食品原料及食品添加剂对益生菌活性的影响

郑清云

（润盈生物工程（上海） 有限公司，上海 201700）

益生菌是肠道的有益菌，主要用于改善人体宿主肠道菌群的生态平衡[1-3]。

益生菌食品中的活菌数量是衡量产品质量的重要指标，如何保持益生菌饮料中益生菌的活性是备受关注的研究热点[4-8]。食品原料及食品添加剂的加入可以改善益生菌固体饮料的商品性质，但会影响益生菌的活性[9-10]。实际生产中既要改善益生菌饮料的风味品质，又要适当保持益生菌饮料中益生菌的活性，还需要控制好食品原料与添加剂的添加量。因此，选择适当的食品原料和食品添加剂，最大限度地保持益生菌固体饮料中益生菌的活性，具有重要的现实意义。

1 材料与设备及试验方法

1.1 菌株、食品原料及食品添加剂

乳双歧杆菌（BL-G101）、两歧双歧杆菌（BBG90）、长双歧杆菌（BL-G301）、短双歧杆菌（BBG95）、婴儿双歧杆菌（BI-G201）、鼠李糖乳杆菌（Lr-G14）、植物乳杆菌 （Lp-G18）、嗜酸乳杆菌（LA-G80）、罗伊氏乳杆菌（LR-G100）、干酪乳杆菌（LC-G11），润盈生物（上海） 有限公司提供；薄荷脑，惠州市百利兰生物技术有限公司提供；维C，上海励成营养产品科技股份有限公司提供；姜黄，黄山华绿园生物科技有限公司提供；苹果纤维，法国进口；小麦低聚肽，中食都庆山东生物有限公司提供；葡萄糖酸亚铁，上海励成营养产品科技股份有限公司提供。

1.2 0.85%无菌生理盐水

称取8.5 g 氯化钠，溶解于1 000 mL 纯化水，用移液器分装于16 mm×18 cm 的试管中，装量为9 mL/管，分液后盖上硅胶试管塞；另分装于蓝盖瓶，装量为36 g/瓶，加入约50 g 玻璃珠，然后旋紧蓝盖。试管和盐水瓶皆置于121 ℃下高压灭菌30 min。

1.3 BMD 琼脂培养基 （g/L）

上述成分称量好后，加入1 000 mL 纯化水中，加热充分溶解，用10%氢氧化钠溶液调节pH 值至6.80～7.00，加入琼脂粉8.0 g 加热充分溶解，用8 层纱布过滤后，分装于三角瓶中，200 mL/瓶，塞好棉塞，并用牛皮纸扎好口；于121 ℃下高压灭菌20 min。

1.4 试验方法

不同原料及添加剂的添加比例见下表，混合菌粉的活菌数为1 000 亿CFU/g（每1 g 中各种乳酸菌的活菌数相同）。

配置不同比例薄荷脑的益生菌固体饮料见表1，配置不同比例维C 的益生菌固体饮料见表2，配置不同比例葡萄糖酸亚铁的益生菌固体饮料见表3，配置不同比例苹果纤维的益生菌固体饮料见表4，配置不同比例姜黄的益生菌固体饮料见表5，配置不同比例小麦低聚肽的益生菌固体饮料见表6。

表1 配置不同比例薄荷脑的益生菌固体饮料/g

表2 配置不同比例维C 的益生菌固体饮料/g

表3 配置不同比例葡萄糖酸亚铁的益生菌固体饮料/g

采用室温贮藏试验，取不同浓度样品15 袋于留样柜中，在室温条件下放置1 个月，分别在放置第0，10，20，30 天时取出3 袋样品，检测样品中总乳酸菌活菌数量变化。

表4 配置不同比例苹果纤维的益生菌固体饮料/g

表5 配置不同比例姜黄的益生菌固体饮料/g

表6 配置不同比例小麦低聚肽的益生菌固体饮料/g

1.5 数据处理

每种试验重复3 次取平均值，采用SPASS 软件对数据进行显著性分析。

2 结果与分析

不同质量分数原料及添加剂对益生菌稳定性的影响（常温存放时间/ d（25 ℃左右）） 见表7。

表7 不同质量分数原料及添加剂对益生菌稳定性的影响（常温存放时间/ d（25 ℃左右））/亿 CFU·g-1

2.1 不同质量分数薄荷脑对益生菌活性的影响

从表7 可以看出，薄荷脑对益生菌有明显的抑制作用。随着薄荷脑含量的增加，益生菌的活性明显受到抑制。不同质量分数样品在贮藏10，20，30 d，活菌数有显著性下降。分析原因可能是薄荷脑为传统中药，味辛性凉，具有疏风、清热、解毒等功效。薄荷本身具有镇痛、抗菌、抗炎等药理作用[11-12]。对于薄荷脑抗病毒方面，有文献报道薄荷煎剂对单纯疱疹病毒感染、牛痘病毒和流行性腮腺病毒均有抑制作用。在薄荷脑抗菌抗炎方面，文献报道薄荷中异佛尔酮、β - 石竹烯、β - 蒎烯等成分对枯草芽孢杆菌及变形杄菌均有抑制作用。通过研究不同浓度薄荷脑对益生菌稳定的影响，可推测出益生菌类产品不建议添加具有易挥发、抗炎、抗菌及抗病毒作用的原料，因为上述物质不仅抑制有害菌，同时也会抑制有益菌。所以，益生菌产品尽量避免使用薄荷脑。

2.2 不同质量分数维C 对益生菌活性的影响

从表7 可以看出，维C 对益生菌有一定抑制作用。当维C 的质量分数≤3%，随着贮藏时间的增加，其对益生菌活性无显著性抑制，但当维C 的质量分数增加到5%，7%时，根据显著性分析可以发现，其对益生菌活性有显著性抑制。维C 是水溶性强抗氧化剂，主要作用是增强机体对外界环境的抗应激能力和免疫力[13]。由以上推测，强抗氧化功能的原料可能对益生菌有一定抑制作用，具体影响与质量分数有直接关系。因此，为了提高益生菌产品的稳定性，建议做配方时维C 的添加量比例≤3%。

2.3 不同质量分数葡萄糖酸亚铁对益生菌活性的影响

从表7 可以看出，葡萄糖酸亚铁对益生菌有一定抑制作用。在贮藏10 d 时，0.02%葡萄糖酸亚铁对益生菌活性无显著性差异；但在贮藏20 d 时，质量分数0.01%的葡萄糖酸亚铁对益生菌活性有显著性差异。葡萄糖酸亚铁中的铁离子参与血红蛋白的合成，在传递氧和人体代谢活动中起重要作用[14-15]，而一般情况下双歧杆菌需要在厌氧条件下培养，由此可推出铁可能对益生菌有抑制作用。因此，为了提高益生菌产品的稳定性，建议做配方时尽量避免使用葡萄糖酸亚铁。

2.4 不同质量分数苹果纤维对益生菌活性的影响

从表7 可以看出，苹果纤维对益生菌有一定抑制作用。在贮藏10，20，30 d 时，不同质量分数的苹果纤维对益生菌活性都有显著性差异。原因可能是苹果纤维中含有一定量的苹果酸[16-17]，而酸性条件对益生菌的活性有一定的抑制作用，一般情况下，大多数益生菌的最适pH 值为6.8～7.2。因此，为了提高益生菌产品的稳定性，建议做配方时尽量避免使用苹果纤维。

2.5 不同质量分数姜黄和小麦低聚肽对益生菌活性的影响

从表7 可以看出，在贮藏20，30 d 时，不同质量分数的姜黄和小麦低聚肽对益生菌无显著性差异。依据试验结果，建议做配方时可以添加姜黄和小麦低聚肽，添加量控制在7%。

3 结论

益生菌食品中的活菌数量是衡量产品质量的重要指标。然而，许多研究结果显示，含有活菌的益生菌产品，易受环境温度、剂型等因素的影响，从而直接影响到产品的稳定性[18-20]。通过试验得出以下结论：①薄荷脑、葡萄糖酸亚铁及苹果纤维对益生菌活性有显著性抑制，制作益生菌产品应尽量避免添加；②为保证益生菌活性，建议维C 添加量控制在3%，姜黄和小麦低聚肽添加量控制在7%。