长效酸奶的稳定性主要涉及黏度控制的问题，而黏度控制是酸奶开发中一直难以解决的瓶颈问题。

黏度降低是造成口感变稀、出现酸奶分层现象的主要原因，严重影响酸奶品质。

解决黏度控制问题，可以一方面对酸奶生产过程中的各个工艺环节进行控制；另一方面，也可以通过添加稳定剂来提高酸奶黏稠度，解决产品分层的外观质量问题。

3.4储存期长效酸奶酸度和活菌数的变化研究
由鼠李糖乳杆菌发酵的酸奶，在产品保质期内活菌数保持恒定，而大部分其他益生菌种则衰减相当迅速。

储藏期内鼠李糖乳杆菌的活菌数以及酸度是产品研发的重要指标，将鼠李糖乳杆菌酸奶分别于4℃、15℃、25℃下储存，通过酸度的测定及活菌检测方法测定其酸度和活菌数，比较不同储存温度下30天储存期内鼠李糖乳杆菌酸奶酸度及活菌数的变化。

4鼠李糖乳杆菌发酵酸奶的关键技术
（1）确定菌株最佳的培养的条件：包括最佳培养温度和牛奶基质的最佳配比。

葡萄糖添加量为10g/L，接种量为4%，培养温度为43℃，接种温度40℃。

（2）确定采用鼠李糖乳杆菌单一菌种要优于多菌种发酵。

（3）根据发酵产品的感观、口感、风味，确定最佳的稳定剂配方：CMC0.1%，PGA0.1%，CaCl20.04%。

（4）选择不同的增效促进剂进行筛选，确定最佳的益生元，分别为低聚果糖、菊芋粉、乳清蛋白粉，且乳清蛋白粉的添加能提高蛋白质及干物质的含量，优化牛奶基质，改善酸奶的外观与品质。

进一步确定鼠李糖乳杆菌发酵酸奶最适发酵条件，低聚果糖添加量为0.6%，菊芋粉添加量为0.7%，乳清蛋白粉添加量为3%。

5鼠李糖乳杆菌发酵酸奶的技术指标
感官指标：组织细腻，均匀，香味独特，品味纯正；理化与卫生指标：符合国标GB—2746之规定；鼠李糖乳杆菌活菌数≥108cfu/mL；产品储存30天，活菌数仍达到107，保质期比普通产品延长一倍以上。

6结论
鼠李糖乳杆菌在耐胃酸和胆汁方面的性能突出，可以以活体进入人体肠道发挥其营养保健功能，通过对发酵剂乳酸菌必需碳源的限量供给，有效地控制了产品后酸的产生，生产制备的第三代酸奶产品中乳酸菌活菌数高而且稳定，乳酸菌活菌数比普通酸奶保持的更加长久，具有更高的营养保健功能，同时有效延长了产品保质期和货架期。

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（责任编辑：尉敬涛）────────────────
作者简介：邢盼盼，女，1985年生，山西省生物研究院有限公司研究实习员。

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The Progress of Research and Development of Long-acting Yoghurt with
Lactobacillus Rhamnosus
XING Panpan
ABSTRACT ：The third generation of yoghurt prepared by lactobacillus rhamnosus fermentation is the development and
production trend of yoghurt at pared with other kinds of lactic acid bacteria ，lactobacillus rhamnosus has the
advantages of various functions ，unique flavor ，stable viable count ，gastric acid and bile tolerance ，and colonization
（survival)in the human body ，can effectively improve and regulate the bacteria community of human gastrointestinal tract ，which is very beneficial to human health.This paper analyzes product characteristics and functional defects of the first and second generation yogurt ，advantages of the third generation yogurt products with lactobacillus rhamnosus ，and bottleneck of process research and development ，systematically describes the performance parameters of lactobacillus rhamnosus in
yogurt fermentation ，which lays a certain theoretical foundation for the development of long-acting yogurt products with lactobacillus rhamnosus.
KEY WORDS ：lactobacillus rhamnosus ；long-acting yogurt ；milk products
Variation Characteristics of Acid Rain at Atmospheric Background Stations in
Shangdianzi Region
ZHANG Liangyu ，JIA Fang ，WEI Lixin ，AN Haitao ，LI Jianjun
ABSTRACT ：Based on the observation data of acid rain from 1992to 2018at Shangdianzi Regional Atmospheric Background Station ，the monthly ，seasonal and annual variation characteristics of acid rain at Shangdianzi Station were studied by statistical analysis method ，and the relationship between acid rain and meteorological factors was studied.The results show that the acid rain pollution in the 1990s shows an improvement trend ，the acid rain deteriorates at the beginning of the 21st century ，and the acid rain shows an improvement trend after 2010.The average precipitation pH value ，the frequency of acid rain and the average precipitation K value all change abruptly in 2009.The monthly and seasonal variation of acid rain is obvious ，the average precipitation pH value in August is the lowest ，the frequency of acid
rain is the highest ，and it is in the period of acid rain frequency ；the average precipitation K value in July is the smallest ，
and the maximum in March ；the variation law of the average precipitation pH value in each season is ：autumn <summer <winter <spring ；the frequency of acid rain in autumn is the highest ，and the average precipitation K value is the largest in winter.The average precipitation pH value of small rainfall is the lowest ，K value is the largest ，and acid rain frequency of heavy rainfall is the highest ；acid rain occurs most frequently in the precipitation process with the average daily wind speed less than 1.5m/s ，and acid rain occurs most frequently in the precipitation process with the average daily wind speed of 1.6~3.3m/s ，and acid rain frequency decreases mainly with the increase of wind speed.It appears in NE ，SW （or partial
NE ，SW ）wind direction ，and the average precipitation pH value is significantly correlated with the average wind speed and precipitation of the day.
KEY WORDS ：acid rain ；variation characteristics ；influencing factors
程师；贾芳，女，1980年生，京津冀环境气象预报预警中心工程师；魏丽欣，女，1980年生，保定市气象局工程
师；安海涛，男，1982年生，保定市气象局助理工程师；李建军，男，1965年生，保定市气象局高级工程师。

张良玉，贾芳，魏丽欣，安海涛，李建军上甸子区域大气本底站酸雨变化特征本刊E -mail押sxkjzzs@ 科技论坛
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