DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2025.05.022

中圖分類號(hào)：TS214.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-9973（2025）05-0159-09

Optimization of Complex Fermentation Process and Flavor Analysis of Purple Sweet Potato and Soybeans

LONG Lin1，2，WEI Jin-na2，ZHU Bao-sheng2，LI Yi-zhao2，LIU Xiao-ling1* （1.College of Light Industry and Food Engineering，Guangxi University，Nanning 530o04，China; 2.Guangxi Light Industry Science and Technology Research Institute Co.，Ltd.， Nanning ，China）

Abstract： With purple sweet potato and nutritious soybeans as the raw materials，a kind of complex fermentation beverage of purple sweet potato and soybeans is developed. In pursuit of the optimal fermentation effect， in this study， by combining single factor experiment and orthogonal experiment， it isultimately determined that strain addition amount is 0.10U/L ，fermentation temperature is 42°C and fermentation time is 12h . Under these conditions，the acidity of the product is （121.36±0.41）^°T ，the pH value is 3.86±0.03 ，the soluble solid content is （5.6±0.2）^°Brix ，and the sensory score is high，thus providing a solid foundation for the formula development. Through further comparative analysis，it is found that the purple sweet potato and soybeans fermentation liquid contains 65 volatile substances，which is 29 more than that of purple sweet potato slurry，including volatile substances with fruity and floral aroma，giving the product complex and varied aromas and flavors，significantly enhancing the sensory quality，these results have provided valuable references for subsequent optimization of product formula.

Key words： purple sweet potato; fermentation; enzymatic hydrolysis； flavor substances

紫薯即紫甘薯（PSP），是一種薯肉呈紫色至深紫色的甘薯新品種，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值頗高，內(nèi)含豐富的膳食纖維、淀粉、維生素、微量元素、脂肪等多元化營(yíng)養(yǎng)成分，特別是含有大量的花青素、黏性蛋白、胡蘿卜素、脫氫表雄酮（DHEA）、神經(jīng)節(jié)苷脂等多種功能性因子 [1-2] 紫薯花色苷以矢車菊色素和芍藥色素為主要代表[3-4]目前，在食品加工領(lǐng)域，許多研究著力于紫薯中多糖、花色苷的提取[5-7]，同時(shí)因其含有豐富的淀粉成分，紫薯在釀酒和制醋等食品加工領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力[8-10]，而且紫薯在飲料領(lǐng)域的開發(fā)還涵蓋了紫薯乳飲料、紫薯汁等多種產(chǎn)品形態(tài)[11-12]。

乳酸菌（lacticacidbacteria，LAB）是一類能夠利用碳水化合物發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、無(wú)芽孢的革蘭氏陽(yáng)性菌的統(tǒng)稱，在發(fā)酵食品中的應(yīng)用極為普遍，通過其發(fā)酵作用，能夠產(chǎn)生乳酸、共軛亞油酸、維生素、香氣化合物、細(xì)菌素、胞外多糖及酶等多種關(guān)鍵成分，對(duì)食品的質(zhì)地、口感和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有顯著提升作用[13-15]。此外，乳酸菌還具有延長(zhǎng)食品貨架期、提升安全性、賦予最終產(chǎn)品愉悅感官特性的能力[16]。多項(xiàng)研究探討了乳酸菌在特定食品中的應(yīng)用，證實(shí)乳酸發(fā)酵顯著提升了飲料的營(yíng)養(yǎng)效價(jià)、維生素含量和礦物質(zhì)含量[17-20]

在當(dāng)前的食品市場(chǎng)中，植物發(fā)酵飲品多以多菌種共同參與的酵素與果醋為主導(dǎo)。然而，這兩種產(chǎn)品在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生大量醋酸，導(dǎo)致它們?cè)诳诟猩铣尸F(xiàn)出較高的酸度和強(qiáng)烈的刺激性，這種特性在一定程度上限制了它們?cè)趶V大消費(fèi)者群體中的接受度[21]。因此，本實(shí)驗(yàn)以酶解后的紫薯汁為主要原料，添加黃豆?jié){復(fù)配，采用嗜酸乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵，以發(fā)酵風(fēng)味掩蓋紫薯汁的蒸煮味，并以 pH 值、酸度、感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過優(yōu)化發(fā)酵條件，確定了較理想的發(fā)酵工藝參數(shù)，得到風(fēng)味獨(dú)特、營(yíng)養(yǎng)豐富的紫薯黃豆發(fā)酵液，并對(duì)發(fā)酵液的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，以期為后續(xù)紫薯發(fā)酵飲料和植物發(fā)酵飲料的開發(fā)提供參考。

1材料與方法

1. 1 材料

新鮮、無(wú)破損、無(wú)腐爛的紫薯、黃豆：購(gòu)于市淡村市場(chǎng)；檸檬酸、D異抗壞血酸鈉：市越前食品添加劑有限責(zé)任公司；中溫 α -淀粉酶（酶活 10 000U/g） 、葡萄糖淀粉酶（酶活100000 萬(wàn) U/g） ：龐博生物工程有限公司；發(fā)酵菌種LA1063：生合生物科技（南京）有限公司。

1.2 試劑

酚酞、七水合硫酸鈷、 95% 乙醇、乙醚、鹽酸、硼酸、氯化鈉：廣東光華科技股份有限公司；氫氧化鈉、三氯甲烷、硫酸鉀、硫酸鋅、硫酸：西隴科學(xué)股份有限公司。

1.3 儀器與設(shè)備

HPP400 恒溫恒濕箱德國(guó)美墨爾特（Memmert）有限公司； HCB-900V 超凈工作臺(tái)青島海爾生物醫(yī)療股份有限公司； FE28pH 計(jì)梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀海能未來技術(shù)集團(tuán)股份有限公司；PAL-1便攜式數(shù)顯折光儀廣州市愛宕科學(xué)儀器有限公司；GL-21M高速冷凍離心機(jī)湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；Agilent8890-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀安捷倫科技（中國(guó)）有限公司；GERSTELMPS四合一進(jìn)樣系統(tǒng)哲斯泰（上海）貿(mào)易有限公司。

1.4方法

1.4.1紫薯黃豆發(fā)酵液制備流程紫薯 ? 洗凈、切片 ? 水煮→打漿→酶解一→調(diào)配→接種→發(fā)酵。黃豆→浸泡、洗凈→打漿→煮制→過濾

1.4.2 操作要點(diǎn)

將紫薯切為 2cm×2cm 的均勻薯塊，黃豆浸泡 ^1h 將黃豆以 1：6 （質(zhì)量比）打漿煮制后過80目篩網(wǎng)制得黃豆?jié){，備用；將紫薯放入含 2% D-異抗壞血酸鈉的沸水中熱燙 6min ，以 1：4 （質(zhì)量比）打漿；向紫薯槳中加入5% 檸檬酸溶液調(diào)節(jié) ΔpH 值至4.5，中溫 α -淀粉酶添加量4U/g ，葡萄糖淀粉酶添加量 20U/g ，在 65^°C 下反應(yīng)150min 得到紫薯酶解液；向紫薯酶解液中加入黃豆?jié){得到紫薯黃豆發(fā)酵液，進(jìn)行發(fā)酵。

1.4.3紫薯黃豆發(fā)酵液發(fā)酵工藝的單因素實(shí)驗(yàn)

取每組樣液 200g 經(jīng) 95^°C.5min 殺菌后將菌種LA1063加人紫薯發(fā)酵液中，對(duì)復(fù)配比例、菌種添加量、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，對(duì)比發(fā)酵液的 ΔpH 值、酸度、感官評(píng)分的變化，最終確定各因素的最佳水平。

1.4.4 發(fā)酵參數(shù)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

菌種發(fā)酵情況主要由菌種添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間3個(gè)因素決定，本文按照四因素三水平 L₉（3⁴ ）正交表進(jìn)行設(shè)計(jì)，依據(jù)感官評(píng)分選擇最佳的發(fā)酵條件。

表1發(fā)酵參數(shù)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.5 理化指標(biāo)測(cè)定

pH值利用pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定；酸度參照GB5009.239— 2016中酚酞指示劑法測(cè)定；可溶性固形物含量參照 GB/T12143—2008中折光計(jì)法測(cè)定；蛋白質(zhì)含量參 照GB5009.5—2016中凱氏定氮法測(cè)定。

1.4.6 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)驗(yàn)采用百分制，從色澤、組織狀態(tài)、風(fēng)味、口感、整體可接受度5個(gè)方面對(duì)紫薯發(fā)酵液進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，

由10名專業(yè)人員組成的感官評(píng)價(jià)小組進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果取平均值。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.4.7產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)分析

參照曹晶晶等[22]的方法并進(jìn)行改進(jìn)。

1.4.7.1樣品前處理?xiàng)l件

SBSE方法：采用磁力攪拌棒吸附萃?。⊿BSE）對(duì)樣品中的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行萃取。樣品經(jīng) 離心 10min ，取上清液 10mL 于 50mL 容量瓶中，用飽和食鹽水定容至刻度，混合均勻。從定容好的樣品中取 5mL 于頂空瓶中，放入磁力攪拌棒以 250r/min 的轉(zhuǎn)速在 50^°C 條件下萃取 60min 。萃取完成后取出磁力攪拌棒，用超純水沖洗干凈，并用干凈的無(wú)塵紙巾吸凈表面，置于熱脫附樣品管中，待測(cè)。

MPS條件：熱脫附（TDU）程序：以 50^°C/min 的速度，由初始溫度 10°C 升至 250^°C ，保持 15min ，不分流；冷進(jìn)樣系統(tǒng)（CIS）程序：以 12°C/s 的速度，由初始溫度 10°C 升至 250°C ，保持 10min ，分流比為 3：1 。

1.4. 7. 2 GC-MS條件

GC條件：安捷倫DB-Wax毛細(xì)管氣相色譜柱（ 60m×Ω 0.25mm×0.25μm） ，升溫程序：起始溫度 40°C ，保持3min ，然后以 8^°C/min 的速度升至 90°C ，保持 3min再以 8^°C/min 的速度升至 250°C ，保持 5min ；色譜柱流速為 1.7mL/min ，不分流進(jìn)樣；載氣為高純度氮?dú)猓℉e）。

MS條件：電離方式EI，電子能量 70eV ，傳輸線溫度 250°C ，離子源溫度 ，四極桿溫度 150°C ，全掃描模式（scan），掃描范圍 50～550Da 。

1.4.8數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步整理與計(jì)算，隨后利用SPSS26.0軟件進(jìn)行深人的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以平均值士標(biāo)準(zhǔn)差 （M±SD） 的形式呈現(xiàn)。采用Origin2021軟件進(jìn)行圖表繪制。

將GC-MS檢測(cè)出的化合物與NIST標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)中的質(zhì)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)匹配和成分鑒定，將匹配度大于80% 的化合物作為暫定結(jié)果，并查閱資料進(jìn)行結(jié)果比對(duì)，以確定最終檢測(cè)結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1發(fā)酵工藝單因素實(shí)驗(yàn)

嗜酸乳桿菌（Lactobacillusacidophilus）作為胃和小腸內(nèi)的主要益生菌，能夠分泌嗜酸乳菌素、嗜酸桿菌素、乳酸菌素等有益物質(zhì)，對(duì)腸道致病菌具有顯著的拮抗作用，進(jìn)一步增強(qiáng)了發(fā)酵飲料的健康價(jià)值[23-24] ?；诋a(chǎn)酸能力和感官評(píng)價(jià)兩個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)選擇了生合生物科技（南京）有限公司提供的編號(hào)為L(zhǎng)A1063的嗜酸乳桿菌作為發(fā)酵菌種，其不僅產(chǎn)酸能力強(qiáng)，而且發(fā)酵的紫薯發(fā)酵液在感官品質(zhì)上表現(xiàn)出色。

2.1.1不同黃豆?jié){添加量對(duì)紫薯發(fā)酵液的影響

將制得的黃豆?jié){按 0%.5% 、 10% 5 15% 、 20% 、25% （質(zhì)量比）與紫薯酶解液混合，加入LA1063進(jìn)行不同黃豆?jié){添加量的單因素實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。

由表3可知，隨著黃豆?jié){添加量的增加，發(fā)酵液的感官評(píng)分呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，并在黃豆?jié){添加量為20% 時(shí)達(dá)到峰值，隨著黃豆?jié){添加量的增加，發(fā)酵液的蛋白質(zhì)含量和可溶性固形物含量也有明顯的提升，并且在發(fā)酵后這兩種成分都有一定的消耗，這一現(xiàn)象是由于隨著黃豆?jié){添加量的增加，發(fā)酵液中蛋白質(zhì)和糖的含量隨之增加，為發(fā)酵菌種提供了更多的底物，從而豐富了發(fā)酵產(chǎn)物及其風(fēng)味。然而，當(dāng)黃豆?jié){添加量達(dá)到 25% 時(shí)，盡管感官評(píng)分處于較高水平，但豆?jié){本身的發(fā)酵風(fēng)味特征過于明顯，導(dǎo)致紫薯原有的發(fā)酵風(fēng)味被掩蓋，失去了紫薯發(fā)酵液的特色。因此，綜合考慮風(fēng)味與產(chǎn)品特色，選擇黃豆?jié){添加量為 20% 作為后續(xù)工藝研究的基準(zhǔn)。

2.1.2菌種添加量對(duì)紫薯發(fā)酵液的影響

LA1063菌種推薦添加量為 100U/1000L ，為研究菌種添加量對(duì)紫薯發(fā)酵液品質(zhì)的影響，選取 0.06～ 0.14U/L 進(jìn)行菌種添加量單因素實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖1。

發(fā)酵菌種添加量不同，造成發(fā)酵液的 pH 值、酸度、口感等都不同，由圖1可知，通過調(diào)整乳桿菌的添加量，可以觀察到初始活菌數(shù)的變化直接影響發(fā)酵過程中的產(chǎn)酸量，進(jìn)而影響發(fā)酵液的 ΔpH 值和酸度。具體而言，隨著嗜酸乳桿菌添加量的增加，初始活菌數(shù)相應(yīng)提升，導(dǎo)致發(fā)酵過程中產(chǎn)酸量增加，從而使pH值逐漸降低，酸度逐漸升高。當(dāng)嗜酸乳桿菌添加量過低時(shí)，其在限定時(shí)間內(nèi)的生長(zhǎng)繁殖能力受限，無(wú)法充分發(fā)酵，進(jìn)而造成發(fā)酵不完全。相反，當(dāng)嗜酸乳桿菌添加量過高時(shí)，乳桿菌在較短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量乳酸，導(dǎo)致酸度過高，可能對(duì)發(fā)酵液的品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。

注：不同小寫字母表示差異顯著（ ?Plt;0.05） ，下圖同。

由圖2可知感官評(píng)分隨菌種添加量增加的變化趨勢(shì)。隨著菌種添加量的增加，紫薯發(fā)酵液發(fā)酵產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)逐漸增多，感官評(píng)分隨之上升。當(dāng)菌種添加量達(dá)到0.10U/L 時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高值，此時(shí)的風(fēng)味和口感最理想。然而，當(dāng)菌種添加量超過這一水平后，乳酸的迅速積累導(dǎo)致酸度過大，進(jìn)而影響了紫薯發(fā)酵液的組織狀態(tài)和口感，感官評(píng)分開始下降。

綜上所述，考慮到發(fā)酵液的理化特性和感官品質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)確定LA1063的最佳添加量為 0.10U/L ，以確保發(fā)酵的順利進(jìn)行和產(chǎn)品的優(yōu)良品質(zhì)。

嗜酸乳桿菌的發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵液的 pH 值和感官評(píng)分具有顯著影響。為確定嗜酸乳桿菌發(fā)酵的最佳時(shí)間，選取 0～16h 進(jìn)行發(fā)酵時(shí)間單因素實(shí)驗(yàn)。由圖3可知，在發(fā)酵過程中，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，嗜酸乳桿菌的活性逐漸增強(qiáng)，其產(chǎn)酸能力也相應(yīng)提升。因此，產(chǎn)酸量不斷增加，這直接導(dǎo)致發(fā)酵液的 ΔpH 值不斷下降，這一趨勢(shì)表明發(fā)酵時(shí)間是影響嗜酸乳桿菌發(fā)酵液酸度和 ΔpH 值的關(guān)鍵因素之一。

由圖4可知，感官評(píng)分隨著嗜酸乳桿菌發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間低于^14h 時(shí)，感官評(píng)分持續(xù)上升， ^14h 時(shí)達(dá)到峰值；隨著發(fā)酵時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng)，感官評(píng)分開始下降，這一趨勢(shì)與嗜酸乳桿菌的產(chǎn)酸特性密切相關(guān)。在發(fā)酵初期，嗜酸乳桿菌開始活躍并產(chǎn)生乳酸，導(dǎo)致pH值逐漸下降。然而，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過短時(shí)，嗜酸乳桿菌的產(chǎn)酸量不足，pH 值下降不明顯，同時(shí)影響了酯類風(fēng)味物質(zhì)的生成，進(jìn)而使得感官評(píng)分上升不明顯。相反，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，嗜酸乳桿菌過度活躍，產(chǎn)生過量的乳酸， pH 值顯著降低，酸度過高。這種高酸度狀態(tài)不僅影響了發(fā)酵液的口感和風(fēng)味，而且可能對(duì)消費(fèi)者的接受度產(chǎn)生負(fù)面影響，從而導(dǎo)致感官評(píng)分下降。

綜上所述，為了獲得最佳的感官評(píng)分和發(fā)酵效果，本實(shí)驗(yàn)選擇LA1063的發(fā)酵時(shí)間為 ^14h ，這一發(fā)酵時(shí)間能夠確保嗜酸乳桿菌充分產(chǎn)酸，同時(shí)避免酸度過高對(duì)紫薯發(fā)酵液品質(zhì)造成不利影響。

2.1.4發(fā)酵溫度對(duì)紫薯發(fā)酵液的影響

實(shí)驗(yàn)選用的嗜酸乳桿菌最適的生長(zhǎng)溫度為 37～ 45°C ，在此范圍內(nèi)隨著發(fā)酵溫度的升高嗜酸乳桿菌生長(zhǎng)越旺盛，因此在此發(fā)酵溫度范圍內(nèi)進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見圖5。同時(shí)對(duì)比感官評(píng)分隨嗜酸乳桿菌發(fā)酵溫度升高的變化情況，結(jié)果見圖6。

由圖5可知，在嗜酸乳桿菌發(fā)酵過程中，隨著發(fā)酵溫度的上升， pH 值呈現(xiàn)持續(xù)下降趨勢(shì)，而酸度隨之增加，這一變化歸因于發(fā)酵溫度的上升促進(jìn)了嗜酸乳桿菌的代謝活動(dòng)，進(jìn)而增加了乳酸等酸性物質(zhì)的產(chǎn)量，當(dāng)發(fā)酵溫度大于 45^°C 后，繼續(xù)增加發(fā)酵溫度，酸度呈下降趨勢(shì)，這是由于隨著發(fā)酵溫度的升高，紫薯發(fā)酵液中菌種過早衰老，過高的發(fā)酵溫度抑制了嗜酸乳桿菌的增長(zhǎng)，甚至導(dǎo)致部分嗜酸乳桿菌死亡，最終導(dǎo)致發(fā)酵無(wú)力，乳酸生成量嚴(yán)重不足[25-26]。

由圖6可知，隨著發(fā)酵溫度的逐漸升高，感官評(píng)分先呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在41 °C 時(shí)達(dá)到峰值，隨后從 43^°C 開始逐漸下降，這種變化趨勢(shì)表明在較低的溫度下，嗜酸乳桿菌的產(chǎn)酸能力不足，導(dǎo)致發(fā)酵不完全，風(fēng)味物質(zhì)未能充分生成，從而降低了感官評(píng)分。而當(dāng)發(fā)酵溫度過高時(shí)，嗜酸乳桿菌的產(chǎn)酸能力過于旺盛，產(chǎn)生的酸度過高，同樣導(dǎo)致感官評(píng)分下降，而當(dāng)發(fā)酵溫度為 47°C 時(shí)，由于嗜酸乳桿菌受高溫抑制，產(chǎn)酸能力下降，該溫度下料液酸度較溫和，故感官評(píng)分較 45°C 時(shí)有所提高，但由于溫度較高，產(chǎn)酸速度快，導(dǎo)致組織狀態(tài)較松散，因此感官評(píng)分低于最高水平。

綜合以上分析，本實(shí)驗(yàn)最終確定LA1063的最佳發(fā)酵溫度為 41°C ，在此發(fā)酵溫度下能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的發(fā)酵效果和感官品質(zhì)。

2.2發(fā)酵參數(shù)正交實(shí)驗(yàn)

通過對(duì)菌種添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行三因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)，以感官評(píng)分作為指標(biāo)，采用SPSS26.0進(jìn)行方差分析。

由表4可知，以感官評(píng)分為指標(biāo)，影響紫薯發(fā)酵液發(fā)酵條件的因素主次順序?yàn)榘l(fā)酵溫度 gt; 菌種添加量 gt; 發(fā)酵時(shí)間。比較 k 值，得出 A₂B₂C₁ 為最優(yōu)水平，由于此組合在9組實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)，因此做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，最終得到的產(chǎn)品酸度為 121.36^°T，pH 值為3.86，可溶性固形物含量為5.6^°Brix ，感官評(píng)分為92分，優(yōu)于9組樣品中的最高分。

因此，最終得到最佳發(fā)酵條件為 A₂B₂C₁ ，即LA1063添加量 0.10U/L 、發(fā)酵溫度 41°C 、發(fā)酵時(shí)間 12h ，這一優(yōu)化條件能夠在保證菌群充分生長(zhǎng)和發(fā)酵產(chǎn)物有效產(chǎn)生的同時(shí)，使紫薯黃豆發(fā)酵液在口感和品質(zhì)上達(dá)到最佳狀態(tài)。另外由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，感官評(píng)價(jià)較優(yōu)的樣品，其滴定酸度值集中分布于 110～125^°T 區(qū)間。這一現(xiàn)象可能源于兩方面的協(xié)同作用：一方面，該酸度范圍契合人體感官愉悅閾值范圍，既能通過適度酸味激活味覺受體觸發(fā)愉悅感，又可避免酸度過高引發(fā)的黏膜刺激性；另一方面，發(fā)酵過程中乳酸菌代謝產(chǎn)生的特征性風(fēng)味物質(zhì)（如乙醛、雙乙酰）在此階段合成趨于穩(wěn)定?；诖?，在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中可將酸度作為發(fā)酵終點(diǎn)監(jiān)測(cè)參數(shù)之一。

由表5可知，菌種添加量、發(fā)酵溫度對(duì)紫薯發(fā)酵液的感官評(píng)分有極顯著影響 （Plt;0.01） ，發(fā)酵時(shí)間對(duì)其有顯著影響 （Plt;0.05） ，表明在正交實(shí)驗(yàn)選擇的因素水平范圍內(nèi)，相對(duì)于發(fā)酵時(shí)間，菌種添加量與發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵液感官評(píng)分的影響更大。

2.3發(fā)酵液風(fēng)味物質(zhì)分析

選取紫薯酶解液、紫薯發(fā)酵液、添加 20% 黃豆?jié){的紫薯黃豆發(fā)酵液，采用SBSE結(jié)合GC-MS對(duì)紫薯發(fā)酵液中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，得到的色譜圖見圖7～圖9。

Fig.8 Total ion current chromatogram of volatile substances in purple sweet potato fermentation liquid

Fig.9 Total ion curentchromatogram of volatile substances in purple sweet potato and soybeans fermentation liquid

對(duì)紫薯漿、紫薯發(fā)酵液、紫薯黃豆發(fā)酵液的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析，采用NIST2O.0譜庫(kù)進(jìn)行檢索，篩選匹配度大于 80% 的揮發(fā)性物質(zhì)，基于檢索結(jié)果，并結(jié)合現(xiàn)有參考文獻(xiàn)中的相關(guān)資料，對(duì)紫薯漿、紫薯發(fā)酵液、紫薯黃豆發(fā)酵液中檢測(cè)到的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)性的梳理和匯總，檢測(cè)結(jié)果見表6。

由表6可知，3組樣品中共檢測(cè)到90種風(fēng)味物質(zhì)，涵蓋了16種醇類、36種酯類、13種醛類等，紫薯漿、紫薯發(fā)酵液、紫薯黃豆發(fā)酵液中分別含有揮發(fā)性物質(zhì)52，44，65種。紫薯黃豆發(fā)酵液較紫薯漿增加了29種風(fēng)味物質(zhì)，其中異戊醛、異丁酸異丁酯、乙酸己酯、乙酸丁酯、反式-2-己烯醛、 .α -松油醇等具有鮮明的水果香氣，而庚酸乙酯、大馬士酮、芳樟醇等呈現(xiàn)出花香型香氣[27-29]。這些風(fēng)味物質(zhì)共同賦予了紫薯黃豆發(fā)酵液復(fù)雜多變的香氣和味道特征，顯著提升了產(chǎn)品的口感和氣味吸引力，賦予其獨(dú)特的感官體驗(yàn)。同時(shí)也可以看出通過發(fā)酵，紫薯黃豆發(fā)酵液較紫薯漿減少了16種風(fēng)味物質(zhì)，主要包括樟腦氣味的1，2，4，5-四甲苯、稍帶苦澀味的丁二酸二乙酯等使發(fā)酵液具有不良風(fēng)味的物質(zhì)。另外，被描述為有令人不愉快味道的正己醛、壬醛等物質(zhì)[30通過發(fā)酵得到了有效代謝，顯著降低了這些不良風(fēng)味物質(zhì)對(duì)紫薯發(fā)酵產(chǎn)品的影響。這一結(jié)果表明，將黃豆?jié){與紫薯漿共同發(fā)酵能顯著豐富發(fā)酵產(chǎn)品的多樣性和風(fēng)味特征，減輕不良風(fēng)味的影響。

與紫薯發(fā)酵液相比，紫薯黃豆發(fā)酵液產(chǎn)生了其他更多的揮發(fā)性物質(zhì)，共計(jì)33種，如異戊酸乙酯、辛酸乙酯、癸酸乙酯、大馬士酮等，這些物質(zhì)進(jìn)一步增加了產(chǎn)品的香氣層次，使其呈現(xiàn)出蘋果香、玫瑰香等更加豐富的香氣特征，這一發(fā)現(xiàn)充分證明了黃豆?jié){作為發(fā)酵底物添加能顯著增加發(fā)酵終點(diǎn)料液中的產(chǎn)物種類，并顯著提升其風(fēng)味和味道特征的突出性。

3結(jié)論

實(shí)驗(yàn)通過對(duì)比pH值、酸度、感官評(píng)分進(jìn)行菌種發(fā)酵條件的單因素實(shí)驗(yàn)，確定了菌種添加量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間的最優(yōu)范圍，再對(duì)其進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，最后得出紫薯發(fā)酵液的最佳發(fā)酵條件，這一優(yōu)化條件能夠在保證嗜酸乳桿菌充分生長(zhǎng)和發(fā)酵產(chǎn)物有效產(chǎn)生的同時(shí)，使紫薯發(fā)酵液在口感和品質(zhì)上達(dá)到最佳狀態(tài)，并通過GC-MS初步確定了紫薯黃豆復(fù)合發(fā)酵液中的揮發(fā)性物質(zhì)。

目前植物原料發(fā)酵制品以制備醬、醋等調(diào)味料為主，本文從開發(fā)植物發(fā)酵飲料的視角切人，深入探討了益生菌發(fā)酵技術(shù)在純植物原料制備飲料中的潛力和可能性。在實(shí)驗(yàn)過程中，主要對(duì)基礎(chǔ)的發(fā)酵工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，制備出的紫薯黃豆發(fā)酵液可通過調(diào)配制成特色紫薯發(fā)酵飲料。然而，鑒于原料淀粉含量高的特點(diǎn)，發(fā)酵飲料的穩(wěn)定性和功能特性仍需進(jìn)一步深人探究。特別是關(guān)于其抗氧化性能及主要功能組分如花色昔的含量與生物活性，尚需開展更詳盡的研究。希望通過這一系列研究，能夠推動(dòng)兼具優(yōu)異感官品質(zhì)和功能特性的植物發(fā)酵飲料產(chǎn)品的研發(fā)，同時(shí)促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步。

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