《Frontiers in Microbiology》:Development of a fermented quinoa beverage with autochthonous lactic acid bacteria
编辑推荐:
本研究成功利用本土筛选的植物乳杆菌LpAv和发酵粘液乳杆菌Lf2开发出新型发酵藜麦饮料。该产品在8小时内实现快速酸化(pH<4.5),Lf2菌株产生的胞外多糖(EPS)显著改善产品流变特性,混合发酵展现出协同增效作用。动物实验证实其具有免疫调节(提升IL-10、IFN-γ)和抗氧化(增强CAT、SOD活性)功能潜力,为植物基功能性食品开发提供了新思路。
引言
随着人们对肠道微生物组与健康关系的认识不断深入,植物基功能性食品的需求日益增长。藜麦作为一种伪谷物,因其完整的氨基酸谱和丰富的营养成分成为乳酸菌发酵的理想基质。本研究旨在利用本土筛选的乳酸菌菌株开发具有技术和功能潜力的发酵藜麦饮料。
材料与方法
从植物源分离的六株乳酸菌在无动物成分培养基(MRSv)和藜麦提取物(QE)中进行生长动力学筛选。最终选择植物乳杆菌LpAv和产胞外多糖的发酵粘液乳杆菌Lf2进行饮料开发。通过冻干工艺制备菌剂,评估其在4°C和22°C下12个月的存活率。藜麦提取物经灭菌后分别接种单菌和混合菌进行发酵,监测pH值、菌落计数、流变特性、代谢产物和肽谱变化。动物实验采用BALB/c小鼠模型,评估发酵产品对免疫指标(IL-10、IFN-γ等)和抗氧化酶(CAT、SOD)活性的影响。
结果
生长动力学显示LpAv在MRSv中保持良好适应性,而Lf2表现出较长的延滞期。冻干过程中所有菌株存活率超过93%,其中LpAv在4°C储存12个月后仅下降0.5 log。发酵实验表明,LpAv和Lf2在6小时内可将QE的pH降至4.5以下,菌数维持在8 log CFU/mL以上。添加4%蔗糖时,Lf2发酵产品表现出显著的假塑性流体特征,粘度显著提高。代谢分析显示混合发酵组的乳酸产量最高(2.30±0.05 g/L),肽谱分析发现混合发酵特异性增强第8号肽段峰面积。在4°C储存28天后,所有样品菌数保持在7 log CFU/mL以上。感官评价显示草莓和香草风味样品在30-50岁人群中接受度较高(加权平均值5.5-6.0)。动物实验表明发酵QE可显著提升肠道IL-10和IFN-γ水平,肝脏CAT活性普遍增强,且未观察到细菌易位现象。
讨论
本研究证实藜麦作为乳酸菌发酵基质的可行性。LpAv和Lf2的组合展现出技术协同效应:LpAv确保快速酸化,Lf2通过EPS合成改善质地。肽谱变化提示菌株间存在蛋白水解协同作用。尽管感官接受度有待提升,但动物实验显示的免疫调节和抗氧化效应为产品功能化开发提供依据。冻干工艺优化和菌株特异性保护策略可进一步提高产业适用性。
结论
植物乳杆菌LpAv和发酵粘液乳杆菌Lf2成功用于发酵藜麦饮料开发,产品具备良好的技术特性和潜在健康效益。该研究为植物基发酵食品的开发提供了理论依据和实践方案,凸显本土菌种资源在功能性食品应用中的价值。