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食品工业革新:益生型乳酸菌如何重塑发酵食品的营养与风味
2025-05-13 15:11

在食品工业的发展历程中,发酵技术始终占据着举足轻重的地位。从古老的酿酒、制酱,到如今琳琅满目的发酵乳制品、发酵肉制品等,发酵不仅为食品带来独特的风味,还在一定程度上延长了食品的保质期。而乳酸菌,作为发酵过程中的关键微生物,一直以来都备受关注。近年来,随着人们对健康饮食的追求不断提升,益生型乳酸菌逐渐崭露头角,为发酵食品的革新带来了新的契机。它在重塑发酵食品营养与风味方面展现出巨大潜力,正引领着食品工业迈向一个全新的发展阶段。

益生型乳酸菌的特性与优势

独特代谢途径

益生型乳酸菌在代谢过程中有着独特的方式。与普通乳酸菌类似,它在发酵初期,能利用自身的 β - 半乳糖苷酶将乳糖分解为葡萄糖和半乳糖。其中,葡萄糖迅速进入糖酵解途径,被转化为 2 分子丙酮酸,随后在乳酸脱氢酶的催化下,丙酮酸还原生成乳酸。而半乳糖则需经一系列复杂转化,依次生成半乳糖 - 1 - 磷酸、葡萄糖 - 1 - 磷酸、葡萄糖 - 6 - 磷酸后,才进入糖酵解途径,最终也被还原为乳酸。不过,益生型乳酸菌在这一基础代谢过程中,展现出更高的效率和特异性。例如,某些益生型乳酸菌对特定糖类的摄取和代谢能力更强,能够更精准地调控发酵过程中的物质转化,这为发酵食品独特风味和营养成分的形成奠定了基础。

在异型乳酸发酵方面,益生型乳酸菌更是独具特色。其发酵终产物除了乳酸外,还会产生适量的乙醇、二氧化碳等成分。在这个过程中,乳酸菌将糖类转化为丙酮酸后,一部分丙酮酸还原为乳酸,另一部分则经特殊代谢途径生成乙醇和二氧化碳。这种独特的代谢产物组合,为发酵食品带来了更为丰富的风味层次。以发酵面包为例,益生型乳酸菌产生的二氧化碳使面包质地更加松软多孔,乙醇则赋予面包独特的香气,提升了面包的整体品质。

丰富酶系作用

益生型乳酸菌拥有一套丰富的酶系,这些酶在发酵食品的营养提升过程中发挥着关键作用。其中,蛋白酶能对原料中的蛋白质进行分解。在发酵乳制品中,它将复杂的乳蛋白分解为小分子肽和氨基酸,不仅提高了蛋白质的消化吸收率,还释放出多种具有生物活性的肽段。这些活性肽具有降血压、增强免疫力等生理功能,极大地提升了乳制品的营养价值。例如,在酸奶发酵过程中,益生型乳酸菌产生的蛋白酶作用于牛乳中的酪蛋白,生成的血管紧张素转化酶(ACE)抑制肽,能够抑制 ACE 的活性,从而起到降低血压的功效,为高血压人群提供了一种健康的食品选择。

脂肪酶在益生型乳酸菌的酶系中也占有重要地位。在发酵肉制品等富含脂肪的食品时,脂肪酶可将脂肪分解为脂肪酸和甘油。一方面,脂肪酸的产生为风味物质的形成提供了前体物质,不同的脂肪酸在后续反应中会生成具有独特香气的酯类等化合物,丰富了发酵食品的风味。另一方面,分解产生的脂肪酸还具有一定的抗菌作用,有助于抑制有害微生物的生长,延长食品的保质期。在发酵香肠的制作中,益生型乳酸菌分泌的脂肪酶分解脂肪,产生的不饱和脂肪酸能参与形成多种挥发性风味物质,使香肠具有浓郁醇厚的风味,同时提高了产品的安全性和稳定性。

益生型乳酸菌对发酵食品营养的重塑

营养成分优化

在发酵乳制品领域,益生型乳酸菌的应用对营养成分的优化效果显著。以酸奶为例,当以培养活化后的益生型乳酸菌作为发酵剂对经过巴氏杀菌的原料乳进行发酵时,除了原料乳本身富含的蛋白质、钙等营养成分得以保留外,在发酵过程中还增添了许多新的营养元素。益生型乳酸菌通过自身代谢活动,提高了酸奶中 B 族维生素的含量。在代谢过程中,乳酸菌利用原料乳中的营养物质进行生长繁殖,其细胞内的一系列酶促反应促使维生素的合成与积累。例如,核黄素(维生素 B2)、烟酸(维生素 B3)等 B 族维生素的含量在发酵后明显增加,这些维生素在人体的能量代谢、神经系统功能维护等方面发挥着重要作用,大大提升了酸奶的营养价值。

益生型乳酸菌发酵还能改善乳制品中蛋白质的结构和消化性。如前文所述,乳酸菌产生的蛋白酶将大分子蛋白质分解为小分子肽和氨基酸,使蛋白质更易被人体消化吸收。同时,这些小分子肽和氨基酸还能与其他营养成分相互作用,进一步促进人体对钙、镁等矿物质的吸收利用。研究表明,经过益生型乳酸菌发酵的酸奶,其中钙的吸收率比普通牛乳提高了 15% - 20%,为人体补充钙元素提供了更有效的途径,有助于预防骨质疏松等疾病。

在发酵豆制品方面,益生型乳酸菌同样展现出强大的营养优化能力。大豆中虽然富含蛋白质、不饱和脂肪酸等营养成分,但同时也含有棉籽糖、水苏糖等抗营养因子以及植酸等影响矿物质吸收的物质。当益生型乳酸菌对豆乳进行发酵时,其独特的代谢特性发挥作用。乳酸菌能够分解棉籽糖和水苏糖,消除这些抗营养因子对人体肠道的不良影响,减少食用豆制品后可能出现的腹胀等不适症状。此外,乳酸菌发酵使豆乳的 pH 值降低,在酸性环境下,植酸难以与铁、锌等金属离子螯合,从而提高了这些矿物质的生物利用度。据研究,经益生型乳酸菌发酵的豆乳,铁的生物利用率可提高 30% - 40%,锌的生物利用率提高 20% - 30%,极大地提升了豆制品的营养价值,使其成为更优质的营养来源。

生物活性物质生成

益生型乳酸菌在发酵过程中能够产生多种具有生物活性的物质,为发酵食品增添了额外的健康价值。其中,乳酸菌素是一类具有抗菌活性的蛋白质或多肽类物质。以发酵肉制品为例,益生型乳酸菌产生的乳酸菌素能够抑制肉中有害微生物的生长,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等常见致病菌。在发酵香肠的制作过程中,添加益生型乳酸菌发酵剂后,乳酸菌产生的乳酸菌素在肉品中形成一层天然的 “保护膜”,有效抑制有害微生物的繁殖,减少了食品变质的风险,延长了产品的保质期。同时,由于减少了化学防腐剂的使用,使发酵肉制品更加健康、安全,符合消费者对绿色、天然食品的需求。

益生型乳酸菌还能在发酵过程中生成共轭亚油酸(CLA)等功能性脂肪酸。CLA 具有多种生理功能,如抗癌、降低胆固醇、提高免疫力等。在发酵乳制品中,益生型乳酸菌利用乳脂肪作为底物,通过自身的酶系统将亚油酸转化为 CLA。研究发现,经过特定益生型乳酸菌发酵的酸奶中,CLA 的含量可达到每 100 克酸奶中含有 5 - 10 毫克,为消费者提供了一种摄入 CLA 的便捷途径。这些功能性脂肪酸的生成,使发酵食品从单纯的营养供给向具有预防疾病、促进健康等多功能方向发展,进一步拓展了发酵食品的市场潜力。