由德氏乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）、副干酪乳杆菌（Lacticaseibacillus paracasei）和马氏克鲁维酵母（Kluyveromyces marxianus）联合发酵菌种发酵的牛奶的发酵特性

《Food Bioscience》：The fermentation characteristics of the milk fermented by the combined starter culture of Lactobacillus delbrueckii, Lacticaseibacillus paracasei, and Kluyveromyces marxianus

本研究探讨了由克鲁伊默氏酵母（K1、K35）、德氏乳杆菌DPUL-F36和乳链球菌DPUL-F115组成的复合菌剂对发酵乳蛋白质分解能力及发酵过程的影响。结果表明，该复合菌剂显著提升了发酵乳的感官品质和健康功能，其中ACE抑制肽和抗氧化肽含量增加，验证了酵母与乳杆菌协同作用对风味及功能性物质生成的促进作用。

　　

Liao Deng|Fei Gao|Baosheng Cui|Jiatong Yao|Fan Zhang|Guangqing Mu|Yanfeng Tuo

大连理工大学食品科学与技术学院，中国大连116034

摘要

本研究探讨了由Kluyveromyces marxianus（K1, K35）、Lactobacillus delbrueckii DPUL-F36和Lacticaseibacillus paracasei DPUL-F115组成的复合发酵剂在牛奶发酵过程中的特性。结果表明，这种复合发酵剂具有良好的蛋白水解能力，能够改变发酵过程，并产生具有优异感官特性和健康益处的新型发酵乳制品。生物信息学分析显示，发酵乳中显著上调的肽类包括ACE抑制剂和抗氧化肽，这解释了其在体外实验中表现出显著的ACE抑制活性和自由基清除能力。研究还揭示了酵母与乳酸菌之间的协同作用，有助于提升发酵乳的风味和功能性。本研究提供了一种新的复合发酵剂，能够同时改善发酵乳的风味和生物活性。

引言

发酵乳制品因其独特的风味、丰富的营养价值及潜在的健康益处而成为全球消费者饮食的重要组成部分（Peng等人，2022年）。随着健康意识的提高和消费者需求的多样化，人们对食品的健康属性、功能性和口感提出了更高的要求（Savaiano & Hutkins，2021年）。发酵剂在发酵乳制品的制备中起着关键作用，不同类型的发酵剂具有不同的发酵特性，直接影响产品的质量（Raveschot等人，2018年）。

在传统的酸奶发酵过程中，乳酸菌（LAB）是主导微生物，推动发酵进程（Dan等人，2019年）。在此过程中，牛奶蛋白质的酶促水解尤为重要，因为它不仅仅是简单的蛋白质降解，而是一个影响产品质量的关键生化过程（Pangallo等人，2019年）。乳酸菌酶促进的蛋白水解将酪蛋白转化为中间多肽，这些多肽再被肽酶进一步分解为较短的低聚肽和氨基酸（Bintsis，2018年；Liang等人，2022年）。这些产物直接影响产品的质地、风味和营养价值（Sharma等人，2023年）。氨基酸是细菌生长的重要营养物质和风味前体（Bachmanov等人，2016年；Ramalingam等人，2019年），同时水解过程也是形成多种风味前体和释放生物活性肽（BAPs）的关键途径（Daliri等人，2017年）。然而，仅依赖单一乳酸菌种类的发酵生态系统较为简单，可能导致蛋白水解程度不足，从而限制了风味复杂性和功能性的进一步提升（Feng等人，2025年）。

与传统单菌株乳酸菌发酵相比，复合发酵剂可以赋予发酵乳特殊的质地和营养特性（Zhang等人，2017年）。通过结合具有互补代谢能力的微生物，这种混合发酵剂能够建立更复杂的微生物生态系统，从而促进更广泛的风味化合物和营养物质的形成（González-Orozco等人，2022年；Tang等人，2020年）。在各种潜在的外源微生物中，酵母因其出色的香气产生能力而受到关注。此外，酵母与乳酸菌之间的代谢相互作用不仅影响风味，还改变蛋白水解模式（Kieliszek等人，2021年）。研究表明，含有K. marxianus和乳酸菌的发酵乳具有良好的抗氧化能力，并含有多种BAPs，包括ACE抑制剂（ACEI）、抗菌和免疫调节活性肽（Sumny等人，2025年；Zhang等人，2017年）。Ahtesh等人（2018年）发现K. marxianus LAF4与益生菌共培养可提高发酵乳中的蛋白水解速率和ACE抑制肽的产生量。Chopada等人（2023年）也观察到与Lacticaseibacillus paracasei和Saccharomyces cerevisiae共发酵可生成新的ACE抑制剂和抗氧化肽。这些发现表明，利用酵母和乳酸菌的协同发酵是一种开发具有理想风味和特定健康益处的优质功能性发酵乳制品的有效策略。

我们之前的研究发现，由从中国新疆传统发酵乳中分离出的Lactobacillus delbrueckii DPUL-F36、Lacticaseibacillus paracasei DPUL-F115和Kluyveromyces marxianus组成的复合发酵剂在牛奶发酵过程中表现出良好的特性（Sun等人，2023年）。本研究旨在表征使用K. marxianus K1或K35、L. delbrueckii DPUL-F36和L. paracasei DPUL-F115组成的复合发酵剂对脱脂乳的蛋白水解过程、感官品质和功能特性的影响。我们特别探讨了酵母与乳酸菌共发酵引起的蛋白水解机制及其在发酵乳中生成特征性肽和生物活性肽（BAPs）中的作用。同时评估了发酵乳的体外ACE抑制和抗氧化活性，以评估其开发兼具优异风味和特定健康益处的新型乳制品的潜力。

材料

本研究中使用的微生物菌株Kluyveromyces marxianus（K1, K35, m1-1, m2-4, d2-2）、Saccharomyces cerevisiae（g2-1）、Lactobacillus delbrueckii（DPUL-F36）和Lacticaseibacillus paracasei（DPUL-F115）来自大连理工大学益生菌功能性质重点实验室的菌种库。这些酵母菌株最初是从中国内蒙古的传统发酵乳制品中分离得到的。

pH值和可滴定酸度

发酵剂的产酸能力是决定发酵效果的关键因素，直接影响最终发酵产品的凝固时间和感官特性（Sobczak等人，2022年）。在本研究中，由不同酵母、Lactobacillus delbrueckii DPUL-F36和Lacticaseibacillus paracasei DPUL-F115组成的复合发酵剂在牛奶发酵过程中引发了显著的代谢变化。

结论

结果表明，由Lactobacillus delbrueckii、Lacticaseibacillus paracasei和Kluyveromyces marxianus（K1, K35）组成的复合发酵剂具有良好的蛋白水解能力，产生的发酵乳具有改良的特性，结合了优异的感官评分和增强的功能性。尽管发酵乳的质地较软且酸度较低，但其风味和口感得到了显著提升，从而获得了更高的感官评分。

作者贡献声明

Yanfeng Tuo：撰写 – 审稿与编辑、资金获取、概念构思。Liao Deng：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、软件使用、方法设计、实验研究、数据分析。Guangqing Mu：资源获取、概念构思。Fan Zhang：实验研究。Jiatong Yao：实验研究。Baosheng Cui：实验研究。Fei Gao：数据验证、实验研究

利益冲突声明

作者声明没有可能影响本文研究的利益冲突。

致谢

本研究得到了中国国家重点研发计划（2022YFD2100700）和辽宁省教育厅基础研究项目（LJ222410152055）的支持。