杜兰威，单蕊，赵蕾，张弘

（天津市食品研究所有限公司，天津301609）

乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）是发酵碳水化合物的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。凡是能从葡萄糖或乳糖的发酵过程中产生乳酸的细菌统称为乳酸菌[1]。是一种存在于人类体内的益生菌，不仅可以增加免疫能力还可以起到改善机能延缓衰老等保健作用。利用乳酸菌进行食品发酵的历史比较长，而且也都是比较的重视。乳酸菌的用途也在不断的被人们所开发利用，人们将乳酸菌用于制造酸奶、奶酪、泡菜、酸菜、与其他发酵食品以及一些保健品。同时乳酸菌具有调节人体机能，延缓衰老，预防疾病等作用。

1 乳酸菌的生理功能

1.1 改善人体机能

乳酸菌发酵产生的有机酸以及一些特殊酶系与乳酸在体内的代谢能改善人体的血脂。活性乳酸菌在肠道中的代谢物可以调节肠道中的菌群平衡，改善肠道功能，此外，乳酸菌能够抑制腐败菌的繁殖，减少腐败菌产生的毒素，清除肠道垃圾，从而减轻了肝脏的解毒重荷，改善肝功能。部分乳酸菌，尤其是以活菌形式达到肠道的乳杆菌，可以在肠道内形成促进机体吸收，可以调节血压的矿物质，部分乳酸菌产生的胞外多糖可能也具有一定的降压作用。乳酸菌代谢可以显著减少肠道对胆固醇的吸收，同时，乳酸菌可以吸收部分胆固醇，将其转化成为胆酸盐排出体外。

1.2 增强免疫功能

人体的免疫细胞分为两种：特异性免疫与非特异性免疫。非特异性免疫是指人体与生俱来的，通过粘膜机械阻挡以及分泌物杀菌。特异性免疫是指人体受到抗原物质刺激后获得的抵抗能力。乳酸菌增强免疫主要表现在两个方面：一是影响非特异性免疫答应，增强吞噬细胞，刺激单核因子分泌。二是刺激特异性免疫答应，将强细胞免疫，提高机体的抗病能力。

1.3 延缓人体衰老

乳酸菌可能产生超氧化物气化酶，清除体内代谢过程中过盛的超氧阴离子自由基，同时乳酸菌产生的乳酸，抑制肠道腐败细菌生长，延缓人体衰老。

1.4 其他功能

乳酸菌可以产生一些特殊酶类，这些酶可以加速乳酸菌生长，维持肠道平衡，促进机体健康。另外，乳酸菌还能产生有机酸，使钙、磷等元素处于易吸收的离子状态，利于骨骼生长，可以预防贫血和软骨病等。

2 乳酸菌在食品中的应用

2.1 在乳制品加工中的应用

发酵乳产品已经成为世界公认的保健型饮品，目前乳制品已成为人类食品的重要组成部分，主要是以乳或者乳制品为主要原料，经乳酸菌加工的发酵制成。乳酸菌在乳品加工中的主要作用除了提高营养价值外，还有以下几个方面：产生乳酸、分解蛋白质机体吸收、形成具有特殊风味物质；提高机体的抗病能力、产生抑菌物质具有杀菌作用等[2]。

2.1.1 酸奶

随着酸奶越来越受到消费者的喜爱，酸奶的生产企业也在增加，产量也在不断地提高，这就对酸奶的工业生产提出了更严格的标准[3]。酸奶是以鲜牛奶或奶粉为主要原料，大多数是经过巴氏灭菌处理后，利用乳酸菌在奶中分解产生乳酸，是乳酪蛋白发生凝集，形成口味纯正的酸奶。

2.1.2 发酵奶油

发酵奶油是一种以奶油作为原料，利用乳酸菌中的乳链球菌、乳脂链球菌、丁二酮链球菌混合制成的发酵剂，与奶油进行发酵，形成发酵奶油。

2.1.3 干酪

干酪是在经过灭菌冷却后的原料乳中加入适量的乳酸菌发酵剂和凝乳酶，使蛋白质凝固，分离出乳清压制块状而制成的发酵乳制品[4]。通常选用两种或两种混合乳酸菌作为发酵剂，使干酪既可以达到成熟，形成独特的风味，还可以节约成本，提高生产效率。

2.1.4 乳酸菌发酵复合型酸奶

乳酸菌发酵复合型酸奶是利用乳酸菌分解奶中的乳糖，从而产生乳酸，使酸奶的pH 值下降，从而使发酵的酸奶具有更好的凝固性，增加口感[5-8]。

2.2 在果蔬发酵中的应用

乳酸菌在果蔬发酵中的应用最普遍的就是乳酸菌生产酸菜、泡菜、橄榄菜等。其原理为利用蔬菜中附着的乳酸菌以及一些人工选育的优良菌种进行的一系列微生物发酵，最后得到成品泡菜的过程。泡菜中含有的乳酸菌能促进人体肠胃蠕动，还有降脂、增强机体免疫力的作用。可用于果蔬发酵的菌种大致包括：嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、肠膜明珠球菌、粪链球菌等。

2.2.1 发酵泡菜

泡菜以其独特的爽脆口感深受人们欢迎，泡菜作为一种大众发酵食品已经有了上千年的历史。传统的发酵泡菜工艺就是利用附着在蔬菜表面的乳酸菌在一定浓度的盐水溶液内进行的自然发酵。但是，传统工艺的泡菜存在储存周期短、生产周期长、产品质量不稳定、亚硝酸盐含量高不利于人体将康等问题。与泡菜传统生产方法自然发酵相比，现代工业化的生产就是要先选取优良的乳酸菌菌种，同时将蔬菜表面进行一次灭菌处理，这样不仅可以去除蔬菜表面的微生物保留蔬菜自身的口味，而且还能提高乳酸菌的酶活性，产酸性温和，产香性优良，抗逆性好。生产前要先选择好最佳的反应温度、最适宜的pH 值，生产时要控制好厌氧条件从而达到最终适宜的酸度、口感，同时解决了传统工艺存在的一些弊端[9]。

2.2.2 发酵果蔬汁饮料

新鲜的果蔬汁能够为人体提供多种的微量元素，补充维生素，调整人体机能。但是，现榨果蔬汁存在有些果蔬所特有的异味，以及保存周期短的问题[10]。所以发酵果蔬汁是近年发展起来的新兴饮料。乳酸菌在果蔬发酵时产生的糖类转变成为乳酸，利用乳酸菌发酵果蔬汁可提高果蔬汁的营养价值、改善风味、延长保存期，并增加其保健作用。

2.3 在酿酒及调味品领域的应用

2.3.1 在酿酒工业中的应用

乳酸菌在葡萄酒酿造中的应用主要是苹果酸-乳酸发酵。由于明串球菌均有在较低pH 值环境下可以有较高的苹果酸分解率，所以在明珠串球菌乳酸菌的作用下，降低了葡萄酒的酸度，增加了酒的果香和酒香，使葡萄酒产生特殊风味，形成了柔和的口感。

乳酸菌在啤酒酿造中的应用主要是利用乳酸菌以及乳酸杆菌为菌种，以头道麦芽汁为培养基经过发酵得到乳酸，然后通过生物酸化技术提高酶活性，抑制有害菌生长，提高麦芽醪的通透性，使啤酒具有较浅的色度、较多的含氮物质和适宜的多酚，还可以通过乳酸来改变酿造用水的酸度，从而提高啤酒的生物稳定性。乳酸菌能够产生各种抑菌物质，从而保持啤酒的新鲜度，提高口感度。

乳酸菌在白酒的酿造工程中，利用酒曲中的糖类产生乳酸，从而与乙醇形成乳酸乙酯，使白酒口味丰富，口感更佳。

乳酸菌在黄酒的酿造过程中，也起到了一定的作用，通过乳酸菌的发酵得到醋酸和乳酸，可以起到调节pH 值，抑制杂菌生长，调节黄酒口味的作用。

2.3.2 在调味品中的应用

乳酸是酱油的重要呈味物质和理化指标，酿造酱油过程中，适当接种人工乳酸菌可以使酱油增加香味，改善口味[11-13]。利用乳酸菌将葡萄糖分解为乳酸，与酱油中的酵母生成乙酸醇，反应产生乙酸乙酯，从而形成了酱油的独特风味。醋作为重要的调味品在中国的历史上有很长时间了，食用醋中含有大量营养物质，而乳酸作为食醋中的第二大有机酸，起到了改良风味、平衡醋酸、提升食醋品质的作用。腐乳作为一种常见的餐桌调味品，既可以单独食用，也可以用来烹调菜肴。乳酸菌在其中起到了巨大的作用，一方面对腐乳风味物质的产生有决定作用，另一方面还可以加快腐乳的成熟速度[14-16]。

2.4 在肉制品中的应用

乳酸菌作为腌制剂或添加剂应用到肉制品中，乳酸菌作为腌制剂主要应用在香肠火腿、腊肠等，需要腌制工序的肉制品主要是利用乳酸菌产生的乳酸通过大量高效的繁殖，起到抑制有害微生物的生长，提高蛋白质含量，以达到提高产品质量的目的。利用乳酸菌生产的肉制品具备如下优点：良好的感官性、丰富的营性可靠的安全性、较长的耐贮性以及突出的时效性、有利于消化吸收、抑制腐败菌生长、延长保质期、提高产品的质量。随着电视专题片《舌尖上的中国》的热映，越来越多的各地各民族的美食被大家熟知，其中“雷州鱼酱”的制作便是利用了乳酸菌产酸对鱼制品蛋白质的影响。随着发酵时间延长，pH 值不断下降，使蛋白质发生变性聚集，使水溶性蛋白和盐溶性蛋白不断下降，不溶性蛋白逐渐增加，是鱼肉形成凝胶的关键。乳酸菌促进鱼肉中蛋白质的水解，提高鱼中可溶性蛋白、氨基态氮和总酸含量，产生大量游离氨基酸，形成其特有的挥发物质[17-18]。

2.5 在谷物制品中的应用

以乳酸菌与酵母菌作为混合发酵剂，小麦、大米、等谷物为原料经乳酸发酵后，所得各种微量元素和氨基酸含量增加，营养更丰富。经乳酸菌发酵的谷物制品目前主要有酸面包、乳酸发酵糕点、谷物乳酸发酵饮料等。这种面包具有营养健康、调节人体生理功能等特点，从感官和营养价值方面都优于传统工艺的面包。还有就是将豆类玉米等作为主要原料，通过乳酸发酵可以有效地较少豆类中特有的异味，调节肠道功能，提高机体吸收，增加营养物质摄入[19]。黑米含有丰富的蛋白质、矿物质以及多种维生素等，将黑米研磨打碎，液化成为黑米汁，再接种乳酸菌进行发酵，这样制得的谷物饮料营养丰富、可以调节人体机能[20]。

2.6 发酵蛋制品中的应用

发酵蛋制品是指以蛋类作为主要的原料，在乳酸菌的协同作用下，形成的一种产品。因为鸡蛋自身营养价值已经很高了，辅以其他营养物质作为辅料，经过乳酸菌的发酵作用，使得这类产品的营养更易被吸收，同时乳酸菌发酵产生的脂肪酶可以起到鸡蛋对人类制敏性有一定的影响。

3 乳酸菌的研发动态

近年来国际上对乳酸菌等益生菌的研究显得非常活跃，增长指数在逐年增长，呈上升发展态势。国内外有关乳酸菌食品的研发热点及动态主要体现在以下几方面。

3.1 活性直投式乳酸发酵剂的研制

在食品向天然型、功能型发展的今天，乳酸菌制品正越来越受人们重视。这就对乳酸菌发酵剂的品种、种类提出新的要求。目前，传统的乳酸菌发酵剂由于存在种种弊端，取而代之的是一具有活性的直投式粉末发酵剂。此类发酵剂不仅可以直接用于生产发酵乳制品，也可以作为食品添加剂使用或者直接食用，简化产品生产工艺，有利于保证产品质量，防止菌种污染。高效直投式酸奶发酵剂是一类新型的商品化生产菌种，在国外其制备技术已经较为成熟，但在国内尚处于起步阶段，市场被国外企业垄断，因此开发具有自主产权的直投发酵剂产品及制备技术显得尤为重要[21-24]。

3.2 浓缩乳酸发酵剂的研究

浓缩型乳酸发酵剂起源于20 世纪初期，发展至今已经具有一定的商业价值与应用规模。浓缩型乳酸发酵剂是一种高密度纯培养物，具有活力较强、遗传性好、便于储藏携带、可以安全使用等特点，可直接作为发酵剂使用，与一般人工接种的相比，接种量大大降低，这就达到了减少菌种车间的投资，防止菌种的污染与退化，提高产品质量与生产率，缩短生产周期[25-27]。

3.3 乳酸菌筛选标记的研究

传统乳酸菌载体会带有1 个或多个特定编码的异源抗性基因，如果将这些抗性基因投入到生产中会带来生物安全性的隐患，所以为了防止引起的的危害，最有效的方法就是采用食品级的载体筛选标记。常用的筛选标记法有：nisin 抗性标记、免疫性标记、互补型筛选标记等[28-30]。

4 展望

乳酸菌作为最早被人类所认知的微生物之一，备受国内外人们的重视。随着人们生活水平与健康意识不断提高，同时也对食品安全要求提出更高要求。食品经过发酵，不仅口味有所改变，还增加了食品的营养价值，对机体有保健作用[31-32]。虽然乳酸菌目前的应用已经比较广泛和全面，但是仍存在有待改善的地方，如利用乳酸菌发酵产品的优势，研发更多的新型品种，拓展乳酸菌来源，将发酵性能优良并具有特殊保健功能的乳酸菌种应用到食品中[33]。随着科学技术的提高发展，乳酸菌在食品安全性还有待进一步研究。今后乳酸菌在食品以及保健品领域都会有更加广阔的空间，乳酸菌的应用将成为一大重要的研究方向。