乳酸菌发酵对芜菁理化特性、挥发性有机物及体外消化特性的影响研究

本研究针对芜菁长期储存困难及功能活性提升需求，通过接种不同乳酸菌（LAB）发酵，系统分析了其对芜菁理化性质、酚类物质、挥发性有机物（VOCs）及体外消化特性的影响。研究发现，发酵显著提升芜菁降血脂、降血糖及抗氧化活性，增加槲皮素、异鼠李素含量，并优化风味物质组成。该研究为功能性发酵蔬菜开发提供理论依据，成果发表于《Food Bioscience》。

　　

芜菁（Brassica rapa L.）作为十字花科植物，既是传统蔬菜，也被用于治疗咳嗽、水肿等疾病。其富含酚类、硫代葡萄糖苷（GLS）等活性成分，但因高水分和中性pH特性难以长期储存。乳酸菌（LAB）发酵被证明可提升蔬菜营养价值和保质期，但芜菁发酵后功能活性与消化特性的变化机制尚不明确。

石河子大学研究人员通过接种Lactobacillus rhamnosus CICC6154等菌株发酵芜菁，结合体外模拟消化模型，系统评估了发酵对理化指标、有机酸、酚类物质、挥发性有机物（VOCs）及消化稳定性的影响。研究采用高效液相色谱（HPLC）分析酚类组成，气相色谱-质谱联用（GC-MS）检测VOCs，并通过α-葡萄糖苷酶抑制实验、胰脂肪酶活性测定及抗氧化实验（如DPPH自由基清除）评价功能活性。

材料与方法
实验使用市售芜菁，以3-辛醇为内标，通过LAB发酵后测定总酸度（TA）、总可溶性糖（TSC）等理化指标。酚类物质采用甲醇提取后HPLC定量，VOCs通过固相微萃取-GC/MS分析。体外消化模拟口腔、胃、肠三阶段，评估酚类保留率。

研究结果

1. 理化性质变化：发酵显著提升TA（最高达8.02 g/L），降低TSC，L. rhamnosus组表现出最高生物活性，但乙酸和酒石酸增加可能影响风味。
2. 酚类与有机酸：未发酵芜菁以反式阿魏酸为主，发酵后槲皮素、异鼠李素含量显著增加，奎宁酸和苹果酸同步上升。
3. 风味物质：发酵减少含硫VOCs（如异硫氰酸酯），增加酯类和醇类，改善整体风味。
4. 体外消化：发酵降低模拟消化中槲皮素和山奈酚的损失率，提升生物利用度。

结论与意义
该研究证实LAB发酵通过调控有机酸代谢和酚类转化，显著增强芜菁的降血糖（α-glucosidase抑制）、降血脂（pancreatic lipase抑制）及抗氧化功能，同时优化风味。菌株特异性效应为功能性发酵蔬菜开发提供靶向策略，尤其对新疆特色农产品加工具有实践指导价值。研究首次揭示发酵对芜菁消化稳定性的积极影响，为药食同源资源的高值化利用奠定科学基础。