屈思佳，李天密，高文惠，韩俊华

（河北科技大学生物科学与工程学院，石家庄050018）

0 引 言

在食品工业中，真菌污染及其毒素是造成经济损失、危害食品安全和消费者健康的重要原因。据统计，2015年果蔬和肉类等流通腐损率分别高达30%和13%，造成了约760亿元的经济损失[1]。其中，真菌及其毒素引起的污染占主要比例。这些毒素大部分具有高毒及致癌性[2-3]，极易在谷类、香料、棉花，甚至乳制品中存在，严重影响产品的安全和消费者健康[4-7]。

乳酸菌是全球公认的安全菌株，其代谢产物如有机酸、脂肪酸、环二肽等物质，可以起到抑制真菌生长和产毒的作用[8]。本文将对近年来国内外乳酸菌抗真菌方面的研究及应用进展做一综述，以期促进对乳酸菌抗真菌特性的探究，为开发新型生物防腐剂、保证食品安全和消费者健康起到积极作用。

1 真菌污染

丝状真菌和酵母是一类导致发酵乳制品、谷物类产品、果蔬和粮食农作物等腐败变质的微生物类群。据报道引起食品腐败的主要真菌为青霉和曲霉，其中污染谷物类产品并产生大量毒素的是镰刀菌属（Fu⁃sarium）[9]，引起硬质奶酪腐败的是娄地青霉菌（Penicilli⁃um roqueforti）和团青霉（Penicillium commune）[10]，影响焙烤食品货架期的是青霉菌属（Penicillium）、曲霉菌属（Aspergillus）、念珠菌属（Candida species）和镰刀菌属（Fusarium）等[11]。各种粮食作物、水果蔬菜和加工食品中均有不同程度的真菌及真菌毒素的污染，其中粮食作物中真菌毒素的污染普遍较为严重[12-13]。据联合国粮农组织（FAO）统计，全球约有25%的粮食作物被真菌毒素污染，造成的经济损失每年高达数百万美元[14]。据报道每年我国在生产、贮藏、运输过程中被真菌污染的粮食达3100万t，占我国粮食年总产的6.2%[15]。真菌毒素不仅对全球经济造成严重损失，而且其具有高毒性和致癌性，使得它成为了全球关注的食品安全和公共卫生问题。因此，研究开发新型、安全、更有效的抑制真菌污染的生物防腐剂迫在眉睫。

2 抗真菌活性的乳酸菌

乳酸菌广泛分布于食品和自然环境中，人和动物的口腔、胃肠道内均存在一定量的乳酸菌。目前在食品、医学和生物学等各个领域对乳酸菌都有研究，并日渐深入取得了诸多成果，包括乳酸菌的鉴定、分类、纯化以及乳酸菌降解亚硝酸盐、降低胆固醇、清除机体自由基、延缓衰老等功能特性的开发[16]。

乳酸菌作为益生菌，是公认的安全级菌株，其发酵可产生多种抑菌物质，如有机酸、苯乳酸、罗伊氏菌素、环二肽等，这些产物可以有效的抑制腐败菌和一些致病菌的生长，进而延长产品的保质期[8]。目前，国内外学者对乳酸菌抗真菌性的研究多集中在对抗真菌的物质进行分类鉴定，对其抑菌机理及具体应用的研究还少见报道。

Corsetti A[17]等报道了来自酸面团中的Lactobacil⁃lus sanfrancisco CB1具有抑制Fusarium,Penicillium,Asper⁃gillus和Monilia的作用，并鉴定了其抑菌物质为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、正戊酸和己酸等多种有机酸。随着研究的深入，越来越多的学者开始探究乳酸菌发挥抗真菌活性的确切物质。2010年，Prema P[18]等研究报道，来自青贮饲料的植物乳杆菌其抑菌活性物质主要为3-苯乳酸。Valerio[19]等研究发现，将苯丙酮酸添加到生长培养基中可以改善和优化Lb.plantarum 21B，Lb.fermentum 18B和Lb.brevis 18F对黑曲霉和娄地青霉的抗真菌活性，其抑菌效果是由苯乳酸和多聚酸等几种代谢产物协同作用产生的。部分关于抗真菌乳酸菌的研究概况如表1所示。

3 乳酸菌抗真菌活性的应用

乳酸菌产生的抗真菌物质多种多样，不同乳酸菌产生的抗真菌物质及其抗真菌机制也不相同。如有机酸是通过在低pH下解离，其H+干扰微生物细胞膜蛋白电位和膜表面的酶活性，破坏细胞膜的通透性和稳定性，进而抑制真菌的生长[34]。而苯乳酸作用的靶点可能是细胞壁，与溶菌酶的抑菌机理相似[35]。目前对于乳酸菌抗真菌活性的应用研究多集中在面包、糕点、乳酪、果蔬制品、肉制品等产品中，均起到了很好的抗真菌作用，在一定程度上延长了产品的保质期。

3.1 在面包、糕点制品中的应用

面包、糕点等制品储存时间较短，因此关于乳酸菌抗真菌活性的研究多集中在如何改善这类产品的保质期。Baek E等[36]研究发现，Leuconostoc citreum和Weissella confusa发酵产生的有机酸，包括乳酸和丁酸，可有效地延缓米面团中Cladosporium sp.YS1、Neurospo⁃ra sp.YS3和Penicillium crustosum YS2的生长，且米面团中乳酸菌的抗真菌活性远远超过了0.3%的丙酸钙的抗真菌效果。结果表明，乳酸菌可以有效改善米糕的储存期，其产生的多种代谢产物中，除有机酸外，苯乳酸也起到了抑制真菌生长的作用。Lavermicocca P等[37]分别用Lb.plantarum 21B和不产生苯乳酸的Lactobacil⁃lus brevis发酵制作面包，发现用Lb.plantarum 21B发酵制作的面包中黑曲霉的生长延迟了7 d。同时发现，除有机酸和苯乳酸外，环二肽也在一定程度上抑制真菌的生长，从而在延长面包保质期上发挥了重要作用。Ryan LA等[38]的研究也发现，Lb.plantarum FST 1.7在发酵面包和酸面团过程中产生的环二肽对面包的贮存起着保护作用。除此之外，还有其他代谢产物可抑制真菌的生长。如Garofalo等[39]研究报道了Lb.ros⁃siae LD108和Lactobacillus paralimenarius PB127均表现出防止面包中腐败霉菌Aspergillus aculeatus生长的能力，其主要抑菌物质为抗菌肽。Black BA等[40]在L.ham⁃mesii发酵面包的制作中加入0.15%的coriolic acid，发酵后面包的保存期延长了2～6 d。进一步研究发现，由于L.hammesii将酸面团中的亚油酸转化成单羟基十八碳烯酸，使得所得到面包表现出显著的抑制真菌生长的作用。目前的多种应用研究都表明，抗真菌乳酸菌在面包、糕点等焙烤制品中具有很好的应用前景。

表1 乳酸菌抗真菌特性的研究概况

3.2 在奶酪中的应用

国内的奶酪市场也日渐升温，如何更好的提高产品质量、保障其安全也逐渐引起关注。近几年，关于利用乳酸菌的抗真菌活性丰富奶酪产品的风味、改善质地、延长产品保质期的应用研究也逐渐增加。Lynch KM等[41]在对Lactobacillus amylovorus DSM 19280的研究中发现，该菌株可产生多种抗真菌物质，如4-羟基苯甲酸、壬二酸、苯乳酸、苯甲酸、氢化肉桂酸、水杨酸等，在不改变干酪组成成分、生化性质且不影响蛋白水解的情况下，它能提高干酪的货架期。这株乳酸菌对软质干酪和硬质干酪产品都非常有利，可以延长保质期6 d，是作为切达干酪生产的非常优良的辅助发酵剂。同样，Elsie等[26]从多种草药、水果和蔬菜中分离到的植物乳杆菌，也表现出很强的抗真菌活性，应用于奶酪中，与对照相比，使干酪的保存期延长14至25 d以上。Sedaghat H等[42]研究发现，5种非发酵乳酸菌（Lb.plantarum PIN,Lb.plantarum CAG23,Lactoba⁃cilluscaseiD31,Lb.pentosus H39,Lb.plantarum NBRC107151）均可延迟干酪表面黄曲霉和寄生曲霉的菌丝体生长。与其他菌株相比，Lb.plantarum PIN表现出最强烈的抗真菌活性，并在19 d和22 d分别使黄曲霉和寄生菌菌丝生长显著延迟。大量应用研究结果均显示，部分非发酵型具有抗真菌活性的乳酸菌可以用于控制奶酪保存期间霉菌生长所引起的质量问题，延长产品的保存期。与此同时，需要做更多的研究，探索其对不同品种奶酪的有效性及应用方法，还需要感官分析来确定乳酸菌其抗真菌化合物是否会影响奶酪和奶酪产品的风味。

3.3 在其他产品中的应用

在青贮饲料中，乳酸菌的抗真菌活性同样得到了广泛应用。2009年，Tanaka O等[43]将Lb.coryniformis strain 394接种在青贮饲料中发现，该菌株在发酵过程中产生3-羟基丙醛，有效的防止了青贮饲料的丁酸发酵和有氧腐败。在一些谷物汁中，真菌的防治也是必不可少的。白凤翎等[44]研究发现Lactobacillus bulgaricus对果蔬中的曲霉表现出较强的拮抗作用，Streptococcus thermophilus和Lactobacillus acidophilus对根霉的生长也具有较强的抑制作用，且在7 d内保持抑制活性。Peyer LC等[45]在乳酸菌发酵麦芽汁的研究中也发现，该发酵产物可显著抑制黄色镰刀菌的生长，主要活性物质为有机酸。该研究也进一步提出，可以使用有机酸、酚酸等混合来提高对真菌的抑制效果。

4 展 望

抗真菌活性的乳酸菌在焙烤制品、奶酪、果蔬制品、肉制品等产品中已经显示出很好的效果，将展现出巨大的应用潜力。后续研究有望集中在（1）明确其抗真菌的活性成分及其分离提取的工艺过程和必要性；（2）探索该菌株应用于产品时的发酵特性及应用方法，在抑制真菌的同时是否会引起产品风味、组织状态等的劣变；（3）该抗菌成分与其他物质的相互作用，是否表现出协同增效等。乳酸菌是全球公认的安全菌种，也将是生物防腐剂的重要来源。鉴于真菌污染的普遍性及其毒素的严重危害，开发和利用乳酸菌及其代谢产物将具有重要意义。