不同乳酸菌發(fā)酵豆乳的研究進(jìn)展

李程程

（文山學(xué)院 化學(xué)與工程學(xué)院，云南 文山 663000）

發(fā)酵是豆乳保藏的一種新方法，發(fā)酵后豆乳的風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)都發(fā)生了一些良性變化[1]。豆乳發(fā)酵后，對(duì)人類(lèi)的健康有很大的益處[2-3]。豆乳含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和功能性成分[4]，且不含膽固醇和乳糖，是乳糖不耐癥和高血壓患者的良好選擇，乳酸菌發(fā)酵豆乳可保留豆乳中原有的功能性成分。另外，在中國(guó)，大豆相對(duì)于牛乳更易獲得、更為廉價(jià)，因此極大程度的降低了生產(chǎn)成本。目前，干酪乳桿菌[2-9]等乳酸菌都已經(jīng)被證明在豆乳中具有良好的生長(zhǎng)狀況。

發(fā)酵豆乳在國(guó)外廣受消費(fèi)者的喜愛(ài)，不僅有相關(guān)食品，還有發(fā)酵豆乳化妝品等。但在國(guó)內(nèi)，乳酸菌發(fā)酵豆乳只限于實(shí)驗(yàn)室研究階段，還未應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)。這也與人們的飲食習(xí)慣和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。因此，大力開(kāi)發(fā)研究發(fā)酵豆乳具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 發(fā)酵豆乳的營(yíng)養(yǎng)與功能特性

1.1 發(fā)酵豆乳的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

豆乳經(jīng)乳酸菌發(fā)酵既保留了豆乳的營(yíng)養(yǎng)成分，同時(shí)乳酸菌可以分解棉籽糖、水蘇糖等碳水化合物，減少脹氣因子的存在。有文獻(xiàn)報(bào)道，單菌株發(fā)酵豆乳可以使水蘇糖和棉籽糖含量降低35.6%～40.2%[10]；采用混合菌株發(fā)酵水蘇糖和棉籽糖含量分別降低50.7%～68.3%和33.1%～43.7%[11]；豆乳經(jīng)發(fā)酵，蛋白被降解為小分子物質(zhì)，更容易被人體吸收；乳酸菌產(chǎn)生的有機(jī)酸可以提高人體對(duì)鈣、磷、鐵的吸收利用[12]；乳酸菌還可以促進(jìn)人體對(duì)大豆異黃酮的吸收[13]；乳酸菌進(jìn)入腸道后，能夠定植并大量繁殖，還可以抑制病原菌和有害人體健康的細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，從而起到預(yù)防感染，維持腸內(nèi)菌群平衡的作用；還能夠促進(jìn)酶的分泌以及腸道的蠕動(dòng)，促進(jìn)食物的消化吸收以及預(yù)防便秘的發(fā)生。總之，乳酸菌的加入，在一定程度上促進(jìn)了人體的新陳代謝[14]。

1.2 發(fā)酵豆乳的保健功能

豆乳經(jīng)過(guò)乳酸菌發(fā)酵能夠產(chǎn)生一些生理活性物質(zhì)[3，7-9，15-17]如有機(jī)酸，胞外多糖（extracellular polysaccharide，EPS），游離的大豆異黃酮等功能性成分，調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能，預(yù)防各種疾病的發(fā)生；可以起到改善腸道微生態(tài)平衡的作用，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物如有機(jī)酸，細(xì)菌素等可以抑制有害微生物，產(chǎn)生的低聚糖等物質(zhì)能夠促進(jìn)有益微生物的生長(zhǎng)[17-19]；飲用乳酸菌發(fā)酵豆乳可以有效幫助降低人體膽固醇含量[20]。大量研究都已證明，20世紀(jì)70年代，MANN G V等[21]對(duì)大量飲用酸乳及其他發(fā)酵乳制品的非洲Massai人的血清膽固醇進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)這里的人們血清里的膽固醇含量比普通人要低。之后科學(xué)家們又對(duì)新生兒[22]及習(xí)慣飲用酸乳的美國(guó)人[23]進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)乳酸菌確實(shí)具有降膽固醇的作用。具有降膽固醇作用的益生菌大部分為乳酸菌，如植物乳桿菌（L.plantarum）、干酪乳桿菌（Lactobacillus ca-sei）、嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）等乳酸菌均具有降膽固醇作用[24-25]。早在20世紀(jì)70年代，GILLILAND S E等[26]對(duì)乳桿菌降膽固醇的作用機(jī)理進(jìn)行了研究，提出乳桿菌在含適量膽鹽的環(huán)境中生長(zhǎng)時(shí)乳酸菌將膽固醇同化到自身的細(xì)胞中去的觀點(diǎn)。RASIC J L等[27]證實(shí)了嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）和兩歧雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）也有降低膽固醇的作用。MAAIKEC等[28]發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌（L.plantarum）也具有降膽固醇作用，ZIARNO M等[29]發(fā)現(xiàn)鼠李糖乳桿菌（L.rhamnosus）嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）均具有降膽固醇的作用。GRILL J P等[30]發(fā)現(xiàn)食淀粉乳桿菌（L.ambylovorus），兩歧雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）具有降膽固醇作用。同樣短乳桿菌（B.breve）和鼠李糖乳桿菌（L.rhamnosus）[31]也具有降膽固醇作用；乳酸菌在發(fā)酵豆乳時(shí)會(huì)產(chǎn)生胞外多糖，該物質(zhì)對(duì)鉛等重金屬有很好的吸附作用[32]；同時(shí)發(fā)酵豆乳中乳酸菌還具有抗腫瘤、抗氧化、防衰老、增強(qiáng)免疫力的作用[33-36]；大量的研究結(jié)果表明，乳酸菌發(fā)酵豆乳既包含了大豆的營(yíng)養(yǎng)功能，也包含了乳酸菌的保健功能，可以極大程度地促進(jìn)人體健康。

2 發(fā)酵豆乳中常用菌株及發(fā)酵形式

關(guān)于乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)酸豆乳，前人也已經(jīng)做過(guò)很多研究。人們發(fā)現(xiàn)泡菜里面有些乳酸菌能夠有效利用植物中的成分使之產(chǎn)酸，在國(guó)內(nèi)泡菜資源也很豐富，而且微生物結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，廣泛存在著優(yōu)良的乳酸菌，像植物乳桿菌，短乳桿菌、腸膜明串珠菌、戊糖片球菌等，可以作為分離篩選優(yōu)良菌種的來(lái)源。國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)酵豆乳的研究已經(jīng)很多，但大多采用的是動(dòng)物性來(lái)源的發(fā)酵乳制品所用的乳酸菌，來(lái)源于植物性材料的乳酸菌研究較少，尤其單獨(dú)以植物來(lái)源的乳酸菌作為發(fā)酵劑發(fā)酵豆乳的研究也較少。

2.1 單一菌株發(fā)酵

單菌株發(fā)酵操作簡(jiǎn)單，對(duì)工藝條件優(yōu)化、控制相對(duì)來(lái)說(shuō)更容易，易于實(shí)現(xiàn)，節(jié)約成本，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了極大的便利?？捎糜趩尉臧l(fā)酵的菌株生產(chǎn)性能要良好，以便生產(chǎn)出性狀良好、品質(zhì)優(yōu)良的發(fā)酵豆乳。利用單菌株發(fā)酵豆乳時(shí)，菌株往往具有一些特有的優(yōu)良特性，可以保證發(fā)酵產(chǎn)品優(yōu)良的特性以及一定的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，如某些植物乳桿菌可以產(chǎn)生一定量的胞外多糖，大大增加了發(fā)酵豆乳的黏度以及質(zhì)構(gòu)，同時(shí)也提高了發(fā)酵豆乳的營(yíng)養(yǎng)保健功能，可以極大程度的促進(jìn)人體健康，起到保健作用。

1934 年KELLOG以嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）發(fā)酵豆乳，生產(chǎn)出一種奶油似的產(chǎn)品，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。該研究奠定了乳酸桿菌發(fā)酵豆乳的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為后人的研究提供了一定的理論依據(jù)以及技術(shù)支撐。

YOUNG-HEEPYO等[37]采用植物乳桿菌（L.plantarum）KFRI00144，德氏乳桿菌（L.delbrueckii）subsp.lactis KFRI 01181，短雙歧桿菌（Bifidobacterium breve）K-101和嗜熱雙歧桿菌（B.thermophilum）KFRI 00748這四種菌分別對(duì)豆乳進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)這4株菌在發(fā)酵豆乳的過(guò)程中大豆異黃酮含量均有不同程度的增加。CHIEN H L等[13]利用嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）BCRC 14085，嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）BCRC 14079和雙歧桿菌嬰兒雙歧桿菌（Bifidobacterium infantis）BCRC 14633，B.longumB6分別對(duì)豆乳進(jìn)行發(fā)酵，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)菌株發(fā)酵后的豆乳總異黃酮含量有所下降，而糖異黃酮含量有所增加，其中利用嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）BCRC 14085發(fā)酵的豆乳中葡萄糖苷酶的活力最高，苷元的增加也是最高，同時(shí)，大豆苷元，染料木黃酮和大豆黃素都有不同程度的增加。這些研究結(jié)果都證明利用豆乳為基質(zhì)可以生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的發(fā)酵豆乳，隨著人們研究程度的深入，越來(lái)越多性狀優(yōu)良、功能豐富的乳酸菌將被應(yīng)用于豆乳的發(fā)酵。

BEASLEY S等[38]用乳酸桿菌（L.lactis）LL3菌株發(fā)酵豆乳，三周內(nèi)活菌數(shù)可維持在107CFU/mL以上。采用來(lái)源于牛乳的菌株乳酸桿菌（L.lactis）ATCC11545發(fā)酵豆乳，獲得具有良好的風(fēng)味以及穩(wěn)定性的發(fā)酵豆乳。SHIMAKAWAY等[39]用短雙歧桿菌（B.breve）Yakult對(duì)豆乳進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)在不添加任何外源物質(zhì)的情況下，乳酸菌活菌數(shù)可高達(dá)109CFU/mL，并且貯藏穩(wěn)定性非常好?？梢?jiàn)，豆乳對(duì)于某些乳酸菌是良好的生長(zhǎng)基質(zhì)，乳酸菌可以很好的利用豆乳中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，生產(chǎn)出穩(wěn)定性好的益生食品，并可以維持一定數(shù)量的活菌，同時(shí)產(chǎn)生良好的風(fēng)味物質(zhì)，滿足人們的食用需求。

CODA R等[40]利用2株不同植物乳桿菌發(fā)酵豆粉以及葡萄汁的混合物，發(fā)酵結(jié)束后，貯存期發(fā)酵液的pH值均為4.0以下，活菌數(shù)為108CFU/mL，同時(shí)發(fā)酵后的產(chǎn)品具有較高的黏度和持水性，同時(shí)和對(duì)照組相比，多酚類(lèi)物質(zhì)和維生素C的含量要高很多。經(jīng)過(guò)固相微萃取和氣質(zhì)聯(lián)用分析，發(fā)酵后的產(chǎn)品具有較好的質(zhì)構(gòu)構(gòu)成，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和感官特性。

研究表明，豆乳可以為某些乳酸菌單菌株提供良好的生長(zhǎng)基質(zhì)，乳酸菌能夠很好的利用豆乳中的成分大量增殖，產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，生產(chǎn)出風(fēng)味良好，活菌數(shù)高，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富的發(fā)酵豆乳制品，為豆乳發(fā)酵劑的研制奠定了一定基礎(chǔ)，同時(shí)也為植物蛋白飲品的開(kāi)發(fā)提供了很好的方向。

2.2 多菌株混合發(fā)酵

多菌株共同發(fā)酵豆乳相對(duì)于單菌株發(fā)酵豆乳來(lái)說(shuō)有一定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)缺點(diǎn)也是存在的，多菌株混合發(fā)酵可以彌補(bǔ)單菌株發(fā)酵保健功能不完全，優(yōu)良性狀單一的缺點(diǎn)，但是多菌株發(fā)酵操作工藝相對(duì)復(fù)雜，成本較高，各菌株的生長(zhǎng)條件，菌株配比等都是多菌株發(fā)酵需要解決的問(wèn)題。

1970年YAMANAKA等就采用保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）共同發(fā)酵豆乳，通過(guò)共生關(guān)系較大程度的利用發(fā)酵基質(zhì)，產(chǎn)生良好的風(fēng)味物質(zhì)以及營(yíng)養(yǎng)成分。

WANGYI-CHIEH等[10]利用嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）CCRC 14079和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）CCRC 14085單獨(dú)發(fā)酵豆乳，棉籽糖和水蘇糖在發(fā)酵24h～32h以后含量在不斷下降，同時(shí)果糖和葡萄糖的含量不斷上升。如果與雙歧桿菌混合發(fā)酵，效果更佳，同時(shí)蔗糖、果糖、半乳糖、醋酸含量都有所增加。

FARNWORTH E R等[2]采用嗜熱鏈球菌（Steptococcus thermophilus）（ATCC 4356） 和德氏乳桿菌（Lactobacillus delbrueckii）subsp.bulgaricus（IM 025）發(fā)酵豆乳，并測(cè)定發(fā)酵產(chǎn)物的pH值，發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵豆乳時(shí)的pH值下降速度較快，明顯快于發(fā)酵牛乳，但發(fā)酵結(jié)束時(shí)二者接近。利用約氏乳桿菌（Lactobacillus johnsonii）NCC533（La-1），鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamnosus）ATCC 53103（GG）以及雙歧桿菌等益生菌中的其中一種與前2種發(fā)酵劑之一共同發(fā)酵豆乳，發(fā)現(xiàn)這2種菌在數(shù)量上還有所增加，提高了發(fā)酵產(chǎn)物的益生功能，同時(shí)高效液相色譜分析結(jié)果表明，后加入的益生菌和發(fā)酵劑菌株分別利用了豆乳中的不同糖類(lèi)來(lái)維持自身的生長(zhǎng)代謝。研究表明，多菌株復(fù)合發(fā)酵，某一菌株產(chǎn)生了促進(jìn)其他菌株生長(zhǎng)的益生因子，增強(qiáng)了其他乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖能力，促進(jìn)了代謝產(chǎn)物的大量產(chǎn)生，營(yíng)養(yǎng)保健功能大幅度的提升。

綜上所述：乳酸菌發(fā)酵豆乳生產(chǎn)發(fā)酵酸豆乳是可行的，同時(shí)兼具有一定的營(yíng)養(yǎng)保健功能，可以極大程度的改善人體健康，是一種經(jīng)濟(jì)節(jié)約，營(yíng)養(yǎng)豐富的健康食品。

3 存在的問(wèn)題

（1）菌種的篩選與選育，目前酸奶的發(fā)酵菌種相對(duì)來(lái)說(shuō)比較成熟，乳酸菌可以很好的利用酸奶中的乳糖產(chǎn)生乳酸，大豆中乳糖含量較少，因此傳統(tǒng)的發(fā)酵酸奶的乳酸菌用于發(fā)酵豆乳不能產(chǎn)生適宜的酸度，粘稠的質(zhì)地；因此，菌株的選擇以及確定是發(fā)酵豆乳亟待解決的一個(gè)首要問(wèn)題。

（2）發(fā)酵豆乳生產(chǎn)的工藝問(wèn)題，尤其是發(fā)酵終點(diǎn)的判斷，另外原料豆乳的選擇標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)處理方法，殺菌工藝的選擇也是要解決的工藝問(wèn)題，單菌株發(fā)酵可以使工藝簡(jiǎn)單化，多菌株混合發(fā)酵可以使風(fēng)味更加成熟。

（3）豆腥味問(wèn)題，豆腥味是大豆中的一種主要的不利風(fēng)味物質(zhì)，其的存在極大程度的影響了發(fā)酵豆乳的口感以及風(fēng)味，目前豆腥味的去除主要采用前處理或加入特殊風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行掩蓋，有人發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)植物乳桿菌的發(fā)酵豆乳，豆腥味會(huì)大大下降。

（4）發(fā)酵豆乳穩(wěn)定性問(wèn)題，發(fā)酵豆乳的穩(wěn)定性會(huì)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，酸度的下降，豆乳濃度的降低，溫度的改變等而下降，目前采取的措施是添加一些穩(wěn)定劑和增稠劑來(lái)提高和維持它的穩(wěn)定性，有人發(fā)現(xiàn)胞外多糖在維持發(fā)酵豆乳穩(wěn)定性方面具有良好的作用，因此選用合適的產(chǎn)胞外多糖的乳酸菌作為發(fā)酵菌種是改善發(fā)酵豆乳穩(wěn)定性的一個(gè)有效措施。

4 展望

大豆起源于我國(guó)，產(chǎn)量位居世界前位，但是相對(duì)其他國(guó)家，副產(chǎn)品加工工業(yè)起步較晚，發(fā)展較慢。目前，人們?cè)絹?lái)越重視保健，乳酸菌發(fā)酵豆乳作為一種新興的保健飲品在未來(lái)具有極大的發(fā)展前途，在自主產(chǎn)權(quán)的獲得上具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

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