豆乳發(fā)酵中乳酸菌的作用分析

摘 要：豆乳作為一種營養(yǎng)豐富的植物蛋白飲品，近年來受到越來越多消費者的青睞。為了進(jìn)一步提升豆乳的口感和營養(yǎng)價值，發(fā)酵處理成為了一種重要的加工方式。本文深入分析乳酸菌在豆乳發(fā)酵過程中的具體作用，探討其對豆乳品質(zhì)、口感及營養(yǎng)價值的提升效果。

關(guān)鍵詞：豆乳；發(fā)酵；乳酸菌；作用分析

Analysis of the Role of Lactic Acid Bacteria in Fermented Soy Milk

GUO Sheng1， XU Fenlin1， WANG Li1， WANG Weidong2， YANG Mo2， ZHANG Na2*

（1.Weiwei Food and Beverage Co.， Ltd.， Xuzhou 221110， China;

2.Xuzhou Institute of Technology， Xuzhou 221018， China）

Abstract： Soy milk， a nutritious plant-based protein drink， has gained increasing popularity among consumers in recent years. To further enhance the taste and nutritional value of soy milk， fermentation processing has become an important processing method. This paper provides a detailed analysis of the specific role of lactic acid bacteria in the fermentation process of soy milk， exploring their effects on the quality， taste， and nutritional value of soy milk.

Keywords： soy milk; ferment; lactic acid bacteria; role analysis

乳酸菌作為一類廣泛存在于自然界中的益生菌，不僅對人體健康具有諸多益處，比如調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收等，還在食品發(fā)酵工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的作用。利用乳酸菌發(fā)酵豆乳，不僅能有效去除豆腥味，減少食用后導(dǎo)致腸脹氣的成分，還能顯著提升豆乳的營養(yǎng)價值和風(fēng)味特性，從而拓寬其市場應(yīng)用范圍。

1 豆乳及乳酸菌簡介

1.1 豆乳

豆乳是我國傳統(tǒng)飲品，由大豆用水泡脹后磨碎、過濾、煮沸而成。豆乳具有營養(yǎng)豐富、易于消化吸收等特點。研究顯示，大豆含有與牛奶相似的全部營養(yǎng)成分，但膽固醇含量極低，是非常健康的食材；豆乳中富含優(yōu)質(zhì)蛋白、不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)及多種維生素，尤其是鈣、鐵、鋅等礦物質(zhì)含量豐富，還含有異黃酮等抗氧化物質(zhì)，有助于抗衰老[1]。

1.2 乳酸菌

乳酸菌是能產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌統(tǒng)稱，分布廣、物種多樣，大部分是人體腸道重要菌群。乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)物有多種生理功能，如可調(diào)節(jié)胃腸道菌群、維持微生態(tài)平衡，改善胃腸功能、提高食物消化率和生物效價；能增強(qiáng)機(jī)體免疫能力，如促進(jìn)白細(xì)胞活力、刺激活性氧分泌以加強(qiáng)細(xì)胞免疫；還能抑制有害菌群生長，防止腸道疾病。

2 豆乳發(fā)酵過程分析

豆乳發(fā)酵受溫度、pH值、接種量等因素影響，需要根據(jù)產(chǎn)品特性優(yōu)化調(diào)整。溫度一般控制在30～45 ℃，pH值調(diào)整至6.0～7.5，接種量占豆?jié){總體積2%～4%。將乳酸菌發(fā)酵劑接入冷卻豆?jié){并攪拌，注意控制攪拌速度和時間。接種后豆?jié){進(jìn)入發(fā)酵階段，需嚴(yán)格控制溫度、pH值和氧氣條件，乳酸菌發(fā)酵一般為厭氧或兼性厭氧，因此應(yīng)密封發(fā)酵容器[2]。發(fā)酵結(jié)束后，需要進(jìn)行均質(zhì)處理，使發(fā)酵液中的固體顆粒和氣泡分散均勻，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，改善產(chǎn)品口感；然后進(jìn)行減壓蒸餾處理，去除發(fā)酵液中多余的水分和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，使產(chǎn)品口感更加醇厚。

3 乳酸菌在豆乳發(fā)酵中的作用

3.1 改善豆乳風(fēng)味

豆乳中的豆腥味源于大豆中的揮發(fā)性硫化物、醇類和醛類物質(zhì)。乳酸菌發(fā)酵時，其酶系可分解不良風(fēng)味物質(zhì)，減少豆腥味；乳酸菌代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸能賦予豆乳酸味，并可通過與不良風(fēng)味物質(zhì)反應(yīng)減少豆腥味。乳酸菌發(fā)酵可產(chǎn)生醇類、醛類、酯類等揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，構(gòu)成發(fā)酵豆乳獨特香氣，提升感官品質(zhì)。不同種類乳酸菌產(chǎn)生不同風(fēng)味物質(zhì)，所以通過篩選和搭配不同種類的乳酸菌，可以調(diào)控發(fā)酵豆乳的風(fēng)味特征，滿足不同消費者的需求。

3.2 提升豆乳營養(yǎng)價值

豆乳中蛋白質(zhì)以大分子形式存在，不易被人體直接吸收。乳酸菌發(fā)酵時，其蛋白酶系可將大分子蛋白質(zhì)分解為小分子肽和氨基酸，提高蛋白質(zhì)生物利用度。小分子肽和氨基酸易被人體吸收，且具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等生理功能[3]。乳酸菌發(fā)酵豆乳還可增加生物活性物質(zhì)含量。如大豆異黃酮在原豆乳中生物利用度低，乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的酶系可將異黃酮從結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài)，提高其生物利用度。乳酸菌還能產(chǎn)生胞外多糖、有機(jī)酸等有益代謝產(chǎn)物。

3.3 促進(jìn)豆乳消化吸收

大豆中含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子，如植酸、低聚糖等，會影響人體對大豆中營養(yǎng)成分的吸收利用。乳酸菌發(fā)酵可通過酶系分解抗?fàn)I養(yǎng)因子，減少其對人體健康的潛在威脅。發(fā)酵過程中產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物也可以影響豆乳質(zhì)地口感，如通過水解豆乳中的大分子成分，釋放出更多的可溶性物質(zhì)，提高豆乳的稠度和滑順感。同時，乳酸菌代謝產(chǎn)生氣體成分，使豆乳口感蓬松、溶解性更好。

3.4 增強(qiáng)豆乳保健功能

乳酸菌作為益生菌的代表種類，具有顯著的調(diào)節(jié)腸道菌群平衡的作用，通過攝入乳酸菌發(fā)酵的豆乳，可以增加腸道內(nèi)有益菌的數(shù)量和活性，抑制有害菌的生長繁殖，從而維護(hù)腸道微生態(tài)平衡。乳酸菌在發(fā)酵過程中會產(chǎn)生多種免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)，包括多糖、肽類等，能夠激活人體的免疫系統(tǒng)，提高機(jī)體的免疫力。乳酸菌還能通過促進(jìn)腸道內(nèi)有益菌的生長繁殖，間接增強(qiáng)人體的免疫屏障功能。

4 豆乳發(fā)酵中乳酸菌的創(chuàng)新應(yīng)用

4.1 開發(fā)定制化風(fēng)味豆乳

隨著消費者對食品風(fēng)味多樣化、個性化需求的日益增長，傳統(tǒng)豆乳的風(fēng)味已難以滿足市場需求，而乳酸菌憑借其獨特的代謝能力和風(fēng)味調(diào)節(jié)功能，在豆乳風(fēng)味創(chuàng)新中發(fā)揮了重要作用。

豆乳本身含有多種氨基酸、糖類等前體物質(zhì)，在乳酸菌發(fā)酵中被利用生成新風(fēng)味成分，其蛋白質(zhì)、脂肪等成分在乳酸菌作用下發(fā)生降解轉(zhuǎn)化，豐富風(fēng)味層次。同時，發(fā)酵溫度、pH值、發(fā)酵時間等條件對乳酸菌的生長代謝和風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生具有顯著影響，通過精確控制發(fā)酵條件，可以調(diào)控乳酸菌的代謝途徑和風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生量，實現(xiàn)風(fēng)味定制化[4]。

為實現(xiàn)豆乳風(fēng)味定制化，需要篩選組合具有特定風(fēng)味產(chǎn)生能力的乳酸菌菌株，可從自然界或菌種庫分離優(yōu)良性狀乳酸菌，用感官評價、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用等手段評估其風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生能力，再根據(jù)目標(biāo)風(fēng)味特征選擇組合。為增強(qiáng)豆乳風(fēng)味特征，可在發(fā)酵前添加特定風(fēng)味前體物質(zhì)，如添加糖類促進(jìn)乳酸菌產(chǎn)生更多乳酸等有機(jī)酸，添加天然香料或提取物賦予豆乳獨特香氣口感。

4.2 功能性成分生物轉(zhuǎn)化

大豆異黃酮是一類具有顯著生理活性的植物雌激素，對預(yù)防心血管疾病、骨質(zhì)疏松等慢性疾病具有積極作用，但豆乳中大豆異黃酮主要為結(jié)合型，生物利用度低。乳酸菌發(fā)酵時，其分泌的β-葡萄糖苷酶可水解結(jié)合型大豆異黃酮的糖苷鍵，將其轉(zhuǎn)化為游離型大豆異黃酮，從而提高其生物利用度。

豆乳富含鈣、鎂等礦物質(zhì)，乳酸菌發(fā)酵可降低豆乳pH值，使礦物質(zhì)呈易吸收的離子狀態(tài)，還能通過分泌促吸收因子提高礦物質(zhì)生物利用度。同時，乳酸菌發(fā)酵可合成多種維生素，如B族維生素，對促進(jìn)人體新陳代謝、維護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)健康具有重要作用。

4.3 發(fā)揮乳酸菌益生元效應(yīng)

益生元不被人體消化吸收但能被腸道有益菌利用，可促進(jìn)有益菌生長繁殖、增加腸道菌群多樣性，稱為益生元效應(yīng)。乳酸菌發(fā)酵豆乳時，部分豆乳成分轉(zhuǎn)化為益生元物質(zhì)，如低聚糖、抗性淀粉等，為腸道有益菌提供營養(yǎng)來源，促進(jìn)有益菌增殖和改善腸道健康[5]。

腸道屏障是維持腸道健康的重要防線。乳酸菌發(fā)酵豆乳產(chǎn)生乳酸、短鏈脂肪酸等有益物質(zhì)，可增強(qiáng)腸道屏障功能，避免有害物質(zhì)的損害，還能分泌黏蛋白等促進(jìn)腸道上皮細(xì)胞修復(fù)再生，維護(hù)腸道屏障完整性。如酸豆奶是乳酸菌發(fā)酵豆乳產(chǎn)品，大豆經(jīng)前處理制成豆?jié){后加入乳酸菌發(fā)酵，可將豆?jié){中部分糖分轉(zhuǎn)化為有機(jī)酸，促進(jìn)腸道有益菌增殖和腸道屏障功能改善[6]。

4.4 案例分析

某企業(yè)在改善豆乳發(fā)酵風(fēng)味過程中，分別采用植物乳桿菌（Lp201）、發(fā)酵乳桿菌（Lf202）、戊糖乳桿菌（Lp203）及復(fù)合乳酸菌（以上菌種等比例復(fù)配）對豆乳進(jìn)行發(fā)酵，確保乳酸菌充分生長并產(chǎn)生代謝產(chǎn)物。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析發(fā)酵豆乳中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，比較不同乳酸菌發(fā)酵豆乳的風(fēng)味差異，并通過感官評價對發(fā)酵豆乳的風(fēng)味進(jìn)行主觀評估。

在發(fā)酵過程中，各組發(fā)酵豆乳的pH值逐漸下降，總酸度逐漸上升。表1展示了不同乳酸菌發(fā)酵豆乳在發(fā)酵結(jié)束時的理化性質(zhì)。由表1可知，不同乳酸菌在豆乳中產(chǎn)酸能力有差異，復(fù)配組發(fā)酵豆乳總酸度最高，菌株產(chǎn)酸能力最強(qiáng)；各組發(fā)酵豆乳發(fā)酵結(jié)束時活菌數(shù)均超9.0 lgCFU·mL-1，且復(fù)配組活菌數(shù)最高，表明3株乳酸菌在豆乳中有良好共生關(guān)系。

通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，分析發(fā)酵豆乳中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)不同乳酸菌發(fā)酵豆乳的風(fēng)味物質(zhì)種類和含量存在明顯差異，見表2。由表2可知，復(fù)配組發(fā)酵豆乳的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量最高，其中具有酒香味和水果香味的醇類物質(zhì)（如乙醇、異戊醇和正己醇）以及具有其他特定風(fēng)味的物質(zhì)含量均較高，說明其風(fēng)味最為豐厚。此外，在感官評價中，復(fù)配組發(fā)酵豆乳在香氣、口感和總體接受度上均得分最高，說明其風(fēng)味最為優(yōu)越，主要與復(fù)配乳酸菌在豆乳中產(chǎn)生的豐富揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)以及良好的共生關(guān)系有關(guān)。

5 結(jié)語

綜上所述，在豆乳發(fā)酵過程中，乳酸菌具有重要作用，為改善豆乳風(fēng)味、提升產(chǎn)品品質(zhì)提供了新的思路和途徑。未來可以通過進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵工藝和篩選更優(yōu)質(zhì)的乳酸菌菌株，開發(fā)出更多風(fēng)味獨特、營養(yǎng)豐富的發(fā)酵豆乳產(chǎn)品。

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