综述:本地乳酸菌作为生乳奶酪微生物控制候选保护性培养物:机制证据与生物保护潜力的关键范围综述

《International Dairy Journal》:Autochthonous lactic acid bacteria as candidate protective cultures for microbial control in raw milk cheeses: A critical scoping review of mechanistic evidence and bioprotective potential

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月14日 来源:International Dairy Journal 3.1

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  •对本地乳酸菌(LAB)的抑制机制证据进行了批判性映射。 •该框架将抑制筛选与机制证据区分开来。 •研究人员评估了生乳奶酪中的乳酸菌(LAB)作为候选保护性培养物的潜力。 •大多数研究缺乏足够的证据来进行机制归属。 •对于有前景的乳酸菌(LAB)菌株,奶酪基质

  
•对本地乳酸菌(LAB)的抑制机制证据进行了批判性映射。
•该框架将抑制筛选与机制证据区分开来。
•研究人员评估了生乳奶酪中的乳酸菌(LAB)作为候选保护性培养物的潜力。
•大多数研究缺乏足够的证据来进行机制归属。
•对于有前景的乳酸菌(LAB)菌株,奶酪基质验证仍然不常见。
本文总结如下:

**1. 引言**

生乳奶酪作为传统手工乳制品的重要类别,因其独特感官特征和地域特色而受到消费者青睐。与巴氏杀菌奶酪不同,生乳奶酪保留了原料乳中的本土微生物群,这些微生物在发酵和成熟过程中发挥核心作用,决定产品的理化性质和感官品质。然而,由于缺少热处理,生乳也可能携带病原菌和腐败微生物,带来安全风险。生乳奶酪中天然存在的复杂微生物群落可通过竞争性和抗微生物相互作用抑制有害微生物,这种作用被称为生物保护,主要与乳酸菌(LAB)相关,因其能产生多种抑菌化合物。本地乳酸菌作为天然保护性培养物具有应用潜力,但现有文献在活性评估方法和机制验证深度上存在显著异质性。本综述旨在系统绘制并批判性评估来自生乳奶酪生态系统的本地乳酸菌的抗菌活性及生物保护潜力证据,重点区分初始抗菌筛选与经实验支持的机制证据。

**2. 方法**

**2.1 研究设计**
本综述依据系统评价和荟萃分析优先报告条目-范围综述扩展版(PRISMA-ScR)指南进行,采用范围综述方法以映射广泛且方法多变的证据。依据人群-概念-情境(PCC)框架,人群为本地乳酸菌,概念涵盖抗菌活性、生物保护潜力、抑制机制及评估方法,情境为生乳奶酪生态系统。未进行正式偏倚风险评价,但通过预定义的决策框架评价机制证据强度。

**2.2 资格标准**
纳入已发表的原始同行评审研究,要求研究对象为分离自生乳、生乳奶酪或与生乳奶酪生产成熟直接相关的奶酪环境中的本地乳酸菌,并实验评估其对病原菌和/或腐败菌的抑制活性。仅纳入英文文献,排除综述、会议摘要、书籍章节等。缺乏全文或信息不足以确定菌株来源及方法的研究被排除。

**2.3 信息来源**
在Scopus、Web of Science和PubMed数据库中进行文献检索,检索时间从建库至2026年3月。检索策略结合乳酸菌、生乳奶酪和抗菌/生物保护相关术语,并纳入“传统奶酪”作为敏感性词。同时手动筛查相关文章的参考文献列表。使用Rayyan平台进行去重和筛选。

**2.4 研究选择**
共检索到186条记录,去除72条重复后,114篇进行标题和摘要筛选,排除59篇;55篇进行全文评估,排除18篇;最终纳入37篇研究。筛选和提取由第一作者完成,第二作者独立核对,分歧通过讨论解决。

**2.5 数据图表和提取**
使用预定义的图表化框架系统提取数据,包括研究特征(作者、年份、国家)、奶酪类型、菌株来源、鉴定的LAB种类、靶标微生物、抗菌活性评估方法及细节、报道的抗菌机制和主要发现。采用现行细菌命名法,提取表中保留原始命名。

**2.6 抗菌活性评估方法分类**
依据测定格式、测试材料和测定特异性修改,将抗菌活性测定标准化分类。测定类型包括琼脂孔扩散、点接种、琼脂覆盖、纸片扩散、液体共孵育和共培养。测试材料区分为无细胞上清液(CFS)和活菌培养物(细胞)。记录pH中和、过氧化氢酶处理、蛋白酶处理、热稳定性测试和厌氧培养等测定条件。对方法描述不充分的研究,保守分类为基于琼脂的测定(细胞)。

**2.7 测试材料和机制证据分类**
抗菌机制分配严格依据研究中所报道的实验证据,并遵循预定义决策树。pH中和后活性完全或显著丧失被解释为酸介导抑制的证据;蛋白酶处理后活性丧失支持蛋白质性质的抑制活性;仅有pH中和和过氧化氢酶处理不足以确认细菌素介导,需结合蛋白酶敏感性或进一步验证。纯净/部分纯化结合生化表征方可确认细菌素介导。当活性可归因于多个因子时,判定为混合机制;无法区分时判定为未确定。

**2.8 数据综合**
由于方法异质性,未进行定量荟萃分析,而是进行描述性和批判性综合,根据测定格式、机制分类、靶标微生物、生物保护活性和证据强度组织结果。

**3. 结果**

**3.1 纳入研究的特征**
37项研究覆盖欧洲、亚洲、非洲、北美洲和南美洲的多种传统生乳奶酪,意大利研究最多(n=8)。LAB分类群多样,包括乳植杆菌属(Lactiplantibacillus)、乳酪杆菌属(Lacticaseibacillus)、肠球菌属(Enterococcus)、乳球菌属(Lactococcus)、明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)、链球菌属(Streptococcus)等。靶标微生物中,单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)最为常见。

**3.2 抗菌活性评估方法**
扩散法占主导地位。37项研究中19项采用琼脂孔扩散法,23项使用CFS,28项使用细胞法,10项采用点接种法,7项采用琼脂覆盖法,共培养和液体共孵育分别有8项和4项。pH中和/调整见于15项研究,蛋白酶处理11项,过氧化氢酶处理6项,厌氧培养4项。方法组合差异大,总体以筛选级测定为主。

**3.3 靶标微生物和分类群特异性抗菌模式**
L. monocytogenes是最常见的靶标(26/37),其次为金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,25/37)、大肠杆菌(Escherichia coli,23/37)和沙门氏菌属(Salmonella spp.,19/37)。腐败相关微生物如假单胞菌属(Pseudomonas spp.,10/37)、热杀索丝菌(Brochothrix thermosphacta,1/37)和酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum,2/37)也见于部分研究。肠球菌分离株(尤其是屎肠球菌、粪肠球菌和耐久肠球菌)反复表现出抗李斯特菌活性,且活性常在pH中和后持续,蛋白酶处理后下降,提示蛋白类或细菌素相关抑制。乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)等乳杆菌分布最广(29/37),可抑制革兰氏阳性和阴性菌,但机制不统一。

**3.4 报告的抗菌结果**
抗菌结果差异显著。30/37研究评估了多种靶标,抑制谱从广谱到特定菌株不等。广谱活性仅6/37研究明确报告。菌株依赖性明显;对腐败菌和真菌的抑制研究较少,如抗真菌活性仅4/37。

**3.5 支持抗菌机制分配的证据**
24/37研究因缺乏足够的实验分化而无法可靠分配机制。7/37研究报告强证据支持细菌素参与,其中仅2/37通过纯化/部分纯化结合生化表征确认细菌素介导。酸介导抑制见于3/37研究,混合机制1/37。总体呈现活性筛选与机制确认之间的失衡。

**4. 讨论**

**4.1 本地LAB抗菌多样性的生态决定因素**
抗菌活性不能仅依据分类学归属预测。生乳奶酪生态系统复杂性高,微生物群落受农场环境、原料乳处理、制作工艺和成熟条件影响。生态适应可能导致相近菌株产生不同功能表型。奶酪制作条件如pH下降、盐渍、水分活度降低、氧气限制及成熟期蛋白水解均可影响抑制机制的表达和检出。但现有研究不足以将特定机制归于特定奶酪类型。

**4.2 靶标微生物选择与微生物控制优先性**
L. monocytogenes因奶酪相关李斯特菌病暴发而成为首要研究靶标。然而,过多聚焦单一病原体可能窄化生物保护概念。腐败微生物和真菌靶标研究明显不足,而真菌是乳制品重要腐败因素,抗真菌乳酸菌具有应用潜力。当前证据主要侧重于病原菌导向的控制视角。

**4.3 测定异质性与筛选和奶酪基质验证之间的差距**
不同测定格式检测的抗菌活性并不等价。CFS反映可扩散的细胞外抑制物质,活细胞测定还涉及营养竞争和细胞相关效应。pH中和、蛋白酶处理等条件应用不一致。大多数研究仅停留在琼脂或肉汤层面,缺乏在真实奶酪基质中的验证。少数研究如Campagnollo等(2018)在米纳斯艺术奶酪中验证了李斯特菌减少,Martín等(2022)在传统软奶酪模型中测试了LAB联合体,提示体外活性可转化到乳制品基质,但抑菌圈不能等同于保护性培养物性能。

**4.4 机制证据和决策框架的理由**
多数研究报告活性但未提供足够机制分化。检测到抑制并不等于明确了作用方式,抑制可能源于有机酸、过氧化氢、细菌素及生态互作的多重叠加。本综述的保守框架将证据分为筛选、机制分化和确认/基质验证三个层面,避免过度解释。同时指出,24/37研究被归为“未确定”可能是报告不足,而非机制确实缺失。

**4.5 候选保护性培养物的要求**
候选菌株不能仅凭抑菌圈即视为适用。需进行菌株水平鉴定和安全性验证,包括无获得性耐药基因、毒力因子和溶血活性,尤其是肠球菌。需评估产生物胺能力、在盐/低pH/水分活度波动/成熟温度下的存活与活性、与起始菌的兼容性、不延迟酸化和无感官缺陷。生物保护是安全与技术双重性状。

**4.6 证据基础的局限和未来方向**
证据基础存在以下局限:方法异质性高,机制验证水平不一,奶酪基质挑战试验稀缺,保守框架可能低估真实潜力,且未进行定量综合。未来研究应提出最低实验包:至少包括活细胞和CFS测定、pH测定、pH中和及酸对照、过氧化氢酶处理、广谱蛋白酶处理。若声称细菌素,应补充中和及过氧化氢酶处理后的活性恢复、蛋白酶失活、热/ pH稳定性、遗传筛查/基因组分析以及纯化表征。对于应用,需在目标奶酪基质中进行挑战试验,并报告pH、盐分、水分活度、温度、接种量、菌株存活及感官影响。

**5. 结论**

本关键范围综述表明,生乳奶酪生态系统中的本地乳酸菌经常表现出抗食源性病原菌和较少见抗腐败微生物的活性。然而,支持其作为候选保护性培养物的证据强度差异显著。文献以扩散法、活细胞筛选和CFS测试为主,机制分化和奶酪基质验证不足。超过一半的研究缺乏足够的实验证据进行机制分配,仅两项研究通过纯化/部分纯化结合生化表征确认了细菌素介导的活性。本综述通过区分抗菌活性筛选与机制支持证据,强调单独抑制现象不能等同于保护性培养物性能。抗菌活性高度菌株依赖,不能从分类身份推断。未来应用需结合机制验证、菌株安全评价、技术兼容性、成熟和感官质量影响以及目标奶酪基质中的验证,以区分实验室抑制与真实乳品生产中的保护性能。
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