低聚糖协同瑞士乳杆菌发酵对澄清/浑浊猕猴桃汁功能特性及风味物质的影响机制研究

本研究针对植物基功能饮料开发需求，通过瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)发酵添加FOS/GOS/IMO的澄清与浑浊猕猴桃汁，发现低聚糖可减少单糖消耗、提升膳食纤维利用率，其中FOS强化浑浊汁总黄酮(694.78 mg RE/L)与抗菌效果，GOS增强澄清汁α-淀粉酶抑制活性(68.22%)，IMO提升抗氧化能力，为开发兼具益生与风味特性的新型果汁提供理论依据。

　　

随着乳糖不耐受人群增加和素食主义兴起，植物基功能饮料市场快速增长。猕猴桃作为中国原产的高营养价值水果，富含维生素C、膳食纤维和酚类物质，但其发酵果汁研究多集中于澄清型，对保留更多活性成分的浑浊型果汁关注不足。同时，如何通过益生菌-益生元协同作用提升果汁功能特性仍是行业技术难点。

西北农林科技大学食品科学与工程学院的研究团队在《Food Chemistry》发表研究，首次系统比较了瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)发酵下，添加三种低聚糖（ fructooligosaccharides/FOS、galactooligosaccharides/GOS、isomaltooligosaccharides/IMO）对澄清与浑浊猕猴桃汁理化特性、生物活性及风味的影响。研究通过监测菌落生长动态、分析膳食纤维与单糖代谢变化，结合抗氧化能力(DPPH/ABTS法)、α-淀粉酶抑制实验、病原菌抑制试验(针对单核细胞增生李斯特菌Listeria monocytogenes等4种)及GC-MS风味物质检测，揭示了低聚糖类型与果汁形态的交互作用机制。

Lactobacillus培养与果汁发酵
采用MRS培养基扩增瑞士乳杆菌76(Lh 76)，接种至添加1%低聚糖的徐香猕猴桃(Actinidia deliciosa cv. Xuxiang)汁，37°C发酵48小时。通过离心分离获得澄清/浑浊果汁，测定基础理化指标。

菌落计数与理化指标
数据显示，浑浊果汁中IMO组菌落数最高(9.2 log CFU/mL)，显著高于澄清汁。低聚糖补充组葡萄糖/果糖消耗量降低30-45%，同时促进膳食纤维降解，尤以GOS组最显著。

生物活性物质变化
FOS使浑浊汁总黄酮达694.78 mg RE/L，较对照组提升2.1倍；总类胡萝卜素在FOS浑浊汁中最高(0.048 mg/L)。IMO组ABTS自由基清除率提高37%，与总酚含量呈强正相关(r=0.82)。

功能特性分析
GOS澄清汁展现最强α-淀粉酶抑制活性(68.22%)，与总生物碱含量显著相关(r=0.79)。FOS对4种致病菌抑制率超90%，其中对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)抑菌圈直径达18.3 mm。

挥发性物质特征
低聚糖促进酮类物质生成，2,3-丁二酮(2,3-butanedione)和3-羟基-2-丁酮(3-hydroxy-2-butanone)占总挥发性成分51%-63%，赋予发酵汁典型奶油香气。

该研究创新性证明：1）浑浊果汁因保留更多膳食纤维和酚类，在低聚糖协同发酵下更利于活性物质积累；2）低聚糖类型特异性影响功能特性——FOS强化抗菌、GOS促进降糖、IMO提升抗氧化；3）挥发性物质谱与低聚糖代谢路径密切相关。研究成果为精准设计植物基益生饮料提供了重要技术路径，对功能性食品开发具有指导价值。