德氏乳杆菌是一种革兰氏阳性，长杆，无鞭毛，无芽孢，菌落圆形，乳白色，边缘整齐，化能异养性，兼性厌氧，不液化明胶，可利用纤维二糖，果糖，葡萄糖，蔗糖，海藻糖。接触酶阴性，氧化酶阴性，耐酸，喜温，生长温度30-40℃ 。为ATCC菌种德氏乳杆菌作为一种D-乳酸发酵菌种，该菌株可以产较高光学纯度的D-乳酸，但其最佳的发酵温度为37 °C。当培养温度达到40 °C左右时，D-乳酸的产率显著降低。
主要亚种及特性
德氏乳杆菌保加利亚亚种(Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus)通常称其为保加利亚乳杆菌(Xactobacillm bulgaricm)是用于酸奶生产的主要乳酸菌菌种之一。在其它天然发酵的产品中也会出现。1905年保加利亚Stamen Grigorov博士第一次将其分离鉴定。保加利亚乳杆菌是厌氧性、举兰氏阳性菌。菌体长约2 μm-9 μm，宽约0.5 μm-0.8 μm，单个菌体里长杆状或成链,两端钝圆,不具有运动性,也不产生孢子在乳基质培养基上生长,菌落呈无色或淡白色,菌落表面为不光滑絮状,直径在1mm-3mm之间。保加利亚乳杆菌属于化能异养型微生物,对营养需求较为苟刻。通常情况下,脱脂乳和乳清是乳酸菌的最佳培养基,实验表明:以乳清加6%脱脂乳作为培养基菌落数相对较多。在代谢其过程中,需要多种生长因子特别是B族维生素,如：吡哆酸(VB6)、钴胺酸(VB12)、叶酸等。最佳生长温度范围是37°C-45°C:,当温度高于50°C或者低于20°C时菌体不能生长。在培养保加利亚乳杆菌的过程中,碳源、氮源也有一定的要求,酵母粉是常用的培养基成分,其中尼克酸、叶酸、钴胺酸含量相对较高。研究证实:酵母粉的添加有较显著地促进了保加利亚乳杆菌的生长。保加利亚乳杆菌糖代谢会产生大量乳酸,乳酸对菌株的生长具有抑制作用,添加缓冲盐或中和剂可以增进菌株的生长。
产黏特性
高品质酸奶的生产与发酵剂菌种的代谢密不可分,菌种对碳水化合物、脂肪、蛋白质的分解代谢是生产高品质酸奶的关键。其中碳水化合物的分解代谢产生了大量的无机酸、有机酸、醇、醒等物质,这些物质与脂肪分解代谢产生的脂肪酸、短链脂肪酸共同赋予了酸奶特殊的风味;当然,蛋白质水解生成的多肽、短肽、氨基酸,对提高酸奶营养价值的作用更加不容忽视。菌种合成代谢在高品质酸奶的生产中同样不可小觑,因为合成代谢途径形成了有利于改善酸奶点度、质地和促进人体健康的胞外多糖。胞外多糖是乳酸菌合成代谢过程中分泌到细胞外,渗于培养基中的一类多糖化合物。这些多糖有的依附于菌体细胞壁形成荚膜,称为荚膜多糖;有的进入培养基形成粘液,称为粘液多糖。它们都是乳酸菌代谢的次级产物。胞外多糖不仅具有增稠、稳定、乳化、胶凝及持水作用,同时还具有提高免疫活性、抗肿瘤、抗溃疡等活性国内外学者对作为产胞外多糖乳酸菌菌种之一的德氏乳杆菌保加利亚亚种,进行了许多研究。据Ceming等报道德氏乳杆菌保加利亚亚种胞外多糖的产量一般为55-150mg/L。当然,并不是所有保加利亚乳杆菌菌株都产胞外多糖,菌种产胞夕多糖还与具体菌株有关。研究指出一株产胞外多糖的嗜热链球菌和一株不产胞外多糖的保加利亚乳杆菌一起在乳中培养时,胞外多糖的产量可达800mg/L,远远高于单菌株培养时胞外多糖的产量,说明保加利亚乳杆菌可促进嗜热链球菌产胞外多糖的量。产生胞外多糖的条件不一定是菌株的最佳生长条件一些研究表明,在低于菌株最适生长温度的条件下接种,可以提高胞外多糖产量。GassemM.A.等研究认为:较低的接种温度将活菌数量缓慢增加,延长了菌株对数期和稳定期,从而促进胞外多糖的形成。
产酸特性
酸奶甜酸适宜与其含有的有机酸和无机酸有关。高品质酸奶的生产脱离不了优良发酵剂的作用。作为酸奶发酵剂的主要菌种之一,保加利亚乳杆菌产酸能力不容忽视。保加利亚乳杆菌能利用葡萄糖、果糖、乳糖进行同型乳酸发酵产生D-型乳酸,最高产酸量可达2%。
产香特性
酸奶味美适口与其特殊的风味密不可分,酸奶的风味是由以下几个部分构成:
(1)原料奶本身所含有的风味物质;
(2)原料乳中的某些物质经过微生物的分解代谢形成的风味物质;
(3)发酵时产生的风味物质前体,在贮藏过程中产生了新的风味物质。例如:发酵剂代谢碳水化合物生成乳酸、两酮酸、丙酸、乙酸、甲酸;分解氨基酸产生乙酸、丙酸、丁酸和戊酸.等有机酸,这些有机无机酸不仅具有特殊的味道还可以赋予酸奶爽口感,除此之外,还能和醇类物质反应生成具有香气的西旨类,例如:乙酸与乙醇生成乙酸乙酷等。按照酸奶的香味可以将酸奶分为:醛香型和酮香型。保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌混合菌种发酵,代谢产物以乙酸为主属酵香型发酵乳;单独或结合使用丁二酮乳链球菌和梓檬明串珠菌作发酵剂的代谢风味物质主要为丁二酮,属酮香型发酵乳。在我国酵香型酸奶目前居多。研究进一步证实:作为影响酸奶风味的乙酸、双乙丑、挥发酸以及酸性物质等关键挥发性物质,两两间的相关性显著。