转谷氨酰胺酶修饰提高了Lactiplantibacillus plantarum AHQ-14发酵乳的持水能力和品质特性

《International Dairy Journal》：Transglutaminase modification improved water holding capacity and quality characteristics of Lactiplantibacillus plantarum AHQ-14 fermented milk

益生菌发酵乳制品通过转谷氨酰胺酶预处理提升质地稳定性及降低后酸化水平

　　

胡彦舒|丛晓|姜来|穆光青|姜书娟

大连工业大学食品科学与技术学院，中国辽宁省大连市，116034

摘要

Lactiplantibacillus plantarum AHQ-14是一种从中国新疆的传统发酵乳中分离出的安全且具有益生菌特性的菌株，被用于发酵乳以获得益生菌效果。为了提高益生菌发酵乳的质量，在不同阶段添加了转谷氨酰胺酶（TG），并研究了其效果。结果表明，在发酵前用TG改良的AHQ-14发酵乳中，活菌计数达到了1.11×10⁹ CFU/mL的最大值。此外，经过TG改良的AHQ-14发酵乳具有更稳定的质地，并且后酸化程度较低。其硬度增加了32.84%，持水能力（WHC）增加了9.74%。本研究证实了一种通过合适的TG改良来协同提高发酵乳质量特性的可行方法，并展示了AHQ-14在益生菌发酵乳制品中的应用潜力。

引言

牛奶是日常生活中常见的蛋白质来源，但有些人可能对乳糖不耐受或对牛奶蛋白过敏（Muttiah等人，2025年）。发酵乳是一种广泛消费的乳制品，不仅提供丰富的营养成分和健康益处，还有助于消化、减少肠道疾病的发生，并增强身体的免疫系统（Shori等人，2015年）。

发酵乳的感官特性受多种因素影响。发酵乳的低持水能力会导致乳清分离，从而明显降低最终产品的感官特性、保质期和消费者体验（Zhang等人，2023年）。Lactiplantibacillus plantarum AHQ-14是一种在我们之前的研究中从中国新疆的传统发酵乳中分离出的安全益生菌菌株（Liu等人，2025年；Meng等人，2021年）。由于其安全性和益生菌潜力，AHQ-14被用于部分替代商业酸奶发酵剂来发酵牛奶，从而得到了益生菌酸奶。此外，AHQ-14可以水解β-乳球蛋白（β-LG），降低β-LG的致敏性（Song等人，2023年）。因此，将AHQ-14的益生菌特性应用于发酵乳是有益的，但单独用AHQ-14发酵的酸奶质量仍有待提高（Song等人，2023年）。

酶在牛奶加工中起着重要作用，如提高产品质量、延长保质期和改善营养状况（Khan等人，2025年）。Chen等人（2025年）报道，来自Clostridium sp. TW13的纤维二糖双向异构酶能够高效地将乳糖转化为益生元乳糖，从而显著促进有益菌群的增殖。Chen等人（2025年）开发了一种基于酯键的共价交联系统，将多种酶富集在浓缩材料中。他们指出，纤维二糖2-差向异构酶介导的共价交联改变了蛋白质的高级结构和空间排列。TG可以通过在蛋白质中的谷氨酰胺残基和赖氨酸之间形成共价键来催化蛋白质交联，这对改良乳制品的质地和风味特性至关重要（Gaspar等人，2015年；Zhang等人，2016年）。Bulca等人（2022年）将TG应用于用酸奶发酵剂YC-350发酵的骆驼奶，并评估了其理化特性。结果表明，TG改良改善了骆驼酸奶的凝胶结构和感官特性。此外，还需要研究TG是否会在储存过程中影响发酵乳中的微生物活性。

因此，在本研究中，将益生菌L.plantarum AHQ-14与TG改良结合应用于牛奶发酵过程中，并全面研究了储存期间发酵乳的特性和风味。本研究探讨了通过益生菌和酶改良方法共同开发益生菌酸奶的可行性，这对乳制品行业来说具有重要意义，有助于生产具有所需益生菌和增强感官特性的益生菌酸奶。

材料

L.plantarum AHQ-14菌株在中国大连工业大学的益生菌功能特性重点实验室进行冷冻保存。脱脂奶粉购自三源食品有限公司（中国唐山）。TG由江苏益明生物科技有限公司（中国江苏）提供。MRS肉汤培养基购自北京陆桥科技有限公司（中国北京）。

AHQ-14发酵乳的制备

L.plantarum AHQ-14在-80 °C下保存，使用前进行活化。

储存期间发酵乳的酸化

在储存过程中，由于有机酸（尤其是乳酸）的积累，发酵乳的pH值下降到5.0或更低（Bulca等人，2024年），导致酸度过高，口感相应下降。这种现象称为后酸化，显著影响发酵乳的保质期和感官接受度（Li等人，2025年）。四组发酵乳样品在储存期间的可滴定酸度变化如图1所示。

结论

本研究探讨了在不同阶段进行TG改良对AHQ-14发酵乳储存期间特性的影响，储存时间为14天。TG显著改善了AHQ-14发酵乳的微观结构、持水能力和硬度。值得注意的是，在发酵前用TG改良的AHQ-14发酵乳具有更稳定的质地和较低的后酸化程度。这一发现证实了开发具有益生菌特性和适宜品质的益生菌酸奶的可行性。

作者贡献声明

丛晓：撰写——初稿、方法学、研究、数据管理。胡彦舒：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、方法学、研究、数据分析、概念化。姜书娟：撰写——审稿与编辑、验证、资金获取、概念化。穆光青：验证、资源准备。姜来：撰写——初稿、方法学、研究

未引用的参考文献

Acharjee等人，2020年；Bulca和Büyükgümü?，2024年；Chen等人，2025年；Dickinson和Yamamoto，1996年；Gaspar和de Góes-Favoni，2015年；Han等人，2009年；Li等人，2021年；Muttiah和Law，2025年；Salunke和Metzger，2023年；Shori和Baba，2015年；Terzio?lu和Bakirci，2023年；Titapiccolo等人，2011年；Wu等人，2024年；Zhang等人，2008年。

数据可用性

数据可应要求提供。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的财务利益或个人关系。

致谢

本研究由中国辽宁省科技联合项目（项目编号2025-MSLH-038）资助。