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《乳业科学与技术》:东北农业大学李晓东教授等:抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏品质的影响

  • 2026-10-21 03:10:17
《乳业科学与技术》:东北农业大学李晓东教授等:抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏品质的影响

《乳业科学与技术》2026年49卷1期刊载了东北农业大学食品学院,乳品科学教育部重点实验室訾佳欣、李晓东*、刘璐、张秀秀、张子怡、杜欣宇、柴静的论文《抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏品质的影响》。该论文由:黑龙江省重点研发计划项目(2022ZX02B19)资助。

新鲜奶酪作为优质蛋白和矿物质的重要来源,富含酪蛋白、钙、磷及必需氨基酸等营养成分。然而,传统工艺生产的新鲜奶酪因制作环境开放且含水量高,极易受霉菌污染,其在18~20 ℃条件下仅可保存3~7 d,2~8 ℃冷藏条件下可保存10~21 d,严重制约了产品的贮藏与流通。乳酸菌不仅具有调节肠道菌群、增强免疫力等作用,其代谢产物在食品防腐方面也展现出巨大潜力。作为一种天然、安全的防腐剂,乳酸菌已广泛应用于乳制品生产,其能通过分泌有机酸、细菌素和环肽等多种抑菌代谢物及竞争作用抑制其他细菌生长。然而,当前研究多集中于单一菌株对奶酪中细菌的抑制作用或通用防腐策略的开发。例如,de Oliveira等证实干酪乳酪杆菌可显著抑制新鲜奶酪中单核细胞增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌等有害菌生长;Evivie等证实嗜热链球菌对奶酪中的有害菌具有抑制作用;Roberts等将乳酸链球菌与奶酪发酵菌株联合应用于奶酪加工,成功延长了奶酪货架期。相比之下,针对乳酸菌抑制新鲜奶酪中霉菌污染的研究尚显不足。鉴于霉菌是导致该类产品腐败及品质劣变的关键因素,开展相关研究具有实际意义。

本课题组前期从新鲜奶酪中分离出以青霉属为主的污染霉菌,并筛选出3 株具有显著抑霉效果的乳酸菌——植物乳植杆菌HH-LP56(L1)、嗜酸乳杆菌HH-LA26(L2)与罗伊氏粘液乳杆菌PB-LR09(L3),其对青霉菌的最小抑菌浓度分别为0.025、0.027、0.023 g/mL。东北农业大学食品学院,乳品科学教育部重点实验室訾佳欣、李晓东*、刘璐等将这3 种抑霉乳酸菌应用于新鲜奶酪制作,以添加乳酸链球菌素(Nisin)及无任何防腐剂添加的新鲜奶酪作为对照,系统分析乳酸菌对新鲜奶酪品质及贮藏特性的影响,为延长新鲜奶酪货架期及推广抑霉乳酸菌在乳制品中的应用提供理论依据。

1 不同抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏期间乳酸菌数的影响

如图1所示,新鲜奶酪中的乳酸菌数随贮藏时间延长总体呈下降趋势。贮藏前15 d内下降趋势相对平缓,且L2组呈小幅上升趋势,表明L2组添加的乳酸菌在新鲜奶酪基质中仍具有一定的增殖能力;贮藏15 d后则进入快速衰减期,贮藏45~90 d,L1组乳酸菌数高于其他2 组。这种动态变化与新鲜奶酪的贮藏特性密切相关:贮藏前期,新鲜奶酪中丰富的乳糖、蛋白质等营养物质可为乳酸菌提供良好的生长环境;随着贮藏时间延长,营养底物逐渐消耗,同时代谢产物积累导致环境酸化,最终促使乳酸菌进入衰亡期。

2 不同抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏期间菌落总数的影响

由图2可知,贮藏期间,各组新鲜奶酪菌落总数总体呈上升趋势。贮藏15 d内,各组菌落总数变化趋势均相对平缓,组间差异不明显;贮藏15 d后,微生物进入快速增殖期,菌落总数呈明显上升趋势。相比CK组,乳酸菌组与Nisin组菌落总数增长较为缓慢。贮藏60 d时,CK组、Nisin组与L3组菌落总数显著高于L1、L2组(P<0.05);贮藏结束时,CK组菌落总数显著高于各乳酸菌组(P<0.05)。综上,添加抑霉乳酸菌可有效抑制新鲜奶酪中腐败微生物的生长繁殖,进而延长产品的货架期。

3 不同抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏期间霉菌数的影响

贮藏30 d后,CK组新鲜奶酪表面开始出现黄色黏液与膜状物;贮藏45 d时出现霉变现象,表面可见黄色和红色霉斑,贮藏90 d时霉菌菌丝大量生成。相比之下,L2组与Nisin组新鲜奶酪均在贮藏60 d后才出现霉菌菌丝,而L1组与L3组新鲜奶酪直至贮藏90 d才出现霉菌菌丝生长现象,表明抑霉乳酸菌的添加可有效抑制新鲜奶酪中的霉菌生长。
由图3可知,贮藏15 d时,CK组新鲜奶酪霉菌数已超过GB 5420—2021《食品安全国家标准 干酪》限值(≤50 CFU/g),Nisin组与L3组在贮藏33 d时超标,而L1组与L2组在贮藏60 d内仍符合标准,其中L1组甚至在贮藏90 d时仍未超标。这表明L1对霉菌的抑制效果尤为突出,可将新鲜奶酪产品保质期延长至2 个月以上。本团队前期采用L1、L2与L3对新鲜奶酪的酪蛋白进行水解,分析水解产物中对霉菌具有抑制作用的活性成分。结果表明,水解产物中含有有机酸与蛋白质类物质,二者对霉菌可能具有协同抑制作用,这可能是抑霉乳酸菌能够有效抑制霉菌生长的关键机制。此外,瞿桂花指出,乳酸菌主要通过其代谢产生的有机酸、脂肪酸及抗菌肽等多种活性物质,以多组分协同作用方式,通过破坏细胞膜完整性、干扰能量代谢及降低胞内pH值等多重途径,实现对霉菌生长和孢子萌发的有效抑制。

4 不同抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏期间水分、蛋白质及脂肪含量的影响

由表2可知,贮藏结束时,L1组、L2组新鲜奶酪水分含量显著高于CK组(P<0.05),而L3组与CK组无显著差异(P>0.05);乳酸菌组蛋白质和脂肪含量普遍低于CK组。这表明乳酸菌代谢诱导了更为剧烈的蛋白水解与脂肪水解作用,该过程是奶酪风味与质构得以改善的化学基础,这与Amiri等的研究结论一致。随着贮藏时间的延长,各组新鲜奶酪水分、蛋白质和脂肪含量均呈下降趋势。奶酪中的水分含量与微生物活动关系密切,水分含量越低,越不利于微生物生长繁殖。

5 不同抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏期间色泽的影响

由图4可知,随着贮藏时间的延长,各组新鲜奶酪的L*总体呈下降趋势,而a*和b*则呈上升趋势,表明在贮藏过程中新鲜奶酪表面颜色逐渐变暗、变黄。这种现象可能源于新鲜奶酪在贮藏期间发生的褐变反应,导致其色泽逐渐加深。Akkerman等通过模拟夏季环境(37 ℃)对奶酪进行贮藏并采用荧光光谱法分析证实奶酪表面确实发生褐变反应。与CK组相比,乳酸菌组L*较高,a*、b*较低,表明添加乳酸菌的新鲜奶酪能保持更为明亮、洁白的色泽特征。这一结果进一步证实乳酸菌在抑制新鲜奶酪褐变、维持产品色泽稳定性方面具有积极作用。

6 不同抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏期间质构特性的影响

奶酪硬度通常与水分含量呈负相关,贮藏过程中水分流失可导致奶酪硬度增加,但过度失水会导致质地劣化。由表3可知,随着贮藏时间的延长,CK组硬度显著升高(P<0.05)。尽管较高的硬度有助于延缓奶酪变质,但会导致质地变硬、口感劣化,难以满足消费者对新鲜奶酪柔软度的要求。相比之下,乳酸菌组新鲜奶酪不仅能保持适中的硬度,还具有更好的弹性特征,其内聚性、咀嚼性与胶黏性均优于CK组,展现出更优异的质构特性,这可能是由于乳酸菌代谢活动对酪蛋白网络的分解与重组作用,从而形成更均匀、细腻的微观结构。该结果与Karahan等的研究结果一致。在3 种添加乳酸菌的新鲜奶酪中,L1组新鲜奶酪在弹性、内聚性、咀嚼性与胶黏性方面均表现突出。

7 新鲜奶酪感官评价结果

由图5可知,随着贮藏时间的延长,各组新鲜奶酪样品均出现质地疏松、易碎、苦味加重及光泽度下降等品质劣变现象。乳酸菌组新鲜奶酪在整个贮藏期间的整体感官品质始终处于可接受范围内,而Nisin组与CK组新鲜奶酪在贮藏60 d时即出现明显的感官品质下降。贮藏0 d时各组新鲜奶酪在外观、质地和口感上基本一致,但乳酸菌组新鲜奶酪风味更为浓厚,乳香味更足、后香感更强,可能源于乳酸菌在发酵过程中产生的风味活性物质(如短链脂肪酸、酯类化合物及游离氨基酸等)在新鲜奶酪基质中的有效积累。因此,添加抑霉乳酸菌不仅未对新鲜奶酪品质产生负面影响,反而有助于增强其风味并改善整体品质特性。

8 新鲜奶酪气味电子鼻分析

由图6A可知,各组新鲜奶酪样品在各传感器上的响应模式基本一致,但在关键风味指标上存在显著差异。具体而言,与CK组相比,乳酸菌组在多数传感器响应值上有所升高,L1组W1S(甲基烷类)传感器响应值最高(11.87),L3组W2W(芳烃化合物、有机硫化物)传感器上响应值最低(0.12),表明乳酸菌的添加会对新鲜奶酪挥发性风味物质组成产生影响,且不同乳酸菌对新鲜奶酪挥发性风味物质的影响存在差异。由图6B可知,各组样本在PC1和PC2维度上呈现出明显的组间分离趋势,组内样本相对聚集,组间界限清晰,PC1方差贡献率为43.60%,PC2方差贡献率为37.09%,累计方差贡献率达80.69%,表明5 组新鲜奶酪样品的气味特征可得到有效区分。乳酸菌组新鲜奶酪在挥发性风味轮廓上呈现的显著差异,主要源于抑霉乳酸菌及其与新鲜奶酪内源微生物群互作所产生的独特挥发性代谢产物。在新鲜奶酪成熟过程中,伴随着乳糖发酵及蛋白质和脂肪的逐步降解,一系列风味物质得以生成,而乳酸菌所产生的有机酸及其分泌的胞内/外蛋白酶、肽酶等酶系,能够促进蛋白质水解与风味前体物质释放,从而有利于良好风味的形成。因此,在新鲜奶酪制作过程中添加抑霉乳酸菌有助于贮藏过程中形成更为复杂且浓郁的整体风味特征。

9 新鲜奶酪滋味电子舌分析

由图7A可知,各组新鲜奶酪滋味响应模式总体相似,但在关键滋味指标上存在差异。具体而言,与CK组相比,L1组酸味、涩味、苦味传感器响应值均更低,丰富度有所升高;L2组和Nisin组酸味、涩味、苦味传感器响应值略低于CK组;L3组酸味、咸味传感器响应值较低。由图7B可知,PC1与PC2方差贡献率分别为75.62%和13.97%,累计方差贡献率达89.59%,表明乳酸菌的添加是导致样品间滋味差异的主要原因,其代谢活动显著调控新鲜奶酪中水溶性化合物的组成与空间分布,如乳酸菌发酵生成的有机酸、短肽等非挥发性代谢产物可通过分子相互作用直接修饰样品的滋味轮廓。

10 新鲜奶酪中挥发性风味物质组成

由图8可知,添加抑霉乳酸菌的新鲜奶酪中,挥发性风味化合物相对含量由高到低为:酸类>醇类>醛类>酯类>酮类>烯烃类>苯环类及其他类,其中,L2组新鲜奶酪中酸类物质相对含量最高,达61.34%。5 组样品中共检出114 种挥发性成分,包括13 种烯烃类、12 种醛类、17 种酮类、15 种醇类、16 种酯类、23 种酸类和18 种苯环类及其他化合物,其中L1组种类最多,达66 种。其中,以2-戊酮、乙酸乙酯、乙酸和丁酸占主导地位,乙醛、2-甲基丙醛和苯乙醛相对含量也较高,尤其是乙醛可赋予奶酪刺激性果香。在关键风味物质积累方面,乳酸菌组展现出显著优势。酸类物质中,乳酸菌组乙酸与丁酸相对含量远高于CK组;醇类物质中,乳酸菌组检出苯乙醇(花果香)和2,3-丁二醇(奶油香气),而CK组未检出这2 种物质;酯类物质中,乙酸乙酯在L1组和L2组相对含量较高;酮类物质中,甲基酮在乳酸菌组含量较高,其主要由酰基脂质经微生物降解生成,其形成涉及三酰基甘油酶解及游离脂肪酸降解,是半软干酪中重要的风味成分;2-戊酮和丁二酮相对含量在L2组尤为突出,其中,丁二酮可赋予奶酪独特香气。此外,乳酸菌组还检出多种CK组未检出的关键风味组分,如δ-十二内酯、9-十六碳烯酸等,这些物质可能直接源于乳酸菌代谢活动,能够丰富奶酪的风味层次。综上所述,添加抑霉乳酸菌的新鲜奶酪在风味物质丰富度与含量上均优于CK组。

11 结论

本研究探究3 种抑霉乳酸菌(植物乳植杆菌HH-LP56、嗜酸乳杆菌HH-LA26、罗伊氏粘液乳杆菌PB-LR09)对新鲜奶酪贮藏期间品质特性的影响。结果表明,上述3 种抑霉乳酸菌均可有效抑制新鲜奶酪贮藏过程中的微生物生长,并显著提升其品质特性。在抑菌特性方面,乳酸菌组表现优异,L1、L2组在贮藏60 d时菌落总数显著低于L3组、Nisin组和CK组,且霉菌数仍符合国家标准,以L1效果最为显著,至贮藏90 d时霉菌数仍未超标。在品质特性方面,乳酸菌组的色泽、质构、风味均优于Nisin组和CK组,具体表现为质地更优、乳香浓郁、风味轮廓区分明显。除此之外,乳酸菌组挥发性风味物质丰富度明显优于CK组,其中,L1组挥发性风味物质种类最多,达66 种,风味更丰富醇厚。综上,抑霉乳酸菌植物乳植杆菌HH-LP56、嗜酸乳杆菌HH-LA26、罗伊氏粘液乳杆菌PB-LR09对霉菌的抑制作用优于Nisin,且植物乳植杆菌HH-LP56在抑制霉菌和维持风味品质方面表现最优,可为延长新鲜奶酪货架期及品质保持提供有效的生物防护策略,作为天然生物防腐剂具有较好的应用潜力。后续研究应进一步评估其在规模化生产条件下的菌株稳定性与工艺适用性,以推动其产业化应用。

引文格式

訾佳欣, 李晓东, 刘璐, 等. 抑霉乳酸菌对新鲜奶酪贮藏品质的影响[J]. 乳业科学与技术, 2026, 49(1): 33-40. DOI:10.7506/rykxyjs1671-5187-20250928-064. http://www.dairyst.net.cn

ZI Jiaxin, LI Xiaodong, LIU Lu, et al. Effects of mold-inhibiting lactic acid bacteria on the storage quality of fresh cheese[J]. Journal of Dairy Science and Technology, 2026, 49(1): 33-40. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/rykxyjs1671-5187-20250928-064. http://www.dairyst.net.cn

编辑:甘冬娜(实习);责编:刘莉

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