食品中乳酸菌种类及其应用前景探究

乳酸菌是能利用葡萄糖或其他碳水化合物代谢产生大量乳酸菌的细菌统称，来源于人或者动物的肠道，在食品发酵中具有重要的应用价值。将乳酸菌用于食品中可以产生特殊的酶系，如有机酸酶系、控制内毒素的酶系、合成各种维生素的酶系、分解胆酸的酶系等，这些酶系不仅可以维持肠道的微生态平衡，还能加速乳酸菌生长，有效改善产品风味，促进乳制品、发酵香肠等食品的成熟。基于此，本文就食品中的乳酸菌展开分析，探究食品中乳酸菌的种类及其应用前景。

一、乳酸菌的分类

（一）按外形分类

乳酸菌是公认的食品级安全微生物。施安辉（2001）曾对乳酸菌的分类体系及生理特性进行了详尽系统的阐述，指出乳酸菌隶属于真菌细菌纲下的乳酸细菌科，这一分类不仅体现了乳酸菌在微生物学界的独特地位，也为其在食品工业中的广泛应用奠定了理论基础。根据乳酸菌细胞形态的差异，施安辉将其划分为“球状乳酸菌”与“杆状乳酸菌”两大类，这种简洁明了的分类方法为后续的深入研究搭建了清晰的框架。

基于上述两大形态分类，乳酸菌又可细分为“链球菌族”与“乳酸杆菌族”。链球菌族中乳酸菌成员的细胞形态通常表现为球状或稍为拉长的椭圆球状，这些细胞分裂时多在同一平面上进行，形成成对或成链的排列方式，使得链球菌族在食品发酵过程中展现出独特的生长特性和风味贡献。乳酸杆菌族则完全由杆状乳酸菌构成，这些杆菌形态各异，有的笔直如线，有的则呈现出轻微的弯曲状态。乳酸杆菌族以其强大的发酵能力和对环境的适应性，在乳制品、肉类制品及果蔬保鲜等多个食品领域发挥着不可替代的作用。它们可以产生乳酸等有机酸，不仅能够有效降低食品的pH，抑制有害微生物的生长，还能赋予食品独特的风味和质地，提升产品品质。

（二）按发酵类别分类

在发酵类型上，乳酸菌也有很多品类。目前已知的乳酸菌发酵类型已有80多个属、700多个种，根据代谢途径、产物的不同，大致可划分为同型乳酸发酵与异型乳酸发酵两大类。

同型乳酸发酵是乳酸菌利用糖类物质（如葡萄糖）作为能源和碳源，通过糖酵解途径（EMP途径）直接生成乳酸的过程，几乎不产生或仅产生极少量的其他有机酸、气体或酒精，因此产物中乳酸的纯度极高，占最终发酵产物的90%以上，甚至接近100%。这种高效的乳酸生产能力使同型乳酸发酵在食品酸味剂、乳制品加工、乳酸生产等领域地位超然。

相比之下，异型乳酸发酵则更为复杂多样。在异型乳酸发酵过程中，乳酸菌可以通过EMP途径生成部分乳酸，还会通过磷酸戊糖途径（HMP途径）或其他旁路途径代谢糖类，即产生乳酸的同时，还会生成乙醇、二氧化碳、乙酸等多种代谢产物。在这种发酵方式中，虽然乳酸的产量相对较低，但其丰富的代谢产物赋予了发酵产品独特的风味和质地，因此在泡菜、酸菜、啤酒等发酵食品的生产中发挥着不可替代的作用。

（三）按来源分类

从来源上看，乳酸菌可以分为动物源乳酸菌与植物源乳酸菌两类。

动物源乳酸菌主要来源于各种动物体内及其肠道环境，它们与宿主动物之间建立了紧密的共生关系，不仅帮助动物消化食物、吸收营养，还通过竞争排斥有害菌、调节肠道微生态平衡，对宿主的健康起着至关重要的保护作用。常见的动物源乳酸菌包括乳酸杆菌属（Lactobacillus）、双歧杆菌属（Bifidobacterium）等，广泛应用于乳制品发酵（如酸奶、奶酪）、饲料添加剂、益生菌补充剂等领域。

植物源乳酸菌主要栖息于植物表面、内部组织或土壤等自然环境中，与植物的生长、发育、抗病性密切相关。通过发酵作用，它们不仅能促进植物养分的吸收和利用，还能产生抑菌物质，从而增强植物的抗逆性。植物源乳酸菌还因其独特的代谢产物而备受关注，如某些植物乳杆菌能够产生具有抗氧化、降血压、降胆固醇等保健功能的活性物质。在食品工业中，植物源乳酸菌也被用于发酵蔬菜（如泡菜、酸菜）、果汁、豆制品。

二、乳酸菌在食品中的应用前景

（一）在乳制品加工中的应用

乳制品因其具有较低pH、中等水分活度、丰富的营养物质等，极易被微生物污染而腐败变质，其中霉菌和酵母菌是造成乳制品变质的主要微生物。霉菌属中的青霉菌属（Penicillium）、毛霉菌属（Mucor）和枝孢菌属（Cladosporium），酵母菌属中的假丝酵母属（Candida）、克鲁维酵母属（Kluyveromyces）和亚罗酵母属（Yarrowia），都是乳制品中常见的有害微生物。研究发现，多种乳酸菌不仅可以作为生物保护菌抑制乳制品中真菌的生长，还能作为一种发酵剂赋予乳制品特殊的风味。同时，乳酸菌还能产生一些有益物质，如抗菌物质、维生素、有机酸，进一步增强乳制品的营养价值。比如，乳酸菌作为酸奶制作过程中不可或缺的关键菌种，能够发酵乳糖产生乳酸，降低酸奶的pH，赋予酸奶独特的酸味和口感，并提升酸奶的营养价值；通过乳酸菌的发酵作用，奶酪能够呈现出特殊的风味和口感，还能延长产品的保质期。

通过基因工程等现代生物技术手段，对乳酸菌进行改良和优化，可以增强其发酵能力、稳定性和功能特性。随着人们对健康饮食的关注度不断提高，富含益生菌的乳制品市场需求持续增长，消费者越来越倾向于选择那些有益健康、口感良好、易于消化吸收的乳制品。除了传统的酸奶和奶酪外，乳酸菌饮料、乳酸菌冰淇淋、乳酸菌保健品等新型产品也将不断涌现。

（二）在果蔬制品及谷物制品加工中的应用

近年来，乳酸菌发酵的果蔬产品逐渐进入大众视野，乳酸菌不仅可以增强机体免疫力，也可提升食品口感。这是因为乳酸菌在果蔬制品发酵过程中，能够分解果蔬中的部分大分子物质，如纤维素、果胶等，使其转化为更易被人体吸收的小分子物质，如氨基酸、短链脂肪酸；同时，乳酸菌发酵还赋予了果蔬制品独特的风味，如酸味、香味等，这些风味物质能够提升产品的口感和吸引力。此外，乳酸菌在发酵过程中产生的乳酸等有机酸能够降低产品的pH，从而抑制有害微生物的生长，延长果蔬制品的保质期。

随着消费者对健康食品需求的增加，乳酸菌发酵的果蔬汁、泡菜、酱腌菜等新型产品不断涌现，这些产品不仅保留了果蔬的营养成分，还增加了益生菌等健康因子，满足了消费者的健康需求。未来，乳酸菌可以从更多角度优化升级，创新生产更多乳酸菌发酵果蔬制品和谷物制品，为消费者提供更多健康、美味、营养丰富的选择。

（三）在肉制品加工中的应用

乳酸菌在肉制品发酵过程中能够产生多种风味物质，如有机酸、醇类、酯类等，这些物质能赋予肉制品独特的风味，提升产品品质。肉及肉制品含有丰富的营养物质及大量的水分，因此在加工、贮藏和销售环节很容易受到假单胞菌、大肠埃希氏菌、单核细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌和沙门氏菌等有害微生物的污染。肠杆菌科、假单胞菌和热杀索丝菌是真空包装的生牛肉切片在4℃贮藏过程中的主要腐败菌，其中，假单胞菌会随贮藏时间的延长逐渐成为优势腐败菌，张一敏等发现在真空包装牛肉切片中接种清酒乳杆菌、弯曲乳杆菌，可以显著抑制肠杆菌科、假单胞菌、热杀索丝菌三种腐败菌的生长，并能有效降低生牛肉切片微生物的多样性及贮藏过程中挥发性盐基氮类物质的产生。

乳酸菌在发酵过程中产生的乳酸可以降低肉制品的pH，加速亚硝酸盐的分解，生成一氧化氮（NO），NO可以与肌红蛋白结合形成亚硝基肌红蛋白，使肉制品呈现鲜艳的红色。肉制品的保质期较短，而乳酸菌在发酵过程中产生的乳酸、过氧化氢等代谢产物具有一定的杀菌作用，能够抑制肉制品中腐败菌和致病菌的生长，从而延长产品的保质期。乳酸菌还可以降解肉制品中的亚硝酸盐，减少其残留量，降低亚硝胺等致癌物质的生成风险，提高产品的安全性。

近年来，乳酸菌在肉制品加工中的应用研究非常广泛，未来还需要进一步研究。比如，借助乳酸菌增加营养成分，乳酸菌在发酵过程中能分解肉制品中的蛋白质、脂肪等大分子物质，产生氨基酸、短链脂肪酸等小分子物质，这些物质更易于被人体吸收利用。随着生物技术的发展，未来将有更多性能优良、功能多样的乳酸菌菌株被筛选出来，并应用于肉制品加工，这些菌株将具有更强的发酵能力、更好的风味产生能力和更高的安全性。

（四）在食品保鲜中的应用

在食品保鲜中，乳酸菌能通过多种机制抑制有害微生物的生长，从而延长食品的保质期。比如，乳酸菌能高效利用食品中的营养素，造成其他有害微生物的营养环境匮乏，从而抑制其生长；乳酸菌代谢产生的有机酸（如乳酸、醋酸等）能够降低食品的pH、增加细菌外膜通透性、改变胞内渗透压、抑制大分子合成，从而抑制有害微生物生长；乳酸菌还能产生一些具有抑菌活性的代谢产物，如细菌素、过氧化氢等，这些物质能够直接抑制或杀灭有害微生物。

在酸奶等乳制品中，乳酸菌作为发酵剂不仅能够赋予产品独特的风味和质地，还能通过其代谢产物抑制霉菌、酵母等有害微生物的生长，从而延长产品的货架期。有研究表明，添加了特定乳酸菌的酸奶，在低温储存条件下能显著延缓霉菌和酵母的生长。

随着消费者对食品安全和品质要求的不断提高以及生物技术的快速发展，乳酸菌在食品保鲜领域的应用将更加丰富。比如，将乳酸菌与其他保鲜技术（如冷藏、气调包装）相结合，形成更加有效的复合保鲜体系，从而更好地满足食品保鲜的需求；利用现代传感技术和智能控制系统，对乳酸菌的发酵过程进行实时监测和调控，确保发酵过程的稳定性和可控性，从而提高产品的质量和安全性。

综上所述，乳酸菌在食品工业中的应用广泛而深入，从传统的发酵食品到现代的生物技术产品都能看到其身影，它们不仅赋予了食品独特的风味和质地，还增强了食品的营养价值和保健功能。未来，乳酸菌将被应用于更多类型的食品中，如功能性饮料、营养补充剂等新型产品，这些产品将满足不同人群的健康需求，进一步拓展乳酸菌的市场空间。

作者简介：乌日罕（1990-），女，蒙古族，内蒙古巴林右旗人，硕士研究生，研究方向为食品安全。