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产尿石素A的发酵乳杆菌FUA033发酵显著提升草莓汁感官品质与抗氧化活性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:Food Chemistry: X 6.5
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研究人员针对草莓汁中多酚生物利用度低和风味单一的问题,采用产尿石素A(Uro-A)的Limosilactobacillus fermentum FUA033菌株进行发酵研究。通过HS-SPME-GC–MS和UPLC-MS技术证实,发酵显著提升总酚(163.13 mg GAE/100 mL)和总黄酮(83.32 mg QE/100 mL)含量,Uro-A产量达10.27 μM,DPPH自由基清除率提升至79.33%。感官评价显示发酵汁酸度与厚重感增强,整体接受度提高。该研究为功能性果汁开发提供了新策略。
随着健康饮食理念的普及,富含多酚的草莓汁因其抗氧化潜力备受关注。然而,草莓中关键活性成分鞣花酸(EA)存在生物利用度低、肠道代谢个体差异大等瓶颈,且传统化学合成Uro-A存在有机溶剂残留问题。针对这些挑战,江苏海洋大学(原淮海工学院)的研究团队在《Food Chemistry: X》发表研究,创新性地采用人源分离菌株L. fermentum FUA033发酵草莓汁,系统评估其对果汁理化特性、生物活性及感官品质的影响。
研究采用UPLC-MS定量Uro-A,HS-SPME-GC–MS分析挥发性有机物(VOCs),结合DPPH/ABTS+/羟基自由基清除实验评价抗氧化活性,并通过10人专业品评小组进行定量描述性感官分析。
4.1 发酵过程的理化特性
48小时发酵使pH从3.72降至3.31,菌落数达8.25 log CFU/mL。酸性环境促进结合态酚类释放,总酚含量提升5.2倍,可溶性糖降低32.54%,为微生物代谢提供底物。
4.2 植物化学成分变化
UPLC检测发现发酵后新出现芒果苷酸、阿魏酸等9种酚酸,柑橘酸含量显著增加。黄酮苷水解导致游离黄酮增加62.9%,证实菌株的糖苷酶活性。
4.3 抗氧化活性提升
DPPH清除率提升47.7%,羟基自由基清除率达91%。相关性分析表明抗氧化增强与酚酸谱改变(如没食子酸新增)密切相关。
4.4 Uro-A生物转化
通过BEH C18柱分离,QToF UPLC-MS检测到10.27 μM Uro-A,证实菌株具备完整的EA代谢途径(涉及乳糖酶、脱羧酶和3种脱羟基酶)。
4.5-4.6 风味物质重构
GC-MS鉴定94种VOCs,酯类增加17.02%,(E)-2-己烯醛OAV达766.54赋予青草香。二烯丙基硫醚(OAV 4.33)的检出提示菌株存在硫氨基酸代谢新途径。
4.7 感官品质优化
感官雷达图显示发酵汁酸度评分提升2.3倍,厚重感增加40%,整体接受度提高1.8倍,证实风味复杂性与功能性的协同提升。
该研究首次实现草莓汁中Uro-A的微生物原位合成,突破肠道代谢限制。发酵工艺使抗氧化活性与感官品质同步优化,为开发"肠道菌群友好型"功能饮料提供新范式。菌株FUA033的专利保藏号CGMCC 28447显示其工业化潜力,而pH-菌量动态模型为工艺控制提供理论依据。研究结果对促进农产品高值化利用和精准营养产品开发具有双重意义。
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