臭名昭著的链球菌中亦有善“君”：嗜热链球菌

       嗜热链球菌：最重要的乳品发酵剂

       嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)是一类被广泛应用于乳制品发酵生产的工业微生物，它既可以与德式乳杆菌保加利亚亚种一起用作酸奶发酵剂，也可以单独或与嗜酸乳杆菌共同生产"意大利白乳酪"，它能够赋予产品特殊的质地、风味和保质期。每年嗜热链球菌参与发酵的产品能够带来400亿美元的经济利润，被认为是继乳酸乳球菌之后最重要的工业乳品发酵剂。

       乳酸菌中的嗜热链球菌

       嗜热链球菌是一个重要的乳酸菌，其属于一种异常球菌科链球菌属的革兰氏阳性。

       高温厌氧细菌，在伯杰细菌鉴定手册中被分成六类，其自然栖息地不明确，但是在热或低温杀菌的乳制品中可以发现该菌的存在。

       嗜热链球菌单菌形态为椭圆形或者圆形，直径0.7-0.9μm，呈对状或者链状排列，革兰氏阳性兼性厌氧菌，周身没有鞭毛，无芽孢不运动，细胞呈球形或卵圆形，成对或链状排列。基于16SrDNA序列的系统发生分析表明，嗜热链球菌属于厚壁菌门(Firmicutes)、芽孢菌纲(Bacilli)、乳杆菌目(Lactobacillales)、链球菌科(Streptococcaceae)、链球菌属(Streptococcus)。嗜热链球菌属于同型乳酸发酵菌，无致病力，最主要利用乳糖、蔗糖，产物为乳酸，可水解精氨酸发酵牛奶，在牛乳中可以有0.7%~1.0%L-乳酸产生。同时也能发酵葡萄糖、果糖及甘露糖使其产酸，不能利用果糖、纤维二糖、棉籽糖、麦芽糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露醇以及甘露糖。

       嗜热链球菌：常被误会，却很安全

       尽管嗜热链球菌在进化关系上与链球菌属类的人类病原菌亲缘关系更近，例如引起急性肺炎的Streptococcuspneumoniae，引起龋齿的病原菌Streptococcusmutants，引起新生儿败血症和脑膜炎的Streptococcusagalactiae等，但是嗜热链球菌长期生存于牛乳环境，形成独特的生理和代谢系统，其毒性基因退化，而成为公认的安全菌株（GRAS)。

       嗜热链球菌生物学特性

       嗜热链球菌耐高温，可以在60°C下高温存活，在37°C生长较好，在45°C乳中生长**，根据这一特点可以与其他嗜热链球菌作区分。

       研究发现，嗜热链球菌在不同的生长环境中的形态特征也是不一样的，例如在原乳中15℃时不能生长；在原乳中30℃时大多数菌株可以形成双球菌；在原乳中45℃时形成链状；而当在高酸度乳中生长时则变成长链。该菌在固体MRS培养基中的菌落形态为表面大多为乳白色，底部稍显淡黄色，表面较光滑、较湿润，中间凸起，边缘不整齐，菌落大小适中。在牛乳中发酵还能产生少量乙酸、丙酸、甲酸、乙醇、3-羟基丁酮、乙醛、二氧化碳和己酸等。一些嗜热链球菌能产生荚膜类黏性物质，这大大提高了酸乳的特殊口感。在人体内该菌能够耐受胆盐和胃酸，并可抑制致病菌，同时又能产生细菌素、维生素和胞外多糖等活性物质，被人们认为是一种多功能益生菌，更常用于制造乳制品。

       嗜热链球菌的三大代谢产物

       热链球菌的第一代谢产物SOD：嗜热链球菌属于一种嗜热的能同型发酵的链球菌属，并且因含有NADH氧化酶而被熟悉，该菌只有一种超氧化物歧化酶，即含锰的过氧化物歧化酶。研究发现，嗜热链球菌在不同温度下发酵，所产生的SOD差异极显著，当培养温度41°C、培养时间24h、植物提取液添加量8%时，SOD平均产量可以达到最高。而当菌体处于生理活动旺盛和生命代谢强烈的阶段时，所产生的SOD活性也高。

       嗜热链球菌的第二代谢产物酸性物质：在牛乳发酵过程中，嗜热链球菌的主要作用是快速的产酸，在发酵初期主要是该菌的生长。将嗜热链球菌活化后，以5x106cfu/ml的接种量投入到11%的脱脂乳中，42℃下发酵，结束后于4℃冰箱中贮藏。结果在贮藏前期，酸奶的酸度也有较快的增加，可能是和发酵菌种还拥有相对较高活力，代谢速度相对比较快有关。并且，研究发现，不同菌株产酸能力不同，贮藏期间发生的后酸化现象程度不同。

       嗜热链球菌的第三代谢产物芳香物质：挥发性或者非挥发性的酸和羰基化合物是酸奶风味的主要来源，酸奶中有相对较高浓度的羰基化合物，因此被认为是酸奶中关键的香味物质。芳香化合物中最重要的是丙酮、乙醛、双乙酰和乙偶姻，此外还有甲酸、丁酸、乙酸和丙酸，其中乙醛和双乙酰是酸奶中的主要风味物质。而嗜热链球菌除能有乳酸产生之外，还有少量的乙酸和甲酸产生，另外还有双乙醛、乙偶姻和乙醛等其他风味物质。

       嗜热链球菌生理功能

       调节肠道微生态环境：降低肠道pH值，促进肠蠕动防止病原菌定植，分泌细菌素抑制病原菌的生长。

       调节血压：抑制胆固醇合成酶活性，降低血清中胆固醇含量，其菌发酵产物可以调节控制血压

       抗癌作用：生成的多糖、细菌素、乳酸等具有抗肿瘤活性的作用，通过激活机体免疫系统，抑制细胞的突变来抵抗肿瘤的发生。

       延缓衰老：产生超氧化物歧化酶(SOD)可以清除体内代谢过程中产生的过量超氧阴离子自由基，延缓衰老。

       改善乳糖不耐受：乳糖的降解需要一种特殊的酶，叫β-半乳糖苷酶。乳糖不耐症的人身体内就是缺乏了这一种酶。嗜热链球菌是一种能产生β-半乳糖苷酶的细菌，所以可以帮助乳糖的消化。

       与酸奶共舞的嗜热链球菌

       嗜热链球菌在酸奶等发酵食品中的应用十分广泛，尤其是在酸奶发酵中具有关键性的作用。其中最主要的一方面是由于嗜热链球菌具有快速产酸的能力，能分解利用糖类物质产生乳酸。乳酸导致牛乳的pH迅速下降，引起乳中酪蛋白变性，进而发生凝乳这一现象。嗜热链球菌还被用来生产多种干酪制品，如瑞士干酪、Asiago干酪、Mozzarella干酪、Provolone干酪及Parmesan干酪等。近年来嗜热链球菌还与中温菌一起被用来生产Cheddar干酪。

       作者：Martin Yu

       Martin Yu，食品科技工作者、营养师，长期负责特殊食品研发工作，主要方向为：FSMP、益生菌、特膳食品。