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高活性益生菌冰淇淋加工技术研究进展


【上海超承】食品机械专业产品,信赖保证 / 2017-05-11

摘要综述了益生菌在冰淇淋加工生产过程中机械、渗透和冷冻等各种胁迫因素对菌株造成的损伤,并从益生菌菌株的筛选与驯化、冰淇淋原辅料的组成、益生菌活性保护、生物技术及组学方法的应用等方面概述了有关提高冰淇淋中益生菌活性的最新研究进展,旨为获得高活性益生菌冰淇淋提供技术参考。

益生菌是指摄取一定剂量后对宿主健康有促进作用的活性微生物。保持益生菌活性,提高其在人体肠道中的定植能力是益生菌制品发挥益生特性的重要前提。相对于其他益生菌制品而言,冰淇淋具有更加严格的低温储藏要求以及灵活的配料选择,有助于增强菌株活力。但其生产加工的各个环节(发酵剂的制备、老化和凝冻过程、运输储藏等)都不可避免的会造成菌体损伤。

本文从益生菌菌株的筛选与驯化、冰淇淋原辅料的组成、益生菌活性保护等方面探讨改进冰淇淋生产加工过程,并对生物技术及组学方法调控菌株生理特性的最新研究进展进行了综述,以期为提高冰淇淋生产加工过程中益生菌的活性,改善产品的功能性提供理论支撑。

1 优良菌株的筛选与驯化

为保证冰淇淋中益生菌的活性,减除其在生产过程中遇到的问题,筛选得到具有较强的抗冻菌株并使其在加工过程中生长和存活达到最佳至关重要。为了筛选益生特性良好的菌株,许多低温环境如冷水鱼肠道、冬季发酵泡菜、深海藻类等都可以作为菌株的来源。这些菌株经过长期的自然选择,具备稳定而 强健结构、机能和基因序列,因而可以耐受冰淇淋中低温、高渗的基质环境。此外,一些常见的食品基质如臭豆腐、酸面团、酒糟等还可以获得耐受肠道环境胁迫、具有良好益生功能的益生菌菌株。Zheng等从发酵的麦麸面团中筛选出了几株耐酸、耐胆盐、抗菌活性强的乳酸菌,这些菌株可降解钙和植酸钠盐,促进牛乳中的钙离子以及其他微量元素在体内的消化吸收。Bautista171也从发酵橄榄油中筛选耐受肠道胁迫且具有高蛋白水解能力的植物乳杆菌。

研究表明,益生菌在处于胁迫条件下,会通过产生应激蛋白、适应蛋白等差异蛋白调节细胞膜结构中脂肪酸组成比例、合成或者摄入相容性溶质这三种主要的方式来提高自身对环境胁迫的抗性。在此基础 上可利用高盐、低pH、低温等胁迫方式对益生菌进行预处理,通过适应性驯化获得耐受胁迫的突变体。在冷冻干燥之前经几次冻融循环处理增加了保加利亚乳杆菌的活性和低温耐受性。Nag用流化床干燥技术辅助压力适应性进化干酪乳杆菌,其活力较未经胁迫的菌株高0.83log cfu/g。Ergin分别米用低温(4尤)和髙温(45尤)两种方式对对嗜酸乳杆 菌进行适应性传代培养,由发生适应性改变的菌株制 得的冰淇淋活菌数有一个对数级的上升,在90d冷藏过程中活菌数基本保持稳定。

代谢组学研究表明,乳酸菌肽聚糖和胞外多糖合成共用相同的代谢途径,利用四环素诱导可以通过阻碍肽聚糖的合成来提髙胞外多糖产量,胞外多糖可以保护菌体并且具有良好的益生特性1121。此外,乳酸菌在非最适条件下也会产生一些交叉反应的保护机制, 一种胁迫处理可激发菌体产生与其无关的耐受反应。其主要机理是菌体在经受不同的胁迫(饥饿胁迫、冷胁迫、热胁迫和氧胁迫等)处理时,都会诱导共 同的基因如dnak操纵子,GroES,F0F1 -ATPase等发生超表达。Li1131研究表明分解代谢调控蛋白CcpA的表 达与嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌的生长速度以及 对于酸、热、冷等环境胁迫的耐受性均有相关性。 Zhang等1141发现酸胁迫不仅提髙了植物乳杆菌的耐酸 性,也可以缓解其所受到的氧化损伤。Nguyen等"51发 现热胁迫处理可以促进胞外多糖生成进而提髙菌株冷冻干燥后的活力。Ferrando1161对三株植物乳杆菌进行热处理,其在髙温、髙渗、氧气胁迫条件下的存活率均有所提髙。

2 冰淇淋原辅料组成对益生菌活性的影响

冰淇淋的浆料主要由蛋白质、脂肪、糖及其他添加剂组成,它们是冰淇淋中益生菌的主要营养来源,其组成和配比会直接影响益生菌活性。因此,选择适宜的浆料,优化最佳配比对于提髙益生菌活性尤为重要。

当前,市售冰淇淋的奶源主要以牛乳为主,然而, 由于牛乳蛋白的水解能力相对较差,并不能完全提供乳酸菌生长所需的游离氨基酸和多肽类物质,于是人们开始关注与其营养成分相似的羊乳。研究表明,羊乳中含有较多的氨基酸、多胺和低聚糖类物质,可直接参与细胞代谢,为菌体生长供给营养物质,因此有 利于提髙菌株活性117-191。Silva1201利用双歧杆菌发酵羊 奶制成酸奶冰淇淋,-18尤冷藏120 d时菌株存活率仍髙达为84.7%。Senaka等1211在羊奶中加入三株益生 菌进行发酵制成巧克力风味冰淇淋,在-20尤冷藏24 周后活菌数为107〜108 cfU/g。牦牛乳、驼乳、马乳、驴乳等亦可作为冰淇淋的奶源。此类乳基发酵制品历史悠久,而在现代食品工业却鲜有涉及。牦牛乳中含 有较为丰富的共轭亚油酸可以与细胞表面膜脂成分相互作用,减少膜损伤。驼乳和马乳中均富含牛乳中缺乏的具有氧清除能力的铁传递蛋白和溶解酵素,可以缓解乳酸菌生长受到的氧化损伤,提髙菌株的存活率。以豆乳为代表的植物源蛋白具有低致敏性和低成本性,在发酵过程中可以快速分解生成大量游离氨 基酸和低分子量肽,促进乳酸菌生长和增酸122- 241。Homayoum1251利用副干酿乳杆菌发酵豆乳制成冰淇淋,经一段时间冷藏后其活菌数未出现大幅下降。植源蛋白为原料不仅可以保持较好的益生菌活性,还可

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严防三无产品流入市场,实行质量安全一票否决制。 ②重点监控零售价格异常行为。市场上经常出现流动小摊贩以低价格促销液态乳制品,有些是企业的正常商业竞争行为,而有些则是过期或无资质小作坊生 产的无质量保证的产品。③鼓励消费者积极维权。液态乳制品价格普通大众均能接受,一些消费者购买 劣质产品后,很少有维权行为,主要在于大部制改革前监管混乱,维权代价过髙而导致消费者习惯性隐 忍,这样不利于今后的市场监管。毕竟,行政执法的力量有限,需要积极鼓励消费者自发加入维权队伍,架设相应的沟通交流渠道,如微信公众号、投诉热线、网站等,形成社会共管的良好局面。

5 结束语

液态乳制品消费在国内已较为普及,而近年来的乳制品安全问题时常见诸报端,导致社会大众对乳制品行业提出大量质疑。大部制改革后,使得原有液态乳制品监管权力更加集中,政府公权行使更加髙效,避免各相关部门间的权益冲突。大部制改革的目的在于使消费者得到更多的实惠,使得监管覆盖更加全面,但也极易形成权力过大而造成懒政行为。借鉴国外成熟的先进经验,政府要不断完善相关法律法规、协会要互帮互助共同监管、企业要优化管理水平、消费者要善于行使法规维权,使我国液态乳制品安全监管在大部制改革后,从牧场到餐桌的安全可靠性更髙。

高活性益生菌冰淇淋加工技术研究进展_赵雯_张健_曹永强_杨贞耐.pdf



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