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提升豆奶发酵品质的创新菌种:蒙古源Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus M-58通过代谢调控降低豆腥味并富集果香
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月17日 来源:LWT 6.0
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针对豆奶发酵中豆腥味重、稳定性差等问题,内蒙古农业大学团队筛选出蒙古传统发酵牦牛乳源Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus(L. bulgaricus)M-58菌株。研究发现,该菌株发酵豆奶的TURBISCAN稳定性指数(TSI)较商业菌种904-vege降低21%,关键豆腥味物质(如己醛、苯乙醛)减少76%,同时提升果香挥发物(如苯乙醇、苯乙酮)含量,并显著降解难消化寡糖(棉子糖、水苏糖)。该成果为植物基发酵食品开发提供了优质本土菌种资源。
豆奶作为传统植物蛋白饮品,富含优质蛋白、不饱和脂肪酸和异黄酮等活性成分,但因固有豆腥味和稳定性问题制约其市场接受度。豆腥味主要源于脂氧合酶催化亚油酸(linoleic acid)和亚麻酸(linolenic acid)氧化生成的己醛(hexanal)等挥发性醛类,而发酵过程中凝胶结构松散易导致乳清析出。当前商业发酵剂(如904-vege)对风味改良效果有限,且中国本土优质发酵菌种资源亟待开发。
针对这一现状,内蒙古农业大学乳酸菌种资源库的研究团队从蒙古库苏古尔省传统发酵酸牦牛乳中分离获得Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus(L. bulgaricus)M-58菌株,系统评估了其对豆奶发酵品质的提升作用。研究发现,该菌株不仅能显著改善产品质构,还可通过代谢重编程降低不良风味物质,相关成果发表于食品科学领域期刊《LWT》。
研究采用TURBISCAN稳定性分析仪测定胶体稳定性,通过流变激光仪(Rheolaser? Master)监测弹性指数(EI)、宏观粘度指数(MVI)等参数,结合GC-MS/LC-MS双平台代谢组学分析挥发性/非挥发性代谢物变化,并测定持水性、粘度等理化指标。
3.1 发酵稳定性分析
L. bulgaricus M-58发酵豆奶的TSI值较904-vege组降低15%,背向散射光强度变化率仅11%(对照组9%),表明其形成的蛋白聚集体尺寸更均匀。微观流变显示,M-58组固体-液体平衡值(SLB)在8小时发酵后稳定在0.17,呈现典型弹性凝胶特征,而商业菌种SLB值波动显著(0.2),证实本土菌株能构建更稳定的三维网络结构。
3.2 贮藏品质变化
21天冷藏期间,M-58组持水性始终高于对照组(P<0.05),第14天达峰值88.5%。尽管其活菌数(8.7 log CFU/mL)略低于904-vege(9.2 log CFU/mL),但较低的滴定酸度(43°T vs 48°T)延缓了后酸化导致的凝胶解体。质构分析显示,M-58组硬度(21.5 g)和粘性指数(8.81 g·s)虽略低,但 cohesion(内聚性)无显著差异,说明其能平衡口感与结构稳定性。
3.5 挥发性代谢组特征
GC-MS鉴定出337种挥发性物质,M-58组使关键豆腥味标志物己醛、E-1-甲氧基-4-己烯含量降低76%,同时促进果香物质积累:苯乙醇(玫瑰香)提升2.1倍,苯乙酮(柑橘香)增加1.8倍,3-甲基-1-丁醇乙酸酯(菠萝香)升高3.2倍。OPLS-DA分析揭示苯丙氨酸代谢通路(VIP>1.5)被显著激活,苯乙醛向苯乙醇的转化是风味改善的关键节点。
3.8 非挥发性代谢调控
LC-MS检测到M-58组琥珀酸(succinic acid)含量激增76%,该物质可通过掩蔽效应降低豆腥味感知。营养学分析显示,难消化寡糖水苏糖(stachyose)降解率达64%,核黄素(riboflavin)生物合成增加19%。值得注意的是,过敏原β-伴大豆球蛋白(β-conglycinin)水解肽段减少,提示发酵可能降低致敏风险。
结论与展望
该研究证实L. bulgaricus M-58通过三重机制提升豆奶品质:① 蛋白酶/脂肪酶协同作用分解大分子过敏原和风味前体;② 代谢通路重编程(苯丙氨酸/甘油酯代谢)促进风味物质转化;③ 胞外多糖分泌增强凝胶持水性。其工业应用潜力体现在:为植物基酸奶提供免添加的质构改良方案,通过生物发酵替代化学掩蔽剂改善风味,且符合清洁标签趋势。未来研究需聚焦动态发酵代谢图谱绘制,并探索与Streptococcus thermophilus的共生发酵效应,以进一步优化工艺参数。
这项源自中国本土微生物资源的研究,不仅为传统发酵食品现代化提供了科学范本,更彰显了民族地区特色生物资源在食品工业转型升级中的战略价值。
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