發酵乳后酸化的影響因素及其控制措施

朱曼，李寶磊，侯保朝，洪維錬，何劍，張宇，姜毓君，滿朝新*

（1.東北農業大學食品學院乳品科學教育部重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150030；2.國家乳業技術創新中心，上海 201111）

發酵乳是指牛（羊）乳或乳粉經乳酸菌發酵工藝而制成的一類乳制品[1]，其含有豐富的活性蛋白質、碳水化合物以及維生素和礦物質，并且具有較高的生物利用率，對人體健康具有積極的影響，因此發酵乳在人們日常生活中的地位逐漸提高[2]。近年來，我國乳制品行業持續發展，產量穩步提升。發酵乳制品雖然對人體具有積極的影響，但因其活性乳酸菌代謝活動的持續進行，產品在儲存、運輸以及銷售過程中易產生后酸化現象，嚴重影響產品的品質。

后酸化是指發酵乳在發酵結束后至食用前的階段中，因乳酸菌繼續生長導致發酵乳的pH 值不斷降低，出現過酸味甚至導致感官質量下降的現象。后酸化除了縮短貨架期外，還會導致許多缺陷，例如乳清脫水、乳酸菌數量減少同時不利于益生菌在發酵乳中的穩定性。發酵乳產生后酸化現象是制約發酵乳發展的關鍵因素之一[3]。本文將通過分析導致后酸化的因素來揭示可能產生后酸化的機制，并對減弱后酸化的策略（物理、化學和微生物措施）進行綜述，以期為減弱發酵乳后酸化提供一些可供參考的思路，為解決這一制約發酵乳制品行業的難題提供方向。

1 影響后酸化的因素

發酵乳制品的后酸化程度會受到多種因素的影響：發酵劑類型、乳的成分、溫度和pH 值、均質與攪拌、益生菌和益生元。

1.1 發酵劑類型

發酵劑是指用于酸奶、奶酪、納豆和其他發酵產品生產的細菌以及其他微生物的培養物。根據發酵途徑可分為同型發酵、兼性異型發酵和異型發酵3 種發酵類型。

保加利亞乳桿菌是導致發酵乳后酸化的主要菌株。在發酵過程中，當pH 值降低到5.0 左右時，保加利亞乳桿菌成為造成后酸化現象的優勢菌株。關于后酸化對發酵乳品質的影響因素研究發現，具有球菌/桿菌的高比例發酵劑的應用可減弱發酵乳貯藏期的酸度下降程度[4]，因為保加利亞乳桿菌的細胞膜或者細胞壁對乳糖酶活性具有保護作用，使乳糖酶貯藏過程中持續產生乳酸，導致后酸化現象的發生。Akgun 等[5]在研究不同的發酵劑類型對水牛奶酸奶品質的影響時，發現發酵劑類型改變了水牛奶酸奶樣品在冷藏過程中的后酸化動力學，顯著影響了冷藏過程中乳酸、乙酸和檸檬酸的產生。綜上，發酵劑的類型可以影響發酵乳制品的后酸化程度，從改變發酵劑類型的角度出發，有望找到降低后酸化現象的新途徑。

1.2 發酵乳的成分

酸化和酸化后的動力學取決于不同動物的乳、乳成分等的相互作用。羊乳在酸奶生產過程中表現出更快的酸化，在儲藏第29 天時，羊乳的pH 值為3.9，而牛乳與羊乳的體積比為1∶1 時的pH 值為4.1，而且羊乳的后酸化程度高于牛乳[6]。由此可以看出乳成分對發酵乳后酸化有一定的影響，羊乳后酸化程度高與羊乳中乳糖的含量有關，由于羊乳中的乳糖含量高于牛乳[7]，乳糖在儲藏期可繼續發酵產生乳酸使得羊乳的后酸化現象增加。發酵前向乳中添加物質也可改變發酵乳的后酸化程度。發酵前將胡蘿卜汁添加到脫脂乳中顯著降低發酵乳的pH 值，在貯藏期內后酸化作用增強，可滴定酸含量增加，胡蘿卜汁的添加加重了后酸化，這是由于胡蘿卜汁中含有的黏性多糖等膳食纖維在發酵過程中促進乳酸菌的增殖[8]。

個別牛奶成分的修飾尤其是蛋白質的改變可介導發酵前和發酵后的酸化動力學。在發酵前用轉谷氨酰胺酶處理脫脂奶和全脂奶（40 ℃/2 h）可降低酸奶在25 d 貯藏期內的后酸化程度，原因是酶處理使得蛋白質凝膠孔徑減小、蛋白質分布規則、（γ-谷氨酸）-賴氨酸鍵的持水能力提高，從而改善了發酵乳的保水性能。同時也導致微生物生長所需的低分子量肽減少，使得產酸菌的生長減緩，產生乳酸減少，從而降低發酵乳的后酸化[9]。因此，乳成分的種類、乳中添加的物質以及乳成分的改變都會影響發酵乳的后酸化。

1.3 溫度

發酵溫度可能通過影響微生物生長來影響發酵乳的后酸化程度。Sanusi 等[10]的研究表明，相較于低發酵溫度（39 ℃）的復合發酵乳，較高發酵溫度（41～43 ℃）的復合發酵乳酸化速率提高。除了發酵溫度外，冷藏溫度對發酵乳后酸化的控制也起到關鍵的作用。發酵乳在后發酵過程中迅速冷卻至冷藏條件（＜10 ℃），是通過限制發酵劑的代謝活性來控制其最終pH 值（4.0～4.4）的最關鍵因素。但是由于微生物的殘留活性，此方法仍然無法防止后酸化。低溫可以抑制發酵乳中微生物的活性，降低微生物發酵乳糖產生乳酸的能力；高溫則能增強微生物發酵乳糖產生乳酸的能力，從而加重發酵乳后酸化的程度。

1.4 均質和攪拌

發酵乳生產過程中，一般在溫度55～65 ℃、壓力10～18 MPa 的條件下對牛奶進行均質處理，使得脂肪球的大小減小，從而增加了脂肪與其他成分（如酪蛋白和乳清蛋白）之間的接觸面積。這使得脂肪能夠更好地結合到蛋白質的網絡中，脂肪的結合能力增強，從而在酸化過程中能更好地保持脂肪與酪蛋白和乳清蛋白的結合，從而更好地改善乳的凝膠特性[11]。冷凍/解凍的發酵乳的后酸化更為嚴重，Tribst 等[12]研究表明，均質后的發酵乳在貯藏28 d 時的酸度值較未均質發酵乳有所降低。Sert 等[13]的研究表明高壓均質后的綿羊奶酸奶酸化速率提高，并在貯藏第14 天和第28 天時，經過均質后的綿羊奶發酵乳的pH 值降低。雖然以上的研究表明均質對發酵乳的后酸化有一定的作用，但是出現了不同的影響效果，均質工藝對后酸化的影響可能基于不同的基質和發酵體系表現出不同的影響作用，仍需要展開進一步的探究。

按照組織狀態和制備方法，發酵乳分為攪拌型和凝固型兩種類型。相較于在容器中發酵的凝固型發酵乳來說，攪拌型發酵乳具有高黏度以及光滑的質地[14]。將凝固型酸奶轉化為攪拌型酸奶后，顯示出更好的保水能力，但由于攪拌型凝膠在冷藏后酸化過程中能夠恢復其結構，因此質地粗糙且呈顆粒狀。

1.5 益生菌和益生元

益生菌是通過定殖在人體內從而改變宿主某一部位菌群組成的一類活性微生物，益生菌數量充足時能夠促進宿主的身體健康。發酵乳制品中添加益生菌不僅能夠提供充足的營養，還可在發酵階段促進益生菌的生長。Zhang 等[15]的研究表明LactobacillusplantarumK25 和酸奶發酵劑制成的益生菌發酵乳比僅用酸奶發酵劑制成的發酵乳風味好，且添加益生菌后該發酵乳在冷藏過程中后酸化程度降低。添加Lactobacillusacidophilus（DD910）和Bifidobacteriumlactis（DD920）降低了酸奶貯藏過程中乳酸的形成，在一定程度上降低酸奶后酸化程度[16]。單一益生菌或多種益生菌組合在貯藏過程中表現出不確定的pH 值變化，但對降低發酵乳后酸化程度有一定的效果。

益生元是指一些不被宿主消化吸收卻能有選擇性地促進其體內有益菌的生長和繁殖，從而改善宿主健康的有機物質，包括功能性低聚糖類、多糖類等，其中功能性低聚糖類是最常見的益生元。Yang 等[17]研究表明添加0.1%委陵菜多糖（Potentillaanserinepolysaccharide，PAP）可延緩牦牛酸奶在儲存過程中的后酸化過程。有研究表明益生元參與放大發酵行為和后酸化速率。乳果糖與益生菌共培養提高發酵脫脂乳的品質，與不添加乳果糖的對照發酵相比，在脫脂乳中添加乳果糖增加了所有益生菌的數量，提高發酵乳的酸化速率和乳酸酸度，同時縮短了發酵時間并降低了冷藏結束1～35 d 的pH 值[18]。綜上所述，益生元可以放大發酵乳制品中的后酸化，主要是因為它們被特定的益生菌菌株選擇性利用。

2 后酸化的產生機制

乳酸菌等細菌在酸奶等酸性環境中主要是通過從細胞中排出H+來維持pH 值穩態。研究發現：當外界環境的pH 值低于胞內正常范圍的pH 值且不超過一定程度時，乳酸菌能夠依靠自身的耐酸機制抵御外界的干擾。但當環境介質的pH 值過低時，乳酸菌的耐酸機制可能無法有效應對，導致細胞內的pH 值穩態無法維持，這會影響其正常的新陳代謝過程。細胞的新陳代謝紊亂會導致重要的生物化學反應受阻，細胞無法正常運作。如果pH 值過低的環境持續存在，最終導致乳酸菌死亡。乳桿菌用以維持細胞內pH 值穩態的主要機制是谷氨酸脫羧酶（glutamate decarboxylase，GAD）機制和FoF1-三磷酸腺苷酶（adenosine triphosphatase，ATPase）。

2.1 GAD

GAD 系統是乳桿菌維持胞內pH 值穩態的有效途徑之一，谷氨酸脫羧酶是GAD 系統的核心酶，可以催化谷氨酸發生脫羧反應生成γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA），GABA 在反向運輸系統作用下運至細胞外，使得細胞內H+減少，pH 值升高，維持細胞內pH 值穩態。因為H+被排到外界環境中，從而使得外界環境的pH 值下降，導致發酵乳制品后酸化的產生[19]。

有研究表明：添加轉谷氨酰胺酶（transglutaminase，TG）的低脂發酵乳中，TG 能夠減慢發酵乳的后酸化過程[20]。同樣，Chr Lorenzen 等[9]的研究也表明了TG酶和嗜熱酸奶發酵劑發酵的發酵乳在儲藏期間的后酸化程度較低。TG 對菌株的生長有一定的抑制作用，因此在發酵乳中添加TG 可抑制保加利亞乳桿菌的生長，降低發酵乳的后酸化[21]。TG 具有促使蛋白質水解的功能，使得菌株因營養缺乏生長受到阻礙，使得發酵乳在貯藏期后酸化程度降低。但是發酵菌株本身不能生產TG，僅能通過人為添加，這也無形之中增加了產品生產的成本。

2.2 FoF1-ATPase

在FoF1-ATPase 中，F1部分位于細胞質側，其α、β、γ、δ、ε 5 類亞基共同形成一個結構，這個結構在酶催化二磷酸腺苷（adenosine diphosphate，ADP）和無機磷酸轉變為三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）的過程中起到關鍵作用。而Fo部分則嵌入在細胞膜中，它由a、b、c 3 個亞基組成，形成一個質子通道，負責質子轉運。

當乳酸菌處于低pH 值環境時，FoF1-ATPase 會增加其酶活性，通過排出胞內的H+來提高活力，并維持跨膜pH 值梯度。這個跨膜pH 值梯度對于維持細胞內環境的穩定非常重要，它參與調控多種細胞功能和代謝過程。然而，當胞內pH 值進一步下降時，FoF1-ATPase 的酶活性也會急劇下降。這可能是由于胞內pH 值低迫使酶的構象發生改變，從而導致其催化能力降低。當FoF1-ATPase 活性下降，乳酸菌可能無法有效排出H+，維持跨膜pH 值梯度，這會對胞內pH 值平衡產生一定的影響，并可能進一步影響細胞的代謝和生存能力[22]。而質子轉移ATP 酶（plasma membrane ATPase，H+-ATPase）活性作為可逆的離子轉位泵，催化氫離子穿過細胞膜，使細胞內的pH 值保持中性，導致發酵乳后酸化的產生。因此，很多學者通過篩選具有低H+-ATPase 活性的保加利亞乳桿菌來作為發酵菌株，以此來降低發酵乳制品在貯存期間的后酸化。

3 后酸化的控制措施

發酵乳在儲藏和運輸過程中的冷藏溫度（2～10 ℃）是防止后酸化的首要步驟。但是資源貧乏的國家和地區對制冷條件無法持續維持，本文將對除了制冷條件外的后酸化的控制措施進行闡述，并將其分為三大類：物理措施、化學措施以及生物措施（見圖1）。

圖1 適用于發酵乳制品的控制措施Fig.1 Control measures applicable to fermented dairy products

3.1 物理措施

3.1.1 熱處理

熱處理是在乳制品加工過程中使用的一種常見方法，通過高溫短時間的加熱，可以有效殺死存在于發酵乳中的有害菌。高溫也會對乳酸菌產生一定的影響，使部分乳酸菌失去活性，從而防止酸度的持續增加，又可延長發酵乳的貨架期，在控制發酵乳后酸化的發生中得到廣泛應用，但是熱處理的時間和溫度必須根據產品的需求來使用。楊新堯等[23]在58 ℃下熱處理發酵乳4 min，顯著地改善發酵乳在冷鏈缺失狀況下的后酸化，降低發酵乳在貯藏過程中的后酸化水平。吳彤等[24]以不同的熱處理條件對凝固型酸乳進行處理，酸乳溫度從70 ℃升高到95 ℃可以降低貯存24 h 和21 d時的pH 值，從而降低酸乳后酸化的水平。有些研究通過對益生菌進行輕度熱脅迫處理來控制菌株帶來的后酸化，通過短時間的高溫處理，可以降低益生菌的活性，減少其在酸乳中的代謝活動，從而降低后酸化的風險。Zhang 等[25]研究發現輕度熱脅迫處理（46 ℃，1 h）可通過降低Lactobacillusrhamnosushsryfm 1301 的代謝和增殖來限制其引起的后酸化。雖然，經熱處理的發酵乳保存良好，也避免了后酸化，但受限于消費者對產品中有益微生物活性的需求。因此，采用熱處理來控制后酸化需要進一步的探索。

3.1.2 脈沖電場

脈沖電場（pulsed electric fields，PEF）是一種新型的非熱食品殺菌技術，以較高的電場強度（10～50 kV/cm）作為電脈沖通過食物傳導到微生物細胞膜上，引起電穿孔，在一定強度下造成不可逆的細胞膜損傷，導致細胞內物質泄漏和細胞死亡[26]。盡管PEF 的發展潛力很大，但僅限于沒有任何氣泡的液體食品，且取決于PEF 參數、培養基組成和細胞類型、食物特性（pH 值、離子強度、抗菌性）[27]。用S.thermophilusDIL 5218 和L.delbrueckiisubsp.bulgaricusDSMZ 20081 酸化的重組脫脂乳顯示，與未經PEF 處理的樣品相比，PEF 處理的樣品酸化速度加快12 min，氧化還原電位急劇下降。PEF 樣品中發酵速率的提高是由于培養細胞的電滲透作用，從而增加了營養物質的吸收，縮短了延滯期[27]。Stühmeier-Niehe 等[28]的研究表明經PEF 處理的培養物比未經PEF 處理的培養物的發酵延滯期平均縮短22 min，對發酵劑進行PEF 預處理，通過降低pH 值滯后期導致酸化的顯著加速。綜合以上研究，為了在發酵乳生產中成功應用PEF，通過優化操作參數和試驗方案，在確保控制發酵乳后酸化的同時，最大程度地發揮益生效果，提高產品質量和生理功效。

3.1.3 二氧化碳（CO2）處理

CO2具有可溶于水并與水反應生成碳酸的性質，從而抑制一些不耐酸微生物的生長，達到防腐、延長貨架期的作用。研究表明，向液態乳中充入適量CO2，可延長其保質期：1）與普通牛奶相比，CO2牛奶在pH 4.95 和pH5.40 處有2 個緩沖的極值峰，在pH 5.10處有1 個峰值。2）高密度CO2（dense phase carbon dioxide，DPCD）以通過加壓CO2或者超臨界CO2的分子效應來滅活牛奶中廣泛存在的細菌和真菌的營養型和內生孢子型。

在高壓狀態下，CO2分子溶解在微生物細胞膜的脂質雙分子層中，導致細胞膜中的脂質物質被提取出來，進而增加了膜的流動性和通透性。同時，在壓力作用下，CO2可以降低細胞內的pH 值，使與糖代謝相關的酶鈍化，減弱乳酸菌產生乳酸的能力，進而能夠實現降低發酵乳后酸化現象的目的。特別是對于發酵乳，使用CO2處理的牛奶，酸奶的保質期延長至4 個月，而未碳化的樣品在30 d 內變質[29]。同樣，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發酵的發酵乳在CO2處理后的乳酸產量略低。

3.1.4 超聲處理

超聲（ultrasound，US）也是一種非加熱的技術，不僅可以保留營養，還可以延長保質期和提高乳制品的品質。高強度的超聲波可以提高用于發酵的發酵劑的益生菌株的活力，也可以釋放酶和產酸來刺激乳糖水解，從而縮短發酵的時間[30]。Delgado 等[31]發現US 處理降低了酸奶貯藏28 d 內的后酸化，并且US 處理6 min 時，發酵乳后酸化的降低程度較顯著。US 處理可以破壞β-半乳糖苷酶的活性，從而降低酸奶的后酸化程度。研究表明未經過US 處理的酸奶，酸化至pH2.0可導致酶活性快速并永久喪失。在pH4.0（接近酸奶的自然pH 值）條件下，酶的活性至少穩定60 min。對超聲酸奶進行體外酸化處理，即使在pH4.0 的條件下，也會導致酶的活性快速永久損失，60 min 后僅剩20%的酶活。在較低的pH 值下培養，活性完全喪失[32]。同樣，US 處理對乳酸菌代謝活動產生刺激作用，從而縮短發酵時間；對L.plantarumA3 產酸能力的抑制作用（10 min，600 W，33 kHz，20 ℃），成功實現了（后）發酵過程中的酸化調控，以緩解后酸化問題或提高工藝效率[33]。此外，與傳統均質化相比，低頻（20～100 kHz）高強度（10～1 000 W/cm2）超聲具有投入少且易于清潔的優點。

低水平的US 處理導致β-半乳糖苷酶釋放，刺激乳糖水解和半乳糖的轉化，而乳糖和半乳糖的轉化會增加發酵液中的可用碳源，從而加速乳酸生成速率，導致酸化加快和酸度過高，在發酵乳的后續酸化過程中不利于酸度的控制[34]。較高水平的US 處理可能造成細胞膜的物理破壞，使細胞內容物外泄。乳酸菌的大量死亡會導致發酵乳的后續酸化能力降低和失去益生效果。因此采用US 處理控制后酸化，要精確量化和控制工藝參數。

3.1.5 輻照技術

輻照技術是一種非熱加工技術，γ 射線（1～10 kGy）輻照酸奶在4、20、35℃均能延長產品的貨架期，且對感官性狀、氨基酸含量等均無不良影響，降低過敏性[35]。在研究輻照殺菌技術對發酵乳的影響時發現，發酵乳中的乳酸菌數量與輻照劑量反比，在一定程度上降低后酸化的產生[36]。但是輻照技術在發酵乳中的應用存在一定的爭議，同時有關輻照酸奶的法律在輻照食品的法律中也是非常多樣化的。

3.2 化學措施

3.2.1 添加化學添加劑

通過使用商業批準的化學品限制菌株的生長來控制后酸化，從而提高發酵產品的保質期是普遍采用的做法。山梨酸和苯甲酸及其鹽類對真菌和大部分細菌有抑制作用，因此常用這兩類化學品進行后酸化的控制。但是苯甲酸進入人體后，能與人體內氨基乙酸化合生成馬尿酸，還能與人體內的葡萄糖醛酸結合生成葡萄糖苷酸而隨尿液排出體外，因此相較于山梨酸及其鹽類，苯甲酸及其鹽類對人體有一定的毒副作用。山梨酸鉀通過抑制參與碳水化合物和檸檬酸鹽利用的關鍵代謝酶如乳酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、延胡索酸酶等來抑制微生物生長。張小濤等[37]發現采用0.35%的山梨酸鉀可控制山竹風味酸乳。同樣，在控制紅棗酸羊乳的后酸化時，發現添加0.3%的山梨酸鉀可有效抑制后酸化現象[38]。

不僅山梨酸鉀能夠控制后酸化現象，銅在抑制發酵乳后酸化現象時也有一定的作用。Zhang 等[39]發現LDB_RS05285 是L.delbrueckiisubsp.BulgaricusATCC11842 后酸化的特異性基因，在其基因表達上調后有效抑制酸奶的后酸化。Wang 等[40]發現2.5 mg/L的Cu2+能上調LDB_RS05285 的基因表達。銅可以在不影響酸奶品質的情況下有效控制酸奶的過度酸化，改善酸奶的風味。銅還可以促進乳糖的水解，富集半乳糖和葡萄糖（從而抑制乳酸的產生），增加L-異亮氨酸、苯丙氨酸和3-甲基丁醛苯甲醛的豐度，有助于酸奶整體風味的形成。此外，發酵前向全脂牛奶中添加1.25 mg/kg 的Cu2+可有效減緩發酵乳的后酸化，并對發酵時間和發酵菌株嗜熱鏈球菌的活菌數均無顯著影響[41]。但是由于消費者對添加劑的認識不足，限制其在增強貨架期和控制后酸化現象中的應用。

3.2.2 細菌素

細菌素是由細菌核糖體合成的具有抗菌活性的多肽，通常對鄰近細菌具有抑制作用[42]。許多人類微生物能夠產生細菌素，據報道，細菌素與人類健康密切相關，如促進腸道菌群平衡、抑制外來致病菌入侵等[43]。

細菌素作為食品添加劑在后酸化調控中具有廣泛的應用前景，可以有效延長食品保質期并提供其他功能。乳酸鏈球菌素、片球菌素、腸球菌素和乳酸菌素是目前較為常見的細菌素類型。Hussien 等[44]研究表明2%菊糖、2%低聚果糖和嗜酸乳桿菌細菌素結合可將酸奶的保質期延長5 周以上。邱爽等[45]通過研究發現添加終濃度為28 mg/mL bifidocin A 到凝固型酸奶中可替代乳酸鏈球菌素，使得凝固型酸奶貯存過程中后酸化的程度得到一定的抑制。同樣，研究表明產細菌素LactobacillusplantarumQ7 對保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的生長有一定的抑制作用，在酸奶貯藏期具有緩解后酸化的效果[46]。并且添加細菌素的樣品活菌數減少，有效地解決發酵乳后酸化的問題。雖然細菌素對抑制后酸化現象有一定的效果，但是考慮到添加的細菌素可能具有細胞毒性，因此在對細菌素進行安全性評估方面應給予更多的關注。

3.3 生物措施

3.3.1 誘變育種

誘變育種是利用物理或化學方法處理菌株，使突變頻率和數量增加以獲得突變體，并通過采取有效的方法從突變體中篩選出所需目的菌株。誘變育種是延緩發酵乳發生后酸化的方法之一，常用的誘變方法主要有3 種：物理誘變、化學誘變和復合誘變。3 種誘變方法對發酵乳制品后酸化的影響如表1所示。

表1 3 種誘變育種對發酵乳后酸化的影響Table 1 Effects of three mutation breeding methods on post-acidification of fermented milk

物理誘變育種是通過一系列物理方法[如紫外線、微波、常壓室溫等離子體（atmospheric and room temperature plasma mutagenesis，ARTP）等]對菌株進行誘變，以獲得具備特定形狀的突變菌，并通過篩選找出符合預期目標的變異菌株。周虹瑾等[47]采用ARTP 對菌株進行誘變，用新霉素篩選出低H+-ATPase 活性的突變菌株，其中突變菌株BJT-7 經全脂牛乳發酵在20 d儲藏期間幾乎無明顯酸度上升，并且具有較好的遺傳穩定性。同樣，有研究表明通過低能N+注入對保加利亞乳桿菌DL1 進行誘變后，經過青霉素篩選，獲得一株后酸化能力較弱的突變菌株DL1-3。與出發菌株DL1 相比，突變菌株DL1-3 在25 ℃條件下貯藏后，后酸化程度降低18.8%，且在42 ℃條件下發酵脫脂乳的產酸能力差異較小，并可穩定遺傳[49]。

化學誘變育種是通過使用一定劑量的誘變劑（如化學試劑或者是化學藥物），干擾DNA 復制或者損傷DNA，來引起生長良好的菌株發生突變，從而改變其生長及其發酵特征。Wang 等[53]從新霉素誘變的德氏乳桿菌保加利亞亞種成功分離到2 株H+-ATPase 缺陷變種，突變菌株的H+-ATPase 活性分別降低了51.3% 和34.3%，其生長情況以及產酸能力較原始菌株明顯減弱。將突變菌株接種于發酵乳中，結果表明發酵乳在貯藏過程中的后酸化現象被顯著抑制。張祥等[54]利用硫酸新霉素誘變L.plantarumZUST 菌株，篩選出兩株低H+-ATPase 活性植物乳桿菌，從而使突變菌的產酸能力下降，對緩解后酸化現象有一定的作用。同樣，使用硫酸新霉素誘變的L.delbrueckiissp.BulgaricusND06的突變菌株ND06-2 具有較低的H+-ATPase 活性，其在發酵或者儲存過程中產生乳酸的能力明顯低于原始菌株[50]。楊玲等[55]也是用硫酸新霉素誘變，獲得1 株弱后酸化LactobacillushelveticusL551-1。與原始菌株比，L551-1 延遲了發酵過程中的產酸時間，同時使得發酵結束時的酸度更容易控制，L551-1 發酵乳貨架期后酸化問題得到顯著改善。

復合誘變是將兩種以上的方法進行結合，相較于單一誘變的方法，復合誘變可以彌補單一誘變的缺陷。李學叢[52]對LactobacilluscaseiN1115 進行紫外誘變和硫酸二乙酯誘變，采用新霉素進行篩選，誘變菌株C1可延長發酵乳冷藏期間保質期5 d 左右，并且能很好地改善原菌株N1115 的感官品質。誘變育種雖然能在短時間內得到具有弱后酸化的突變菌株，但是在突變過程中容易出現突變性狀不穩定，甚至出現突變逆轉到原始狀態的情況。

誘變育種方法可以改變菌株的性狀，延緩發酵乳的后酸化。通過增加突變頻率和數量，可以獲得更適合生產需求的菌株，以提高產品的質量和穩定性。但需要注意的是，在誘變過程中，需要對處理條件進行仔細控制，以確保獲得安全和有效的突變體。

3.3.2 改變發酵劑比例和組成

發酵劑是發酵乳發酵的基礎，其在發酵完成后同樣可代謝產生乳酸，造成后酸化現象。為了降低發酵乳的后酸化現象，研究者們采用改變發酵劑組成的策略，即從改變發酵劑的組成和比例兩個方向入手，來抑制發酵乳制品的后酸化現象。Settachaimongkon 等[56]對L.plantarumWCFS1 在亞致死脅迫（NaCl 升高和pH值較低）條件下進行預培養，將亞致死預培養的LPWCFS1 與傳統酸奶發酵劑共培養，發現添加亞致死預培養的LP-WCFS1 顯著抑制了保加利亞乳桿菌亞種的存活，從而減少了冷藏期間酸奶的后酸化。杜昭平等[57]的研究表明在發酵乳發酵過程中適當提高球桿菌比例，有利于減弱發酵乳后酸化的現象。綜上，改變發酵劑的比例和組成能在一定程度上降低發酵乳制品的后酸化現象。

3.3.3 基因工程

基因工程是在基因水平上對發酵劑進行改造，通過這種方法來達到降低發酵乳后酸化現象的目的。基因工程經常被應用于所需功能的乳酸菌的生物技術升級。與誘變育種相比，基因工程能夠跨越難以突破的物種界限，有目的地改變乳酸菌基因特征，以獲取具有穩定遺傳特性的突變菌株。李晨等[58]使用帶有ISS1的載體pGhost9：ISS1 引入到保加利亞乳桿菌中，經復制型轉座后獲得了3 株抗后酸化的突變菌株，并且得到的菌株突變性狀穩定。Zhang 等[59]評估了69 個后酸化候選基因與不同保加利亞乳桿菌發酵酸奶酸度變化的相關性，從而篩選出用于后酸化的生物標志物LDB_RS00370，并通過此標記物篩選發現100 mg/kg的煙酸可抑制發酵乳的后酸化。但是基因操作可能會使菌種間的劃分界限變得模糊，使得對發酵劑中菌種的鑒定不精確。因此，基因工程技術在抑制發酵乳制品后酸化現象中的應用還需要進一步的探究。

4 總結與展望

發酵乳因其獨特的口感和較高的營養價值備受消費者的青睞，但后酸化現象破壞了保質期內發酵乳的品質，制約了發酵乳的銷售和產業發展。本文闡述了發酵乳后酸化與發酵劑類型、乳的成分、溫度和pH值、均質和攪拌、益生菌和益生元等因素有關，并討論了其后酸化的產生機制以及控制措施。在不影響發酵乳的流變、感官性狀以及貨架期的情況下，本文中討論的各種策略可以單獨或者聯合應用，來防止后酸化的現象。但是，每種方法都有自己的優缺點。發酵乳的熱處理雖然延長了發酵乳的貨架期，減少了后酸化，但由于失去了不耐熱的生物活性肽和有益微生物，不適合作為功能性發酵產品。研究發現，CO2添加有助于延長發酵乳制品的貨架期和延緩酸的形成，但其對感官特性和后酸化的平行影響尚未見報道。新興的非熱技術（超聲、輻照等）需要進一步探索其對發酵乳或者人體是否有不利影響以及制定更加完整、有效的監管審批。細菌素在酸奶中的直接摻入因其高昂的純化成本和在食品基質中的穩定性而受到阻礙。添加防腐劑比添加細菌素的成本更加低廉，但是必須通過安全評價的驗證。進行誘變育種雖然是緩解后酸化現象的一個途徑，但是一定要經過嚴格的篩選，同時還要防止突變的菌株出現性狀的退化或者是逆轉到原來性狀。

未來有望通過以下方法來緩解后酸化：1）通過誘導成分變化來增強緩沖能力，即通過膜過濾來調整牛奶中的蛋白質/乳糖比例，從而開發用于制造溫和風味發酵產品的牛奶。2）使用包裹GRAS 抗菌劑的pH 值敏感凝膠，以便在達到所需pH 值后允許抗菌藥物的持續釋放。3）探究允許的/天然添加劑對后酸化的影響，同時結合經濟有效的加工方法進行嘗試。

總之，對于所討論的技術需要進一步的努力，以開發緩解后酸化現象且不影響其理化性狀的產品，并將其轉化為工業化生產。希望該文能夠為未來制定新的成本低且效益高的策略來緩解發酵乳后酸化的相關工作提供參考。