不同乳酸菌发酵对猕猴桃果浆理化指标及成分的影响

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不同乳酸菌发酵对猕猴桃果浆理化指标及成分的影响


作   者

农 华1,张春艳1,王 琰2

苏小军1,周祖辉3*王 锋1


作者单位


1.湖南农业大学 食品科学技术学院;

2. 湖南生物机电职业技术学院;

3. 湖南周生堂生物科技有限公司


引用格式


农华,张春艳,王琰,等.不同乳酸菌发酵对猕猴桃果浆理化指标及成分的影响[J].农产品加工,2026,(03):5-8.


基金项目


湖南省重点研发计划项目(2023NK2042)


摘   要


以“米良1号”猕猴桃果浆为原料,采用植物乳杆菌M2017105和植物乳杆菌HHLP56及二者共发酵猕猴桃果浆,对发酵过程中总酸、pH值、还原糖、总酚、黄酮及维C进行测定。结果表明,随着发酵时间的延长,总酸上升,pH值和还原糖下降;黄酮在不同发酵方式下呈先降后升的变化趋势,总酚变化幅度较小,维C整体下降。乳酸菌的代谢活动是影响这些成分变化的关键因素,可为猕猴桃果浆发酵制品的开发提供理论依据。


关 键 词


乳酸菌;发酵;

猕猴桃;理化指标;功能成分


正   文


猕猴桃(Actinidia chinensis Planch)又称奇异果,是猕猴桃科猕猴桃属植物的果实,其风味独特、营养丰富,被誉为“水果之王”[1]。猕猴桃富含维生素、有机酸、黄酮及多糖等多种生物活性物质,具有降血脂、降血糖、抑制肿瘤和提高免疫力等药用价值[2]

近年来,乳酸菌发酵果蔬汁是广受关注的益生菌饮品之一,乳酸菌发酵过程中因其生物活性因子转化为新的化合物而使产品更具营养特性。例如,发酵枇杷汁[3]、石榴汁[4]、火龙果浆[5]等,均具有改善风味、增加生物活性成分和提高抗氧化能力等功效。

目前,乳酸菌发酵猕猴桃果浆也取得显著进展,相关研究表明,利用植物乳杆菌、副干酪乳杆菌等发酵猕猴桃果汁能够最大限度地保留营养物质并赋予独特风味。然而,大多数关于乳酸菌发酵猕猴桃果浆的研究主要集中在发酵菌株筛选、工艺优化及发酵前后指标的变化上,对发酵过程中成分及指标的动态变化研究较少。

以“米良1号”猕猴桃果浆为原料,用植物乳杆菌M2017105和植物乳杆菌HHLP56及二者共发酵猕猴桃果浆,探究猕猴桃果浆在发酵过程中总酸、pH值、还原糖、总酚、黄酮及维C等的变化趋势,通过对这些理化指标和功能成分的监测探索最佳发酵周期,以期获得营养成分含量较高、综合品质较好的发酵猕猴桃果浆产品。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料:“米良1号”猕猴桃(Actinidia chinensis cv. Miliang No.1),采自湖南省凤凰县菖蒲塘村团结实验基地,冷藏至后熟备用;植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)M2017105,实验室从发酵芥菜中分离得到,保藏于中国典型培养物保藏中心(保藏编号为CCTCC M2017105);植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)HHLP56,西安米先尔生物科技有限公司提供。

试剂:DNS试剂,北京索莱宝生物科技有限公司提供;福林酚试剂、2,6-二氯靛酚钠盐(98%),上海麦克林生化科技股份有限公司提供;碳酸钠、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、草酸,均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司提供;MRS培养基,广东环凯生物科技有限公司提供。

1.2 仪器设备

HH-4S型恒温水浴锅,上海捷呈实验仪器有限公司产品;SW-CJ-1FD型单人单面净化工作台,上海函格生物技术有限公司产品;SPL-250型生化培养箱,天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司产品;FRESCO17型高速冷冻离心机,上海实维实验仪器有限公司产品;UV759型紫外可见分光光度仪,上海佑科仪器仪表有限公司产品。

1.3 猕猴桃果浆制备

挑选 → 去皮 → 清洗 → 切块 → 打浆 → 装罐 → 灭菌。

1.4 发酵猕猴桃果浆的制备

在无菌操作台上按照1×107CFU/mL接种量分别加入植物乳杆菌HHLP56、植物乳杆菌M2017105,以及植物乳杆菌HHLP56:植物乳杆菌M2017105=1:3复配的菌悬液,均在34℃条件下发酵48h,每8h取一次样进行测定,以未发酵猕猴桃果浆为空白对照。

1.5 指标测定

维C根据《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》(GB5009.86—2016)中2,6-二氯靛酚滴定法进行测定,总酸根据《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》(GB12456—2021)中酸碱指示剂滴定法进行测定,pH值的测定采用pH计直接进行测定,总酚测定[7]采用福林酚法,黄酮测定[8]采用比色法,还原糖测定[9]采用3,5-二硝基水杨酸法。

1.6 数据处理

每组试验均重复3次,结果以平均值±标准差表示,利用Excel2019软件对试验数据进行统计分析,使用Origin2019进行图绘制。数据采用SPSS26.0软件应用单因素方差分析进行组间比较,p<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 不同乳酸菌发酵对猕猴桃果浆中总酸、pHpH值、还原糖的影响

不同乳酸菌发酵对猕猴桃果浆中总酸、pH值、还原糖的影响见图1。

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由图1可知,发酵前单菌、混菌2种发酵方式的总酸质量浓度较为接近。随着发酵时间延长,总酸质量浓度均稳步上升,0~40h期间,混菌发酵组的总酸质量浓度上升幅度明显大于2种单菌发酵。40h之后,HHLP56发酵组的总酸质量浓度增长加速,并在40h超过混菌发酵,达到整个发酵过程中的最高值,而LPM2017105发酵组的总酸质量浓度始终低于另外2组。

随着发酵时间延长,pH值和还原糖质量浓度均呈下降趋势,其中LPM2017105发酵组的还原糖质量浓度下降速度相对较慢,在整个发酵过程中,其还原糖质量浓度始终高于另外2组,混菌发酵组和HHLP56发酵组的还原糖质量浓度下降趋势前期较为相似。pH值和总酸的变化可能是由于发酵过程中产生的有机酸浓度增加,特别是乳酸的产生,从而导致低pH值和高酸度。此外,由于乳酸菌生长繁殖消耗碳源后代谢为乳酸,使得糖类含量下降,这与吴江娜等人发酵梨汁的变化一致。

在发酵过程中还原糖与总酸、pH值之间呈负相关关系。随着发酵的进行,乳酸菌代谢产生的酸性物质不断积累,导致总酸质量浓度升高,而体系中的氢离子浓度增加,使得pH值降低。总酸质量浓度上升较快的混菌发酵组和HHLP56发酵组,其pHpH值下降幅度也更大;乳酸菌在发酵过程中以还原糖为底物进行代谢活动,将其转化为乳酸等有机酸,从而使得还原糖质量浓度减少,总酸质量浓度增加。LPM2017105发酵组的还原糖消耗相对较少,其质量浓度的增长幅度也相对较小。

2.2 不同乳酸菌发酵对猕猴桃果浆中黄酮、总酚及维C的质量浓度的影响

不同乳酸菌发酵对猕猴桃果浆中黄酮、总酚、维C质量浓度的影响见图2。

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由图2可知,3种发酵方式初期的黄酮质量浓度均呈下降趋势,发酵中期至后期LPM2017105发酵组的黄酮质量浓度先上升后趋于平稳,HHLP56发酵组的黄酮质量浓度先下降后缓慢上升;混菌发酵组的黄酮质量浓度呈逐步上升趋势,且在48h质量浓度达到最高。其原因可能是发酵前期产生的有机酸有利于结合类黄酮化合物的释放与分解,同时植物细胞壁的纤维素、果胶等大分子物质会被乳酸菌分解,使得植物细胞壁纤维被破坏,减少传质阻力,有利于促进黄酮类物质的释放,提高黄酮含量,与李若熙等人发酵南酸枣的变化一致。

在整个发酵过程中,3种发酵方式下的总酚质量浓度变化幅度较小。LPM2017105发酵组的总酚质量浓度相对稳定,变化幅度较小;HHLP56发酵组的总酚质量浓度前期略有下降,后期有所升高;混菌发酵组的总酚质量浓度变化与HHLP56发酵组一致,但在48h48h略高于其他2组。总酚质量浓度下降可能是发酵期间,乳酸菌为保持自身的正常生长产生的应激作用,对酚类物质进行生物代谢,导致发酵结束后猕猴桃果浆中酚类物质减少。总酚质量浓度上升的可能原因:一是在猕猴桃发酵期间,乳酸菌在猕猴桃果浆中产生的各种有机酸、酮、醇等可抑制PPO活性物质,有利于防止酚类物质的氧化;二是乳酸菌在代谢过程产生了很多酚酸酯酶等酶类,这些酶能够释放猕猴桃果浆中的酚类物质[14-15],从而使得猕猴桃果浆中酚类物质稍有升高[16]

随着发酵进行,3种发酵方式的维C质量浓度整体呈下降趋势。LPM2017105发酵组的维C质量浓度下降相对较为平缓,说明该菌株的代谢对维C的消耗作用相对较弱。HHLP56发酵组和混菌发酵组的维C质量浓度下降速度相对较快,可能是因为发酵过程中体系pH值降低、氧气存在等因素,加剧了维C的不稳定,使其质量浓度快速下降。

黄酮、总酚和维C都是猕猴桃果浆中重要的生物活性成分,在抗氧化等方面具有协同作用。在发酵过程中,虽然各自的变化规律不同,但都受到乳酸菌代谢活动的影响。

3 结论

以“米良1号”猕猴桃果浆为原料,以植物乳杆菌LPM2017105和植物乳杆菌HHLP56,以及二者复配发酵猕猴桃果浆,研究发酵过程中对猕猴桃果浆理化指标与成分的影响。理化指标方面,总酸、pH值与还原糖紧密关联。发酵期间,总酸质量浓度上升,pH值下降,还原糖质量浓度减少,三者呈负相关。混菌发酵组前期总酸上升较为显著,HHLP56发酵组后期升高较快且在48h达到最高值,整个过程LPM2017105发酵组的还原糖下降最慢。成分方面,黄酮质量浓度在发酵初期下降,后期因发酵方式不同呈现出不同的变化趋势,其中LPM2017105发酵组和混菌发酵组在48h达到最高值;总酚质量浓度整体波动较小,LPM2017105发酵组较稳定,HHLP56发酵组先降后升,混菌发酵组情况与之类似且在48h略高;维C质量浓度整体呈下降趋势,其中LPM2017105发酵组下降速度相对平缓,HHLP56发酵组和混菌发酵组下降较快,乳酸菌代谢是影响这些变化的关键因素。研究为猕猴桃发酵产品的品质分析提供了基础数据,并为益生菌果蔬类产品的开发提供参考。


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编辑:谷金星

审核:关   颖

本篇文章刊登于《农产品加工2026年2期上