苯乳酸调控保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)抑制酸奶后酸化的机制与应用

【字体: 时间:2025年05月20日 来源:Food Research International 7.0

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  为解决酸奶后酸化影响口感及货架期问题,研究人员以保加利亚乳杆菌(L. bulgaricus)为指标,探究苯乳酸(PLA)的抑制作用。发现 PLA 可破坏细胞膜完整性与流动性,抑制 F0F1-ATPase 等关键酶,调控代谢通路。1.25 mg/mL PLA 可使酸度降低 5°T,为酸奶后酸化控制提供新方向。

  
酸奶,这种酸甜可口的乳制品,深受大众喜爱。然而,在酸奶的储存和运输过程中,后酸化问题一直是困扰行业的难题。后酸化主要是由于乳酸菌,尤其是像保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)这样耐酸性较强的菌种,持续产酸导致的。过度的后酸化不仅会影响酸奶的口感,让其变得过酸难以接受,还可能引发乳清分离,大大缩短酸奶的货架期。目前,商业上控制后酸化的主要方法是维持全程冷链,但在冷链基础设施不完善的欠发达地区,这一方法实施起来困难重重。其他如物理、化学和生物等方法,要么会影响益生菌数量和产品风味,要么设备成本高,要么存在应用限制,且多数化学防腐剂不符合消费者对天然安全食品添加剂的需求。因此,开发绿色安全的天然添加剂来控制酸奶后酸化迫在眉睫。

在这样的背景下,河北某研究机构的研究人员开展了关于苯乳酸(Phenyllactic Acid,PLA)控制酸奶后酸化的研究。该研究成果发表在《Food Research International》上。

研究人员为开展研究,主要用到了以下关键技术方法:通过 MIC 法评估 PLA 对保加利亚乳杆菌的生长抑制作用;利用 Live/dead? baclight?细菌 viability kit、PBFI、DiSC3(5)、BCECF-AM、DPH 等试剂和相关技术,研究 PLA 对细胞细胞膜结构和功能的影响;检测 F0F1-ATPase、乳酸脱氢酶、β- 半乳糖苷酶、6 - 磷酸果糖激酶等关键酶的活性;进行转录组分析,探究 PLA 对相关代谢通路的调控作用;并将 PLA 应用于酸奶,评估其对后酸化的控制效果。

抑制作用评估


MIC 法检测显示,PLA 对保加利亚乳杆菌的 MIC 为 1.25 mg/mL,低于其对副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus)和弗氏志贺菌(Shigella flexneri)的 MIC,表明 PLA 对保加利亚乳杆菌的生长抑制活性更好。

作用机制研究


  • 细胞膜影响:机制分析表明,PLA 会破坏保加利亚乳杆菌的细胞膜完整性和流动性,导致质子动力势(Proton Motive Force,PMF)耗散,细胞超微结构发生改变。
  • 关键酶抑制:PLA 抑制了 F0F1-ATPase、乳酸脱氢酶、β- 半乳糖苷酶、6 - 磷酸果糖激酶等关键酶,从而减缓乳酸产生,降低细菌的耐酸性。
  • 转录组分析:转录组分析显示,PLA 主要阻断了 Embden-Meyerhof-Parnas(EMP)途径,抑制耐酸途径,干扰氨基酸代谢,并通过 ABC 转运蛋白干扰跨细胞膜的物质运输。

酸奶应用效果


将 PLA 应用于酸奶中,在 15°C 储存 21 天后,1.25 mg/mL 的 PLA 可使可滴定酸度降低 5°T,有效控制了酸奶的后酸化。

研究结论表明,PLA 通过作用于保加利亚乳杆菌的细胞膜,影响其结构和功能,抑制关键产酸和耐酸酶的活性,调控相关代谢通路,从而有效抑制细菌生长和产酸,控制酸奶后酸化。该研究为 PLA 在酸奶后酸化控制中的应用提供了科学依据。PLA 作为一种天然抗菌物质,不仅能解决酸奶后酸化问题,还具有改善肠道菌群平衡、缓解肠道炎症等功能,符合消费者对食品天然、营养、健康的需求,在食品工业中具有显著的应用潜力,为酸奶产业解决后酸化难题开辟了新的途径。
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