如何製造美味的益生菌?

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人類從古早時代因為保存技術不佳意外誕生了許多發酵食品,例如酒、麵包、泡菜等。因此這些人類腸道的菌群也與我們一起相處了很長的時間。個人在研究所的時期也有做過乳酸桿菌的相關實驗。當時因為實驗室最常使用的是大腸桿菌進行遺傳工程,以及一些致病菌株例如鏈球菌、金黃色葡萄球菌等。對細菌的印象一概而言只有臭。

但是當在下拿到乳酸桿菌進行培養時,除了培養比一般細菌麻煩,需要厭氧箱才能生長,也無抗生素可避免汙染。另一個感受只有香。細菌培養液散發一股濃郁的乳酸香味,可能是至今唯一覺得細菌是香的種類。最常見如大腸桿菌的代謝物都含硫因此是臭的,口腔細菌也是造成口臭的主因,只有常見幾種食品加工或保健食品使用的乳酸菌味道是好的。

因此撇除益生菌有益的特性,如何利用乳酸桿菌製造出美味的食物也是十分重要的項目。例如已經有悠久歷史的養樂多也是朝這個方向進行。而最近在期刊上的研究剛好都與蘋果相關。

圖1. 乳酸菌在蘋果上的加工產品。

一個是發酵蘋果汁的研究,以Lactobacillus acidophilus CICC6005 (嗜酸乳桿菌), Lactobacillus plantarum CICC21805 (植物乳桿菌) 以及 Lactobacillus fermentum CICC21828 (酵素乳桿菌),這些乳酸桿菌的功能可以參考wiki或是之前的文章。在九種蘋果中,研究團隊發現長福、秦關和金美味最適合生產味道更好、數量更多、香氣更濃的發酵多雲蘋果汁。

超越益生菌以及益生元的一步——後生元

多雲蘋果汁 (CAJ) 含有複雜的成分,包含細顆粒、大分子膠體(蛋白、蛋白質等)和低分子成分(糖、有機酸等)。與清蘋果汁相比,CAJ沒有去特異性,含有更豐富的膳食纖維,具有較軟的味道,更濃郁的味道和更豐富的營養價值。各種年齡組定期飲用果汁,使其成為一種營養的非乳製品。該研究對 CAJ 的發酵不僅保留了其營養成分,還賦予產品活細菌和獨特的風味。然而發酵多雲的蘋果汁(FCAJ)由於果味不足、容易變黃和沉澱,尚未進行廣泛研究。

Effect of the apple cultivar on cloudy apple juice fermented by a mixture of Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, and Lactobacillus fermentum

另一項研究則是蘋果脫水切片包含益生菌的研究,研究團隊使用了Lactobacillus paracasei IMPC2.1 (副乾酪乳桿菌)。將蘋果2cm厚的新鮮蘋果切片,以真空浸漬或浸泡攪拌的方式泡在乳酸菌懸浮液中,蘋果切片塗上柑橘果膠保護乳酸菌,最後在4°C的網格上脫水14天。

浸泡/塗層/脫水過程使得零食保有>9 log cfu/益生菌L.paracasei  IMPC2.1菌株,該菌株在水果加工和模擬 GI 消化過程中存活。包括溫和的益生菌加入步驟(浸泡和攪拌)的程序可以被認為是獲得含有足量益生菌群的有吸引力的零食,該零食可以在胃腸道中存活,從而產生有益的效果。 這些加工導致蘋果表面形成均勻的層,乾燥產品具有良好的視覺和營養質量,可以保存 30 天,並且在 30 天的儲存期內不會影響益生菌菌株的存活。這項技術目前正努力轉讓給一家食品企業。

The viability of probiotic Lactobacillus paracasei IMPC2.1 coating on apple slices during dehydration and simulated gastro-intestinal digestion

結論

除了常見的優酪乳或養樂多以外,乳酸菌還有許多不同的美食等待開發,除了注重對人體的益處,美味的食物也是另一種研究方向,為何不能同時兼具健康與美味呢?

參考文獻

Peng, W., Meng, D., Yue, T., Wang, Z., & Gao, Z. (2021). Effect of the apple cultivar on cloudy apple juice fermented by a mixture of Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, and Lactobacillus fermentum. Food Chemistry340, 127922.

Valerio, F., Volpe, M. G., Santagata, G., Boscaino, F., Barbarisi, C., Di Biase, M., … & Lavermicocca, P. (2020). The viability of probiotic Lactobacillus paracasei IMPC2. 1 coating on apple slices during dehydration and simulated gastro-intestinal digestion. Food Bioscience34, 100533.

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