综述:植物基酸奶体系:从发酵性到品质与生物活性的机理关联

《Food Chemistry》:Plant-based yogurt systems: Mechanistic links from fermentability to quality and bioactivity

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月13日 来源:Food Chemistry 10.4

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   •植物基质组成决定了发酵特性和酸化行为。•发酵剂兼容性和加工历史影响凝胶网络的形成。•抗营养因子和蛋白质-多酚结合影响消化率和生物活性。•结构-功能关联解释了植物基酸奶之间的质量差异。•基于机理性框架支持基质适配型植物基酸奶的设计。引言植物基酸奶替代品引起了越来越多的关注,因

  
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    植物基质组成决定了发酵特性和酸化行为。
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    发酵剂兼容性和加工历史影响凝胶网络的形成。
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    抗营养因子和蛋白质-多酚结合影响消化率和生物活性。
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    结构-功能关联解释了植物基酸奶之间的质量差异。
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    基于机理性框架支持基质适配型植物基酸奶的设计。

引言

植物基酸奶替代品引起了越来越多的关注,因为它们将发酵食品的吸引力与传统酸奶消费模式的兼容性相结合。它们对于乳糖不耐受或牛奶蛋白过敏的消费者也具有意义(Anitha & Manivannan, 2025;Jing, Hong, Xiaoli, Ning, & Jiajia, 2022)。然而,与乳制品酸奶不同,植物基体系并不共享共同的组成模板。可发酵碳水化合物的可用性、缓冲能力、蛋白质结构、膳食纤维/多糖组成、离子背景和原生微生物群落的差异,使得酸化动力学、凝胶形成、水分迁移和风味发展表现出强烈的基质依赖性(Grasso, Alonso-Miravalles, & O'Mahony, 2020;Harper, Dobson, Morris, & Moggré, 2022;Part et al., 2023;Wang et al., 2023)。
尽管终点pH作为质量预测指标的局限性已被认识到,但实际挑战在于确定为什么酸化在不同植物基质中能够或不能转化为连续的凝胶网络。因此,在本综述中,终点pH仅作为讨论酸化-结构耦合的切入点,而非本身提出新的论断。我们强调决定这种耦合的上游变量,包括可发酵底物的可用性、缓冲能力、发酵剂-基质兼容性、加工诱导的蛋白质变性、粒径减小以及蛋白质-多糖或淀粉的共结构形成(Boeck et al., 2022;Boeck, Zannini, Sahin, Bez, & Arendt, 2021;Grasso et al., 2020;Harper et al., 2022;Part et al., 2023;Shin, Kim, & Baik, 2021)。在大豆酸奶中,均质工艺路线显著改变了质地特性(Mei, Feng, & Li, 2017),而含有亲水胶体的商业产品通常表现出优越的持水性,突显了复合结构化策略对于稳定性和口感的重要性(Grasso et al., 2020)。风味仍然是额外的障碍:预处理可以重塑挥发性物质的形成(Zhang et al., 2025),β-葡聚糖辅助配方可以改善感官感知(Zhao et al., 2023),冷藏储存仍可能降低愉悦香气并增加不良气味(Karaca et al., 2025)。因此,本节的目的是不是重申仅凭pH不足以评价质量,而是利用这一已确立的观察结果来框定植物基质将酸化转化为质地、稳定性和感官质量的机制。
与此同时,配方和加工也可以影响无乳和含乳酸奶体系中功能性化合物及其相关生物活性。添加水果、蛋白质强化、发芽和以美拉德反应辅助的加工已证实与无乳基质中酚类或异黄酮相关分数和抗氧化活性的增强有关(Anjum, Islam, Roy, & Mahomud, 2025;Demir, Aydemir, ?zel, Koca, & ?im?ek Aslano?lu, 2023;Ujiroghene et al., 2019;Zhang et al., 2025),而乳制品酸奶中的植物强化也可以改善抗氧化性能或血管紧张素转化酶(ACE)抑制活性(Abdullah et al., 2023;Anuyahong, Chusak, & Adisakwattana, 2020;Baruk?i? et al., 2022)。然而,这些响应仍然强烈依赖于基质和检测方法,应被解释为互补的质量维度,而非产品优越性的独立指标。
近期的综述总结了植物基酸奶开发的重要进展,包括凝固型植物基酸奶凝胶的形成机制(Yin, Li, Zhu, & Zhang, 2024)、乳制品和植物基酸奶体系中的微生物安全性、质量、功能性、感官评价和消费者认知(Xiaojun Wang et al., 2025),以及新兴原料、生物功能性、稳定性和可持续性视角(Dhar et al., 2025)。然而,这些进展也突显了尚未解决的问题:为什么相似的终点pH值不一定产生可比较的凝胶强度或持水性,为什么在乳制品基质中表现良好的发酵剂可能无法适应植物底物,以及为什么体外生物活性的改善并不总是表明更高的营养或生理相关性。因此,本综述的独特贡献在于超越对以往研究的简单总结,通过识别限制可预测产品设计的机制性瓶颈。如图1所示,本综述使用组成-加工-微结构-质量-生物活性框架来考察可发酵底物、缓冲能力、发酵剂-基质兼容性、加工诱导的结构变化、蛋白质-多糖和蛋白质-多酚相互作用以及生物活性化合物的转化如何共同决定酸化、凝胶化、质地、感官质量、消化率和功能性评价。这一视角使得近期进展、未解决的挑战和未来方向能够作为关联的设计问题而非独立的质量属性进行讨论。

章节摘要

原料与可发酵性

图2总结了用于植物基和植物强化酸奶体系的代表性植物原料。植物基酸奶替代品的可发酵性由以下因素共同决定:(i) 生物可利用碳源和氮源的供给,(ii) 缓冲能力,以及(iii) 加工驱动的微结构和底物可及性。与乳制品基质相比,植物基通常缺乏乳糖作为高效的发酵糖,并且在糖谱和蛋白质方面存在广泛差异

无乳植物基体系:配方设定"酸化上限",储存决定酸化后表现

豆类基质通常因可发酵碳水化合物有限而表现出受限制的酸化,而供给可代谢底物(如糖类/益生元)并改善蛋白质功能性可显著增强产酸。在扁豆蛋白分离物(LPI)体系中,发酵剂表现出不同的酸化表型,导致终点pH和总酸度(TTA)存在显著差异(例如,MP070产生的pH更低、TTA更高,优于FST 6.1)(Boeck et al., 2022)。当LPI

结构-功能关系:凝胶网络形成、水分稳定性和质地/流变学

植物基酸奶(及植物强化乳制品酸奶)的最终质量取决于发酵和配方能否构建连续的、承载性的凝胶网络,以固定乳清、抑制析水/收缩,并提供类似乳制品的口感。重要的是,即使在相似的终点pH下,不同的基底和工艺也可以产生明显不同的持水性(WHC)、硬度和粘度,反映出蛋白质聚集途径的差异,

质量与感官

植物基酸奶(及植物强化乳制品酸奶)的感官表现通常由三条耦合路径决定:(i) 风味化学(愉悦香气与不良风味化合物之间的平衡),(ii) 口腔质地(顺滑度、颗粒感、浓稠度),以及(iii) 视觉线索(颜色和均匀度塑造期望和接受度)。总体而言,证据表明,仅增强酸化并不能保证更高的喜好度;同时提供

功能性化合物与生物活性

除感官表现外,配方和加工还可能改变发酵过程中功能性化合物的丰度、可及性和转化,从而影响无乳和含乳酸奶体系中的抗氧化能力和其他已报道的生物活性。这一互补维度在以下章节中讨论,并在表2中总结。
酸奶类体系中的生物活性数据首先应根据证据水平进行解读。化学

结论与未来展望

本综述强调,植物基酸奶的开发应通过组成-加工-微结构-质量-生物活性框架来理解,而非通过孤立的质量指标。近期的进展阐明了原料组成、发酵剂-基质兼容性、发酵动力学、加工诱导的结构修饰、凝胶网络形成、感官设计和生物活性化合物转化等方面的作用。然而,一个核心挑战仍然存在:终点pH,

CRediT作者贡献声明

杨静:撰写——综述与编辑,监督,项目管理,获取资金,概念化。张临清:撰写——原稿撰写,调查。旷映蓉:撰写——原稿撰写。吴思雨:撰写——原稿撰写。黄慧:撰写——原稿撰写。宋佳佳:撰写——综述与编辑。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

本研究得到重庆市自然科学基金(资助编号:CSTB2024NSCQ-MSX0745)和重庆市研究生科技创新项目(CYS25623)的支持。
杨静 | 张临清 | 旷映蓉 | 吴思雨 | 黄慧 | 宋佳佳
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