利用青豌豆罐头副产品发酵生产维生素B12强化面包：一种可持续的植物基营养强化策略

为解决植物基饮食中维生素B12缺乏及食品工业副产物浪费问题，研究人员以青豌豆罐头副产品为基质，通过Propionibacterium freudenreichii DSM 20271发酵高效合成活性维生素B12（1374–1535 ng/g DM），并成功开发出满足每日推荐摄入量的强化面包（40–70 g/天）。该研究为食品工业副产物高值化利用和营养强化提供了创新方案。

　　

研究背景与意义

全球每年约三分之一的食物被浪费，而植物基饮食的流行使得维生素B₁₂缺乏问题日益凸显——这种仅存在于动物性食物中的营养素对神经系统和造血功能至关重要。尽管藻类补充剂充斥市场，但其常含无活性的伪维生素B₁₂，误导消费者。与此同时，豆类加工产生大量富含蛋白质（24.3 g/100 g DM）和膳食纤维（33.2 g/100 g DM）的副产物，传统处理方式未能充分利用其价值。意大利米兰大学团队独辟蹊径，将青豌豆罐头副产品（含豆荚、破损种子等）转化为维生素B₁₂的生物工厂，既减少废弃物又填补营养缺口。

关键技术方法

研究采用食品级菌株Propionibacterium freudenreichii DSM 20271（源自奶酪，全基因组测序），通过优化发酵条件（15%副产物浓度、pH 6.0、70°C巴氏杀菌20分钟、微需氧振荡）实现高效合成。利用UHPLC定量活性维生素B₁₂，HPLC分析有机酸和酚类物质，并通过质构仪和色差计评估面包品质。工业副产物来自意大利Casalasco公司产线，经干燥粉碎后用于发酵和面包制作（添加量15–20%）。

研究结果

3.1 副产物特性

青豌豆副产品含24.3%蛋白质和33.2%膳食纤维，与豆荚（10.8–13.4%蛋白）和子叶（14–31%蛋白）组分相符，证实其作为发酵基质的营养潜力。

3.2 发酵工艺优化

初始试验显示天然低pH（5.12）抑制菌株生长，调整至pH 6.0后维生素B₁₂产量提升92%。引入巴氏杀菌有效控制杂菌（肠杆菌降至未检出），最终在微需氧条件下获得1535 ng/g DM的维生素B₁₂，远超小麦麸皮发酵产物（平均301 ng/g DM）。

3.3 面包强化效果

20%添加量的强化面包含52.3 ng/g FM维生素B₁₂，烘焙后保留率>95%。每日食用40–70 g即可满足成人推荐摄入量（2.4 μg），且比容仅降低7%（2.73 vs 2.94 mL/g），硬度增加26%（17.8 vs 14.1 N），感官评价未发现明显异味。

3.5 酚类物质变化

发酵未显著改变酚类组成，但副产物添加使面包结合型对香豆酸含量提升，可能增强抗氧化活性。

结论与展望

该研究首次实现工业级豆类副产物的维生素B₁₂生物强化，突破传统发酵基质的限制。通过精准控制氧气供给和pH，确保活性维生素占主导（伪维生素<3%）。研究成果发表于《Future Foods》，为循环生物经济提供范例——既减少8.7%的豆类加工损耗，又解决12%素食人群的营养风险。未来需优化感官特性，并探索其他菌株（如乳酸菌共培养）对酚类物质生物利用度的提升作用。