發(fā)酵乳制品中乳酸菌與酵母菌相互作用研究進(jìn)展

馬璇

乳酸通常在乳制品發(fā)酵過(guò)程中占據(jù)著主導(dǎo)地位，但是在多種傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品中均有酵母菌的存在，且會(huì)與乳酸菌產(chǎn)生相互作用，二者在傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品中均具有重要地位。在傳統(tǒng)發(fā)酵乳制品中，乳酸菌和酵母菌相互作用形成一個(gè)復(fù)雜的菌群，其生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，菌種之間的相互作用直接對(duì)乳制品的營(yíng)養(yǎng)特性、風(fēng)味等方面產(chǎn)生影響?，F(xiàn)對(duì)發(fā)酵乳制品中乳酸菌與酵母菌相互作用進(jìn)行研究，為設(shè)計(jì)出更為優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵產(chǎn)品提供參考資料。

發(fā)酵乳制品中乳酸菌與酵母菌相互作用關(guān)系

拮抗作用。乳酸菌與酵母菌混合培養(yǎng)時(shí)，二者產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)對(duì)其他菌群的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用或與營(yíng)養(yǎng)素的成長(zhǎng)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)作用。但是酵母菌與乳酸菌之間的拮抗作用機(jī)理仍處于研究當(dāng)中。相關(guān)研究中認(rèn)為，發(fā)酵乳制品中乳酸菌和酵母菌混合會(huì)對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，主要是溶脂酵母產(chǎn)生的脂肪酸對(duì)乳酸菌進(jìn)行抑制。而酵母菌也會(huì)對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，主要是乳酸菌產(chǎn)生的4-羥基-苯乳酸、苯乳酸、環(huán)肽發(fā)揮該抑制作用。還有學(xué)者指出，糖苷酶、α-葡萄糖苷酶、N-乙?；?葡萄糖脫水酶和肽酶活性增強(qiáng)，進(jìn)而促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)。①酵母發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的丙酮酸鹽、B族維生素、氨基酸等物質(zhì)可供乳酸菌生長(zhǎng)利用。②酵母菌產(chǎn)生的物質(zhì)可誘導(dǎo)乳酸菌中氨基肽酶的合成，能提高小分子縮氨酸的含量，促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)。在信號(hào)分子方面，相關(guān)研究指出，在高滲透壓、高氧、高酸條件下混合培養(yǎng)乳酸菌和酵母菌能提高風(fēng)味和乙醇的含量，酵母菌在該條件下回產(chǎn)生長(zhǎng)鏈不飽和脂肪酸酯，乳酸會(huì)產(chǎn)生乙醛、γ-癸內(nèi)酯，二種菌均會(huì)產(chǎn)生乙醇、異戊酸等，這些物質(zhì)是信號(hào)分子的標(biāo)志。在基因方面，有研究指出，乳酸菌與酵母菌混合培養(yǎng)時(shí)，負(fù)責(zé)代謝嘧啶的隱形基因占比低于菌株單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)，三磷酸胞苷合成量降低，而負(fù)責(zé)三磷酸尿苷轉(zhuǎn)化為三磷酸胞苷的酶催化反應(yīng)pyrG基因表達(dá)比例增大，出現(xiàn)該情況的原因可能是乳酸菌和酵母菌混合培養(yǎng)時(shí)乙醇的積累影響了乳酸菌mRNA水平上基因表達(dá)。

乳酸菌利用蘇氨酸轉(zhuǎn)化的乙醛是決定酸奶風(fēng)味的重要物質(zhì)。相關(guān)研究指出，發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生蘇氨酸的酵母菌與乳酸菌混合培養(yǎng)時(shí)，會(huì)促使產(chǎn)品中乙醛含量提高。相關(guān)研究指出，乳酸菌能利用蘇氨酸轉(zhuǎn)化為乙醛，但是乳酸菌自身分解蛋白質(zhì)的能力并不強(qiáng)，而酵母菌具有較強(qiáng)的分解蛋白質(zhì)的能力，因此，二者混合培養(yǎng)時(shí)，有助于產(chǎn)品中乙醛含量的提高，而在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)乳酸菌與酵母菌混合培養(yǎng)時(shí)，乙醛含量比乳酸菌單獨(dú)培養(yǎng)時(shí)高。有學(xué)者指出，乳畢赤酵母、乳酸克魯維酵母、漢遜德巴利酵母、假絲酵母會(huì)抑制部分乳酸桿菌的生長(zhǎng)。

協(xié)同作用。在許多傳統(tǒng)乳制品中，乳酸菌與酵母菌有共生作用，而該共生作用與培養(yǎng)溫度有關(guān)。不同培養(yǎng)溫度會(huì)對(duì)乳酸菌和酵母菌菌數(shù)的產(chǎn)生不同的影響。相關(guān)研究指出，在先30℃后37℃的變溫條件下，酵母菌會(huì)先旺盛生長(zhǎng)，且會(huì)代謝多種物質(zhì)，而其代謝物質(zhì)會(huì)對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，而37℃時(shí)，乳酸菌會(huì)旺盛生長(zhǎng)，其菌數(shù)顯著增多；在先37℃后30℃的變溫條件下，乳酸菌會(huì)先旺盛生長(zhǎng)，且會(huì)將葡萄糖、乳糖分解為單糖，且會(huì)對(duì)培養(yǎng)環(huán)境的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，為酵母菌的生長(zhǎng)提供碳源和適宜的環(huán)境，在30℃時(shí)，酵母菌則利用該單糖旺盛生長(zhǎng)，且酵母菌菌數(shù)顯著增多。有學(xué)者提出，將開(kāi)菲爾粒中分離的兩種異型乳酸桿菌和兩種酵母菌再組合進(jìn)行培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)酵母菌對(duì)該兩種異型乳酸桿菌的生長(zhǎng)以及產(chǎn)酸性產(chǎn)生促進(jìn)作用，且發(fā)酵乳糖性的酵母菌會(huì)顯著增加乳酸桿菌的產(chǎn)酸性，但是會(huì)降低乳酸的含量和黏度，該情況則與不同微生物的相互作用有關(guān)。

乳酸菌與酵母菌在信號(hào)分子、基因方面的共生機(jī)理

相關(guān)研究指出，乳酸菌和酵母菌之間存在代謝產(chǎn)物互補(bǔ)機(jī)制。關(guān)于該方面的理論主要有：①酵母菌含有的氨基酸較豐富，能合成多種蛋白質(zhì)供乳酸生長(zhǎng)。②酵母菌酒精發(fā)酵或自溶會(huì)產(chǎn)生吡喃甘露糖，能吸收中鏈脂肪酸，使得乳酸菌不受中鏈脂肪酸毒害，且能促使β-葡萄酸菌與酵母菌混合培養(yǎng)時(shí)，隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)，乙醛含量比單獨(dú)培養(yǎng)乳酸菌時(shí)低，該情況可能與酵母菌將乙醛轉(zhuǎn)化為乙醇、乙酸而產(chǎn)生麥芽芳香物質(zhì)有關(guān)。

產(chǎn)品中游離的氨基酸會(huì)影響著酸奶風(fēng)味，有研究指出，乳酸菌和酵母菌混合培養(yǎng)，32h時(shí)獲得的游離氨基酸含量與單獨(dú)乳酸菌脫脂培養(yǎng)并無(wú)顯著差異，而培養(yǎng)36h時(shí)則低于單獨(dú)乳酸菌培養(yǎng)；而32h雙菌培養(yǎng)中游離氨基酸含量與單獨(dú)酵母菌脫脂培養(yǎng)相當(dāng)，而36h時(shí)則略高于單獨(dú)酵母菌培養(yǎng)，該研究結(jié)果表明酵母菌與乳酸菌之間存在一定的共生關(guān)系。丁二酮、短鏈脂肪酸質(zhì)量濃度同樣會(huì)影響酸奶的風(fēng)味。乙酸主要由乳酸分解檸檬酸而來(lái)，而酵母菌代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生檸檬酸，因此乳酸菌與酵母菌共同培養(yǎng)有助于提高酸奶風(fēng)味。而在丁二酮的相關(guān)研究中，發(fā)現(xiàn)乳酸菌與酵母菌混合培養(yǎng)32h時(shí)獲得的丁二醇含量高于單菌培養(yǎng)，可見(jiàn)，雙菌培養(yǎng)有助于提高產(chǎn)品風(fēng)味。

在發(fā)酵乳制品中，乳酸菌與酵母菌之間的關(guān)系較復(fù)雜，既有拮抗作用，也有協(xié)同作用，而關(guān)于其相關(guān)作用機(jī)理方面的研究并不多，但是隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可從基因、分子等方面加強(qiáng)乳酸菌與酵母菌相互作用關(guān)系的研究，從而推動(dòng)發(fā)酵制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（作者單位：南京師范大學(xué)）