花生-豆乳共同发酵制备新型功能性饮料

背景介绍

由于在传统乳制品中存在着胆固醇含量高和含有致敏性蛋白等问题，使乳制品替代品的需求不断增长；同时随着大众消费习惯和饮食结构的改变，开发新型非传统益生菌饮品成为发展趋势，这些产品大多是以谷物为主要原料生产的非酒精饮料。

许多研究表明，花生和大豆可作为益生菌的良好发酵底物。近年来，花生乳已被成功转化为低成本，高营养价值的食品，这一领域的研究主要集中于花生乳发酵食品，如酸奶、乳酪和豆腐等。还有研究表明同时使用两种发酵底物可有效提高微生物的养分利用率，促进其生长和代谢。

众所周知，益生菌需要较长的发酵时间以达到较低的pH值，但是为了增加产量并减少污染，食品生产过程更倾向于短时间发酵，使用混菌发酵可有效解决此问题。花生-豆乳（PSM）的混菌发酵需要选择适宜菌株，以揭示其在底物中生长、竞争和协同的能力。本文的目的是研究鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种等菌株在PSM中的生长和酸化作用，以筛选出具有更好适应性和发酵特性的菌株，并描述其在低温贮藏过程中的变化。

研究方法

将花生乳和豆乳以2:1的比例混合，经巴氏杀菌后分别使用鼠李糖乳杆菌、嗜酸乳杆菌、德氏乳杆菌保加利亚亚种、乳酸片球菌、乳酸乳球菌和酿酒酵母进行单菌和混菌发酵，测定了PSM在发酵过程中pH，酸度和活菌数的变化。同时使用高效液相色谱（HPLC）测定了产品在发酵过程中糖消耗和代谢产物的变化情况，并鉴定了未发酵、单菌发酵和混菌发酵PSM的总氨基酸。

结果与分析

结果表明，乳酸片球菌在PSM单菌发酵中具有最高的活菌生长率（p＜0.05），而鼠李糖乳杆菌和德氏乳杆菌保加利亚亚种对PSM的酸化能力较差，而所有微生物在发酵结束后的活菌数均高于8 logCFU/mL，说明PSM可为单菌发酵提供适宜的生长和产酸条件（图1）。对混菌发酵进行检测发现其对底物酸化的效率更高，所有发酵液的pH均低于4.5，表明7logCFU/mL的接种量足以降低体系pH（图2）。通过测定糖的消耗量及主要代谢产物（乳酸、乙酸、琥珀酸和乙醇）的变化来观察微生物在单菌发酵和混菌发酵中的代谢行为，结果表明混菌发酵可显著提升底物中的乳酸含量（p＜0.05），且蔗糖和水苏糖在所有发酵过程中都有所下降（图3，4）。此外，与未发酵的PSM相比，单菌发酵的PSM中含有更多的苏氨酸、组氨酸、酪氨酸和赖氨酸，而混菌发酵消耗了更多的氨基酸，但有助于提高细胞活力，增加乳酸产量并使pH值快速下降（表1）。

图1 单菌发酵的细胞生长曲线和酸化曲线

图2 PSM混菌发酵过程中细胞的生长和酸化曲线

图3 单菌发酵中菌株的代谢行为

结论

本研究首次报道了嗜酸乳杆菌在混菌发酵PSM中作为益生菌的潜力，当与乳酸片球菌和酿酒酵母在PSM中共同发酵时，该菌株表现出更高的活力。然而还需要更近一步的研究来评估这些发酵剂在更长时间的酸化后的存活情况，以及产品的最终感官接受情况。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168160514002955?via%3Dihub

供稿人：

伏威铭