相对湿度对烘焙食品中芽孢杆菌益生菌存活率的影响：12个月储存期的稳定性研究

本研究针对烘焙食品中益生菌储存稳定性难题，创新性地探究了相对湿度(RH)对四种芽孢杆菌(Bacillus)益生菌(含L. acidophilus、B. subtilis 1、ProSilienceTM HU58TM 和B. coagulans)在饼干和脆饼中12个月储存期存活率的影响。通过控制10%-75%环境湿度、45%和75% RH三种条件，发现B. subtilis菌株稳定性最佳(≤2 log减少量)，而B. coagulans(≥3.96 log减少)和L. acidophilus(≥4.5 log减少)在6个月后均低于106 CFU/g有效阈值。该研究为优化益生菌烘焙食品储存条件提供了关键数据支撑。

　　

在追求健康饮食的当下，益生菌食品已成为市场新宠。然而，将活性益生菌融入烘焙食品面临巨大挑战——高温烘焙会灭活微生物，而储存过程中的环境湿度更可能让幸存者"全军覆没"。世界卫生组织(WHO)明确规定，益生菌必须达到10⁶
-10⁷
CFU/g才能发挥健康效益，但现有研究多聚焦短期储存或液态食品，对烘焙食品中长期储存的益生菌稳定性认知存在显著空白。

为破解这一难题，来自美国的研究团队在《Applied Food Research》发表了一项开创性研究。他们选取了两种具有代表性的烘焙食品——水分活性中等的饼干和低水分活性的脆饼，植入四种商业益生菌株（包括两种芽孢杆菌和一种乳酸菌），通过精确控制环境湿度（室内变动湿度、45%和75% RH），进行了长达12个月的稳定性追踪。研究采用饱和盐溶液控湿法建立不同RH环境，通过热激处理激活孢子后采用倾注平板法（pour plating）和涂布平板法（spread plating）进行菌落计数，并运用ANOVA统计方法分析数据差异。

【3.1 储存湿度对饼干中益生菌的影响】
研究发现饼干中的B. subtilis菌株展现出惊人稳定性，12个月后仅出现≤2 log的减少量，且湿度变化未造成显著差异。相比之下，B. coagulans在室内湿度下前两个月就出现显著衰减，而L. acidophilus在所有湿度条件下均表现最差，6个月后活菌数全部跌破有效阈值。特别值得注意的是，75%高湿度会加速B. coagulans的失活，这与传统认为芽孢杆菌耐湿的认知形成有趣对比。

【3.2 储存湿度对脆饼中益生菌的影响】
脆饼实验结果更为严峻：L. acidophilus在1个月后就失去功效，B. coagulans也在10个月后失效。但B. subtilis再次证明其"超级幸存者"特质，即便在高湿度下仍保持稳定。数据揭示，食品基质的水分活性与益生菌稳定性并非简单线性关系，脆饼的低水分环境本应有利保存，但实际结果却显示某些菌株在饼干中存活更久。

【3.3 水活性分析】
通过水活性仪监测发现，不同湿度条件确实形成了显著差异的a_w
值（p≤0.05），但水活性数据与菌株存活率并非完全对应，暗示除水分外还有其他影响因素。例如B. coagulans在45%和室内湿度下a_w
相似，但存活率却差异显著，这可能与盐分渗透压或脂肪含量等食品基质特性相关。

【讨论与意义】
这项研究首次系统揭示了RH对烘焙食品中益生菌的长期影响规律：

1. 菌株特异性：同为芽孢杆菌，B. subtilis的稳定性远超B. coagulans，推翻"同属菌株表现相似"的假设
2. 湿度阈值效应：75% RH成为关键转折点，超过此值多数菌株稳定性急剧下降
3. 食品基质调控作用：水分活性中等的饼干反而比低水分脆饼更利于某些菌株存活

研究团队提出创新性机理解释：高湿度可能诱发孢子过早萌发，使其失去保护性休眠状态；而食品中的盐分和脂肪可能通过改变渗透压或氧化速率间接影响菌株生存。这些发现为食品工业提供了明确指导：

• 优选B. subtilis作为烘焙食品益生菌
• 产品包装应标注"避湿储存"警示
• 保质期设定需考虑湿度敏感性差异

该研究不仅填补了益生菌烘焙食品稳定性研究的空白，更建立了评估框架，未来可扩展至其他食品体系。正如作者强调："控制储存湿度与选择适当菌株同等重要"，这一认知将推动益生菌食品从"概念添加"迈向"功效保证"的新阶段。