乳酸菌辅助发酵玉竹米糕的品质特性与消化特性研究

《Food Research International》：Insights into quality attributes and digestive properties of Lactobacillus-assisted fermented Polygonatum cyrtonema rice cake

　　

• •
  L. plantarum P5改善了黄精富集发酵米糕（FRCs）的发酵性能。
• •
  L. plantarum P5辅助发酵减少了黄精富集FRCs中的异味。
• •
  PCL组表现出较慢的水分迁移，延缓了淀粉回生。
• •
  PCL组主要形成了V型复合物，降低了淀粉消化性。

引言

米基产品因其低致敏性而受到重视，特别适合麸质不耐受人群。在这些产品中，发酵米糕（FRC）因其柔软的质构、易于消化和独特的风味而被广泛食用。FRC的制作过程包括浸泡、磨浆、发酵和蒸制。在加工过程中，淀粉颗粒经历膨胀和糊化，随后发生回生，最终形成凝胶网络（Jang等，2019）。尽管这些过程有助于形成柔软理想的质构，但它们也破坏了淀粉的晶体结构，使其更容易被酶解消化，从而导致较高的血糖指数（GI）。食用后，糊化淀粉的快速水解可能导致血糖水平急剧升高，从而增加2型糖尿病的风险（Aguiar等，2023）。此外，作为一种高淀粉含量的食品，FRC在生产和储存过程中容易发生回生，这对其质构和感官品质产生不利影响。总之，这些局限性降低了FRCs作为健康主食的适用性。添加天然生物活性成分可能有效减缓淀粉类食品中的淀粉消化并抑制回生（Xiong等，2024）。

Polygonatum，百合科多年生草本植物，广泛分布于亚洲和欧洲（Wang等，2022）。根据根茎形态，Polygonatum通常分为三个主要物种，包括Polygonatum cyrtonema（PC）、Polygonatum sibiricum和Polygonatum kingianum。PC的根茎含有丰富的生物活性化合物，包括多糖、黄酮类和甾体皂苷，赋予其较高的营养和功能性价值（Wu等，2025）。在这些成分中，P. cyrtonema多糖（PCPs）含量最丰富，主要由龙舌兰型菊粉组成（Si等，2025）。PCPs与一系列健康益处相关，如降血糖、抗疲劳、抗衰老、降脂和免疫调节作用（Li等，2022；Yang等，2023；Yu等，2024）。因此，在米基食品中添加PC可能增强其功能特性。这些改善可能部分归因于PCPs。既往研究表明，PCPs可以减缓淀粉消化，从而降低面条的GI（Xiong等，2024）。此外，PC抑制淀粉回生，从而改善储存稳定性并延长米糕的保质期（Zheng等，2024）。此外，添加PC可改善饼干的外观、质构和感官特性（Xiong等，2023）。这些发现表明，PC在改善淀粉类食品质量方面具有巨大潜力。然而，其在发酵米基产品中的应用仍然很大程度上尚未被探索。

PC在FRCs中的应用面临一些挑战。PC具有强烈的不良原料风味，主要来源于包括醛类和酮类在内的挥发性风味化合物（Mittermeier-Kle?inger等，2021）。因此，直接将其掺入FRCs可能对风味和消费者接受度产生负面影响。此外，FRCs的松软质构主要依赖于发酵，在此期间根霉产生淀粉酶水解淀粉，酵母随后代谢释放的糖类以产生气体（Feng等，2021）。然而，酵母无法直接利用PCPs，这可能限制产气量并损害FRCs的质构特性。目前，乳酸菌（LAB）常用于改善发酵产品的品质。值得注意的是，LAB可有效降解挥发性化合物以改善植物源性材料的风味。LAB发酵可将包括己醛、丁醛和壬醛在内的不良风味化合物减少高达83%，表明其具有减轻与PC相关的不良草本异味的潜力（El Youssef等，2020）。重要的是，LAB菌株产生大量降解PCPs的酶，从而为酵母生长提供额外的碳源，而酵母反过来提供维生素和氨基酸以支持LAB的增殖（Sieuwerts等，2018）。因此，LAB辅助发酵可能提供了一种新策略，以同时减轻PC富集FRCs中的不良异味并改善产气量。

为了成功将PC引入FRCs中，本研究采用LAB辅助发酵策略来克服这些挑战。筛选了四种LAB菌株以评估其促进酵母生长的能力，并将最优菌株应用于制备PC富集FRCs。随后，系统研究了所得FRCs的品质特性和消化特性，包括比体积（SV）、质构特性、风味特征、感官特性和体外淀粉消化。进一步阐明了改善产品品质和降低淀粉消化性的潜在机制。总体而言，本研究证明LAB辅助发酵是开发具有理想感官质量和延缓淀粉消化特性的PC富集FRCs的一种有前景的方法。

章节摘要

材料

新鲜的多花黄精（P. cyrtonema）根茎采集于中国湖南省新化县。新鲜根茎经本实验室测定，含有17.39%的多糖、0.31%的黄酮类和4.50%的皂苷（Jiang等，2026）。根茎经过清洗、切片，并在60°C下翻动干燥。干燥样品在粉碎机中研磨，并通过100目筛制备PC粉末。糯米粉和粳米粉购自芜湖

LAB菌株筛选及添加量优化

为了克服传统发酵的局限性，开发了一种结合酵母和LAB的混合发酵系统用于FRC的生产。由于酵母活性显著影响发酵产品的质构，首先研究了四种LAB菌株对酵母生长的影响。如图1A所示，发酵48小时后，L. plantarum P5与对照组相比显著促进了酵母生长（p < 0.05），而L. pentosus P7、L. buchneri 28–1和L.

结论

本研究通过引入L. plantarum P5成功将PC纳入FRCs中，并评估了PC富集FRCs的品质特性和淀粉消化性。结果表明，L. plantarum P5增加了发酵糯米的TSS。这表明P5辅助发酵促进了PCPs的溶解和降解，从而为酵母生长提供了可利用的碳源，并为风味形成提供了前体物质。因此，PCL组表现出更大的SV，

CRediT作者贡献声明

Jihui Gao：撰写—初稿、调查研究、数据整理。Tian Zheng：方法论、调查研究。Yuyang Shi：形式分析、数据整理。Lei Jiang：可视化。Lei Huang：调查研究。Bingsheng Qiu：调查研究。Yongxin Li：撰写—审阅与编辑、监督指导。Gang Chen：监督指导。Jinping Si：撰写—审阅与编辑、资源获取。Huqing Yang：撰写—审阅与编辑、概念化。Shangbin Bai：撰写—审阅与编辑。

利益冲突声明

作者声明他们没有任何已知的竞争性经济利益或个人关系可能会影响本文所报告的工作。

致谢

本工作得到浙江省大学生创新训练计划（编号：S202510341040）的资助。

Jihui Gao|Tian Zheng|Yuyang Shi|Lei Jiang|Lei Huang|Bingsheng Qiu|Yongxin Li|Gang Chen|Jinping Si|Huqing Yang|Shangbin Bai