综述:大豆微生物发酵:生物活性与感官特性的协同增强

【字体: 时间:2025年08月16日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  本综述系统阐述微生物发酵对大豆制品功能特性与感官品质的协同提升机制。重点解析发酵过程中蛋白质水解生成抗氧化肽(<1 kDa)、ACE抑制肽(如IL/VF)及α-葡萄糖苷酶抑制物的生物活性,阐明β-葡萄糖苷酶介导的异黄酮糖苷转化(如S-equol)与脂代谢调控(AKT/mTORC1通路)的分子机制,同时揭示羧肽酶降解苦味肽(KP/EF)与微生物合成鲜味肽(ME/EL)的风味调控规律,为开发兼具健康功效与优良适口性的发酵大豆食品提供理论支撑。

  

微生物发酵对大豆生物活性与感官特性的协同调控

1. 引言

大豆作为全球重要膳食组分,其发酵制品在亚洲饮食中占据核心地位。微生物发酵通过复杂生化反应显著提升大豆制品的营养价值和功能特性:一方面降解胰蛋白酶抑制剂等抗营养因子,另一方面促进游离异黄酮、矿物质和维生素的富集。最新研究发现,发酵过程产生的活性物质能通过多靶点作用机制改善机体健康,同时通过风味前体物质的转化重塑感官体验。

2. 生物活性提升

2.1 抗氧化活性

发酵大豆中<1 kDa的小分子肽段(如SHECN)通过激活Keap1/Nrf2通路显著提升SOD、CAT等抗氧化酶活性。乳酸菌与米曲霉共发酵可使溶血抑制率达85.8%,同时降低MDA和ROS水平。β-葡萄糖苷酶将异黄酮糖苷转化为苷元形式,使总酚含量提升2.3倍,ABTS+清除效率提高40%。

2.2 降压功能

枯草芽孢杆菌发酵产生的二肽(IL/VF)通过疏水作用结合ACE活性中心的Phe512/Tyr523,抑制率提升至80%。发酵转化的异黄酮苷元(如染料木素)通过调控AKT/mTORC1信号通路抑制脂肪酸合成酶(FAS)表达,同时促进CPT1介导的β氧化。

2.3 抗菌特性

乳酸球菌GM005产生的含羊毛硫氨酸的细菌素对清酒乳杆菌JCM1157T具有特异性抑制。枯草芽孢杆菌E20分泌的抗菌肽FSB-AMP(HTSKALLDMLKRLGK)通过破坏细胞膜结构,对副溶血弧菌的MIC达72.5 μM。

2.4 降糖作用

米曲霉发酵黑豆的α-葡萄糖苷酶抑制活性最强(IC50 1.77 mg/mL),灵芝菌丝体发酵产物对麦芽糖酶的抑制率达55.9%。肽段SFLLR通过调节PEPCK/G6PC表达和增加阿克曼菌丰度实现血糖调控。

3. 感官品质改良

3.1 滋味优化

米曲霉固态发酵产生的鲜味增强肽(ME/EL)通过与T1R1/T1R3受体的Arg277/Ser276形成氢键,阈值低至15 mg/L。枯草芽孢杆菌ACCC 01746分泌的羧肽酶将苦味肽降解为Phe/Ala等游离氨基酸,48 h内苦味值从5降至0。

3.2 香气调控

植物乳杆菌X7021发酵8 h即可产生双乙酰(OAV>1)等奶香物质。白腐菌NX-20使己醛含量降低98.6%,同时积累苯乙醇等花果香成分。假肠膜明串珠菌NFICC99代谢产生的3-甲基丁酸赋予产品切达干酪特征风味。

4. 展望

未来需通过多组学技术解析功能肽段的体内代谢途径,开发兼具高效蛋白酶与β-葡萄糖苷酶活性的工程菌株,并建立风味物质与受体互作的定量预测模型,实现产品功能与感官的精准调控。

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