不同乳酸菌发酵豆乳的研究进展

李程程

（文山学院 化学与工程学院，云南 文山 663000）

发酵是豆乳保藏的一种新方法，发酵后豆乳的风味和质构都发生了一些良性变化[1]。豆乳发酵后，对人类的健康有很大的益处[2-3]。豆乳含有丰富的营养成分和功能性成分[4]，且不含胆固醇和乳糖，是乳糖不耐症和高血压患者的良好选择，乳酸菌发酵豆乳可保留豆乳中原有的功能性成分。另外，在中国，大豆相对于牛乳更易获得、更为廉价，因此极大程度的降低了生产成本。目前，干酪乳杆菌[2-9]等乳酸菌都已经被证明在豆乳中具有良好的生长状况。

发酵豆乳在国外广受消费者的喜爱，不仅有相关食品，还有发酵豆乳化妆品等。但在国内，乳酸菌发酵豆乳只限于实验室研究阶段，还未应用到工业生产。这也与人们的饮食习惯和科学技术的发展密切相关。因此，大力开发研究发酵豆乳具有一定的现实意义。

1 发酵豆乳的营养与功能特性

1.1 发酵豆乳的营养价值

豆乳经乳酸菌发酵既保留了豆乳的营养成分，同时乳酸菌可以分解棉籽糖、水苏糖等碳水化合物，减少胀气因子的存在。有文献报道，单菌株发酵豆乳可以使水苏糖和棉籽糖含量降低35.6%～40.2%[10]；采用混合菌株发酵水苏糖和棉籽糖含量分别降低50.7%～68.3%和33.1%～43.7%[11]；豆乳经发酵，蛋白被降解为小分子物质，更容易被人体吸收；乳酸菌产生的有机酸可以提高人体对钙、磷、铁的吸收利用[12]；乳酸菌还可以促进人体对大豆异黄酮的吸收[13]；乳酸菌进入肠道后，能够定植并大量繁殖，还可以抑制病原菌和有害人体健康的细菌的生长繁殖，从而起到预防感染，维持肠内菌群平衡的作用；还能够促进酶的分泌以及肠道的蠕动，促进食物的消化吸收以及预防便秘的发生。总之，乳酸菌的加入，在一定程度上促进了人体的新陈代谢[14]。

1.2 发酵豆乳的保健功能

豆乳经过乳酸菌发酵能够产生一些生理活性物质[3，7-9，15-17]如有机酸，胞外多糖（extracellular polysaccharide，EPS），游离的大豆异黄酮等功能性成分，调节机体生理功能，预防各种疾病的发生；可以起到改善肠道微生态平衡的作用，产生的代谢产物如有机酸，细菌素等可以抑制有害微生物，产生的低聚糖等物质能够促进有益微生物的生长[17-19]；饮用乳酸菌发酵豆乳可以有效帮助降低人体胆固醇含量[20]。大量研究都已证明，20世纪70年代，MANN G V等[21]对大量饮用酸乳及其他发酵乳制品的非洲Massai人的血清胆固醇进行了研究，发现这里的人们血清里的胆固醇含量比普通人要低。之后科学家们又对新生儿[22]及习惯饮用酸乳的美国人[23]进行了调查，发现乳酸菌确实具有降胆固醇的作用。具有降胆固醇作用的益生菌大部分为乳酸菌，如植物乳杆菌（L.plantarum）、干酪乳杆菌（Lactobacillus ca-sei）、嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）、嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）等乳酸菌均具有降胆固醇作用[24-25]。早在20世纪70年代，GILLILAND S E等[26]对乳杆菌降胆固醇的作用机理进行了研究，提出乳杆菌在含适量胆盐的环境中生长时乳酸菌将胆固醇同化到自身的细胞中去的观点。RASIC J L等[27]证实了嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）和两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）也有降低胆固醇的作用。MAAIKEC等[28]发现植物乳杆菌（L.plantarum）也具有降胆固醇作用，ZIARNO M等[29]发现鼠李糖乳杆菌（L.rhamnosus）嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）均具有降胆固醇的作用。GRILL J P等[30]发现食淀粉乳杆菌（L.ambylovorus），两歧双歧杆菌（Bifidobacterium bifidum）具有降胆固醇作用。同样短乳杆菌（B.breve）和鼠李糖乳杆菌（L.rhamnosus）[31]也具有降胆固醇作用；乳酸菌在发酵豆乳时会产生胞外多糖，该物质对铅等重金属有很好的吸附作用[32]；同时发酵豆乳中乳酸菌还具有抗肿瘤、抗氧化、防衰老、增强免疫力的作用[33-36]；大量的研究结果表明，乳酸菌发酵豆乳既包含了大豆的营养功能，也包含了乳酸菌的保健功能，可以极大程度地促进人体健康。

2 发酵豆乳中常用菌株及发酵形式

关于乳酸菌发酵生产酸豆乳，前人也已经做过很多研究。人们发现泡菜里面有些乳酸菌能够有效利用植物中的成分使之产酸，在国内泡菜资源也很丰富，而且微生物结构比较复杂，广泛存在着优良的乳酸菌，像植物乳杆菌，短乳杆菌、肠膜明串珠菌、戊糖片球菌等，可以作为分离筛选优良菌种的来源。国内外对发酵豆乳的研究已经很多，但大多采用的是动物性来源的发酵乳制品所用的乳酸菌，来源于植物性材料的乳酸菌研究较少，尤其单独以植物来源的乳酸菌作为发酵剂发酵豆乳的研究也较少。

2.1 单一菌株发酵

单菌株发酵操作简单，对工艺条件优化、控制相对来说更容易，易于实现，节约成本，为工业化生产提供了极大的便利。可用于单菌株发酵的菌株生产性能要良好，以便生产出性状良好、品质优良的发酵豆乳。利用单菌株发酵豆乳时，菌株往往具有一些特有的优良特性，可以保证发酵产品优良的特性以及一定的营养价值，如某些植物乳杆菌可以产生一定量的胞外多糖，大大增加了发酵豆乳的黏度以及质构，同时也提高了发酵豆乳的营养保健功能，可以极大程度的促进人体健康，起到保健作用。

1934 年KELLOG以嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）发酵豆乳，生产出一种奶油似的产品，并申请了专利。该研究奠定了乳酸杆菌发酵豆乳的坚实基础，为后人的研究提供了一定的理论依据以及技术支撑。

YOUNG-HEEPYO等[37]采用植物乳杆菌（L.plantarum）KFRI00144，德氏乳杆菌（L.delbrueckii）subsp.lactis KFRI 01181，短双歧杆菌（Bifidobacterium breve）K-101和嗜热双歧杆菌（B.thermophilum）KFRI 00748这四种菌分别对豆乳进行发酵，发现这4株菌在发酵豆乳的过程中大豆异黄酮含量均有不同程度的增加。CHIEN H L等[13]利用嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）BCRC 14085，嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）BCRC 14079和双歧杆菌婴儿双歧杆菌（Bifidobacterium infantis）BCRC 14633，B.longumB6分别对豆乳进行发酵，研究发现，经菌株发酵后的豆乳总异黄酮含量有所下降，而糖异黄酮含量有所增加，其中利用嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）BCRC 14085发酵的豆乳中葡萄糖苷酶的活力最高，苷元的增加也是最高，同时，大豆苷元，染料木黄酮和大豆黄素都有不同程度的增加。这些研究结果都证明利用豆乳为基质可以生产营养价值较高的发酵豆乳，随着人们研究程度的深入，越来越多性状优良、功能丰富的乳酸菌将被应用于豆乳的发酵。

BEASLEY S等[38]用乳酸杆菌（L.lactis）LL3菌株发酵豆乳，三周内活菌数可维持在107CFU/mL以上。采用来源于牛乳的菌株乳酸杆菌（L.lactis）ATCC11545发酵豆乳，获得具有良好的风味以及稳定性的发酵豆乳。SHIMAKAWAY等[39]用短双歧杆菌（B.breve）Yakult对豆乳进行发酵，发现在不添加任何外源物质的情况下，乳酸菌活菌数可高达109CFU/mL，并且贮藏稳定性非常好。可见，豆乳对于某些乳酸菌是良好的生长基质，乳酸菌可以很好的利用豆乳中的营养物质，生产出稳定性好的益生食品，并可以维持一定数量的活菌，同时产生良好的风味物质，满足人们的食用需求。

CODA R等[40]利用2株不同植物乳杆菌发酵豆粉以及葡萄汁的混合物，发酵结束后，贮存期发酵液的pH值均为4.0以下，活菌数为108CFU/mL，同时发酵后的产品具有较高的黏度和持水性，同时和对照组相比，多酚类物质和维生素C的含量要高很多。经过固相微萃取和气质联用分析，发酵后的产品具有较好的质构构成，营养价值和感官特性。

研究表明，豆乳可以为某些乳酸菌单菌株提供良好的生长基质，乳酸菌能够很好的利用豆乳中的成分大量增殖，产生营养物质，生产出风味良好，活菌数高，营养物质丰富的发酵豆乳制品，为豆乳发酵剂的研制奠定了一定基础，同时也为植物蛋白饮品的开发提供了很好的方向。

2.2 多菌株混合发酵

多菌株共同发酵豆乳相对于单菌株发酵豆乳来说有一定的优势，同时缺点也是存在的，多菌株混合发酵可以弥补单菌株发酵保健功能不完全，优良性状单一的缺点，但是多菌株发酵操作工艺相对复杂，成本较高，各菌株的生长条件，菌株配比等都是多菌株发酵需要解决的问题。

1970年YAMANAKA等就采用保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）共同发酵豆乳，通过共生关系较大程度的利用发酵基质，产生良好的风味物质以及营养成分。

WANGYI-CHIEH等[10]利用嗜酸乳杆菌（L.acidophilus）CCRC 14079和嗜热链球菌（Streptococcus thermophilus）CCRC 14085单独发酵豆乳，棉籽糖和水苏糖在发酵24h～32h以后含量在不断下降，同时果糖和葡萄糖的含量不断上升。如果与双歧杆菌混合发酵，效果更佳，同时蔗糖、果糖、半乳糖、醋酸含量都有所增加。

FARNWORTH E R等[2]采用嗜热链球菌（Steptococcus thermophilus）（ATCC 4356） 和德氏乳杆菌（Lactobacillus delbrueckii）subsp.bulgaricus（IM 025）发酵豆乳，并测定发酵产物的pH值，发现，发酵豆乳时的pH值下降速度较快，明显快于发酵牛乳，但发酵结束时二者接近。利用约氏乳杆菌（Lactobacillus johnsonii）NCC533（La-1），鼠李糖乳杆菌（Lactobacillus rhamnosus）ATCC 53103（GG）以及双歧杆菌等益生菌中的其中一种与前2种发酵剂之一共同发酵豆乳，发现这2种菌在数量上还有所增加，提高了发酵产物的益生功能，同时高效液相色谱分析结果表明，后加入的益生菌和发酵剂菌株分别利用了豆乳中的不同糖类来维持自身的生长代谢。研究表明，多菌株复合发酵，某一菌株产生了促进其他菌株生长的益生因子，增强了其他乳酸菌的生长繁殖能力，促进了代谢产物的大量产生，营养保健功能大幅度的提升。

综上所述：乳酸菌发酵豆乳生产发酵酸豆乳是可行的，同时兼具有一定的营养保健功能，可以极大程度的改善人体健康，是一种经济节约，营养丰富的健康食品。

3 存在的问题

（1）菌种的筛选与选育，目前酸奶的发酵菌种相对来说比较成熟，乳酸菌可以很好的利用酸奶中的乳糖产生乳酸，大豆中乳糖含量较少，因此传统的发酵酸奶的乳酸菌用于发酵豆乳不能产生适宜的酸度，粘稠的质地；因此，菌株的选择以及确定是发酵豆乳亟待解决的一个首要问题。

（2）发酵豆乳生产的工艺问题，尤其是发酵终点的判断，另外原料豆乳的选择标准，预处理方法，杀菌工艺的选择也是要解决的工艺问题，单菌株发酵可以使工艺简单化，多菌株混合发酵可以使风味更加成熟。

（3）豆腥味问题，豆腥味是大豆中的一种主要的不利风味物质，其的存在极大程度的影响了发酵豆乳的口感以及风味，目前豆腥味的去除主要采用前处理或加入特殊风味物质进行掩盖，有人发现，经过植物乳杆菌的发酵豆乳，豆腥味会大大下降。

（4）发酵豆乳稳定性问题，发酵豆乳的稳定性会随着贮藏时间的延长，酸度的下降，豆乳浓度的降低，温度的改变等而下降，目前采取的措施是添加一些稳定剂和增稠剂来提高和维持它的稳定性，有人发现胞外多糖在维持发酵豆乳稳定性方面具有良好的作用，因此选用合适的产胞外多糖的乳酸菌作为发酵菌种是改善发酵豆乳稳定性的一个有效措施。

4 展望

大豆起源于我国，产量位居世界前位，但是相对其他国家，副产品加工工业起步较晚，发展较慢。目前，人们越来越重视保健，乳酸菌发酵豆乳作为一种新兴的保健饮品在未来具有极大的发展前途，在自主产权的获得上具有较大的发展潜力。

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