益生菌在冰淇淋生产中的应用

■ 郑利君 杨永龙 张 杰 生庆海 内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司

何谓益生菌？益生菌是指摄入一定量后，对宿主具有一种或几种具有论证功能益处的活的微生物[1]。自20世纪90年代以来，益生菌已成为国际上的热门研究课题，与此同时，益生菌类保健品也开始风靡全球。

国外目前已开发出数以百计的益生菌保健产品，其中包括酸奶、酸乳酪、酸豆奶以及口服液、片剂、胶囊、粉末剂等。迄今为止，科学家已发现的益生菌大体上可分成3大类，其中包括：乳杆菌类（如嗜酸乳杆菌、干酪乳杆菌、詹氏乳杆菌、拉曼乳杆菌等）；双歧杆菌类（如长双歧杆菌、短双歧杆菌、卵形双歧杆菌、嗜热双歧杆菌等）；革兰氏阳性球菌（如粪链球菌、乳球菌、中介链球菌等）。此外，还有一些酵母菌与酶也可归入益生菌的范畴。

国内外一些学者认为，益生菌的作用可以概括为[2]：防治腹泻；缓解不耐乳糖症状；预防阴道感染；增强人体免疫力；缓解过敏作用；降低血清胆固醇；预防癌症和抑制肿瘤生长。

欧洲所做的双盲对照试验（46 名有阴道霉菌感染史的妇女参加了试验）证实了益生菌所具有的预防阴道感染的功能。女病人每人每日口服150 mL含大量益生菌的酸奶，结果阴道感染发生率大大低于安慰剂组妇女。这是因为酸奶中的嗜酸乳杆菌可抑制阴道内白色念珠菌的繁殖。

益生菌在肠道内的大量繁殖可促进并提高人体的全身免疫能力。在欧洲一些著名的长寿之乡，如高加索山区、地中海沿岸国家，当地人极少患糖尿病、心血管病和肥胖症，研究认为这与他们长期饮用自制的含大量益生菌的酸奶有关。

20世纪70年代到90年代的大量试验证明：喝益生菌饮料确实可降低血清胆固醇。研究指出：每天喝200 mL加入嗜酸乳杆菌以及菊粉后发酵的酸奶，可使高脂血症患者的血脂平均下降4.4%左右。因为嗜酸乳杆菌与菊糖两者均有降脂作用。

1 国内外益生菌研究应用概况

1.1 国外益生菌研究

益生菌的研究与应用在日本、法国、美国、俄罗斯、德国等国家均受到重视，而且其研究极具专业性和系统性。就目前的研究与应用水平而言，日本与法国处于较领先地位。早在20世纪30年代初，日本京都帝国大学微生物教研室的代田稔博士就已成功地分离出来自于肠道的乳酸杆菌，在经过强化培养后，使之能以存活状态到达肠内并生存下来。而这种后来被人们称之为益力多菌的乳酸杆菌，目前已被广泛地运用在日本的食品、饮品、医学等领域，在乳制品上的应用成绩更是十分惊人。日本2000～2001年生产的益生菌乳制品，其总产值就已达22 亿美元。而今的益力多，在日本已家喻户晓，并在多个国家被消费者接受。

法国在益生菌方面的研究也不亚于日本人。目前，法国已拥有一支非常庞大的专业科研队伍，每年的研究开发经费高达数亿法郎，由此可见其重视程度。

人类对益生菌的接触与研究虽已有百年的历史，但对它的认识并没有真正完全深入，许多专家正在对其展开更微观的研究与探讨。目前国际对益生菌的研究显得异常活跃，产品消费成绩惊人，益生菌的年生产总值在300 亿美元左右，其中益生菌乳制品超过50 亿美元，呈上升态势。在国外，益生菌（乳酸菌）的应用研究已涉及到塑料制造工业，一种由L-乳酸或D-乳酸加工而成的聚乙烯，可使该塑料产品在废弃后能够自行分解，从而保护环境不受污染，此技术正在加紧研究中。此外，新加坡的科学家正在利用牛奶中的乳酸菌来研制口服非典疫苗并已取得了重大的突破。上述这些，仅是益生菌研究前沿中的小部分。

1.2 国内益生菌研究现状

益生菌在我国的研究与利用起步较晚，与发达国家相比，其基础研究和开发利用尚存在一定的距离。尤其是受文革等因素的影响，在20世纪的中后期，大部分学者中断了对益生菌的研究，因此这一时期关于益生菌方面的研究论文或科研成果寥寥无几。进入21世纪后，益生菌的研究开始复苏，益生菌的运用也受到了重视。内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室建立的我国第一个具有自主知识产权的乳酸菌资源库，对我国进一步研究和利用益生菌作出了重大贡献。

由于益生菌所具有的特殊价值与功效，在乳制品和一些功能性的食品中已被广为运用。目前我国已大量使用双歧杆菌和乳杆菌等生产营养、可口兼有保健功能的酸奶等乳制品，较为著名的品牌包括益力多、达能等。我国对于益生菌相关的微生态制剂的研究速度在近年也发展迅速，品种主要有保健食品类与药用类。目前市场上销售的品种主要有：昂立1号、丽珠肠乐、回春生、促菌生、培菲康、佳士康、双歧多宝、五株王、六株宝和妈咪爱等。目前，仍不断有新品种投放市场。

2 益生菌冰淇淋的研究应用情况

经过多年的发展，冰淇淋的种类可以说是琳琅满目，不仅在配料上得到了创新，而且在结构研究上也取得了令人自豪的成绩。冰淇淋是一类高营养易吸收的高档食品，然而随着人们生活水平的不断提高，人们对食品的要求也越来越严格，除了能够满足营养和安全的需求外，还需要能够提供一定的保健功能。未来冰淇淋的发展趋势主要包括以下3 个方面，即推出低脂（无脂）和低糖（无糖）产品，有机产品以及营养强化产品[4]。因此，在冰淇淋中添加益生菌也是今后冰淇淋发展的重要方向。

冰淇淋具有货架期短且需在低温下冷冻保存的特点，这些特点对益生菌的存活是非常有利的，所以益生菌在冷饮中的应用是完全可行的。把益生菌加入到冰淇淋中可以说是营养与保健的结合。进行益生菌冰淇淋产品开发，具有如下3 个方面的优势[5]。

2.1 一是在冰淇淋的嗜好性和营养性基础上，赋予更多的功能性，符合现代消费观念。目前，健康食品的概念已经得到了世界各国的认可，因此大力开展健康食品的生产，将具有重要的意义和广阔的市场。

2.2 二是低温贮藏为益生菌的存活创造了条件，解决了普通益生菌发酵产品货架期短，活菌数量不高，功能特性得不到保证等缺陷。而冰淇淋由于其特殊的低温保藏要求，既能延长货架期，而且能使菌体活力得到保障（试验证明，在冰淇淋的冷藏温度下，乳酸菌的死亡速度很缓慢）。

2.3 三是感官风味是冰淇淋不可忽略的重要指标，益生菌冰淇淋在口感方面也有其独到之处。在炎炎夏日，这种清新爽口的冰淇淋将倍受青睐。

目前，益生菌冰淇淋的做法有2 种：一种是加入益生菌发酵剂将料液发酵后老化、凝冻而成；另一种是将老化的料液加入益生菌制剂。目前也有益生菌巧克力的相关研制开发，如果该项成果能够成功的话，我们可以将其与冰淇淋进行组合，开发出益生菌巧克力冰淇淋[6]。

虽然，益生菌冰淇淋的应用和开发前景相当乐观，但是要想保证益生菌的保健功能，必须得保证益生菌在其载体中有一定数量的活菌数，即存活稳定性。尽管人们对益生菌在发酵乳、奶酪中应用研究较多，但对其在冰淇淋中的应用相关报道较少。研究表明，冰淇淋的配料和工艺都对益生菌的存活有影响。

沈微（2004）在冰淇淋和雪糕中添加嗜酸乳杆菌Lactobacillus acidophilus Lal4和干酪乳杆菌Lactobacillus caseiLC1[7]，结果发现，在老化6 h后，冰淇淋中的这2 株菌由最初的1.6×106CFU/g和2.0×106CFU/g降到了1.56×106CFU/g和1.7×106CFU/g；老化24 h后，则降为1.5×106CFU/g和1.6×106CFU/g；老化24 h后于-12℃下贮藏48 h后，益生菌数量分别为1.52×106CFU/g和1.58×106CFU/g；在雪糕中的结果类似，但活菌数的下降程度更大。同时还发现，凝冻时的充气搅打会使益生菌损失20%～50%，但膨胀率大者损失较少。胡春光和谷晓青（2008）也得到类似的结果[8]。

A Homayouni等（2008）研究了益生菌在不同蔗糖浓度（W/W，10%，15%，20%，25%）下的存活情况，发现干酪乳杆菌Lactobacillus casei， Bifidobacterium bifidum和双歧杆菌Bifidobacterium longum的数量随着蔗糖浓度的升高而降低，Lactobacillus acidophilus（嗜酸乳杆菌）则升高。这是因为随着糖浓度的升高，发酵所产生的乳酸也增多，过多的酸对干酪乳杆菌和双歧杆菌具有抑制作用，而嗜酸乳杆菌则对酸的适应力较强而造成的。于-20℃下贮藏3 个月，嗜酸乳杆菌活菌数下降较严重，干酪乳杆菌和双歧杆菌下降则不太明显[9]。

Gulden等（2006）以Lactobacillus acidophilus，L.agilis，L.rhamnosus应用于蔗糖冰淇淋和阿斯巴甜冰淇淋中，在-20℃下贮藏6 个月后发现，阿斯巴甜对益生菌的存活性影响不大（P＞0.05）；但加工制备方法（加入益生菌的方式）对菌的存活性有较大影响（P＜0.05），加入发酵乳制备的冰淇淋益生菌活菌数要比直接加入发酵剂制备的冰淇淋高，但2 种样品的活菌数的下降值是接近的。大多数研究结果显示，益生菌可以在-18～-28℃的情况下存活6 个月，但在2～5℃的情况下，益生菌存活的时间则会大大缩短[10]。Nighswonger等的研究发现，L.acidophilus和L.casei在贮藏6 个月后仍可以存活，因此大多数益生菌冰淇淋都选用这2 种菌种来制备[11]。研究表明，益生菌在冰淇淋的加工和贮藏中会损失，而微胶囊化与益生元可以有效控制其损失，这将是今后研究的重点。

[1] Report of a joint FAO/WHO working group on drafting guidelines for the evaluation of probiotics in food. London Ontario，Canada，April 30 and May 1，2002.

[2] 郭本恒.益生菌.北京：化学工业出版社，2004：102-106.

[3] 张和平，张列兵.乳品工业手册.北京：中国轻工业出版社，2006.

[4] 张世龙.中国冰淇淋市场透视及2007年新概念.市场分析，2007，11（3）：38-39.

[5] 周坤，朱晓红，顾瑞霞.益生菌冰淇淋的研制.食品研究与开发，2008，29（4）：101-104.

[6] Morgane Maillard，Alex Landuyt.Chocolate：an ideal carrier for probiotics.Agro Food industry，2008，19（3）：13-15.

[7] 沈微. 益生菌在冷饮中的应用.冷饮与速冻食品工业，2006，12（4）：9-11.

[8] 胡春光，谷晓青.在冷饮中的应用益生菌.内蒙古科技与经济，2008，176（22）：40-42.

[9] Homayouni A，Ehsani M R，Azizi A，et al.Growth and survival of some probiotic strains in simulated ice cream conditions.Applied Sciences，2008，8（2）： 379-382.

[10] Gülden Baoyi fi t，Hakan Kuleaoan，Aynur G，et al. Viability of human-derived probiotic lactobacilli in ice cream produced with sucrose and aspartame.J Ind Microbiol Biotechnol，2006，33（9）： 796-800.

[11] Nighswonger B D，Brashears M M，Gilliland S E.Viability of lactobacillus acidophilus and lactobacillus casei in fermented milk products during refrigerated storage.Dairy Sci，1996，79（2）： 212-219.