王思軒，付 雪，朱雪梅，妥彥峰，牟光慶，錢 方*

（大連工業(yè)大學食品學院，遼寧 大連 116034）

乳酸菌是一類能利用可溶性碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的細菌，可降解脂類和蛋白質(zhì)并產(chǎn)生多種人體必需氨基酸和維生素，是對宿主具有潛在益生作用的益生菌；用乳酸菌發(fā)酵果蔬，在豐富營養(yǎng)價值的同時還可以產(chǎn)生特殊的風味物質(zhì)，如醇、醛、酸、酯和硫化物等[1-2]。乳酸菌具有提高抗氧化性、調(diào)節(jié)新陳代謝、延緩衰老、增強抗腫瘤能力等功能[3-4]。乳酸菌參與發(fā)酵可改善人體消化情況，促進維生素和礦物質(zhì)的吸收和利用。本文主要闡述乳酸菌及其發(fā)酵果蔬的研究現(xiàn)狀，旨在為果蔬發(fā)酵制品深加工提供借鑒。

1 應用于發(fā)酵果蔬的乳酸菌

目前，作為益生菌常被應用于果蔬發(fā)酵的乳酸菌約有20余種，其中主要有嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）、植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）、明串珠菌（Leuconstoc genus）、短乳桿菌（Lactobacillus brevis）等[5]。嗜酸乳桿菌被視為第3代酸乳發(fā)酵劑，是人體腸道中的重要微生物[6]。馬蕊等[7]將2.5×107CFU/mL嗜酸乳桿菌接種到藍靛果果汁中，在34 ℃、pH 3.4條件下發(fā)酵后，通過高效液相色譜法檢測發(fā)現(xiàn)，果汁中蘋果酸和檸檬酸含量分別下降49.37%和36.05%，果汁口感得到提升。植物乳桿菌作為益生菌具有調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、參與機體免疫應答和降低膽固醇水平等功能，被廣泛應用[8]。Bagher等[9]用植物乳桿菌LS5發(fā)酵甜檸檬汁，37 ℃發(fā)酵48 h后菌數(shù)從（7.0±0.1） CFU/mL增加到（8.63±0.38） CFU/mL，發(fā)酵后檸檬汁pH值、乳酸含量和抗氧化能力增加，與未發(fā)酵檸檬汁相比，發(fā)酵檸檬汁中的抗壞血酸更穩(wěn)定。明串珠菌是一種用于異型發(fā)酵的乳酸菌，是很多傳統(tǒng)發(fā)酵制品中的優(yōu)勢菌群[10]。黃存輝等[11]通過自然發(fā)酵和接種明串珠菌發(fā)酵2 種方式制備四川泡菜，并檢測發(fā)酵過程中的微生物數(shù)量、總酸及有機酸含量，結果表明，接種明串珠菌發(fā)酵的四川泡菜比自然發(fā)酵組含有更高含量的檸檬酸和酒石酸，使四川泡菜中有機酸含量提高，縮短發(fā)酵周期。

2 乳酸菌發(fā)酵果蔬的益生作用

在發(fā)酵過程中乳酸菌雖然只是發(fā)酵菌群中的一部分，但對發(fā)酵果蔬風味物質(zhì)、營養(yǎng)成分的形成和提高具有重要作用，而且乳酸菌可以利用植物本身化學成分的多樣性通過發(fā)酵過程產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物，從而改變發(fā)酵食品的功能特性[12]。

用乳酸菌發(fā)酵果蔬可以提高果蔬抗氧化活性。在發(fā)酵過程中由于乳酸菌參與分解代謝，使得果蔬中酚類物質(zhì)、維生素等成分含量增加，抗氧化能力增強。靳玉紅等[13]將乳酸菌接種到紅棗中，比較紅棗發(fā)酵飲料、紅棗汁和紅棗酒的抗氧化性差異，結果表明，紅棗發(fā)酵飲料中多酚和黃酮含量更高，抗氧化性高于紅棗汁和紅棗酒，這主要是由于乳酸菌參與發(fā)酵導致紅棗中多酚和黃酮的結構、組成和含量發(fā)生了變化。Park等[14]用植物乳桿菌LP-115發(fā)酵混合漿果果汁，以1 g/L接種量于37 ℃發(fā)酵36 h，混合漿果果汁發(fā)酵后的抗氧化活性從（209.57±2.93） μmol/g顯著增加到（268.30±1.75） μmol/g，抗氧化活性提高約28%。

乳酸菌發(fā)酵果蔬具有良好的降血糖作用。乳酸菌可以分泌酸性物質(zhì)，降低pH值，抑制病原菌生長，有助于腸道建立正常的菌群環(huán)境，從而直接或間接影響機體血糖代謝，達到降低血糖的效果。Wan Yujun等[15]發(fā)現(xiàn)，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后的胡蘿卜漿多糖中中性糖和糖醛酸的比例明顯高于未發(fā)酵胡蘿卜漿，這些多糖能更好地保護細胞免受高血糖傷害和較強氫氧自由基影響，從而有效干預Ⅱ型糖尿病，證明乳酸菌發(fā)酵胡蘿卜漿中的多糖比未發(fā)酵胡蘿卜漿中的多糖具有更好的降血糖作用。

乳酸菌發(fā)酵果蔬具有增強機體免疫力功效。研究證實，水果和蔬菜汁發(fā)酵后的有機酸、多糖和抗氧化物質(zhì)可以調(diào)節(jié)胃腸道中的菌群結構，增強機體免疫功能，提高機體免疫力[16]。王智鼎等[17]將長雙歧桿菌、嗜酸乳桿菌、保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌4 種菌按4%的接種量接種于果蔬汁（魔芋汁、茄子汁、草莓汁、無花果汁、金橘汁等54 種）中37 ℃發(fā)酵24 h，用果蔬汁灌胃小鼠后，其巨噬細胞吞噬功能、機體體液免疫應答功能和T淋巴細胞免疫功能明顯增強，證明發(fā)酵果蔬汁可以從體液免疫、細胞免疫和單核巨噬細胞系統(tǒng)3 個方面改善機體免疫力，增強免疫系統(tǒng)機能。尹曼等[18]以乳酸菌發(fā)酵蘋果、香蕉、梨、白蘿卜、銀耳等10余種果蔬制作復合發(fā)酵果蔬汁，將水、乙醇、正丁醇、乙酸乙酯和氯仿作為萃取劑，用所得到的萃取物分別進行動物實驗，結果表明，正丁醇相萃取物對BALB/c小鼠脾淋巴細胞促增殖作用比較顯著，且復合果蔬發(fā)酵汁各萃取物均具有較好的保護脾淋巴細胞免受氧化應激損傷的功效，證明復合發(fā)酵果蔬汁具有免疫調(diào)節(jié)功效。

3 乳酸菌發(fā)酵對果蔬產(chǎn)品品質(zhì)的提升作用

我國果蔬的產(chǎn)量季節(jié)性較明顯，在旺季如不及時處理就會出現(xiàn)腐爛變質(zhì)的現(xiàn)象，為延長果蔬保藏期，我國目前采用的方法有氣調(diào)包裝、冰溫保鮮、生物保鮮等技術[19]，但成本較高。發(fā)酵果蔬已經(jīng)發(fā)展為一種成熟、安全的果蔬生物保藏方法，利用乳酸菌對果蔬進行發(fā)酵可提升產(chǎn)品品質(zhì)。

3.1 提高產(chǎn)品安全性

乳酸菌具有抑制腐敗菌生長的作用，食物發(fā)酵過程中，乳酸菌利用食物中的成分代謝產(chǎn)生過氧化氫、乳酸、乙酸和細菌素等產(chǎn)物，導致發(fā)酵體系整體pH值降低，產(chǎn)生的酸性環(huán)境不利于有害細菌生長，達到抑菌效果[20]。路則寶等[21]從傳統(tǒng)發(fā)酵食品中篩選出2 株乳酸菌：戊糖片球菌KM9和發(fā)酵乳桿菌KM19，2 株菌對大腸桿菌和李斯特菌均有顯著抑制作用，推測抑菌物質(zhì)為有機酸和小部分蛋白質(zhì)。

果蔬種植過程中含有很多硝酸鹽，發(fā)酵初期需氧菌迅速繁殖，產(chǎn)生硝酸還原酶，使果蔬中的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，果蔬中的亞硝酸鹽含量急劇升高[22]。乳酸菌是健康發(fā)酵食品的重要發(fā)酵劑，不僅具有調(diào)節(jié)腸道、抗氧化和增強免疫力的功能，還具有降低亞硝酸鹽含量的能力[23]。桑建等[24]從傳統(tǒng)東北酸菜中篩選出5 株植物乳桿菌，以白菜質(zhì)量0.2%加入植物乳桿菌發(fā)酵20 d后，亞硝酸鹽含量為5.7～10.2 mg/kg，均符合國家標準中的限量規(guī)定（≤20 mg/kg），表明這5 株植物乳桿菌均能起到降低亞硝酸鹽含量的效果。丁娟芳等[25]從揚州醬菜中篩選出1 株亞硝酸鹽降解率達到91.7%的乳酸腸球菌。

3.2 改善產(chǎn)品風味

果蔬發(fā)酵后產(chǎn)生的風味物質(zhì)由果蔬本身和發(fā)酵菌株共同產(chǎn)生，龍眼果漿接種乳酸菌發(fā)酵后，果漿中增加了醇、醛等18 種揮發(fā)性風味物質(zhì)[26]。任大勇等[27]以人工接種植物乳桿菌單發(fā)酵劑發(fā)酵辣白菜，結果表明，發(fā)酵辣白菜中主要風味物質(zhì)二甲基二硫化物含量明顯增加，并檢測出共84 種揮發(fā)性風味成分，達到改善風味的目的。

3.3 提高產(chǎn)品營養(yǎng)價值

乳酸菌可以利用食物中的營養(yǎng)成分分解代謝產(chǎn)生乳酸，幫助促進食物消化和吸收。乳酸菌產(chǎn)生的β-半乳糖苷酶可以緩解乳糖不耐受[28]。在食物發(fā)酵過程中乳酸菌會在不同程度上增加食物的營養(yǎng)成分，王升萬[29]研究表明，通過發(fā)酵可以增加果蔬原漿中的B族維生素、蛋白質(zhì)和氨基酸含量，達到提高營養(yǎng)價值的目的。

4 國內(nèi)外乳酸菌發(fā)酵果蔬研究現(xiàn)狀

乳酸菌發(fā)酵果蔬一直是國內(nèi)研究的熱點。羅霞等[30]將乳球菌La3以體積比10%的接種量接種于滅菌的黃芪水煎液中，以37 ℃發(fā)酵48 h后的水提物進行動物實驗，其中黃芪多糖和黃芪甲苷可有效增強免疫力低下模型小鼠巨噬細胞免疫能力，發(fā)酵產(chǎn)生的細菌素和有機酸等物質(zhì)具有降低血清膽固醇、增強機體免疫力、抗腫瘤等功效。馬曉娟[31]用植物乳桿菌NCU166發(fā)酵胡蘿卜漿，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后的胡蘿卜漿滅菌后對大腸埃希菌和沙門氏菌的抑制作用良好。劉曉瑩等[32]用嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌發(fā)酵葛根，結果表明，發(fā)酵后的葛根總黃酮含量和總還原力比未發(fā)酵葛根明顯增高，抗氧化能力增強。楊沖等[33]以乳酸菌發(fā)酵南豐蜜橘汁，發(fā)酵后的蜜橘汁中VC含量仍保持在80%以上，有效保留了維生素，總黃酮和多酚含量明顯增加，證實乳酸菌發(fā)酵可以提高產(chǎn)品營養(yǎng)價值和生物活性。羅心欣等[34]利用電子鼻對獼猴桃汁發(fā)酵期間的感官評分和香氣進行研究，結果表明：36 ℃發(fā)酵24 h時，獼猴桃汁感官評分為81.45 分，發(fā)酵8 h時開始形成發(fā)酵香氣，發(fā)酵12 h是產(chǎn)生香氣物質(zhì)的關鍵點，發(fā)酵后期是發(fā)酵獼猴桃汁風味形成的關鍵階段，不同發(fā)酵階段風味差異可能受萜烯類、醇類、烷烴類、芳香類等化合物的影響；發(fā)酵初期獼猴桃汁活菌數(shù)為1×107CFU/mL，發(fā)酵結束時活菌數(shù)達2.185×108CFU/mL，發(fā)酵過程中活菌數(shù)明顯增長。

國外對乳酸菌發(fā)酵果蔬汁也有較多研究。Dimitrovski等[35]用植物乳桿菌PCS26發(fā)酵耶路撒冷洋薊汁和藍莓汁混合果汁，以單獨發(fā)酵耶路撒冷洋薊汁作為對照，結果表明，2 種果汁體積比1∶1時最受消費者喜愛，4～7 ℃條件下貯藏時，混合果汁貨架期從單獨發(fā)酵耶路撒冷洋薊汁的（19.7±0.5） d延長到（35.7±6.4） d。Ricci等[36]對接骨木果汁進行乳酸發(fā)酵48 h后，用頂空固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術對揮發(fā)性氣味進行檢測，結果表明，發(fā)酵果汁含有82 種不同類別的揮發(fā)性化合物，包括醇類、萜烯類和烯類、有機酸類、酮類和酯類等。Kaprasob等[37]用植物乳桿菌、干酪乳桿菌和嗜酸乳桿菌發(fā)酵腰果蘋果汁，并檢測其中的生物活性物質(zhì)和揮發(fā)性物質(zhì)，結果表明，將菌種以9.18 （lg（CFU/mL））的接菌量接入果汁中，30 ℃發(fā)酵48 h后腰果蘋果汁濃縮單寧、VC和酚類代謝產(chǎn)物含量均有所增加，而水解單寧含量降低，活菌數(shù)對腰果蘋果汁抗氧化性有一定影響，經(jīng)發(fā)酵后植物乳桿菌、干酪乳桿菌和嗜酸乳桿菌的活菌數(shù)分別下降至6.56、6.15、7.58 （lg（CFU/mL）），1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-d i p h e n y l-2-picrylhydrazyl，DPPH）和2,2’-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸鹽）（2,2’-azino-bis-（3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate），ABTS）陽離子自由基清除能力會隨著活菌數(shù)的下降從75%～95%下降到50%，發(fā)酵后的腰果蘋果汁增加了威士忌味和酸味，證明菌種復合發(fā)酵可以增加果汁中的生物活性物質(zhì)和風味物質(zhì)。Li Weini等[38]將副干酪乳桿菌20241、動物雙歧桿菌6165、嗜熱鏈球菌6063和嗜酸乳桿菌6005 4 株菌按照單一菌種和多菌種組合方式，以體積比2%接種量接種于蘋果汁中進行發(fā)酵，通過氣相色譜法在發(fā)酵過程中共鑒定出48 種香氣成分，其中多菌種發(fā)酵蘋果汁的香氣成分中醇類、酯類和其他香氣物質(zhì)含量顯著高于單一菌種發(fā)酵蘋果汁，賦予蘋果汁更濃厚的果香、清香和花香，再次證明多菌種發(fā)酵得到的風味物質(zhì)含量高于單一菌種發(fā)酵。Verón等[39]利用植物乳桿菌S-811對仙人掌梨汁進行發(fā)酵，結果表明，植物乳桿菌S-811發(fā)酵可使pH值從5.5快速降至3.7，加快發(fā)酵速率，并且顯著提高仙人掌梨汁的降血糖功效，肥胖小鼠攝入發(fā)酵仙人掌梨汁后體質(zhì)量明顯下降，高血糖和高脂血癥得到改善。

5 結 語

乳酸菌發(fā)酵果蔬提高了果蔬的功能特性，賦予果蔬新的風味和口感，但已有研究主要針對發(fā)酵果蔬的功能特性，如乳酸發(fā)酵可影響果蔬的抗氧化性。已有研究證明，果蔬本身含有的酚類物質(zhì)對抗氧化性具有一定影響[40]，但是酚類物質(zhì)的具體組成、發(fā)酵后含量的變化規(guī)律以及如何影響抗氧化性還缺乏深入研究。目前果蔬抗氧化性研究僅停留在理化實驗及細胞實驗，通過DPPH自由基、ABTS陽離子自由基、羥自由基清除率、總還原力等指標來判斷其是否具有抗氧化活性，且細胞實驗方法單一，僅僅使用細胞內(nèi)抗氧化能力評價法，臨床實驗結果較少，應在未來加強生物體內(nèi)的抗氧化過程研究。

研究表明，果蔬中的多糖有提高免疫力、抗腫瘤的生理功能，但是發(fā)酵后果蔬中的多糖抗腫瘤機制研究不夠深入。例如，乳酸菌發(fā)酵對多糖的結構和分子機制的變化以及多糖在基因和分子水平上對機體功能性的影響等方面進行探究和發(fā)現(xiàn)。

發(fā)酵果蔬豐富的營養(yǎng)價值與乳酸菌有著密切的聯(lián)系，乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的生理活性物質(zhì)對果蔬營養(yǎng)成分的改變還有待深入研究；目前的發(fā)酵果蔬僅僅停留在研究層面，實際生產(chǎn)環(huán)節(jié)與科學研究仍存在一定差異，如產(chǎn)量較大的發(fā)酵過程中環(huán)境不易控制、費用高、科研與實際生產(chǎn)不接軌等，因此應用到實際生產(chǎn)的很少，應研究直投式發(fā)酵劑或復合直投式發(fā)酵劑，開發(fā)穩(wěn)定性更高、口感更豐富的發(fā)酵果蔬制品。在未來的研究中發(fā)酵果蔬的功能特性還有待繼續(xù)挖掘，開發(fā)更多功能性好、形式多樣的乳酸菌發(fā)酵果蔬食品。