基于开心果提取物的发酵饮料开发：功能成分对克菲尔生长及微生物代谢的影响

为应对植物基功能性食品的市场需求，研究团队创新性地以水溶性开心果提取物(WSVP)为基质，通过Plackett-Burman实验设计优化克菲尔发酵工艺。结果表明蔗糖/可可蜜混合物与南瓜籽蛋白显著促进克菲尔菌体生长（生物量提升309%）及代谢物生成（乳酸0.96 g/100 mL，乙醇1.60 g/100 mL），而抹茶因高儿茶素含量产生抑制作用。1 H NMR代谢组学鉴定出23种生物活性物质，体外消化实验证实乳酸菌(LAB)与酵母菌存活率及抗氧化活性保持良好，为开发兼具营养与功能特性的植物基发酵饮品提供了新范式。

　　

随着全球素食主义浪潮兴起，植物基食品市场正以每年8%的速度扩张，但传统乳制品替代品在营养与功能性上仍存在短板。开心果（Pistacia vera）作为富含蛋白质（21%）与多酚的超级食材，其水溶性提取物(WSVP)的发酵潜力尚未被充分挖掘。与此同时，克菲尔（kefir）这种由乳酸菌(LAB)、醋酸菌(AAB)和酵母组成的共生体系，虽能产生益生菌代谢物，但其在植物基质中的适配性仍是技术难点。

针对这一挑战，由巴西国家科学技术发展委员会(CNPq)等机构资助的研究团队在《Food Bioscience》发表创新成果。研究采用Plackett-Burman实验设计，系统评估蔗糖/可可蜜混合物、氯化钙、菊粉等六种功能成分对WSVP发酵体系的影响，通过¹
H NMR代谢组学、体外消化模型等技术手段，首次实现开心果基质的高效微生物转化。

关键实验方法
研究分两阶段进行：1）采用Plackett-Burman设计筛选六种功能成分（变量范围未公开）对8项发酵参数的影响；2）通过核磁共振(¹
H NMR)鉴定代谢物，结合体外模拟消化评估微生物存活率与抗氧化活性。所有实验均设置生物学重复。

研究结果

1. 材料与方法优化
   蔗糖/可可蜜混合物与南瓜籽蛋白展现出协同效应：前者提供碳源促进克菲尔菌体309%的生物量增长，后者凭借66.54%的蛋白含量增强体系稳定性。而抹茶因含表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等抑制性多酚，使菌体生长降低27%。

2. 代谢特征解析
   ¹
   H NMR检测到23种代谢物，包括短链脂肪酸(SCFAs)、γ-氨基丁酸(GABA)等。发酵后抗氧化活性提升42%，归因于酚酸类物质的微生物转化。

3. 消化耐受性验证
   模拟胃肠环境显示：乳酸菌存活率达10⁷
   CFU/mL，DPPH自由基清除率在肠相仍保持68%，证实该饮料兼具益生功能与抗氧化持续性。

结论与意义
该研究开创性地证明WSVP可作为克菲尔发酵的理想基质，其优化配方实现：1）菌体生长效率超越传统乳基质；2）产生0.96 g/100 mL乳酸与1.60 g/100 mL乙醇的均衡代谢谱；3）终产品pH 4.47符合食品安全标准。作者团队特别指出，使用可可蜜（可可加工副产物）既降低生产成本，又符合循环经济理念。这项技术为开发第三代植物基发酵食品提供了模板，其代谢组学数据库对指导功能性成分配伍具有重要参考价值。