乳糖酸强化乳清对含/不含益生菌Lacticaseibacillus rhamnosus GG发酵乳特性影响的多维研究

本研究针对乳制品副产物乳清的高值化利用问题，创新性地将乳糖酸(LBA)作为益生元应用于发酵乳体系。通过构建含/不含益生菌LGG的四种发酵模型，发现LBA能显著提升益生菌稳定性(≥7.5 log cfu mL-1 )和抗氧化活性(DPPH/ABTS提升30%)，并首次揭示LGG优先代谢LBA而非乳糖的代谢偏好性，为功能性乳制品开发提供了新思路。

　　

在追求可持续发展和循环经济的背景下，乳制品加工副产物乳清的利用成为行业焦点。乳糖酸(Lactobionic acid, LBA)作为一种具有抗氧化、保湿和潜在益生元特性的乳糖衍生物，近年来在功能性食品领域备受关注。然而，LBA在发酵乳体系中的作用机制及其与益生菌的互作关系尚不明确。意大利博洛尼亚大学的研究团队在《International Dairy Journal》发表的研究，首次系统评估了LBA强化乳清对含/不含益生菌Lacticaseibacillus rhamnosus GG(LGG)发酵乳特性的多维影响。

研究采用HPLC分析糖代谢、GC-MS-SPME检测挥发性有机物、DPPH/ABTS法评估抗氧化活性等关键技术，通过构建对照、LBA添加、LGG添加及LBA+LGG添加四种发酵模型，追踪28天冷藏期内样品特性变化。

3.1 LBA生产
利用Pseudomonas taetrolens DSM 21104转化Squacquerone奶酪乳清，50小时获得33.914±3.105 g L^-1
LBA，转化率达94.905±1.659%，证实乳清可作为高效LBA生产基质。

3.2 菌株活力与pH
LBA+LGG组在28天冷藏后维持最高菌数(7.3 log cfu mL^-1
)，pH稳定在3.96-4.63。LBA单独添加使L. delbrueckii subsp. bulgaricus活菌数提升5.8 log cfu mL^-1
，证实LBA对乳酸菌的促生长作用。

3.3 糖代谢特征
HPLC分析揭示LBA+LGG组中LBA在24小时内被完全代谢，而残留乳糖浓度(20 g L^-1
)显著高于LGG单独添加组(10 g L^-1
)，首次证明LGG存在LBA优先于乳糖的代谢偏好性。

3.4 抗菌活性
LGG添加使对Listeria monocytogenes抑制圈扩大至>6 mm(+++)，且LBA的加入未削弱此效果，表明代谢产物协同作用。

3.5 抗氧化特性
LBA组DPPH清除活性(0.55 mg TE mL^-1
)在28天时仍保持最高，ABTS法显示LGG与LBA组合提升抗氧化能力30%，证实双重功能强化效果。

3.6 挥发性组分
GC-MS分析发现LBA组特有麦芽酚等美拉德反应产物，而LGG组富含乙酸(1.28 PAR)，PCA分析显示88.68%方差解释度，证实不同配方产生特征性风味图谱。

该研究创新性地将乳清衍生LBA直接应用于发酵乳体系，避免纯化成本的同时实现副产物高值化。发现LGG对LBA的优先代谢现象为益生菌-益生元组合筛选提供了新标准，3.3 g L^-1
LBA的添加既保证益生菌活力又维持产品感官特性。研究为开发兼具抗氧化、抗菌和益生功能的乳制品提供了理论依据，但LBA在人体内的实际益生效应仍需通过肠道模型验证。这种"乳清-LBA-发酵乳"的技术路径，为乳业循环经济模式提供了可借鉴的实践方案。