發(fā)酵乳中常見微生物應(yīng)用研究進展

焦晶凱

（乳業(yè)生物技術(shù)國家重點實驗室，光明乳業(yè)股份有限公司乳業(yè)研究院，上海200436）

0 引言

世界上有非常多的發(fā)酵乳類型，如酸奶、開菲爾、維利等。它們基于乳酸菌、酵母菌和霉菌菌種的發(fā)酵，發(fā)酵菌種的多樣化致使發(fā)酵乳的風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)也各有千秋。使用酵母菌作為發(fā)酵劑的發(fā)酵乳產(chǎn)品典型代表是開菲爾，開菲爾中由于包含乳酸、乙醛、3-羥基丁酮、少量酒精等物質(zhì)而呈現(xiàn)特殊的風(fēng)味。開菲爾是由開菲爾粒發(fā)酵而成，開菲爾粒由乳酸菌、酵母菌和醋酸菌等維持一個平衡的微生物體系[1-2]。發(fā)酵乳制品種類多種多樣，這些發(fā)酵乳主要的區(qū)別方式是其中特征微生物的不同，從而導(dǎo)致其終產(chǎn)品特點的不同，除酸奶、開菲爾等常見發(fā)酵乳制品外，不同地區(qū)也具有一些特色發(fā)酵乳，如“Filmjolk”、“Ymer”和 Acidophilin等，文中將進一步闡述這些發(fā)酵乳制品的特點及特征微生物。

1 乳酸菌

1.1 酸乳

傳統(tǒng)酸奶主要使用德氏乳桿菌保加利亞亞種（Lactobacillus delbrueckiissp.Bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）作為酸奶的發(fā)酵菌種，國標(biāo)也因此定義酸乳為“以生牛（羊）乳或乳粉為原料，經(jīng)殺菌、接種嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌（德氏乳桿菌保加利亞亞種）發(fā)酵制成的產(chǎn)品”。嗜熱鏈球菌和德氏乳桿菌保加利亞亞種對于酸奶的發(fā)酵有特殊的功能，不僅單一菌種的特性和添加量對于酸奶的質(zhì)地和風(fēng)味有重要影響，兩種菌的添加比例在酸奶的發(fā)酵中也有一定的講究。

1.1.1 德氏乳桿菌保加利亞亞種

乳酸桿菌（Lactobacillus）是一類革蘭氏陽性、無孢子、桿狀、過氧化氫陰性、微量需氧型細(xì)菌。濃度為5%的二氧化碳可以促進它們的生長。保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）是三種德氏乳桿菌亞種（Lactobacillus delbrueckiissp.）中的一種[3]，另外兩個亞種分別是德氏乳桿菌乳酸亞種（Lactobacillus delbrueckiissp.lactis（Lactobacillus lactis））和德氏乳桿菌德式亞種（Lactobacillus delbrueckii ssp.delbrueckii）。保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）和乳酸乳桿菌（Lactobacillus lactis）是奶和奶制品中的常見菌種。乳酸桿菌通常被劃分為三個部分：專性同型發(fā)酵、兼性異型發(fā)酵和專性異型發(fā)酵。保加利亞乳桿菌（Lactobacillus Bulgaricus）、嗜酸乳桿菌（Lactobacillus Acidophilus）、乳酸乳桿菌（Lactobacillus lactis）和瑞士乳桿菌（Lactobacillus Helveticus）均屬于專性同型發(fā)酵菌株[4]。保加利亞乳桿菌（Lactobacillus Bulgaricus）的最適生長溫度為45℃。目前，已經(jīng)測序了兩株保加利亞乳桿菌（Lactobacillus Bulgaricus）的完整基因組序列，分別是保加利亞乳桿菌（Lactobacillus Bulgaricus）ATCC 11842和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus Bulgaricus）ATCC BAA-365[5]。

1.1.2 嗜熱鏈球菌

嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）被廣泛應(yīng)用于乳制品的發(fā)酵應(yīng)用中，因為它具有重要的商業(yè)意義，因此嗜熱鏈球菌的物理、生理和代謝特征被廣泛研究。如對碳水化合物發(fā)酵過程分子基礎(chǔ)的研究，包括乳糖轉(zhuǎn)移和代謝的特殊途徑研究。由嗜熱鏈球菌產(chǎn)生的胞外多糖在乳制品發(fā)酵過程中具有重要的功能特性，一些胞外多糖已被提取和鑒定。嗜熱鏈球菌抵御細(xì)菌噬菌體的抗性機制是目前學(xué)者們的研究熱點，特別是CRISPR系統(tǒng)。近來也成功鑒定和測序了一些嗜熱鏈球菌的基因組序列[6]。

1.1.3 菌株間的相互作用

等量的嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）和保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）可以得到風(fēng)味更佳的酸奶產(chǎn)品。酸奶的主要發(fā)酵劑在發(fā)酵期間具有專性共生關(guān)系，并且已經(jīng)得到了大眾的廣泛認(rèn)可?；旌暇臧l(fā)酵所產(chǎn)生的酸和風(fēng)味物質(zhì)的速率遠遠高于單獨菌株的發(fā)酵。酸奶發(fā)酵菌株生長需要碳源和氮源，保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）產(chǎn)生的細(xì)胞結(jié)合蛋白（特別是prtB）可以產(chǎn)生小肽和氨基酸，主要是纈氨酸，由乳桿菌生成的多肽和氨基酸可以被嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）的生長所利用[7]。嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）代謝產(chǎn)生的肽、嘌呤、草酞乙酸、磷酸二鈉、延胡索酸、酪蛋白水解產(chǎn)物、二氧化碳等可以促進保加利亞乳桿菌（Streptococcus Thermophilus）的生長。嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）的蛋白酶活力遠低于保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）[8]。但是嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）的肽酶可以水解保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）水解酪蛋白的中間產(chǎn)物，這是兩種酸奶發(fā)酵劑協(xié)同作用的關(guān)鍵點。研究發(fā)現(xiàn)乳經(jīng)強熱處理后含有甲酸鈉，甲酸鈉可以促進保加利亞乳桿菌生長。因此熱處理乳可以加速保加利亞乳桿菌的產(chǎn)酸過程，嗜熱鏈球菌在生長過程中代謝能夠產(chǎn)生甲酸，甲酸可以刺激保加利亞乳桿菌的生長。此外嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）產(chǎn)生嘌呤、嘧啶、二氧化碳、草酰乙酸和反丁烯二酸，這些這些產(chǎn)物均會刺激保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）的生長。丙酮酸、二氧化碳也能夠刺激保加利亞乳桿菌的生長。有研究認(rèn)為保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）的蛋白水解力還受溫度及可溶性氮含量的影響；另外保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）在牛奶中生長更傾向于利用β-酪蛋白作為氮源，也就是說蛋白的類型也是保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）生長的主要影響因素。協(xié)同作用所帶來的作用是這些菌種更佳快速的生長并有效將乳糖代謝為乳酸，使酸奶發(fā)酵在3.5～4 h內(nèi)完成。此兩種菌發(fā)酵產(chǎn)生的酸奶風(fēng)味與其他發(fā)酵乳明顯不同，由混合發(fā)酵劑發(fā)酵產(chǎn)生的主要風(fēng)味物質(zhì)乙醛可達到40 mg/kg。

值得注意的是并不是所有的嗜熱鏈球菌菌株（Streptococcus Thermophilus）和保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）之間均存在協(xié)同共生作用。事實上，它們之間也存在不同程度的拮抗抑制作用。有學(xué)者在研究了366對保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）之間的協(xié)同生長后發(fā)現(xiàn)，僅有8對菌株間存在協(xié)同共生作用，即非協(xié)同生長的比例為97%。研究的64對菌株組合，僅有12對菌株間存在共生作用，即80%的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌之間沒有表現(xiàn)出協(xié)同生長的能力。有研究表明，保加利亞乳桿菌產(chǎn)生的過氧化氫對具有益生作用的乳酸菌有抑制作用；嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）能夠產(chǎn)生細(xì)菌素，同樣保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）也能夠產(chǎn)生細(xì)菌素。有學(xué)者研究了嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）產(chǎn)生的細(xì)菌素347在100℃、l h加熱處理后，其抑菌活性仍存在，并使用SDS-PAGE分析驗證一個分子量在2.5～6.2 ku的蛋白類物質(zhì)能夠影響其殺菌活性。嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）的抑菌活性也與一個分子量大約為2.5Kda的蛋白質(zhì)有關(guān)。有學(xué)者研究保加利亞乳桿菌菌株（L.Bulgaricus）VI1005與德氏乳桿菌菌株（Streptococcus Thermophilus）VI1007之間的相互關(guān)系，當(dāng)在菌株VI1005的培養(yǎng)液中添加菌株VI1007無細(xì)胞發(fā)酵液后，42℃培養(yǎng)4 h時，菌株VI1005的活菌數(shù)較培養(yǎng)開始時下降了1000倍，24 h后的活菌數(shù)為0；而VI1005菌株對照組的活菌數(shù)培養(yǎng)4 h后增加了40倍。如果用蛋白酶處理菌株VI1007的無細(xì)胞發(fā)酵液，則可以緩解德氏乳桿菌VI1007無細(xì)胞發(fā)酵液對保加利亞乳桿菌VI1005的殺菌作用，這意味著菌株VI1007無細(xì)胞發(fā)酵液的抑菌物質(zhì)屬于蛋白類成分。多位學(xué)者已經(jīng)證實嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）和保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）也能夠代謝生成細(xì)菌素，且嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）對保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）的抑制作用主要與細(xì)菌素物質(zhì)的產(chǎn)生有關(guān)。細(xì)菌素屬于熱穩(wěn)定的、小分子量的非羊毛硫多肽物質(zhì)。因此在發(fā)酵工業(yè)中，應(yīng)特別注意避免兩種菌株之間的相互抑制作用，有助于提高酸奶的產(chǎn)量。

1.2 Ayran發(fā)酵乳

1.2.1 Ayran來源

在土耳其，aryan是最流行的發(fā)酵乳飲品，它可歸類為稀釋或飲料制品一類，相傳aryan是在一場戰(zhàn)爭中因G?kiirks將酸奶用水稀釋來降低酸度而得以發(fā)明，然后aryan由中亞傳到安那托利亞、巴爾干半島和中東地區(qū)。但土耳其的aryan有其自身特殊的質(zhì)地和風(fēng)味。

1.2.2 Ayran微生物

酸奶發(fā)酵劑菌種嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）和保加利亞乳桿菌（L.Bulgaricus）同樣被用于ayran的發(fā)酵，ayran的質(zhì)地和性狀很大程度取決于這些菌株的活性，因此，選擇合適的發(fā)酵菌株至關(guān)重要。

在ayran生產(chǎn)中普遍使用酸奶發(fā)酵菌種，產(chǎn)粘特性低且發(fā)酵速度慢的菌種為ayran生產(chǎn)優(yōu)選菌株，因為此類菌株可獲得特性穩(wěn)定的ayran[9]，ayran發(fā)酵終點pH值也很關(guān)鍵，培養(yǎng)溫度和菌株活性會直接影響產(chǎn)品的最終pH值。有學(xué)者研究攪拌型發(fā)酵乳終點pH值為4.2～4.4相對于pH值為4.7～4.8可以獲得粘性更佳的產(chǎn)品，同樣也有研究證明低pH值（4.3）與高pH值（4.6）相比，低pH值發(fā)酵ayran可以獲得更好的質(zhì)構(gòu)。如表1所示[10]，降低終點pH值會減少乳清析出，增加黏度，但同時也會帶來低pH值對后酸化的影響，導(dǎo)致產(chǎn)品過酸。

表1 發(fā)酵終點pH值對Ayran乳清析出和粘度的影響

Ayran菌種與酸奶微生物類似。工業(yè)化條件下，ayran菌種更加穩(wěn)定，也就是說工業(yè)化生產(chǎn)ayran僅包含酸奶菌種。但是家庭手工制ayran易受雜菌污染，酵母特別是馬克思克魯維酵母（Kluyveromyces）和釀酒酵母（Saccharomyces）常見于ayran中。ayran中的菌種要比酸奶中菌種數(shù)量大。

在酸奶中，發(fā)酵劑可以產(chǎn)生胞外多糖（EPS），從而增加持水性[11-12]，這些菌株產(chǎn)黏特性較好，可增加酸奶的穩(wěn)定性，ayran也一樣，但是需要注意的是并不是所有產(chǎn)EPS菌株都可增加黏度或減少乳清析出，EPS的數(shù)量，化學(xué)結(jié)構(gòu)以及與牛奶蛋白作用程度均會對黏度產(chǎn)生影響。如表2所示[10]，一些產(chǎn)粘好的菌株不一定提高ayran的質(zhì)構(gòu)特性。換句話說產(chǎn)EPS高的菌株也不一定能夠提高ayran的特性，即使它們可能會提高其他發(fā)酵乳制品的特性，其原因可能為ayran中的蛋白含量減少等原因而使蛋白質(zhì)之間相互作用增強。

1.3 嗜酸菌牛奶

1.3.1 嗜酸菌牛奶

酸乳桿菌（Lactobacillus Acidophilus）有益于人體健康，通過對其生物組學(xué)的研究，使我們更加清楚嗜酸桿菌在人體內(nèi)的作用機制[13]，它對生長條件要求苛刻，在牛奶中生長緩慢[14]，因此在生產(chǎn)嗜酸菌牛奶時一定要注意發(fā)酵細(xì)菌的活性。在發(fā)酵過程中牛奶的pH值經(jīng)常會超過嗜酸乳桿菌的最適生長酸度范圍（pH值為5.5～6.0），從而導(dǎo)致嗜酸菌數(shù)量的降低。較高的處理溫度有助于后續(xù)嗜酸乳桿菌的生長，因為嗜酸乳桿菌具有相當(dāng)?shù)偷牡鞍酌富钚?，高強度熱處理為嗜酸乳桿菌提供了變性蛋白和多肽等營養(yǎng)成分，對其后續(xù)生長極其重要。嗜酸菌接種量一般為2%～5%，發(fā)酵完成后嗜酸乳桿菌的數(shù)量大約為（2～3）×109mL-1。過長時間發(fā)酵會帶來一些不良反應(yīng)，如到達消費終端時，活菌數(shù)量會減少。為了克服長時間發(fā)酵帶來的問題，Nahaisi和Robinson[15]使用嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）和保加利亞乳桿菌（Lactobacillus delbrueckiisubsp.Bulgaricus）混合菌替代25%的嗜酸乳桿菌進行發(fā)酵，但值得注意的是，保加利亞乳桿菌產(chǎn)生的過氧化氫對嗜酸乳桿菌有一定抑制作用。

表2 使用產(chǎn)黏和非產(chǎn)粘發(fā)酵劑對Ayran產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)影響

1.3.2 甜嗜酸菌牛奶（Sweet Acidophilus Milk）

盡管嗜酸菌牛奶的益生作用被廣泛認(rèn)可，但是由于其酸牛奶的風(fēng)味不被大眾接受而限制了其消費量。因此，為改善嗜酸牛奶的風(fēng)味使其更加符合大眾的喜好，甜嗜酸菌牛奶應(yīng)運而生，并流入市場。由于嗜酸乳桿菌在低溫（＜10℃）條件下不生長，在5℃下無菌條件下將嗜酸乳桿菌加入到巴氏殺菌奶中，這些菌可以存活14 d而不降低牛奶的pH值。最初加入到牛奶中的嗜酸乳桿菌推薦量為4×109cuf/mL，并在保質(zhì)期內(nèi)保持這些菌的數(shù)量在規(guī)定要求的益生菌作用量之上。也可以使用凍干粉，凍干粉可以在4℃下以58%的存活率存活23 d。

1.4 雙岐乳桿菌乳和嗜酸菌-雙岐乳桿菌乳

工廠加工雙歧乳桿菌乳和A/B乳與嗜酸菌牛奶相似，預(yù)先均質(zhì)達到預(yù)定蛋白和脂肪的含量，將牛奶加熱到80～120℃，保持5～30 min，然后迅速冷卻到37℃；向牛奶中加入10%的兩岐雙岐桿菌（Bifidobacterium Bifidum）和長雙歧桿菌（Bifidobacterium Longum）凍干粉，發(fā)酵到終點pH值為4.5。發(fā)酵結(jié)束后，終產(chǎn)品迅速冷卻到10℃以下后包裝，產(chǎn)品有輕微酸味，乳酸和醋酸的比例為2：3，儲藏兩周后雙歧桿菌（bifidobacteria）數(shù)量大約在108～109mL。

用于生產(chǎn)A/B乳的牛奶一般標(biāo)準(zhǔn)化到蛋白質(zhì)高于脂肪含量，標(biāo)準(zhǔn)化牛奶加熱到75℃，保持15 s或85℃保持30 min。在牛奶冷卻到37℃后，加入嗜酸乳桿菌（Lactobacillus Acidophilus）和雙歧桿菌（Bifidobacteria）凍干粉，發(fā)酵到pH值為4.5～4.6，大約發(fā)酵16 h。隨后將發(fā)酵好牛奶冷卻到10℃以下，終產(chǎn)品包含益生菌108～109mL-1，貨架期月20 d。A/B乳有芳香和輕微的酸味，黏度很高。

也可以通過簡單向冷的巴氏殺菌乳中加入嗜酸乳桿菌（Lactobacillus Acidoph-ilus）和兩岐雙岐桿菌（Bifidobacterium Bifidum）混合發(fā)酵劑生產(chǎn)益生菌牛奶。該種益生菌牛奶與甜嗜酸牛奶相似。雙岐酸奶（Bifighurt）是另一種益生菌飲品，通過兩岐雙岐桿菌（Bifidobacterium Bifidum）或長雙歧桿菌（Bifidobacterium LongumCKL 1969）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus Thermophilus）在42℃發(fā)酵而成。接種量為6%，終點pH值為4.7。雙岐酸奶（Bifighurt）具有溫和酸味，含95%的L+乳酸。兩岐雙岐桿菌（Bifidobacterium Bifidum）數(shù)量一般高于107mL-1，冷藏1～2周后數(shù)量會降低2（對數(shù)值）。使用牛奶發(fā)酵的雙岐酸奶（Bifighurt）有特殊的風(fēng)味和口感，被廣泛用于治療胃腸道疾病。

1.5 養(yǎng)樂多

養(yǎng)樂多（Yakult）是甜的具有益生作用的乳飲料，主要加入類干酪乳桿菌類干酪亞種（Lactobacillus Paracaseisubsp.Paracasei Shirota）進行發(fā)酵，由脫脂乳、乳粉、白砂糖、葡萄糖和水制成。類干酪乳桿菌類干酪亞種（Lactobacillus Paracaseisubsp.Paracasei Shirota）抗胃液和膽汁，發(fā)酵持續(xù)16-18 h，終產(chǎn)品含108cfu/mL的類干酪乳桿菌類干酪亞種（Lactobacillus Paracaseisubsp.Paracasei Shirota）。脫脂乳熱處理后會產(chǎn)生美拉德反應(yīng)，使其變成咖啡色澤，產(chǎn)出比為99%，沒有副產(chǎn)物。也會加入天然香料調(diào)香，如西紅柿、芹菜、胡蘿卜、卷心菜、荷蘭芹及其他蔬菜汁。Yakult有時也加入谷物、沙冰、奶昔、芝士蛋糕和其他生冷食物，貨架期一般為冷藏條件下30 d。

Yakult Miru-Miru是Yakult一系列產(chǎn)品，是一款以牛奶為基質(zhì)的功能性乳飲料，其與牛奶組成非常相似，含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.1%的脂肪、3.1%的蛋白質(zhì)和4.5%的乳糖，也包含一些其他糖類。Yakult Miru-Miru中加入的益生菌為兩岐雙岐桿菌（Bifidobacterium Bifidum）、短雙歧桿菌（Bifidobacterium Breve）和嗜酸乳桿菌（Lactobacillus Acidophilus）。

此外，以單獨以乳酸菌為發(fā)酵菌種的發(fā)酵乳制品還有 Mil-Mil牛奶、“Filmjolk”和“Lattfil”、“Langfil”和“Ymer”等。Mil-Mil牛奶包含的特色微生物是嗜酸乳桿菌（Lactobacillus Acidophilus）、兩岐雙岐桿菌（Bifidobacterium Bifidum）和短雙歧桿菌（Bifidobacterium Breve），常用葡萄糖和果糖來平衡產(chǎn)品風(fēng)味，用胡蘿卜汁調(diào)色[16]；“Filmjolk”和“Lattfil”以乳酸乳球菌乳酸亞種（Lactococcus lactissubsp.lactis）和乳酸乳球菌乳脂亞種（Lactococcus lactissubsp.cremoris）及乳酸乳球菌乳酸亞種丁二酮變種（Lactococcus lactissubsp.lactis biovar diacetyl）和腸膜明串珠菌乳脂亞種（Leuconostoc mesenteroidessubsp.cremoris）發(fā)酵而成；“Langfil”中加入了產(chǎn)粘乳酸鏈球菌（Lactic streptococci）；“Ymer”使用乳酸乳球菌乳脂亞種（Lactococcus lactissubsp.cremoris）和乳酸乳球菌乳酸亞種雙乙酰變種（Lactococcus lactissubsp.lactis biovar diacetyl）發(fā)酵而成。

2 酵母菌

2.1 開菲爾發(fā)酵乳

不同種類的乳酸菌（LAB）和酵母菌賦予了開菲爾發(fā)酵乳特殊的風(fēng)味，酵母菌的存在是作為開菲爾的典型代表，而乳酸菌對開菲爾風(fēng)味的影響也起著至關(guān)重要的作用，有研究報告指出愛爾蘭開菲爾粒微生物多樣性由109mL-1的乳球菌（lactococci），108mL-1的明串珠菌（leuconostocs），106mL-1的乳桿菌（lactobacilli），105mL-1的醋酸菌（acetic acid bacteria）和106mL-1的酵母菌組成。開菲爾中最常報道的乳酸菌是同型發(fā)酵和異型發(fā)酵的乳桿菌（Lactobacillus）、乳球菌（Lactococcus）、明串珠菌（Leuconostoc）和醋酸菌（Acetic acid bacteria）[17]，表3所示為開菲爾中常見的乳酸菌，開菲爾中也包含如蠟樣芽胞桿菌（Bacillus cereus）和蘇云金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis）等一些污染菌[21]。

表3 開菲爾中常見的乳酸菌[18-21]

開菲爾中引人注目的還是其中的酵母菌，并且有許多學(xué)者分離和鑒定了開菲爾中的酵母菌，常見酵母菌如表4所示。

表4 開菲爾中常見的酵母菌[22-24]

開菲爾之所以有特殊的香氣和質(zhì)地是由乳酸菌和酵母菌共同作用的結(jié)果，Vedamuthu[25]研究發(fā)現(xiàn)了開菲爾粒中LAB和酵母有共生關(guān)系。另有學(xué)者提出酵母菌為LAB提供了一個優(yōu)化的生長環(huán)境，酵母可以代謝部分乳酸并為LAB提供生長刺激物。ChinWen等人[26]鑒定了臺灣開菲爾粒中的乳酸桿菌（LAB）和酵母菌，并對此做了微生物特性研究，他們分離到了瑞士乳桿菌（Lactobacillus helveticus）和腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenterioides）以及馬克思克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus）和發(fā)酵畢赤酵母（Pichia fermentans）。隨后，他們將這些菌株在30℃的脫脂奶中單獨培養(yǎng)，瑞士乳桿菌（Lactobacillus helveticus）生長速率最快，達到94 min/代，而后是馬克思克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus），生長速率是210 min/代，再是生長速率是241 min/代的腸系膜明串珠菌（Leuconostoc mesenterioides），最后是生長速率為300 min/代的發(fā)酵畢赤酵母（Pichia fermentans）。馬克思克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus）產(chǎn)L-乳酸最多，腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenterioides）產(chǎn)D型乳酸，瑞士乳桿菌（Lactobacillus helveticus）兩種乳酸均生產(chǎn)，馬克思克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus）在發(fā)酵末期產(chǎn)生很高濃度的酒精。Kroger[27]報告指出歐洲開菲爾發(fā)酵乳包含了3×105cfu/mL酵母，108～1010cfu/mL的鏈球菌（streptococci），105cfu/mL的嗜熱乳酸桿菌（thermophilic lactobacilli）和 102～103cfu/mL 的常溫乳酸桿菌（mesophilic lactobacillus）。

一些研究中使用掃描電子顯微鏡（SEM）檢測不同開菲爾粒中的微生物組成，發(fā)現(xiàn)開菲爾粒是具有層層網(wǎng)狀基質(zhì)的海綿針狀結(jié)構(gòu)，并且特別是在中心的位置有分支和相互連接的纖維組織，開菲爾粒內(nèi)、外部乳桿菌和酵母組成比例不同，開菲爾粒表面由長短不一的乳酸桿菌和酵母菌組成分離式的菌落結(jié)構(gòu)，乳桿菌和酵母菌分別在可繁殖開菲爾粒內(nèi)部海綿狀基質(zhì)上形成單獨的菌落，乳桿菌有絲狀附屬物，一般彎曲乳桿菌僅在開菲爾粒內(nèi)部，而乳球菌則在開菲爾粒表面，Guzel-Seydim等人[28]研究中指出乳桿菌嵌入在土耳其開菲爾粒中，開菲爾粒微生物組成在一個纖維狀基質(zhì)中，越往中心的位置酵母菌數(shù)量越多。

2.2 Koumiss發(fā)酵乳

Koumiss是傳統(tǒng)黑發(fā)酵乳飲品，源自中亞和俄羅斯地區(qū)的游牧部落，并盛行于哈薩克斯坦和吉爾吉斯斯坦。Koumiss是使用馬乳發(fā)酵乳制品，發(fā)酵劑中包含乳酸菌和酵母菌。有學(xué)者研究了三種發(fā)酵程度不同的Koumiss，分別是發(fā)酵較深的pH值達到3.3-3.6的Koumiss，發(fā)酵程度中等pH值達到3.9-4.5的Koumiss和發(fā)酵程度較輕的pH值為4.5-5的Koumiss。不同發(fā)酵程度的Koumiss中LAB組成不同，分離鑒定的菌株有同型發(fā)酵菌株唾液乳桿菌（Lactobacillus Salivarius）、布赫內(nèi)氏乳桿菌（Lactobacillus Buchneri）和植物乳桿菌（Lactobacillus Plantarum）。Koumiss中酵母菌對其風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)等具有重要影響，并且可以和成人體所需的一些營養(yǎng)元素，Mu等人從96個Koumiss樣品中分離出了假絲酵母（Candida pararugosa）、異常德克拉酵母（Dekkera anomala）、地絲菌屬（Geotrichumsp.）、東方伊薩酵母（Issatchenkia orientalis）、單孢釀酒酵母（Kazachstania unispora）、馬克思克魯維酵母（Kluyveromyces marxianus）、畢赤酵母屬（Pichia deserticola、Pichia fermentans、Pichiamanshurica、Pichiamembranaefaciens）、釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）和德爾布有孢圓酵母（Torulaspora delbrueckii）等[29]。

2.3 其他酵母菌發(fā)酵乳

除了開菲爾和Koumiss發(fā)酵乳外，使用酵母菌發(fā)酵的乳制品還有很多，只是大部分具有局部區(qū)域性，沒有得到普及，如嗜酸菌酵母菌牛奶（Acidophilus-yeast milk），在前蘇聯(lián)非常常見，是全脂或脫脂牛奶加熱到90～95℃維持10～15 min后，冷卻到35℃，用混合發(fā)酵劑嗜酸乳桿菌（Lactobacillus Acidophilus）和乳酸釀酒酵母（Saccharomyces Lactis）發(fā)酵，直到酸度達到0.8%乳酸，酒精度達到0.5%。此飲料較為粘稠，有輕微酸味及少量氣泡；此外，Acidophilin也是一款甜酵母菌發(fā)酵制品，與嗜酸菌酵母菌牛奶（Acidophilus-yeast milk）類似，用嗜酸乳桿菌（Lactobacillus Acidophilus）、乳酸乳球菌乳酸亞種（Lactococcus Lactissubsp.Lactis）和開菲爾酵母或開菲爾發(fā)酵劑發(fā)酵而成，并向牛奶中添加乳粉、蔗糖或奶油。Acidophilin已被廣泛應(yīng)用治療結(jié)腸炎、小腸結(jié)腸炎、痢疾和其他胃腸道疾病。

3 霉菌

發(fā)酵乳制品中，除使用乳酸菌和酵母菌外，在芬蘭生產(chǎn)的維利（Viili）酸奶中使用霉菌，它是一種半固體酸奶，呈均一黏稠膠態(tài)并有適口的酸味，形成這一特性主要是發(fā)酵乳中乳酸菌及生長在表面的真菌在起作用，Viili中的乳酸菌主要是產(chǎn)莢膜菌株乳酸乳球菌乳酸亞種（Lactococcus lactissubsp.lactis）、乳酸乳球菌乳脂亞種（Lactococcus lactissubsp.cremoris）、乳酸乳球菌丁二酮變種5（Lactococcuslactis subsp.Lactis biovar diacetyl）和腸膜明串珠菌乳脂亞種（Leuconostoc mesenteroidessubsp.cremoris）；真菌主要是白地霉（Geotrichum candidum），常被稱作乳霉，它使發(fā)酵乳形成絨毛狀表面，使產(chǎn)品略帶一點發(fā)霉的味道。此外Viili中還含有馬克思克魯維酵母（Kluveromyces marxianus）和發(fā)酵畢赤酵母（Pichia fermantans）。

4 結(jié)論

有數(shù)據(jù)顯示，過去8年，我國酸奶、發(fā)酵型乳酸菌飲料市場保持持續(xù)快速增長，2006年到2013年酸奶銷售額增長3.5倍，乳酸菌飲料增長9倍，呈現(xiàn)明顯的快速增長趨勢，其中功能酸奶是低溫酸奶主要增長驅(qū)動引擎。隨之，發(fā)酵乳的市場競爭也非常強烈，而保持發(fā)酵乳的競爭優(yōu)勢的有效手段之一，即為對發(fā)酵乳菌種優(yōu)勝劣汰，本文介紹了發(fā)酵乳制品中的常見微生物，包括細(xì)菌、酵母菌和真菌，隨著發(fā)酵乳行業(yè)的不斷壯大，越來越多的發(fā)酵乳制品發(fā)展起來。此外，近十年，醫(yī)療費用的昂貴使消費者不得不轉(zhuǎn)向了廉價而有效途徑來保持身體的健康，消費者對功能性食品的關(guān)注度越來越高，而乳制品特別是功能性、益生菌類乳制品占據(jù)功能性食品的巨大市場，本文為今后發(fā)酵乳制品的發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

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