《Food Research International》：Microbial shaping of fermented dairy product quality: formation mechanisms and regulatory strategies for texture, flavor, and functionality
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质地、风味和功能性代谢物是发酵乳制品的关键属性。
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微生物通过酸化、胞外多糖（EPS）和
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质地、风味和功能性代谢物是发酵乳制品的关键属性。
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微生物通过酸化、胞外多糖（EPS）和蛋白质水解来调节乳制品的质地。
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微生物通过乳糖、氨基酸和脂肪为乳制品生成风味。
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总结了四种功能性代谢物类的微生物途径和酶。
引言
发酵乳制品，如酸奶、奶酪和酸奶油，是全球食品市场的重要组成部分（A?agündüz等人，2025年）。它们的消费量巨大且持续增长（《发酵食品和饮料市场展望》，2022-2032年）。这些产品的历史可以追溯到几千年前（Eugénio等人，2025年）。它们是人类最早利用微生物进行食品保存和改良的例子之一（Papademas等人，2024年）。在现代饮食中，这些产品提供了丰富的营养，如蛋白质和钙（García-Burgos、Moreno-Fernández、Alférez、Díaz-Castro和López-Aliaga，2020年）。更重要的是，它们在发酵过程中形成的独特质地和风味受到消费者的高度评价。越来越多的科学研究表明，发酵乳制品中的微生物及其代谢物与人类健康之间存在潜在的健康益处。这些益处尤其是在消化健康和调节代谢综合征风险方面（Sakandar和Zhang，2021年；Savaiano和Hutkins，2020年；Sun等人，2023年）。根据国际益生菌和益生元科学协会（ISAPP）的定义，发酵食品是指“通过所需的微生物生长和食品成分的酶转化制成的食品”。
这些产品的独特和多样的品质并非直接来源于生牛奶，而是由其中生长的微生物群落的复杂代谢活动所塑造的（Monareng、Ncube、van Rooi、Modiba和Mtileni，2025年）。在这个过程中，微生物的作用远不止于启动发酵。它们实际上是最终产品质地、风味和健康相关功能特性的核心决定因素之一（Montel等人，2014年；Peng等人，2021年）。因此，理解微生物活动与牛奶基质（包括蛋白质、脂肪和乳糖）之间的相互作用对于揭示发酵乳制品的科学本质至关重要。
发酵乳制品中微生物的调节作用已成为研究的热点。在过去两年中，许多研究深入探讨了单一产品中特定微生物群体的功能特征，例如乳酸菌在酸奶发酵中的作用或非启动乳酸菌对奶酪成熟过程的贡献（Gao等人，2025年；Yang等人，2026年）。同时，其他综述则聚焦于特定代谢途径的独立总结，包括乳制品储存和成熟过程中的蛋白质水解和脂肪分解（Chen、Yang、Chen、Yu和Tian，2026年；Vorob’ev，2025年）。然而，这些研究在整合不同产品基质中的多种途径方面仍然缺乏系统性。相比之下，采用基于机制的方法系统分析相同微生物活动（如酸化、胞外多糖合成和酶水解）如何在不同产品中产生不同的质地和风味结果的案例仍然较少。
本文旨在系统阐明微生物在发酵乳制品中的核心作用。首先，文章将分析微生物对质地形成的决定性影响，并讨论酸奶、酸奶油和奶酪中的分子和物理化学机制。其次，基于关键代谢途径，文章将分析微生物如何塑造风味化合物的生化基础。接下来，文章将概述微生物作为功能性因子生产者如何合成各种生物活性物质及其相关的健康效益。最后，基于这些机制，文章将展望利用现代生物技术合理设计和调控微生物功能的未来方向，为目标研究和产品创新提供明确的理论框架。
章节摘要
发酵乳制品中的质地形成：微生物作用的比较机制
在发酵乳制品中，酸奶、酸奶油和奶酪代表了三种典型的质地类型。酸奶通过酸化形成一个均匀的蛋白质凝胶，需要一个精细且稳定的网络，具有较高的持水能力。酸奶油（以及类似crème fra?che的发酵奶油）是一种高脂肪乳液，其中脂肪球和酪蛋白的复合网络通过微生物活动得到稳定，从而产生细腻、可 spoon 的质地。
风味形成：代谢途径和微生物的贡献
风味是发酵乳制品的核心感官属性和身份标志。其复杂性远远超出了基本的酸味。风味的形成主要是由牛奶中关键前体物质的定向微生物代谢所致。这些前体主要包括乳糖、柠檬酸、蛋白质和脂肪。它们被各种微生物酶系统转化为一系列挥发性和非挥发性化合物。
功能性代谢物：生物合成及其健康意义
除了塑造独特的质地和风味外，发酵乳制品中的微生物代谢活动还直接导致各种功能性物质的生成和富集。这些物质与产品的健康促进效果密切相关。根据它们的生物合成前体和途径，这些功能性代谢物可以分为四类：来自牛奶蛋白水解的生物活性肽；功能性脂肪酸（如共轭脂肪酸）等。
未来展望：定制发酵的合理设计和控制策略
传统的菌株选择和工艺优化数十年来成功生产出了一系列高质量的发酵乳制品。经验主义方法——如筛选天然分离株、根据当地条件调整培养物以及通过试错法调整发酵参数——仍然是当前工业实践的支柱（Li等人，2020年）。然而，这些方法在满足定制功能需求方面存在固有的局限性。
结论
总之，微生物在发酵乳制品中的作用远不止于启动发酵。它们是产品感官体验、物理结构和健康功能的核心构建者。本文系统阐述了微生物如何通过特定阶段和地区的行动（涉及酸的产生、胞外多糖合成和受控酶水解）塑造出从细腻到紧实的丰富质地。
CRediT作者贡献声明
牛一凡：写作——审稿与编辑，撰写初稿，方法学研究，调查，正式分析。 张宇：写作——审稿与编辑，调查，正式分析。 王俊严：写作——审稿与编辑。 李浩浩：写作——审稿与编辑。 秦亚楠：写作——审稿与编辑，监督，资源协调，项目管理和资金获取，概念构思。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的利益冲突或个人关系。
致谢
本工作得到了新疆自然科学基金（项目编号：2024B04005-2-1）和新疆维吾尔自治区关键技术研究与发展计划（项目编号：2025B04032-001）的支持。
牛一凡 | 张宇 | 王俊严 | 李浩浩 | 秦亚楠
