丁酸梭菌与传统发酵剂协同作用提升发酵乳品质特性的机制研究

本研究针对传统发酵乳口感单一、质地不稳定等问题，创新性地采用丁酸梭菌(CB)与传统发酵剂(Y)共培养策略。通过测定酸度(pH=3.9)、活菌数(2.37×108 CFU/g)、持水性(提升15.6%)等指标，发现3CB-Y组能显著改善凝胶网络结构，提升硬度(3.1 N)和挥发性风味物质(86种)，为益生菌发酵乳产业化提供新思路。

　　

在乳制品消费日益增长的今天，发酵乳因其独特风味和健康功效备受青睐。然而传统发酵剂（含保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的Y组）制备的产品仍存在持水性差、质地不稳定等问题，严重影响消费者体验。更棘手的是，现有改良方案难以兼顾口感与营养，这成为制约行业发展的技术瓶颈。

令人振奋的是，西南民族大学药食学院Tang Shanhu团队在《LWT》发表的研究给出了创新解决方案。他们发现丁酸梭菌(Clostridium butyricum, CB)这种能产生短链脂肪酸的益生菌，与传统发酵剂存在共生关系。通过巧妙设计3×10⁸ CFU/g的复合添加比例，成功制备出兼具优良理化特性和感官品质的新型发酵乳。

研究采用FT-IR光谱分析、流变仪测定、GC-MS联用技术等核心方法，系统评估了不同处理组在28天贮藏期的品质变化。其中扫描电镜(SEM)观察微观结构、稳定性分析仪测定失稳指数等技术的组合应用，为机理阐释提供了多维证据。

3.1 理化特性

FT-IR光谱在1730 cm^-1处特征峰证实CB成功定植。3CB-Y组在第28天展现出最优异的酸度指标(pH=3.9，滴定酸度109.5°T)，其CB活菌数达2.37×10⁸ CFU/g，显著促进传统发酵剂增殖。这种协同效应归因于CB代谢产生的丁酸为乳酸菌生长创造了有利环境。

3.2 品质特征

蛋白质水解活性测定显示3CB-Y组在贮藏后期保持稳定活性。更惊人的是其实验组持水性提升15.6%，电镜观察发现这与致密的多孔网络结构相关。质构分析显示该组硬度(3.1 N)、粘稠度(37.9 N.s)等指标全面超越对照组，证实CB能优化酪蛋白交联网络。

3.3 流变特性

储能模量(G′)与损耗模量(G′′)分析表明，所有处理组均呈现类固体特性。3CB-Y组的G′值在28天时仍保持较高水平，说明其凝胶结构能有效抵抗机械破坏。失稳指数从0.93降至0.82的数据，印证了复合发酵可显著提升产品稳定性。

3.4 风味物质

GC-MS检测出的86种挥发性物质中，酮类、酸类和酯类占主导。PCA分析发现5CB-Y组在贮藏后期酸类物质评分突出，这与CB代谢途径密切相关。这种风味谱的差异化分布，为开发特色发酵乳产品提供了调控靶点。

该研究突破性地证实，CB与传统发酵剂的协同发酵能通过三重机制提升品质：微生物互作促进菌群增殖、代谢产物优化蛋白网络、风味前体物质积累。特别值得注意的是3CB-Y组在粘度指数(11.7 N.s)和内聚性(-1.6 N)等工业关键参数上的优势，这为开发长货架期、高接受度的功能性乳品提供了可靠方案。研究结果不仅丰富了益生菌应用理论，更开辟了通过菌种配伍创新提升传统食品品质的新路径。