益生菌果蔬汁饮料的研究现状和发展趋势

2021-12-18严忠池蔡进宝胡素丽苏向东

贵州农机化 2021年4期

严忠池，蔡进宝，谢淋，龙琼，胡素丽，苏向东

(1.贵州理工学院材料与能源工程学院，贵州贵阳 550003；2.贵阳市花溪区人民医院，贵州贵阳 550000)

0 引言

益生菌是一类改善和提升人体肠道内菌群的平衡，对人们的整体健康和生理机制都会促成良好的影响和促进发展的活性微生物，可以起到增强人体肠道免疫系统、调节体内胆固醇的正常代谢、促进人体肠道主要菌群代谢动态平衡、保护消化系统等重要作用[1]。利用益生菌等生物发酵技术研究出有营养还具备多种功能性的发酵果蔬汁饮料，不但能够让果蔬汁的保质期变长，抑制其他菌类的生长，还可以使其能够得到较佳的发酵风味和更高的营养价值，丰富了果蔬原料和制成的果蔬汁产品种类[2]。同时，使用添加益生菌发酵技术，改善果蔬汁的风味，可以解决部分果蔬汁原味较差等因素影响果蔬精深加工行业发展的瓶颈问题。

1 益生菌对果蔬汁的改良作用

1.1 改良果蔬汁的风味

用益生菌发酵的果蔬饮料比茶饮料和碳酸饮料味道更好，而且比其他果蔬饮料口感更加鲜美，更多变精彩，能轻易得到人们的喜爱和市场的青睐。因为益生菌的代谢和成长产生的一些作用，影响果蔬饮料味道的酯、酚等成分的含量会产生连续的改变，从而改良果汁风味，使饮料的香味和口味精彩多变。张兆熙等[3]研究了红枣汁的抗氧化性及香气理化指标中益生菌发酵产生的影响，研究表明，益生菌的发酵可以改良红枣汁的香味。仵白敏[4]研究了益生菌发酵前后，果汁香气成分的区别，通过研究发现，益生菌发酵前醛类和含硫化合物较高，益生菌发酵后酮类、烯烃类成分变高。

1.2 促进人体消化系统健康

在水果和蔬菜汁发酵过程中，益生菌会生成大量的有机酸。长期食用酸奶或益生菌对人体是有益的，能够维持人体肠道的微生态平衡。杨艳君等[5]通过研究发现，果蔬汁的益生菌发酵可以提高肠道益生菌的吸附作用，促进肠道动力变强，使胃和肠道内的微生物环境变好。Bezkorovainy 等[6]发现益生菌对消化系统疾病因子幽门螺旋杆菌具有显著的抑制作用，同时可以降低抗生素使用过程中的副作用，它可以辅助治疗消化不良、慢性胃炎和其他疾病。

1.3 提高果蔬汁的营养价值

将果蔬汁在低温快速发酵过程中自然产生的寡糖结合蛋白作为一种新的双歧聚糖因子，可有效平衡人体位于胃肠道的主要菌群，同时得到良好的消化营养。陶阳等[7]研究结果表明，水果中的橘子汁、雪梨汁、苹果汁和蔬菜中胡萝卜汁的混合液由双歧杆菌对其发酵后，叶酸混合物中的维C、维A 和多种叶酸等其他营养物质的含量比没有经过益生菌发酵的果蔬汁混合液增加了数倍。酵母发酵后，果蔬饮料的营养价值不仅提高了，并且因为酵母在果蔬汁发酵过程中产生B族维生素和氨基酸等活性成分使其比其他果蔬汁更好消化[8]。

1.4 改善果蔬汁的保健作用

经过益生菌发酵的果蔬饮料，其营养保健作用得到了改善。朱艳等[9]的研究表明果蔬发酵汁可以促进肠道益生菌的黏附并抑制肠道非益生菌的黏附，从而帮助维持肠道内环境的健康、稳定。郝苗等[10]的研究成果发现，由四氯化碳诱导的小鼠肝损伤可以通过饮用益生菌发酵后的木瓜汁得到一定防范保护作用，这种保护作用是通过降低谷草转氨酶和谷丙转氨酶的活性以及肝脏中转化生长因子、TLR4、IL－1βmRNA 水平来实现的，从而使小鼠的肝脏组织更健康。

2 影响果蔬汁中益生菌活性的因素

2.1 果蔬汁中氧对益生菌活性的影响

与甜品、烘焙产品相比，果蔬汁更容易氧化，而导致饮料变质，所以为延长果蔬汁饮料的保质期，可加入抗坏血酸、维生素E 和山梨酸钾等抗氧化剂，从而让益生菌的生长有更好的厌氧条件。闫亚梅[11]研究结果表明，抗坏血酸和山梨酸钾的含量直接影响益生菌的活性，益生菌的活性会随着山梨酸钾含量的减少而改变，当抗坏血酸含量约为0.50 g/kg 时，益生菌的活性会增加。此外，蔡爽[12]的研究结果表明，柠檬酸浓度和pH 值对其他植物乳杆菌的活性也有显著影响。因此，在果蔬汁的生产过程中，应严格控制果蔬汁中的氧含量，通过添加抗氧化剂去除可溶性氧，然后利用低氧包装材料为益生菌提供适宜的生长条件。

2.2 果蔬汁中糖类对益生菌活性的影响

水果中富含的葡萄糖、果糖、蔗糖，可以作为益生菌生长与繁殖的碳源，同时益生菌也会对糖类产生一定的影响。何嘉敏等[13]在一项双歧杆菌发酵胡萝卜汁的研究中发现，其中消耗了10%的蔗糖与20%的葡萄糖，但是果糖却没有丝毫消耗。郝心[14]在研究干酪乳杆菌发酵荔枝果汁的实验中表明，干酪乳杆菌于30 ℃下发酵18 小时，蔗糖消耗了37.8%，葡萄糖消耗了12%，在4 ℃的条件下储存4 周，菌含量稳定在8.0 logCFU/mL。

2.3 果蔬汁中纤维素和寡糖对益生菌活性的影响

植物性饮料中的纤维植物和寡糖可作为益生元与纤维植物结合后获得生命力。熊涛[15]研究发现发酵果蔬汁中添加一定的寡糖后，活菌数量增加，益生菌产酸活性增强，抑菌能力增强。张梦梅[16]发现火龙果中的寡糖对胃液和α－淀粉酶水解产生的德氏乳杆菌和双歧杆菌具有保护作用，使德氏乳杆菌在48 小时内的存活率由9.02×107cell/mL 上升到6.17×109cell/mL，与增加菊粉相比，效果明显更好。合生元将益生元和益生菌结合起来，通过肠粘膜提高益生菌经过胃肠道的存活率。

3 益生菌发酵果蔬汁的研究现状

3.1 果蔬汁发酵用益生菌

郝卓莉[17]以卷心菜为主要原料，发现酸菜自然发酵的主要微生物是乳酸菌，如果过早抑制酸菜发酵或类似这种阶段的发酵，可以有效避免酸菜过酸，并使酸菜能够产生较多的风味物质。近年来人们相继培养和发现了益生芽孢杆菌、丁酸梭菌、动植物乳杆菌等系列益生菌，并将其应用于果蔬汁的发酵中。但是，目前可用菌种仍极为有限，因此，研制出活性较高、成本较低的益生菌汁发酵的果蔬专用菌株仍将成为今后益生菌汁发酵和果蔬汁饮料的市场趋势。

3.2 益生菌发酵复合果蔬汁技术

复合果蔬汁的益生菌发酵技术是研究益生菌作用的主要方向。它的作用通常比单一的果汁和蔬菜汁更好，发酵果蔬汁功能质量的提高主要依赖益生菌发酵的基物和技术条件。李达等[18]以双歧杆菌B35、嗜酸乳杆菌BA105、干酪乳杆菌LC7712 以及植物乳杆菌LP3325 四种菌复合发酵黄瓜汁，得到一种可以润肠通便、改善便秘的产品。以上研究的发现推进了我国果蔬汁益生菌发酵技术的发展，为品种丰富、质量优质的功能性果蔬汁饮料的发展做出了贡献。

3.3 功能性果蔬汁产品开发技术

为面向市场需求，以研发功能性果蔬饮料产品为目标，国内外学者对益生菌发酵果蔬汁技术进行了高度的研究。胡贝多等[19]深入研究讨论了益生菌发酵芒果汁人工物理化学性质的变化，发酵后的芒果汁的抗氧化水平提高，因为发酵后产生了许多活菌，果汁的营养物质和矿物质也随之增加，与没有经过发酵的芒果汁相比，维生素和总酚矿物质含量增加了，它还增强了芒果汁的味道和质地。益生菌能使水果和蔬菜汁味道更软，颗粒化，分散更均匀，使其保持稳定态。

4 存在的问题

目前，对果蔬汁中各种成分对益生菌活性的影响及其作用机理的研究尚不充分。益生菌在果蔬饮料中的稳定性有待进一步研究，而且益生菌也会受到肠粘膜中胃酸和胆汁盐的损害，现有的保护措施包括添加益生菌、包埋益生菌、真空冷冻干燥、喷雾干燥等。此外，益生菌果蔬饮料应细分为不同的功能菌株，可以调节肠道功能，降低血脂、血糖和胆固醇，增强机体的免疫力和其他功能。目前很多产品故意夸大了益生菌果蔬饮品的功能，以后应该加强对益生菌果蔬汁相关产品的保健价值等详细信息的监督管理。