益生菌改善酸奶口感及調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的機(jī)制研究

Study on the Mechanism of Probiotics Improving Yogurt Taste and Regulating Intestinal Microecology

WANG Jingwen （Shenyang Normal University， Shenyang 1loo34， China）

Abstract： The metabolites produced by probiotics during the fermentation process of yogurt can significantly improve the flavor quality of the product. At the same time，as an important regulator of intestinal microecology， probioticscan maintain the dynamic balance of intestinal flora， promote the absorption of nutrients，enhance the body's immune function，and playakeyrole inregulating intestinal homeostasis.This article systematically explores the key mechanisms of probiotics in improving the taste of yogurt and regulating intestinal microecology， providing theoretical support and practical paths for the optimization and development of functional yogurt.

Keywords： probiotics; yogurt fermentation; intestinal microecological regulation

隨著人們飲食結(jié)構(gòu)的改變、生活壓力的增大以及抗生素等藥物的濫用，腸道菌群失衡引發(fā)的健康問題日益突出，表現(xiàn)為免疫力下降、消化不良甚至情緒波動等癥狀頻繁出現(xiàn)。益生菌是調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的天然衛(wèi)士，因其能有效定植于腸道、抑制有害菌生長、修復(fù)腸道屏障并激活免疫系統(tǒng)而備受關(guān)注。益生菌酸奶也憑借其優(yōu)良的口感體驗與顯著的腸道調(diào)節(jié)功能，成為功能性乳制品中的佼佼者。因此，深入探究益生菌在酸奶發(fā)酵過程中的作用機(jī)制，對于提升產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)功能性食品具有重要意義。

1益生菌改善酸奶發(fā)酵特性及品質(zhì)的機(jī)制

1.1不同益生菌菌株對酸奶發(fā)酵過程的影響機(jī)制

在酸奶生產(chǎn)中，益生菌菌株的組合與比例直接決定了發(fā)酵效率和終產(chǎn)品品質(zhì)。傳統(tǒng)上，嗜熱鏈球菌（Streptococcusthermophilus）與保加利亞乳桿菌（Lactobacillusdelbrueckiisubsp.bulgaricus）的雙菌共發(fā)酵模式已得到廣泛應(yīng)用與驗證。保加利亞乳桿菌所具有的蛋白水解能力可以將牛乳中的酪蛋白部分分解為小分子肽段與游離氨基酸，為嗜熱鏈球菌的快速生長提供更優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)來源。嗜熱鏈球菌代謝所產(chǎn)生的特定生長因子和環(huán)境因子，也能反哺保加利亞乳桿菌，使其繁殖效率和產(chǎn)酸速率得到進(jìn)一步提升。正是這一互惠共生機(jī)制，雙菌發(fā)酵比單菌發(fā)酵在縮短發(fā)酵時間、提高酸度與保證產(chǎn)品風(fēng)味方面具有更為顯著的優(yōu)勢[1]。

在工業(yè)化生產(chǎn)實踐中，不同菌種比例、接種順序以及發(fā)酵溫度和時間等變量都會對產(chǎn)品最終的發(fā)酵速度、凝乳特性和風(fēng)味走向產(chǎn)生影響。研究表明，如果僅單獨接種保加利亞乳桿菌，其強(qiáng)大的蛋白水解能力雖然能迅速提高酸度，但缺乏嗜熱鏈球菌的共同作用，酸奶的質(zhì)構(gòu)與風(fēng)味會有所欠缺。相反，若單獨使用嗜熱鏈球菌，酸奶雖易保持較高的黏稠度與香味，但最終產(chǎn)酸程度不足，成品酸度難以達(dá)到理想水平[2]。因此，在調(diào)配菌種時，需兼顧這兩大菌株的平衡，應(yīng)適當(dāng)加大嗜熱鏈球菌與保加利亞乳桿菌的接種量與比例，使其在發(fā)酵過程中形成最佳協(xié)同關(guān)系，從而獲得酸度、黏稠度、香味兼具的高品質(zhì)酸奶。

此外，酸奶發(fā)酵的溫度控制同樣重要。嗜熱鏈球菌與保加利亞乳桿菌的生理特性決定了其最適生長溫度在 40～45^°C 。溫度過低菌體活性受到抑制，發(fā)酵速度減緩；溫度過高可能導(dǎo)致菌株活力下降，甚至受熱滅活，難以達(dá)到理想的產(chǎn)酸與風(fēng)味效果。除了溫度，發(fā)酵時間的長短也對酸奶質(zhì)量有重要影響。發(fā)酵時間過短，酸度不足且風(fēng)味單一；發(fā)酵時間過長，則可能導(dǎo)致酸度過度提升，造成口感過酸，甚至出現(xiàn)乳清析出等品質(zhì)問題。因此，在優(yōu)化配方比例和設(shè)計溫度、時間梯度時，應(yīng)綜合考慮這些因素，在穩(wěn)定發(fā)酵工藝的同時，兼顧酸奶的口感和活菌含量。

1.2益生菌代謝產(chǎn)物改善酸奶口感的作用機(jī)制

乳酸是益生菌代謝過程中的主要產(chǎn)物之一，既能賦予酸奶獨特的酸爽口感，又可在一定程度上抑制病原微生物的生長，延長產(chǎn)品保質(zhì)期。然而，乳酸的過量積累會導(dǎo)致酸奶口味過酸，并產(chǎn)生乳清析出等質(zhì)量缺陷，因此必須通過優(yōu)化發(fā)酵條件和菌株組合來平衡酸度與其他風(fēng)味指標(biāo)。同時，蛋白水解與脂肪分解反應(yīng)對于提升口感、改善質(zhì)構(gòu)也具有重要意義。以保加利亞乳桿菌為代表的部分益生菌具備顯著的蛋白水解酶系，能夠?qū)⒗业鞍追纸獬啥嚯暮桶被帷Ｐ》肿游镔|(zhì)不僅能夠被其他菌株進(jìn)一步利用，從而促進(jìn)整體菌群的生長和發(fā)酵效率，還會產(chǎn)生與口感相關(guān)的一系列風(fēng)味前體物質(zhì)。例如，某些游離氨基酸在酶促或非酶促反應(yīng)中可轉(zhuǎn)化生成多種揮發(fā)性芳香化合物，從而帶來酸奶所特有的奶香與醇厚感。此外，小分子肽也可能在一定程度上賦予酸奶更細(xì)膩順滑的口感。研究顯示，向發(fā)酵體系中額外補充適度水解的酪蛋白水解物，能顯著縮短凝乳時間，促進(jìn)產(chǎn)酸速度，提高酸奶的黏度與穩(wěn)定性，并改善整體風(fēng)味。

益生菌在代謝過程中還能產(chǎn)生胞外多糖（ExopolySaccharides，EPS），提高酸奶的黏度和稠度，減少乳清析出。多糖在與牛奶中的酪蛋白和乳清蛋白相互作用時，能形成更穩(wěn)定的凝膠結(jié)構(gòu)，賦予酸奶更加絲滑、醇厚的口感。EPS還能在一定程度上與香味分子結(jié)合，從而延長香氣的滯留時間，增強(qiáng)風(fēng)味表現(xiàn)。除了基礎(chǔ)的酸度和質(zhì)構(gòu)改善，部分益生菌還能在發(fā)酵過程中合成特定風(fēng)味增效分子。例如，乙基麥芽酚等外源香味添加劑可為酸奶帶來更濃郁的香甜和水果氣息。然而，這些香味物質(zhì)可能抑制部分乳酸菌生長，因此需要通過調(diào)整添加時機(jī)與用量來減少其不良影響。因此，以“純天然發(fā)酵”概念為賣點的高端產(chǎn)品，更傾向于通過精細(xì)化控制菌株代謝來豐富風(fēng)味，減少對人工添加劑的依賴[3]。

2酸奶益生菌調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的作用機(jī)制

2.1益生菌在胃腸道的耐受性及定植能力

益生菌在人體內(nèi)能否發(fā)揮實質(zhì)作用，取決于其在胃腸道中的生存能力及定植能力。腸道環(huán)境復(fù)雜多變，從胃部到小腸，再到大腸，存在劇烈的pH梯度、消化酶攻擊以及機(jī)械性蠕動排空等多重挑戰(zhàn)。因此，僅有少數(shù)益生菌菌株能夠耐受這些嚴(yán)苛條件，最終在腸道黏膜上形成穩(wěn)定的定植。部分乳桿菌屬（如嗜酸乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、保加利亞乳桿菌等）和雙歧桿菌屬（長雙歧桿菌、嬰兒雙歧桿菌等）以及某些芽孢桿菌屬（如枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌）因具有較強(qiáng)的耐酸耐膽鹽特性而成為常用的功能性益生菌。

在酸奶制備過程中，乳酸菌參與發(fā)酵能把牛乳中的乳糖轉(zhuǎn)化為乳酸，使 pH 值明顯下降。此“先天性”的酸化過程在一定程度上可以預(yù)訓(xùn)練菌株，使其在面對胃酸時保持更高的適應(yīng)性。同時，不同菌種對于胃腸道內(nèi)的其他消化液（如蛋白酶、脂肪酶及溶菌酶等）也呈現(xiàn)出差異化的耐受能力。部分菌株可在細(xì)胞壁或細(xì)胞膜表面表達(dá)特定的蛋白或多糖結(jié)構(gòu)，以減緩消化酶破壞，提高生存率。益生菌在抵達(dá)小腸和大腸后，還需克服腸蠕動導(dǎo)致的機(jī)械性清洗效應(yīng)。若不能有效黏附或結(jié)合于腸道上皮黏膜，益生菌很可能被排出體外。為實現(xiàn)定植，益生菌往往依賴表面黏附蛋白、多糖基質(zhì)或脂磷壁酸等分子結(jié)構(gòu)，與腸道黏液層以及腸上皮細(xì)胞受體產(chǎn)生特異性結(jié)合。然而，益生菌的定植并非越多越好。過度定植可能打破本身已趨于穩(wěn)態(tài)的腸道生態(tài)，甚至在某些情況下造成益生菌依賴，使宿主喪失自行維持菌群平衡的能力。在酸奶產(chǎn)品中，活菌的水平為 10⁶～ 10⁸CFU/100g ，這與日常膳食可承受范圍相適配。盡管與腸道宏大的微生物總量（約 10¹⁴ CFU）相比，酸奶提供的益生菌絕對數(shù)量有限，但在持續(xù)、規(guī)律攝入的前提下，益生菌仍能為腸道菌群提供幫助。此外，酸奶所含的營養(yǎng)基質(zhì)（蛋白質(zhì)、乳糖、脂肪等）與益生元成分（如寡糖、多糖）也有助于提升益生菌在胃腸道中的存活率。消費者在選購時，可關(guān)注酸奶的菌種配方與活菌數(shù)標(biāo)識，并結(jié)合個人胃腸健康狀況，酌情選擇富含優(yōu)質(zhì)菌株的產(chǎn)品。

2.2酸奶益生菌優(yōu)化腸道菌群多樣性與結(jié)構(gòu)的作用

腸道微生物群是由數(shù)以千計的細(xì)菌、真菌乃至病毒共同構(gòu)成的復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)，其平衡與否直接關(guān)系到人體免疫功能、代謝狀態(tài)以及神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)等多個層面。有研究指出，規(guī)律喝酸奶 ）的個體中，檢測到保加利亞乳桿菌的比例達(dá)到 70% 以上，而幾乎不喝酸奶的人群中，此菌種檢出率僅為 28% 左右[4。乳酸菌會與宿主原生菌形成協(xié)同作用，共同對抗?jié)撛诘牟≡绱竽c桿菌、克雷伯菌等，從而減少因菌群失調(diào)引發(fā)的腹瀉、便秘、腸胃炎等問題。

益生菌酸奶優(yōu)化腸道菌群多樣性與結(jié)構(gòu)的機(jī)制，與其所產(chǎn)短鏈脂肪酸（Short-ChainFattyAcids，SCFAs）的調(diào)控作用密切相關(guān)。SCFAs能為結(jié)腸上皮細(xì)胞提供能量，促進(jìn)黏膜修復(fù)與屏障鞏固，還可降低腸道pH值，為有益菌創(chuàng)造更適宜的生存環(huán)境，同時抑制病原菌繁殖。腸道菌群多樣性增強(qiáng)的另一個重要意義在于，微生物間相互競爭與互助的平衡將更趨于穩(wěn)固，對于控制體重、維持血糖穩(wěn)定以及預(yù)防代謝綜合征均可能帶來正面效應(yīng)。除此之外，酸奶中常見的復(fù)合益生菌配方，如嗜酸乳桿菌 + 雙歧桿菌 + 鼠季糖乳桿菌，在改善腸道功能方面可能更具優(yōu)勢。多菌株協(xié)同的過程中，既可產(chǎn)生更多種類的代謝產(chǎn)物來抑制病原菌，又能廣泛參與糖類、蛋白質(zhì)及脂肪的降解與轉(zhuǎn)化，幫助宿主提高能量與營養(yǎng)的吸收效率。同時，不同菌株彼此間的生態(tài)位分工可以避免競爭性排斥，提高其在腸道內(nèi)的生存與繁殖概率，進(jìn)一步推動腸道微生物結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。

2.3酸奶益生菌增強(qiáng)腸道屏障功能的機(jī)制

腸道屏障功能是維持人體健康的關(guān)鍵，它不僅參與營養(yǎng)吸收和廢物排泄，還決定了病原微生物、毒素等有害物質(zhì)能否跨過上皮層而引發(fā)全身性炎癥或感染。益生菌酸奶在增強(qiáng)腸道屏障功能方面具有多重機(jī)制： ① 促進(jìn)緊密連接蛋白的表達(dá)，使腸上皮細(xì)胞間的連接更加緊密，減少腸壁通透性； ② 刺激腸黏膜免疫系統(tǒng)，提升分泌型免疫球蛋白等抗體的水平，有效阻擋外來病原體； ③ 促進(jìn)黏液層的生成，形成額外的物理防護(hù)屏障，減少病原菌對上皮細(xì)胞的直接附著。

雙歧桿菌屬和乳桿菌屬能在發(fā)酵或定植過程中產(chǎn)生乳酸、短鏈脂肪酸以及其他抗菌活性分子，可抑制有害菌的增殖，降低腸道pH值和局部氧化還原電位，限制多種病原體的生存空間。此外，這些代謝產(chǎn)物還是腸道上皮細(xì)胞重要的能量來源，幫助維持上皮細(xì)胞的更新與修復(fù)。當(dāng)腸道屏障相對完整且穩(wěn)固時，病原微生物和毒素更加難以跨越屏障進(jìn)入血液，從而降低全身性炎癥反應(yīng)和感染風(fēng)險。在免疫調(diào)控層面，腸道中約 70% 的免疫細(xì)胞分布在腸黏膜相關(guān)淋巴組織中。益生菌所觸發(fā)的細(xì)胞因子信號通路可使如巨噬細(xì)胞、T細(xì)胞、B細(xì)胞等局部免疫細(xì)胞活性提高，適度增強(qiáng)吞噬功能或抗體產(chǎn)生。有些菌株還能激活自然殺傷細(xì)胞（NK細(xì)胞），在身體防御病毒和腫瘤細(xì)胞方面發(fā)揮輔助作用[5]。

3結(jié)語

益生菌酸奶在調(diào)節(jié)腸道菌群、促進(jìn)胃腸蠕動、增強(qiáng)免疫力等方面發(fā)揮重要作用，但其含量和活性易受原料、加工及儲存條件影響，個體差異也會導(dǎo)致功效不同。同時，僅依靠益生菌酸奶尚難滿足全面營養(yǎng)與防病需求，輔以益生菌補劑和其他富含益生菌的發(fā)酵食品，方能取得更理想的效果。

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