使用高通量测序技术研究乳制品及植物基乳制品替代品中的细菌和真菌群落组成

《Food Quality and Preference》：Bacterial and fungal community composition in dairy products and plant-based dairy alternatives using high throughput sequencing

植物基乳制品与常规乳制品的微生物群落对比显示，前者菌群多样性更高且包含潜在致病菌，后者以乳酸菌和链球菌为主。研究采用经典微生物学与高通量测序技术，发现植物基产品酵母和乳酸菌共主导，但存在肠球菌和假单胞菌等有害菌，而传统乳制品菌群更单一稳定。这为植物基乳制品的发酵优化和安全性控制提供了科学依据。

　　随着全球消费者对健康、环保和可持续饮食的关注不断提升，植物基乳制品替代品的需求也在迅速增长。这一趋势不仅推动了食品行业的创新，也引发了科学界对这类新兴产品微生物特征的深入研究。植物基乳制品替代品，如植物奶酪和植物酸奶，正逐渐成为传统乳制品的重要补充，尤其对于乳糖不耐受、乳制品过敏或遵循纯素饮食的消费者而言，它们提供了更为多样化的选择。然而，尽管这些产品在市场上的发展势头强劲，其微生物特征的研究仍处于初级阶段，缺乏系统的科学依据。因此，了解植物基乳制品替代品的微生物组成及其与传统乳制品之间的差异，对于确保产品的安全性、提升其功能性以及推动行业标准的建立具有重要意义。

本研究旨在通过经典微生物学方法和高通量测序技术（HTS）对市场上常见的植物基和传统发酵乳制品进行综合分析。研究对象包括四种传统乳制品（切达奶酪、3个月陈酿半硬质奶酪、布里奶酪、马苏里拉奶酪）以及两种传统酸奶（原味酸奶和添加蓝莓的酸奶），同时涵盖了三种植物基奶酪替代品（椰子基的Vera奶酪、椰子基的Vrie奶酪、燕麦基的Mozza bloque奶酪）和两种植物基酸奶替代品（大豆基酸奶及添加蓝莓和樱桃的植物酸奶）。这些产品来自欧洲的四家制造商，为研究提供了广泛且具有代表性的样本。

通过经典微生物学方法的检测，研究发现无论是传统乳制品还是植物基替代品，酵母菌和乳酸菌（LAB）都是主要的微生物群体。酵母菌在大多数样本中占据主导地位，而在植物基产品中，乳酸菌则表现出与酵母菌相近的丰度。这种现象表明，植物基产品的发酵过程中，酵母菌和乳酸菌之间存在复杂的相互作用，它们共同塑造了产品的风味、质地和功能性。此外，研究还发现，植物基产品中存在较高水平的肠球菌（Enterococcus），这可能与发酵过程中的原料特性、环境条件或加工方式有关。相比之下，传统乳制品中的肠球菌含量较低，这或许是因为其发酵过程更加受控，微生物组成更加稳定。

除了肠球菌，研究还检测到一些与食品卫生相关的菌群，如肠杆菌科（Enterobacteriaceae）和大肠菌群（coliforms）。这些菌群主要出现在部分植物基产品中，而未在传统乳制品中检测到。这一发现引发了对植物基产品发酵控制的深入思考。由于植物基原料的多样性以及发酵过程的复杂性，某些微生物可能更容易在这些产品中繁殖，尤其是在加工和储存过程中未能完全控制环境条件的情况下。因此，加强植物基乳制品的微生物管理，特别是在原料选择、发酵工艺和加工控制方面，是确保产品安全性的关键。

高通量16S rRNA基因测序的结果进一步揭示了植物基乳制品和传统乳制品在微生物多样性方面的显著差异。传统乳制品的微生物群落相对单一，主要由链球菌属（Streptococcus）和乳杆菌属（Lactococcus）构成，这些菌群在发酵过程中起到了核心作用。相比之下，植物基乳制品的微生物组成更为复杂，不仅包含了有益的乳杆菌科（Lactobacillaceae）等菌群，还偶尔检测到与食品腐败相关的微生物，如拉乌尔氏菌属（Raoultella）和假单胞菌属（Pseudomonas）。这种多样性可能源于植物基原料的天然成分，以及发酵过程中微生物的动态变化。例如，某些植物基原料可能含有丰富的天然酶和营养物质，为多种微生物的生长提供了有利条件。

此外，研究还对真菌群落进行了分析，发现不同产品类型的真菌组成存在显著差异。在传统奶酪中，青霉菌属（Penicillium）是主要的真菌群体，这与奶酪的成熟过程密切相关。而在植物基奶酪和酸奶中，德巴里氏酵母属（Debaryomyces）和马拉色菌属（Malassezia）较为常见，这些菌群可能在发酵过程中起到重要的作用。然而，一些潜在的环境或病原性真菌，如枝孢菌属（Cladosporium）和诺里西普酵母属（Neorysiphe），在部分植物基产品中被检测到。这些真菌的存在可能与原料的来源、加工环境或储存条件有关，提示在植物基乳制品的生产过程中，需要更加严格的微生物控制措施。

植物基乳制品的微生物特征不仅影响其感官品质和营养价值，还直接关系到产品的安全性。例如，某些真菌和细菌可能在特定条件下产生毒素，或在产品中残留，从而对消费者的健康构成威胁。因此，研究植物基乳制品的微生物组成，对于评估其潜在风险、优化发酵工艺以及制定相应的质量控制标准具有重要的现实意义。此外，植物基产品的微生物多样性也为功能性食品的开发提供了新的思路。通过筛选和引入特定的益生菌株，可以进一步提升植物基乳制品的健康价值，使其不仅满足消费者的口味需求，还能提供额外的营养和健康益处。

本研究的结果表明，传统乳制品和植物基乳制品在微生物组成上既有相似之处，也存在显著差异。这种差异可能源于原料的来源、发酵工艺的差异以及加工环境的不同。传统乳制品的微生物群落通常更加稳定，而植物基产品则表现出更高的复杂性和多样性。这种多样性虽然可能带来一些挑战，但也为植物基乳制品的创新提供了广阔的空间。例如，通过优化发酵条件和选择合适的菌种，可以调控微生物群落的结构，从而提升产品的口感、质地和功能性。

从行业发展的角度来看，植物基乳制品的微生物研究不仅有助于提升产品质量，还为制定更科学的生产标准和监管措施提供了依据。目前，许多植物基乳制品在标签上并未明确标注其使用的微生物菌种，这可能影响消费者的信任和产品的市场竞争力。因此，加强微生物信息的透明度，不仅有助于消费者做出更明智的选择，也能促进行业的规范化发展。此外，对于食品监管机构而言，了解植物基乳制品的微生物特征，有助于建立更加完善的食品安全体系，确保这些新兴产品在满足市场需求的同时，也符合食品安全标准。

在消费者层面，植物基乳制品的微生物研究也有助于提高其对这类产品的认知和接受度。许多消费者在选择植物基产品时，往往关注其营养成分和健康益处，而对微生物特征了解有限。通过科学研究揭示植物基乳制品的微生物组成，可以帮助消费者更好地理解这些产品的安全性与功能性，从而增强其对植物基食品的信任。此外，研究结果还可以为健康意识较强的消费者提供参考，帮助他们选择更符合自身需求的植物基乳制品。

总体而言，植物基乳制品的微生物研究是一个多学科交叉的领域，涉及食品科学、微生物学、生物技术等多个方面。随着植物基食品市场的不断扩大，这一领域的研究将变得更加重要。通过深入分析植物基乳制品的微生物特征，不仅可以为食品生产企业提供科学依据，帮助其优化生产工艺和提升产品质量，还能为监管机构制定更合理的标准，为消费者提供更可靠的信息，从而推动整个植物基食品行业朝着更加安全、健康和可持续的方向发展。