適于紅棗汁發酵的乳酸菌的篩選及其發酵特性分析

徐銘陽,李崎,鄭飛云,王金晶,鈕成拓,劉春鳳*

1(江南大學 生物工程學院 工業生物技術教育部重點實驗室,江蘇 無錫,214122)2(江南大學 釀酒科學與工程研究室,江蘇 無錫,214122)

紅棗是鼠李科棗屬植物果實,因同時擁有食用和藥用價值、富含活性成分使其成為極佳的功能性食品原料[1]。我國的紅棗產量世界第一,現年產量已達750萬t左右,約占世界紅棗總產量的90%[2]。但是目前紅棗存在著過于甜膩而市場不大、不易儲存、附加值低等問題,主要以鮮棗和干棗直接食用的消費形式,導致產量逐年提升但是價格卻走低的現象[3]。

乳酸菌是最有代表性的益生菌,被廣泛用作天然食品生物防腐劑,因為它們能通過快速合成有機酸進行酸化,防止有害微生物污染而延長食品的儲存時間[4]。植物乳酸菌飲料不含乳制品成分,消除了乳糖不耐癥等問題隱患,同時植物乳酸菌飲料能提供多種營養元素,且植物中的多酚可作為益生元促進人體腸道菌群的生長及其對腸細胞的黏附[5],通過乳酸菌發酵還會提高多酚類物質的生理活性和吸收率[6]。

隨著功能性食品市場的擴大,植物發酵飲料成為備受關注的功能性食品之一,而現紅棗發酵產品多為棗酒和紅棗醋,技術已趨于成熟但市場較小,對于紅棗酸奶、紅棗復合飲料來說,有關發酵工藝優化方向的研究偏多[7],但對其成分與風味的研究較少,故紅棗雖然歷史悠久但在新技術不斷發展的今天仍有巨大的開發潛力,紅棗發酵飲料作為新型的紅棗產品具有廣闊的市場前景。

在低糖飲料受到大多人喜愛的趨勢下,利用乳酸菌發酵紅棗汁可以豐富紅棗深加工產品門類、提高紅棗產品功能屬性、提升紅棗產品附加值,具有重要的社會和經濟意義。為此,本研究以分離各水果樣品中潛在乳酸菌和實驗室保藏共計204株菌株為研究對象,判斷其產酸能力、耐酸能力和耐膽鹽能力的益生菌特性,并分析菌株發酵所得紅棗汁理化指標、揮發性風味物質及其香氣貢獻,最終得到具有優良潛力的乳酸菌菌株。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

河北產金絲小棗,市售;乳酸菌,實驗室保藏菌株;有機酸、揮發性化合物標準品為色譜純,美國Sigma公司;其他試驗藥品均為分析純,國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 培養基

MRS(de Man,Rogosa and Sharpe)培養基用于乳酸菌培養,主要成分包括酵母粉5 g、蛋白胨10 g、牛肉膏10 g、葡萄糖10 g、乙酸鈉5 g、檸檬酸氫二銨2 g、MgSO40.6 g、MnSO40.3 g、吐溫-80 1 mL,蒸餾水1 000 mL,瓊脂粉20 g(用于固體培養基),115 ℃滅菌15 min。

發酵培養基:調整處理好的紅棗汁含糖量為140 g/L,于高壓蒸汽滅菌鍋105 ℃滅菌10 min。

1.3 實驗方法

1.3.1 菌種分離

取不同水果榨汁后,調整糖度至140 g/L,取200 mL倒入無菌三角瓶中,置于37 ℃恒溫培養箱中自然發酵48 h,取2 mL菌液用質量分數0.85%生理鹽水10倍稀釋7個濃度梯度,將稀釋的菌液均勻涂布在含有25 mg/L制霉菌素的抗菌MRS平板上,37 ℃厭氧培養2 d,并觀察菌落生長情況。每組3個平行。將培養后的MRS平板中具有典型乳酸菌特征的單菌落挑出,在MRS平板中進行二次劃線分離。將分離到的單菌落培養后接入甘油管在-80 ℃下保存,并編號。

1.3.2 菌株產酸能力

將甘油管保藏菌株接種于MRS液體試管中,37 ℃、180 r/min培養活化2次后接種的菌株,接種于含有溴甲基酚紫的MRS平板上,37 ℃培養48 h,保留使培養基顯著變黃色的菌株進行下一級篩選。

1.3.3 菌株益生菌特性

1.3.3.1 耐酸能力

將上述篩選獲得的具有產酸能力的菌株接種于MRS液體試管中,37 ℃活化12～18 h,將活化后菌液分別接種于pH為2的酸性MRS液體培養基和普通MRS液體培養基,37 ℃培養3 h,稀釋合適的倍數后涂布MRS平板,計算耐酸存活率,每組3個平行。將存活率≥95%的乳酸菌確定為耐酸能力較強的菌株。

耐酸存活率按公式(1)計算:

(1)

式中:N1,耐酸培養基培養后菌落數;N2,MRS培養基培養后菌落數。

1.3.3.2 耐膽鹽能力

將上述篩選獲得的耐酸能力較強的菌株在MRS液體試管中37 ℃活化12～18 h后,將同一菌株以體積分數1%的接種量分別接種于含質量分數0.3%牛膽鹽的MRS液體培養基和普通MRS液體培養基中,在620 nm波長下,同一菌種在不同培養基中增加0.3單位吸光度的時間之差,被認為是菌株在含0.3%膽鹽環境中的適應時間,其值越低表示菌株耐膽鹽能力越強。實驗重復3次。

1.3.4 紅棗汁的發酵實驗

以紅棗汁為原料,調整含糖量至140 g/L,可滴定酸2質 g/L,發酵規模500 mL,裝液量60%,105 ℃高壓蒸汽滅菌10 min,接種植物乳植桿菌MY-12使其在紅棗汁中的菌濃度達到1×107CFU/mL,37 ℃發酵48 h,發酵結束后測定發酵液基本理化指標,并進行感官品評分析。

1.4 分析檢測方法

1.4.1 基礎理化指標測定

參照GB/T 31121—2014 《果蔬汁類及其飲料》和GB 4789.35—2016 《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 乳酸菌檢驗》中的方法,測定紅棗發酵飲料的可溶性固形物含量、pH值、總酸、總糖、活菌數和酒精度。

1.4.2 抗氧化指標測定

1.4.2.1 DPPH自由基清除率測定

使用無水乙醇溶解DPPH并配制0.3 mmol/L的DPPH溶液,現配現用并于黑暗避光處保存。

取0.1 mL待測樣品或無水乙醇對照加入0.4 mL DPPH溶液,在室溫下避光反應30 min,在517 nm處測定吸光值。根據公式(2)計算清除率:

(2)

式中:A0,DPPH溶液+無水乙醇;A1,DPPH溶液+樣品。

1.4.2.2 ABTS陽離子自由基清除率測定

取5 mL的7 mmol/L ABTS溶液和88 μL的140 mmol/L K2S2O8在室溫下避光放置24 h生成ABTS陽離子自由基,現配現用,用無水乙醇稀釋至734 nm處吸光度為0.70±0.02。

取0.2 mL待測樣品和無水乙醇對照加入ABTS自由基4.8 mL,在室溫下于暗處反應30 min,測定734 nm處吸光值,按公式(3)計算:

(3)

式中:A0,ABTS溶液+無水乙醇;A1,ABTS溶液+樣品。

1.4.2.3 鐵離子還原力(ferric reducing antioxidant power,FRAP)測定

0.3 mol/L醋酸鈉緩沖液:1.82 g無水醋酸鈉和16 mL冰醋酸,加水定容至1 L,用1 mol/L HCl調節pH至3.6。10 mmol/L氯化三苯四氮唑(2,3,5-triphenyltetrazolium chloride,TPTZ)溶液:TPTZ溶于40 mmol/L HCl。20 mmol/L FeCl3溶液:FeCl3溶于去離子水。上述3種溶液按照10∶1∶1的體積比混合后,即為FRAP工作液,現配現用。

取待測液0.1 mL加入工作液3 mL,37 ℃反應10 min,于593 nm處測定吸光值。

1.4.2.4 總多酚含量的測定(福林酚法)

取1 mL樣品置于100 mL容量瓶中,加入60 mL去離子水和5 mL福林酚試劑,混勻后加入15 mL Na2CO3(200 mg/L),添加去離子水至100 mL,充分混合。20 ℃反應2 h后,在波長765 nm處測定吸光度,以相應試劑作為空白對照。

1.4.2.5 游離酚類物質含量的測定

樣品預處理:將3 g的樣品加入到10 mL的甲醇-水溶液中[V(甲醇)∶V(水)=8∶2]中,渦旋1 min后10 000 r/min離心15 min,取上清液過有機膜后-20 ℃保存。

采用超高效液相色譜-四極桿飛行時間質譜鑒定不同酚類化合物及含量。色譜分離條件:色譜柱BEH C18柱(50 mm×2.1 mm I.D,1.7 mm粒度),波長掃描范圍設置200～600 nm。流動相A為100%乙腈,流動相B為0.1%甲酸在超純水中,采用梯度洗脫方式,流速0.3 mL/min。進樣量5 μL,梯度洗脫順序:98%～80% B(0～15 min)、80%～60%B(15～20 min)、60%～20%B(20～25 min)、20%～0B(25～27 min)、0～98%B(0.1 min)、98% B(27.1～30 min)。

質譜條件:電噴霧離子源(ESI)負離子模式檢測,全掃描模式,質量范圍m/z50～2 000。噴霧電壓3.0 kV,氮氣流速50 L/min,輔助氣流速50 L/min,毛細管溫度400 ℃,加熱器溫度100 ℃。

數據采集和處理使用美國Waters公司的MassLynx4.1 SCN805軟件。

1.4.3 非揮發性物質測定

1.4.3.1 有機酸含量的測定

將樣品適當稀釋后,經C18固相萃取柱過濾后用0.22 μm水系濾膜過濾備用。色譜條件:色譜柱Waters X Select HSS T3(4.6 mm×250 mm);流動相:0.02 mol/L(pH 2.5)KH2PO4緩沖液;流速0.5 mL/min;檢測波長210 nm;進樣量10 μL;柱溫30 ℃。根據峰保留時間和峰面積與相應標準品比較作定量測定。

1.4.3.2 糖與多元醇含量的測定

葡萄糖、果糖、蔗糖、甘油和山梨醇的含量通過Waters1525 HPLC折射率檢測器,使用Sugarpak 16.5 mm×300 mm陽離子交換柱進行分析,流動相為超純水,流速0.3 mL/min,柱溫85 ℃,進樣體積10 L。

1.4.4 揮發性物質測定

通過固相微萃取-氣質聯用法測定樣品中揮發性化合物,樣品處理條件:將8 mL樣品加入20 mL潔凈螺口頂空瓶中,并加入2.0 g NaCl和2-辛醇內標(終質量濃度50 μg/L)。45 ℃預熱5 min,萃取60 min。萃取結束后,將75 μm CAR/PDMS萃取頭插入進樣口,250 ℃解吸附5 min。分析條件為:EG-20 m彈性石英毛細管柱,30 m×0.25 m×0.25 μm;載氣為高純氦氣,恒定流量0.8 mL/min,升溫程序:從180 ℃開始,保持2 min,以3 ℃/min升溫到230 ℃,保持10 min;進樣口溫度250 ℃,出樣口溫度200 ℃;檢測電壓350 V。

質譜條件:電子轟擊(EI)源,發射電流200 μA,電子能量70 eV,掃描范圍20～550 U。未知化合物定性通過與NIST05質譜庫中標準譜圖比對確定,化合物定量通過在體積分數10%乙醇溶液中配制待測化合物標準溶液,根據定量化合物與內標化合物峰面積比值與定量化合物濃度繪制標準曲線,依據標準曲線確定樣品中揮發性化合物濃度。

1.4.5 感官品評

感官品評小組由4位具有專業品評經驗的老師和16名經品評訓練選拔出的研究生組成,小組成員定期開展紅棗飲料感官品評訓練后作為品評員完成感官品評。在評價中,將棗汁樣品的酸、膩、澀味和花香、果香、臭或異味進行描述,并要求小組成員評價棗漿的外觀、發酵性和整體接受程度。專家組成員對每個樣品的感官屬性的強度進行評分,評分標準為10分,從“幾乎感受不到”(1分)到“感受極強”(10分)。

1.4.6 菌株16S rDNA鑒定

將甘油管保藏菌株于10 mL MRS培養基中,37 ℃、180 r/min過夜活化,隨后轉接至10 mL MRS培養基中,37 ℃、180 r/min培養12～16 h。取適量培養液離心1 min(12 000 r/min),棄上清液,采用細菌DNA提取試劑盒提取基于16S rDNA的菌株的分子鑒定基因組DNA。16S rDNA基因的擴增準備使用引物:5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′和5′-TACGGYACCTTGTTACGACTT-3′。采用BLAST方式將測定的16S rDNA序列與GenBank中的菌株進行比對,構建系統發育樹。

1.4.7 數據處理與分析

使用GraphPadPrism8.4.3軟件繪圖,SPSS 26.0軟件作顯著性、主成分等統計分析,數據以3個獨立試驗的平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 乳酸菌株的篩選

試驗從紅棗、梨和桃子等十幾種水果的自然培養基中分離得到乳酸菌株123株,加上實驗室保藏乳酸菌株81株,共204株乳酸菌株用于下一步試驗篩選,結果見表1。

表1 菌株篩選結果Table 1 Strain screening results

使用含有溴甲基酚紫的產酸能力檢測瓊脂培養基,通過顯色程度對富集得到的乳酸菌進行產酸能力表征檢測。其中89株菌株在產酸培養基上為黃色或橙色,即表示菌株產酸能力好,48 h內的生長代謝旺盛。益生菌需要通過人體消化系統到腸道才能發揮作用,根據人體消化途徑,是否有著耐強酸能力和高膽鹽濃度的適應力是優良益生菌的篩選標準。研究將上述菌株依次開展耐酸能力和耐膽鹽能力測試,考察其耐酸和耐膽鹽性能,如表1所示,耐酸存活率>95%的有11株菌,對膽鹽培養基適應時間<3 h的菌株共有6株。后續研究進一步以這6株菌株為研究對象,開展紅棗汁發酵實驗。

2.2 紅棗汁乳酸菌發酵

2.2.1 基本理化指標分析

將篩選出的6株乳酸菌接種于紅棗汁中37 ℃發酵48 h,測定發酵液基礎理化指標,結果如表2所示。紅棗汁中的可溶性固形物最高,接種乳酸菌后,可溶性固形物含量有不同程度下降,其中M-48發酵樣品減少了多達61.15%的可溶性固形物,MY-41對可溶性固形物的減少最低,僅有3.60%。不同菌株發酵液中的總酸和總糖測定結果比較可知,M-48發酵液含有的總糖量最少,僅為26.85 g/L,而總酸含量最高,達到14.63 g/L。菌株MY-17和MY-23發酵液中總酸較高而總糖含量較低,MY-41和YM-51發酵液中總酸較低而總糖含量較高,相比之下,菌株MY-12的總糖和總酸含量均處于中等水平,其酸和糖的含量水平有著更為合適的發酵口味優勢潛力。6株乳酸菌經48 h發酵完成后的活菌數都符合國家對乳酸菌飲料的活菌數控制標準(>6 lg CFU/mL),其中MY-12發酵液中活菌數最高,達到9.74 lg CFU/mL,這表明其在棗汁中生長能力強。而酒精度指標方面,除M-48發酵樣品外,其他菌株發酵的樣品酒精度均<0.5%,隸屬于無酒精飲料的范疇。

表2 紅棗飲料理化指標Table 2 Physicochemical indices of jujube beverage

2.2.2 紅棗乳酸菌發酵液抗氧化性測定

6株乳酸菌發酵后紅棗汁的抗氧化活性如電子版中的增強出版附表1所示(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034909)。相較于對照紅棗汁,6株乳酸菌發酵后均能提升對DPPH、ABTS和FRAP的自由基清除能力。其中,乳酸菌MY-12發酵液對于DPPH自由基和FRAP的清除能力較強,相較對照組分別提升了2.81和7.97 mmol Trolox/L;而菌株M-48發酵液對ABTS陽離子自由基清除能力最強,比對照樣品提升了35.34%。以上結果表明,紅棗汁接種乳酸菌發酵對其抗氧化能力的提升具有正向影響。乳酸菌MY-12和M-48發酵后總多酚含量分別較紅棗汁增加了27.90%和65.12%,這可能由于菌株中相關水解酶將復雜的酚類化合物水解成更簡單的形式[8],例如將糖基化的酚類物質脫糖,并從植物細胞壁上釋放出游離的酚類化合物[9],而乳酸菌發酵后體外抗氧化力的增強可以歸于游離多酚類物質的變化[10]。

因此,進一步研究提取游離酚類化合物進行質譜檢測,可以看出紅棗汁及其乳酸菌發酵液中游離酚類化合物主要是沒食子酸、阿魏酸、綠原酸等。紅棗汁被乳酸菌發酵后原兒茶酸含量的下降可能是由于脫羧基反應,通過該反應被代謝為兒茶酚,對香豆酸含量降低的原因是其脫羧基生成對乙烯基苯酚,然后酚酸還原酶把其還原為4-乙基苯酚[11]。此外,糖、有機酸和氨基酸的代謝,即乳酸菌的能量代謝,也會影響酚酸的脫羧基和還原反應[12]。酚類化合物的生物轉化已被證明是與脫羧酶或還原酶活性有關[13]。

2.2.3 紅棗飲料感官品評

采用“描述性感官分析”方法對紅棗發酵液的感官特征進行了評價[14],表3顯示了各菌株發酵所得發酵紅棗汁感官品評得分結果。由表3可知,未經處理的紅棗汁的澀味和膩味分別可達到8.2和7.1分,不同菌種發酵后,酸味和花香明顯增加,并占主導地位。香氣指標下各菌株具有一定差異,其中菌株MY-12,MY-41發酵紅棗汁香氣較馥郁,花香果香感官得分最高,而MY-17酸味最強并紅棗典型性強,MY-23和YM-51發酵紅棗香氣愉悅度低,有輕微異雜味,整體香味不足,M-48的發酵液酸臭味明顯,氣味比較刺鼻,令人不悅。在口味上,MY-12和MY-23酸甜適中,酸味分別為6.3和5.0分;MY-41和YM-51偏甜而酸味不足,酸味為3.4和4.0分;MY-17和M-48酸味太過突出,酸味達到9.0和9.1分。

表3 紅棗飲料感官得分Table 3 Organoleptic evaluation of jujube beverage

2.2.4 紅棗飲料非揮發性物質測定

紅棗乳酸菌飲料中的非揮發性成分主要由糖和有機酸組成,不同菌種發酵紅棗汁的測定結果如表4所示。就對于糖利用而言,這些菌株可以優先利用葡萄糖和蔗糖,而同時有研究表明乳酸菌的水解酶也可以代謝低聚果糖[15]。甘油和山梨糖醇因其對光滑度、甜度和復雜性的影響而成為飲料中的感官化合物[16]。發酵后的甘油含量均降低,這是因為乳酸菌會代謝甘油生成醛類物質[17],而山梨糖醇除M-48外其他組較對照組無顯著變化。

表4 紅棗飲料中非揮發性物質組成 單位:g/L

紅棗飲料中有機酸種類豐富,共檢出有機酸7種,其中含量最高的有機酸為乳酸。有機酸有助于中和紅棗甜膩口感,豐富飲料層次,提高整體品質,但含量過高則表現酸感突出、口感粗糙。乳酸口感柔和,增加酒體醇厚度[18],MY-12和MY-17發酵的紅棗汁乳酸含量最高,達8.92和9.04 g/L,作為一種溫和有機酸,更高濃度乳酸可能使飲料更柔滑。但MY-17的檸檬酸和蘋果酸相較更高,檸檬酸酸味較長,口感圓潤清爽,但過量則有辛辣感[19],蘋果酸酸感清爽,呈味持久且略帶刺激性。

2.2.5 紅棗飲料揮發性物質組成分析

通過GC-MS檢測到紅棗飲料中31種不同的香氣化合物,包括醇、醛、酮、酯、揮發酚和酸等。在這些化合物中,確定了11個酸類、4個醇類、5個醛類、5個酮類和6個酯類化合物,總體而言,乳酸菌發酵的樣品的香氣化合物總量均高于發酵前的對照樣品,而酸類化合物含量最高,占所有揮發性物質的53.84%～81.18%。由電子增強出版附件圖1所示(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034909),菌株MY-12發酵的樣品提高了異戊醇、苯甲醇、己醛、辛酸乙酯和乙酸乙酯等揮發性物質含量,菌株MY-23發酵的樣品2-甲基丁酸、己酸、壬酸和十二烷酸乙酯等物質的含量得到提升,菌株M-48發酵樣品的丁酸、糠醛、乙酸和仲辛酮等含量最高。綜上,乳酸菌發酵后整體酸類物質得到提升,而醛被認為是通過與氨基酸的反應或不飽和脂肪酸的β-氧化形成的,而發酵會促進這些反應[20],同時研究表明,醛類化合物在微生物作用下是不穩定的,在食物基質中很容易被還原為醇或氧化為酸[21]。此外,發酵過程增加了酮的形成,這些酮類物質被認為具有草藥、水果甚至是花的芳香,可能為棗汁提供更宜人的香氣,醇被認為是由乳糖代謝、脂肪酸降解、氨基酸代謝和酮類物質還原形成的[14]。某些酯類的降低可能通過發酵過程降解為相應的酸和醇[22]。并不是所有揮發物都對棗汁的感官特征有顯著影響,可能與某些強效微量揮發物閾值較低有關。

a-揮發性化合物;b-菌株產品樣本圖1 紅棗飲料主成分分析Fig.1 Principal component analysis of jujube beverage

2.2.6 紅棗飲料主要揮發性化合物的香氣活力值(odor activity value,OAV)

為進一步評價每種揮發物的風味作用,對菌株發酵和未處理樣品進行定量分析和OAV計算。OAV用來表征化合物對樣品香氣的貢獻程度,通過該揮發性風味化合物在樣品中濃度與該化合物氣味閾值比值計算[23],OAV>1則表示該化合物對整體香氣具有顯著貢獻[24]。由電子增強出版附件表2(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.034909)可知,紅棗飲料25種揮發性化合物中共有14種化合物OAV>1,為關鍵香氣化合物。其中苯甲醇和苯乙醇是各種風味優秀的果汁和具有花香的葡萄酒中的成分,是苯丙氨酸分解代謝的結果[25],己醛具有青草和水果的清香,乙酸乙酯有著水果的特征香氣,這些化合物可給酒體貢獻積極的果香味和花香。MY-12發酵液樣品中以上幾種化合物OAV相較最高,分別為1.29、3.61和1.23,這也是表3中感官品評結果中MY-12發酵液具有更強烈的花香水果氣味的重要原因。酸類物質是飲料中重要呈味物質,可賦予酒體協調的口感,但高濃度下產生脂肪、腐臭等異味,給產品帶來負面影響。十二烷酸乙酯、肉豆蔻酸甲酯和月桂酸乙酯具有脂肪和奶油等負面膩味,而通過乳酸菌的發酵將其分解為酸和醇,故大多樣品發酵后含量均下降,發酵前紅棗汁和M-48樣品的含量最高。糠醛、苯甲醛和苯甲酸甲酯具有杏仁和堅果味道,其含量過高時會有焦糊味和酸澀味等不悅風味,原棗汁中上述物質含量較高,為棗汁澀味的來源,MY-41樣品中上述化合物濃度更高,在感官結果可以得到證實。

研究進一步對OAV>1的14種揮發性化合物作主成分分析,結果如圖1所示。

由圖1-a可以看出,前2個主成分描述90.84%方差,其中第一主成分(PC1)占方差67.55%,與乙酸乙酯等呈正相關,與己酸等呈負相關。第二主成分(PC2)占方差24.59%,與戊酸等呈正相關,與月桂酸乙酯等呈負相關。化合物之間主成分得分有重疊,表明其含量具有相似特征。基于PC1和PC2計算得到每個菌株發酵飲料樣本分數FAC1和FAC2,分別對應圖1-b中x和y軸,該圖顯示7個樣品在坐標系中差異,樣品相距越遠其差異值越大。

綜合上述研究,經相同發酵時間,菌株MY-12發酵紅棗汁酸甜適中,對紅棗中游離多酚增強效果明顯,揮發性風味物質組成較優,感官評價口感協調,香氣馥郁,對紅棗甜膩和澀味口感改善明顯,具有發酵優秀品質功能性紅棗乳酸菌飲料的潛力。

2.3 菌株鑒定

對優選菌株MY-12提取菌體DNA后,進行16S rDNA測序分析,采用BLAST 方式將測定的16S rDNA 序列與GenBank中序列作比對,生成系統發育樹結果,如圖2所示。可以看出,所篩選菌株為植物乳植桿菌(Lactiplantibacillusplantarum)。

3 主要結論與展望

用乳酸菌發酵紅棗汁可以通過一定數量的乳酸菌活菌數(>6 lg CFU/mL)到達腸道以實現益生作用,同時植物飲料所能提供的多酚等多種功能因子可以對人體有多種益處,通過乳酸菌發酵可以增強體外抗氧化力和游離多酚含量,同時利用功能性食品原料—紅棗作為植物基,通過乳酸菌發酵不僅可以提升食品質量,還可以增加感官表達提高其營養特性。

本試驗以水果自然發酵液和實驗室保藏菌株為篩選源,基于產酸能力、耐酸能力、耐膽鹽能力、發酵性能試驗和產品揮發性風味化合物分析,篩選獲得優良植物乳植桿菌菌株MY-12。該菌株產酸能力強,有著益生菌特性,在含糖量140 g/L的紅棗汁中,37 ℃發酵48 h可產生的活菌數超過9 lg CFU/mL、糖酸比為20、口感協調的紅棗乳酸菌飲料。使用該菌株發酵所得紅棗飲料中多種揮發性風味化合物如異戊醇、苯甲醇等均優于其他菌株或處于較高水平,使得發酵后產品口感清爽,極大改善了紅棗汁原本甜膩的風味,感官品評結果優于其他菌株。目前,乳酸菌發酵植物飲料是近幾年的研究熱點,但很少聚焦于紅棗深加工產品的解決辦法。研究乳酸菌在紅棗飲料中的發酵特性,提供系統的選育方法,并篩選得到具有優良發酵品質的乳酸菌菌株,對于未來發酵型植物益生飲料的研發具有較強的理論意義和工業應用參考價值。