覆盆子(Rubus chingii Hu)为蔷薇科悬钩子属植物,主要分布在我国浙江、福建、安徽、江西、江苏等地区[1]。覆盆子具有酚酸、黄酮、萜类物质、生物碱等多种活性成分,因此具有抗炎、抗氧化、降血糖、降血脂、抗癌等作用[2-4]。目前,覆盆子主要加工成果粉、果酱等产品,加工程度低,覆盆子深加工产品较少[2,5]。
乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)可调节人体肠道菌群平衡,增强人体免疫力等功能[6]。乳酸菌饮料是将原材料经过简单处理后,接种乳酸菌发酵剂,发酵生成的具有相应风味的乳酸菌饮料,可分为活性或非活性乳酸菌饮料[7]。研究表明,乳酸菌在发酵果蔬过程中,不仅能够提高果蔬的营养价值,改善发酵饮料的风味[8],还可以提高果蔬中的功能性成分的含量,如酚类物质等[9]。复合菌种发酵可以提高发酵的效果,丰富发酵产品中益生菌种类和活性物质,且复合菌种发酵能够增加发酵饮料的挥发性成分种类和含量,赋予发酵饮料更浓郁的风味[10-12]。国内外研究学者利用常见的乳酸菌对果蔬汁进行单一或复合发酵,均取得较好的发酵效果,得到营养丰富、风味独特的发酵饮料[13-14]。覆盆子汁经混菌发酵,在保留覆盆子本身所含营养成分上,使覆盆子增加多种功能因子[15],这对提高人们健康水平、拓宽覆盆子加工工艺和增加饮品种类具有重要的意义。
本研究以覆盆子干果为原料,经戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)和植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)复合发酵,制备覆盆子乳酸菌发酵饮料。采用单因素试验和响应面优化设计对其发酵工艺进行优化,并比较覆盆子乳酸菌饮料在发酵前后的风味物质变化,旨在开发一种富含功能成分、风味良好的覆盆子发酵饮料,为覆盆子乳酸菌饮料的开发提供理论依据。
1.1.1 材料与菌株
覆盆子:陕西初良农业科技有限公司;戊糖乳杆菌(Lactobacillus pentosus)P-1与植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)R-1:实验室从泡菜和腐乳中筛选得到。
果胶酶(酶活30 000 U/g):法国拉曼集团;白砂糖:广东福正东海有限公司;食用小苏打:南京甘汁园糖业有限公司;食用柠檬酸:旺旺食品添加剂有限公司;无水碳酸钠、氯化钠(均为分析纯):天津市福晨化学试剂厂;福林酚(分析纯):上海源叶生物科技有限公司;仲辛醇(色谱级):阿拉丁试剂(上海)有限公司。其他试剂均为国产分析纯。
HR/T20M高速冷冻离心机:上海力申科学仪器有限公司;HHB11-BS恒温培养箱:天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司;HWS-24恒温水浴锅:常州澳华仪器有限公司;LDZX-30FBS立式压力蒸汽灭菌锅:上海申安医疗有限公司;YP5002电子天平:上海舜宇恒平科学仪器有限公司;pHS-3C pH计:上海虹益仪器仪表有限公司;气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)仪:美国Agilent科技有限公司;DFY-800摇摆式高效打粉机:上海新诺仪器基团有限公司。
1.3.1 覆盆子乳酸菌饮料加工工艺流程及操作要点
操作要点:
粉碎过筛:覆盆子干果除去杂质后,用高速粉碎机进行粉碎后过40目筛。
发酵原液制备:称取一定量的覆盆子干粉,按1∶20(g∶mL)的料液比加入饮用水,制备覆盆子发酵原液。
酶解:制备好的发酵原液中添加0.4%的果胶酶,于40 ℃水浴锅中酶解3 h。
成分调整:于酶解后的料液中加入50 g/L白砂糖溶液调节料液的初始糖度至10%,加入一定量的食品级小苏打或食品级柠檬酸调节发酵液的初始pH值为4.5。
巴氏灭菌:将成分调整后的料液在65 ℃的水浴锅中恒温加热30 min,灭酶灭菌后冷却备用。
乳酸菌活化:取实验室保存的乳酸菌菌株甘油管,在MRS固体培养基上进行划线,于37 ℃下培养24 h,挑取单菌落转接至5mLMRS液体培养基中,37℃培养24h,活化两代。
接种发酵[16]:活化后的菌液于4 ℃、8 000 r/min的条件下离心5 min,弃上清液,沉淀用无菌生理盐水进行洗涤,在相同离心条件下再次离心,重复2次,用无菌生理盐水重悬乳酸菌并调节OD600nm值0.65左右。分别吸取等体积的戊糖乳杆菌P-1与植物乳杆菌R-1的菌悬液混匀,即为发酵用的种子液,随后按6%的接种量接种到料液中,于37 ℃条件下恒温发酵48 h。
过滤、贮藏:采用灭菌后单层纱布进行过滤,过滤后取发酵液于灭菌的干净玻璃瓶中,于4 ℃冰箱中贮藏,即得覆盆子乳酸菌饮料成品。
1.3.2 发酵工艺优化
(1)单因素试验
选取戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比(2∶1、3∶1、1∶1、1∶2、1∶3)、接种量(2%、4%、6%、8%、10%)、发酵温度(27 ℃、32 ℃、37 ℃、42 ℃、47 ℃)、发酵时间(12 h、24 h、36 h、48 h、60 h)为考察因素分别进行试验,以探究其对覆盆子乳酸菌饮料的总酚含量和感官评价的影响。
(2)响应面优化试验设计
在单因素试验结果的基础上,以覆盆子乳酸菌饮料的总酚含量(Y)为响应值,选取菌种比例(A)、接种量(B)、发酵温度(C)、发酵时间(D)为自变量,根据中心组合试验设计原理,采用4因素3水平的响应面试验对发酵工艺条件进行优化,试验因素与水平见表1。
表1 覆盆子乳酸菌饮料发酵工艺优化响应面试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of response surface tests for fermentation conditions optimization of raspberry lactic acid bacteria beverage
水平 A 戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比B 接种量/%C 发酵温度/℃D 发酵时间/h 1 0 -1 1∶3 1∶1 3∶1 4 6 8 32 37 42 36 48 60
1.3.3 感官评价标准
参考康三江等[17]方法制定覆盆子乳酸菌饮料的感官评价标准,分别从色泽、香气、口味、组织状态、总体接受性5个方面对覆盆子乳酸菌饮料进行感官评价,满分为100分,选取10名经过感官培训的人员对覆盆子乳酸菌饮料进行感官评价并打分,结果取平均值。感官评价标准见表2。
表2 覆盆子乳酸菌饮料感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation standards of raspberry lactic acid bacteria beverage
项目 评分标准 感官评分/分色泽(20分)香气(20分)口味(20分)组织状态(20分)总体接受性(20分)呈黄褐色,清澈透亮成黄褐色,色泽较差呈深黄色,色泽差香气协调,覆盆子香气显著香气基本协调,无明显异味香气不协调,有异味口感细腻,酸甜适口口感较好,甜味或酸味较淡口感较差,甜味或酸味过重质地均匀,无沉淀质地较均匀,有少许沉淀产品浑浊,有大量的沉淀接受基本接受不接受16~20 11~15 0~10 16~20 11~15 0~10 16~20 11~15 0~10 16~20 11~15 0~10 16~20 11~15 0~10
1.3.4 检测方法
总酚含量采用福林酚法测定[18]。
1.3.5 挥发性风味物质的测定
参考周劝娥等[19-20]的方法,采用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术(headspace solidphase microextractiongas chromatography-mass spectrometer,HS-SPME-GC-MS)对挥发性风味物质进行测定。
内标物溶液的配制:吸取10μL2-辛醇标准品,用18%vol乙醇溶液定容至100 mL,混匀后置于4 ℃冰箱中避光保存,即为81.9 mg/L的内标物溶液。
样品前处理:取5 mL液体样品,加入一定量81.9 mg/L 2-辛醇溶液,在固相微萃取(SPME)仪器上60 ℃平衡10 min,插入老化后的萃取针头顶空萃取40 min。随后将其插入气相色谱仪,于250 ℃下解吸5 min。
气相色谱条件:HP-INNOWAX毛细管色谱柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm),40 ℃柱温下保持6 min,以3 ℃/min升温到100 ℃,最后以5 ℃/min升温至230 ℃,保持15 min;载气为高纯氦气(He);流量1 mL/min;不分流。
质谱条件:电子电离源(electron ionization,EI),离子源温度230 ℃;四级杆温度150 ℃;电子能量70 eV;发射电流35 μA,质量扫描范围30~500 amu。
定性分析:挥发性风味物质的定性利用美国国家标准技术研究所(national institute of standards and technology,NIST)谱库对其进行解谱。
定量分析:以2-辛醇为内标物,采用内标法计算各挥发性风味物质的含量,其计算公式如下:
式中:C为各挥发性风味物质的含量,mg/L;C0为内标物的质量浓度,mg/L;A为各挥发性物质的峰面积;A0为内标物的峰面积。
1.3.6 数据处理
采用Microsoft Excel2021软件进行试验数据整理;采用SPSS19.0软件对数据进行显著性分析,P<0.05为显著性差异;采用Design-Expert11对响应面数据进行分析及作图以及采用Origin 2021软件进行数据处理及作图。
2.1.1 戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比的确定
由图1可知,戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比为2∶1、3∶1时,总酚含量逐渐增加;戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比为3∶1时,总酚含量达到最大值,为3.47 g/L;当戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比为1∶1、1∶2、1∶3时,总酚含量逐渐下降。戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比为2∶1、3∶1、1∶1时,感官评分逐渐增加;戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比为1∶2、1∶3,感官评分趋于平稳。综合考虑,确定最佳戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比为1∶1。
图1 戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比对覆盆子乳酸菌饮料总酚含量和感官评分的影响
Fig.1 Effect of Lactobacillus pentosus and Lactobacillus plantarum volume ratio on total phenol contents and sensory score of raspberry lactic acid bacteria beverage
不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。
2.1.2 接种量的确定
由图2可知,随着接种量在2%~6%范围内增加,覆盆子乳酸菌饮料的总酚含量和感官评分均呈增加趋势;当接种量为6%时,总酚含量和感官评分达到最大值,分别为3.38 g/L、76.2分;当接种量>6%时,总酚含量及感官评分均呈下降趋势。其原因可能是,乳酸菌能够通过生物转化将结合态酚类物质转化成游离态酚类物质,接种量较低时不利于酚类物质的积累,接种量较高时,乳酸菌会利用发酵液中的酚类物质来维持自身的生长[21-22]。综合考虑,确定最佳接种量为6%。
图2 接种量对覆盆子乳酸菌饮料总酚含量和感官评分的影响
Fig.2 Effect of inoculum on total phenol contents and sensory score of raspberry lactic acid bacteria beverage
2.1.3 发酵温度的确定
由图3可知,随着发酵温度在27~37 ℃的增加,覆盆子乳酸菌饮料的总酚含量和感官评分均呈上升趋势;当发酵温度为37 ℃时,总酚含量和感官评分均达到最大值,分别为3.37 g/L、73.9分;当发酵温度>37 ℃,总酚含量和感官评分均下降。其原因可能是,发酵温度的升高和发酵过程中代谢产物的积累会导致乳酸菌转化酚类物质的速度降低[23]。综合考虑,确定最佳发酵温度为37 ℃。
图3 发酵温度对覆盆子乳酸菌饮料总酚含量和感官评分的影响
Fig.3 Effect of fermentation temperature on total phenol contents and sensory score of raspberry lactic acid bacteria beverage
2.1.4 发酵时间的确定
由图4可知,随着发酵时间在12~48 h的延长,覆盆子乳酸菌饮料的总酚含量和感官评分均呈上升趋势;当发酵时间为48 h时,总酚含量和感官评分均达到最大值,分别为3.38 g/L、74.5分;当发酵时间>48 h,总酚含量和感官评分均下降。其原因可能是,发酵过程中乳酸菌的大量繁殖使得其产生的糖苷酶和酚酸酯酶的数量增多[24],可以将不溶性的结合态酚转化为可溶性的游离态酚[25-26]。此外,乳酸菌产生的酸性物质,使得发酵环境呈现低酸性,有利于保护酚类物质不易被氧化[27]。随着发酵继续进行,发酵液中的营养物质越来越少,菌株开始利用酚类物质进行生长繁殖导致发酵液中的总酚含量下降。此外,发酵时间过长也有可能导致发酵液中的酚类物质被氧化分解[28]。乳酸菌含量过高,产生过多的酸类物质导致乳酸菌出现自溶现象,不利于乳酸菌的生长[29],并影响饮料的风味[17]。综合考虑,确定最佳发酵时间为48 h。
图4 发酵时间对覆盆子乳酸菌饮料总酚含量和感官评分的影响
Fig.4 Effect of fermentation time on total phenol contents and sensory score of raspberry lactic acid bacteria beverage
2.2.1 响应面试验结果与分析
在单因素试验结果的基础上,以戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比(A)、接种量(B)、发酵温度(C)、发酵时间(D)为自变量,覆盆子乳酸菌饮料的总酚含量(Y)为响应值,设计4因素3水平的响应面试验,利用Design-Expert11软件进行响应面试验设计,响应面试验结果见表3,方差分析见表4。
表3 覆盆子乳酸菌饮料发酵条件优化响应面试验设计及结果
Table 3 Design and results of response surface tests for fermentation conditions optimization of raspberry lactic acid bacteria beverage
序号 A B C D Y 总酚含量/(g·L-1)1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0-1 0 1 0 -1 0 -1-1 0 1 1 1 -0 1 0 1 -1 0 1 0 -11 12 13 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 -1 1 -1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 -1-1 1 3.01 3.04 3.08 3.01 2.90 3.25 2.96 3.05 2.92 3.22 2.95 3.01 2.98
续表
序号 A B C D Y 总酚含量/(g·L-1)14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 0 0 --1 1 0 1 0 -1-1-1 1-1-1 1 0 0 0 0 --1 0 0 0 1 0 0 0 -0 1 1 -1 0 0 1 -1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 -1 2.97 3.01 2.97 2.95 3.12 3.36 2.98 2.90 3.37 3.23 3.18 3.01 3.39 3.05
表4 以总酚含量为响应值的回归模型方差分析
Table 4 Variance analysis of regression model using total phenol content as response value
注:“*”表示对结果影响显著(P<0.05);“**”表示对结果影响极显著(P<0.01)。
方差来源 平方和 自由度 均方 F 值 P 值 显著性模型14 ABCDA B********AC AD BC BD CD A2 B2 C2 D2残差失拟项纯误差总和0.534 8 0.143 0 0.012 7 0.012 0 0.002 7 0.000 9 0.000 2 0.000 1 0.001 6<0.000 1 0.000 6 0.066 5 0.233 3 0.219 6 0.137 2 0.014 0 0.013 5 0.000 5 0.548 8 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 32.8 122.8 10.88 10.33 2.32 0.77 0.19 0.09 1.37 0.02 0.54 57.11 200.36 188.57 117.85<0.000 1<0.000 1 0.006 4 0.007 4 0.153 8 0.396 6 0.668 1 0.774 5 0.263 9 0.885 9 0.477 9<0.000 1<0.000 1<0.000 1<0.000 1********10 2 26 0.038 2 0.143 0 0.012 7 0.012 0 0.002 7 0.000 9 0.000 2 0.000 1 0.001 6<0.000 1 0.000 6 0.066 5 0.233 3 0.219 6 0.137 2 0.001 2 0.001 4 0.000 2 5.79 0.156 2不显著
用Design-Expret11软件对试验结果进行多元回归拟合,得到回归方程如下:
由表4可知,回归模型极显著(P<0.01),失拟项不显著(P值=0.156 2>0.05),说明该模型可以反映总酚含量与各因素的关系。决定系数R2=0.974 5,调整决定系数R2adj=0.944 8,说明该模型的回归方程合理有效,由P值可知,一次项A、B、C及二次项A2、B2、C2、D2对总酚含量的影响极显著(P<0.01),其他项不显著(P>0.05)。由F值可知,各因素对总酚含量影响的大小为戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比(A)>接种量(B)>发酵温度(C)>发酵时间(D)。
2.2.2 最佳工艺参数及验证
经Design-Expert11软件分析,得到制备覆盆子乳酸菌饮料的最佳工艺条件为戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比1∶1.13,接种量6.288%,发酵温度38.19 ℃,发酵时间51.816 h,在此优化条件下,覆盆子乳酸菌饮料的总酚含量理论值为3.363 g/L。结合实际操作可行性,将最佳发酵条件修正为:戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比1∶1,接种量6%,发酵温度37 ℃,发酵时间52 h,在此条件下,覆盆子乳酸菌饮料总酚含量的实际值为3.37 g/L,实际值与模型的预测数值基本吻合,表明该模型可以有效分析出覆盆子乳酸菌饮料的最佳发酵工艺,具有真实可靠性。
覆盆子乳酸菌饮料发酵前后挥发性风味物质结果见表5。
表5 发酵前后覆盆子乳酸菌饮料挥发性风味物质种类及含量
Table 5 Types and contents of volatile flavor substances in raspberry lactic acid bacteria before and after fermentation
类别含量/(mg·L-1)发酵前 发酵后化合物 香气描述2-庚醇正己醇叶醇1-辛烯-3-醇3-乙基-4-甲基戊烷-1-醇芳樟醇4-萜烯醇1-壬醇α-松油醇2-莰醇丁香醇橙花醇苄醇苯乙醇柏木脑2-(5-甲基-5-乙烯基四氢呋喃-2-基)丙-2-基碳酸乙酯水杨酸甲酯丁酸丁酯2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯甲基丙烯酸3-甲基戊酯乙酸壬酯丁香酸甲酯丁酸异丙酯乙酸戊酸庚酸辛酸壬酸葵酸月桂酸己醛庚醛青叶醛(Z)-2-庚烯醛壬醛苯甲醛(E,E)-2,4-庚二烯醛5-甲基呋喃醛桃金娘烯醛2-庚酮仲辛酮环己酮柠檬香气和青草药香气酒香、果香和脂肪气味蘑菇和泥土味木香、果香醇类玫瑰和橙香气花香玫瑰香气苦杏仁味玫瑰香气冬青叶香气苹果香气酯类栀子花香酸类果香酸味臭袜子味微有腐败的脂肪气味低浓度时呈水果香气脂肪和椰子香气难闻气味月桂油香气苹果香气果香醛类 酮类柑橘香气苦杏仁味香蕉香气及轻微药香苹果香气0.039 0.255 0.044 0.346 0.084 0.350 0.145 0.037 0.631 0.095 0.129 0.037 0.076 0.927 0.061 0.804 0.044 0.312 0.094 0.084 0.037 0.152 0.138 0.025 0.025 0.268 0.631 0.407 0.177 0.105 0.032 0.023 0.068 0.080 0.030 0.651 0.037 0.064 0.072 0.069 0.145 0.067 0.068 0.683 0.103 0.220 0.106 0.591 0.072 0.119 1.540 0.116 0.132 0.160 0.098 3.732-0.680 0.134 0.084 0.034 0.106 0.101 0.079 0.036 0.169 0.042 0.133 0.261 0.094 0.042 0.080-0.015 0.054 0.027 0.015 0.171 0.008 0.021 0.030 0.109 0.139 0.093
续表
注:“-”表示未检出。
类别含量/(mg·L-1)发酵前 发酵后化合物 香气描述6-甲基-5-庚烯-2-酮2-壬酮3-辛烯-2-酮3-壬烯-2-酮3,5-辛二烯-2-酮6-甲基-3,5-戊二烯-2-酮异佛尔酮4-亚甲基异佛尔酮香叶基丙酮月桂烯D-柠檬烯α-松油烯丁香酚2,4-二叔丁基苯酚对二甲苯柑橘香气果香、花香草药香气樟脑、薄荷香气萜烯类 其他类木兰香气甜橘味和香脂气柠檬香气柑橘香气花香0.052 0.011 0.102 0.053 0.070 0.081 0.058 0.076-0.028 0.088 0.013 0.051 0.379 0.068 0.086 0.020 0.047 0.026 0.026 0.017 0.040 0.030 0.087 0.056 0.143 0.169 0.033 0.415 0.049
由表5可知,覆盆子在发酵前后共检测出57种挥发性香气成分,其中,15种醇类物质,12种酮类物质,9种醛类物质,7种酸类物质,8种酯类物质,3种萜烯类物质以及3种其他类物质,除了柏木脑、己醛和香叶基丙酮外,其余香气成分均为发酵前后共有的成分。覆盆子发酵原液在经过乳酸菌发酵后,显著提高了发酵液的醇类物质和萜烯类物质的含量,分别增加了1.37倍和1.85倍;降低了醛类物质、酸类物质和酯类物质的含量,分别降低了65%、50%和25%;其余挥发性香气成分的含量变化不大。
覆盆子发酵原液在经过乳酸菌发酵后,醇类物质的含量变化显著,其含量增加了137%,且发酵后的醇类物质占总挥发性物质含量的64%。其原因可能是乳酸菌在发酵过程中,自身代谢氨基酸、甲基酮等物质时,产生的脱氢还原酶可以将醛类物质还原成醇类物质[35]。检测出来的主要醇类物质是苯乙醇,发酵后其含量提高3.03倍,高浓度的苯乙醇(3.732 mg/L)具有玫瑰的香气,赋予了覆盆子乳酸菌饮料独特的香甜气味。其他含量增加较多的醇类物质橙花醇、1-壬醇、正己醇、α-松油醇,分别提高了3.32倍、2.22倍、1.67倍、1.44倍,芳樟醇增加69%,结合已知挥发性香气的阈值,这6种醇类物质是覆盆子乳酸菌饮料的醇类特征香气成分,赋予了覆盆子乳酸菌饮料玫瑰花香和果香[32-33]。此外,具有泥土和蘑菇香气的1-辛烯-3醇[34],在发酵后,其含量降低36%,降低了对覆盆子饮料的不良影响。
在氧化反应中,酮类物质的生成意味着氧化反应的结束,而乳酸菌的加入可以促进氧化反应的进行[36]。酮类物质是一种香气阈值较低的物质,因此其对覆盆子乳酸菌饮料的风味有较大的贡献。与发酵前相比,2-庚酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、2-壬酮的含量在经过乳酸菌发酵之后增加较明显,分别增加了58%、65%、81%,对覆盆子乳酸菌饮料的风味贡献较大,是覆盆子饮料的特征香气成分。经过乳酸菌的发酵,覆盆子饮料生成了香叶基丙酮,赋予了覆盆子乳酸菌饮料木兰的香气[33]。
酯类物质的总含量仅次于醇类物质,其生成可能是乳酸菌在发酵过程中,在其复杂的酶系催化下,促使饮料中的醇类物质与有机酸进行反应,合成某些酯类物质[37]。经过发酵,酯类物质的含量降低了25%。而水杨酸甲酯、乙酸壬酯的含量提高2.04倍、1.73倍,赋予了覆盆子乳酸菌饮料冬青叶香气和栀子花香气[32]。
醛类物质因其本身的结构不稳定,容易被氧化或还原成其他物质[38],发酵后含量降低了65%。与发酵前相比,覆盆子饮料中醛类物质的含量均减少,其中,具有苦杏仁味的苯甲醛含量显著降低了77%,减弱了覆盆子饮料的苦味。
经乳酸菌发酵后,酸类物质的含量降低了50%,其中不良风味物质(如庚酸、壬酸等)的含量降低了61%,降低其对覆盆子饮料风味的影响。此外乳酸菌发酵后,萜烯类物资含量增加显著,其中α-松油烯的含量增加了12倍,是覆盆子乳酸菌饮料的特征香气成分,这些萜烯类物质赋予了覆盆子乳酸菌饮料果香、草香和花香[34]。
本研究以覆盆子干果为原料,采用响应面法对复合乳酸菌发酵覆盆子饮料的工艺条件进行优化,结果表明,复合乳酸菌发酵覆盆子饮料的最佳工艺条件为:戊糖乳杆菌与植物乳杆菌体积比1∶1,接种量6%,发酵温度37 ℃,发酵时间52 h。在此条件下发酵得到的覆盆子乳酸菌饮料,总酚含量和感官评分分别为3.37 g/L、86.1分。采用GC-MS技术分析得到覆盆子乳酸菌饮料有57种挥发性物质,其中醇类15种,酮类12种,醛类9种,酯类8种,酸类7种,萜烯类3种以及其他类物质3种。在经过乳酸菌发酵后,提高了覆盆子乳酸菌饮料中醇类和萜烯类物质的含量,降低了醛类物质、酸类物质和酯类物质的含量。本研究为开发复合乳酸菌发酵覆盆子提供了新的思路,并为丰富发酵覆盆子香气成分,改善发酵覆盆子产品品质提供了理论依据。
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Optimization of fermentation process and volatile flavor substances of raspberry lactic acid bacteria beverage