发酵豆浆是以大豆为主要原料,经乳酸菌发酵而成的产品。有研究发现发酵过程不仅能改变豆浆的理化性质,还能丰富豆浆的口感及功能活性。例如,与未发酵的豆浆相比,发酵豆浆含有更多的生物活性物质,如γ-氨基丁酸(GABA)、有机酸和大豆异黄酮。同时,微生物可以去除豆浆中的有害物质和抗氧化因子,并产生有机酸、多肽、醇类、酯类等芳香物质,能减轻大豆的腥味,使豆浆具有优良的发酵口感。
黄精(Polygonatum sibiricum)作为一种传统的中药,已被证明具有多种生物活性。多糖是其中含量最高的成分,具有较高的生物活性。有研究发现,药食两用植物经过益生菌发酵后,可以提高有效成分的提取率,并且能产生更容易被吸收、活性更强、副作用更小的新成分。例如,黄精经微生物发酵后,多糖含量增加了10%。同时能去除生品刺激和舌麻感,提高抗氧化和抗疲劳作用。由于黄精或黄精多糖对发酵豆浆理化性质及活性等方面的研究少之又少,河北农业大学马艳丽教授团队在《foods》(JCR 2区,IF 5.2),发表题为“Effects of Polygonatum sibiricum on Physicochemical Properties, Biological Compounds, and Functionality of Fermented Soymilk”的研究论文。该研究旨在通过比较黄精多糖发酵豆浆(PP-FSM);黄精发酵豆浆(P-FSM)和普通发酵豆(FSM)这三种发酵豆浆的功能特性来判断黄精或黄精多糖对发酵豆浆是否有影响,为其深加工产品和新型功能食品的开发提供新思路。
首先对三种发酵豆浆中理化特性进行比较。总酸度(TA)和pH值是豆浆发酵和贮存过程中质量的重要指标。对比研究发现,PP-FSM和P -FSM样品在发酵过程中的TA值显著高于FSM,且在贮藏期间PP-FSM和P-FSM的TA值较FSM稳定,酸化程度不严重(图1A)。证明黄精多糖对乳酸菌发酵有促进作用,加速有机酸的积累,而在储存过程中,黄精可以降低后酸化程度,延长产品的保质期。保水性(WHC)和粘度是评价发酵豆浆组织状态的重要指标。三种样品中的WHC在发酵过程中显著提高,且PP-FSM样品变化最大而在贮藏期间WHC降低最少(图1B)。证明添加黄精多糖有利于发酵豆浆在保质期内的品质的稳定和风味的保留。对乳酸菌微生物活性进行比较发现发酵和保存过程中PP-FSM和P-FSM的活菌数略高于FSM(图2),说明黄精多糖能促进乳酸菌的生长。
其次对三个发酵豆浆中成分进行比较。异黄酮是大豆生长过程中的次级代谢产物,具有多种对人类有益的活性。但异黄酮糖苷由于与糖部分高度结合而不易被人体吸收。在发酵过程中,可以将异黄酮糖苷转化为更容易被人体吸收的异黄酮苷元。本实验表明,PP-FSM和P-FSM对大豆苷和染料木苷的转化率比FSM高,且发酵后PP-FSM和P-FSM异黄酮苷元含量增加(图3)。即添加黄精提取物或多糖的发酵豆浆比普通发酵豆浆具有更高的异黄酮糖苷的转化能力,而能促进人体吸收。GABA是乳酸杆菌中谷氨酸脱羧反应(GAD)的最终产物,其也是脊椎动物神经系统主要的抑制性神经递质,具有降低血压、调节激素分泌等作用。本实验结果表明发酵结束时PP-FSM和P-FSM样品的GABA含量显著高于FSM样品(图4)。在本研究中,添加黄精提取物和多糖改变了发酵体系中的碳源组分,可能有利于GABA的合成,从而导致GABA含量的变化。在发酵过程中豆浆的营养成分会发生变化,产生酸奶风味物质的关键或前体物质——有机酸。发酵和贮藏结束时,PP-FSM组和P-FSM组的样品乳酸含量均显著高于FSM组。发酵后柠檬酸含量显著降低,苹果酸、丙酮酸和琥珀酸含量升高,草酸和乙酸含量均呈增加趋势(图5)。总的来说,观察到PP-FSM和P-FSM组的样品能产生更多的有机酸。因此,这两种样品的风味、稳定性和质地都优于FSM组。测定发酵末期不同样品的总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)及抗氧化活性。结果表明,PP-FSM组和P-FSM组的TPC和TFC显著高于FSM组,且添加黄精提取物和多糖后,ABTS的自由基清除活性及铁离子的螯合能力都提高了(表1)。PP-FSM和P-FSM均表现出良好的抗氧化能力。
总的来说,添加黄精或黄精多糖后TA和WHC等理化参数升高还能延长产品贮藏时间,且均具有较高的异黄酮、GABA、有机酸等活性物质含量,抗氧化性能优越。并且在发酵过程中还能显著改善产品的质地和风味,促进一些活性物质的产生和转化从而增加产品的功能性。同时,将黄精与豆浆相结合,提高了发酵豆浆的功能性。本研究结果为其深加工产品和新型功能食品的开发提供了实践依据。为消费者选择优质、营养丰富的发酵豆浆提供理论依据。
图1 不同发酵豆浆理化性质的比较。(A)三个样品的pH值和TA值的变化。(B)三个样品的WHC变化
图3 不同发酵豆浆中异黄酮含量分布图 (A)大豆苷 (B)染料木苷 (C)黄豆黄苷 (D)大豆黄素(E)黄豆黄素 (F)染料木素
图5 不同发酵豆浆中有机酸的含量 (A)乳酸 (B)苹果酸 (C)丙酮酸 (D)柠檬酸 (E)琥珀酸 (F)草酸 (G)醋酸
原文链接:https://doi.org/10.3390/foods12142715

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编辑:周茜
审核:刘京晶
终审:邹辉