《Food Science & Nutrition》：Lactic Acid Fermentation of Carrot Juice: Effects of LAB Strains, Total Soluble Solids, Inoculum Level, and Fermentation Time
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研究人员指出，胡萝卜汁是开发功能性发酵饮料极具潜力的基质，但乳酸发酵的最优条件仍缺乏系统界定。本研究考察了乳酸菌（Lactic Acid Bacteria, LAB）菌株、果汁稀释比、初始总可溶性固形物（Total Soluble Solids, TSS, °
研究人员指出，胡萝卜汁是开发功能性发酵饮料极具潜力的基质，但乳酸发酵的最优条件仍缺乏系统界定。本研究考察了乳酸菌（Lactic Acid Bacteria, LAB）菌株、果汁稀释比、初始总可溶性固形物（Total Soluble Solids, TSS, °Brix）、接种量及发酵时间对胡萝卜汁发酵性能与品质的影响。研究人员从发酵番茄制品中分离得到10株LAB并进行筛选，其中TO35菌株的乳酸产量最高，达12.37?±?0.45?g/L。果汁稀释显著调控发酵效率，未稀释与1:1稀释配方的酸化性能优于更高稀释水平。15°Brix初始TSS结合3%（v/v）接种量的组合实现了最大乳酸产量（14.10?g/L）与较高的LAB活力。发酵时间显著影响生化与感官属性：延长发酵（48–72?h）虽进一步提升乳酸产量，但导致过度酸化和感官接受度下降；发酵24?h的产品感官接受度最高，表现为典型的胡萝卜色泽、均衡的香气与最少的可见沉淀，整体感官品质可接受。综上，胡萝卜汁乳酸发酵的最优参数为：采用TO35菌株、3%接种量、15°Brix初始TSS、发酵时长24?h。该结果为开发兼具优良感官品质与功能潜力的胡萝卜基乳酸发酵饮料提供了有价值的参考。
研究背景与意义
胡萝卜（Daucus carota L.）是全球广泛消费的蔬菜之一，富含类胡萝卜素、维生素、矿物质、膳食纤维与酚类化合物，具有抗氧化、降低心血管疾病风险、改善视觉功能及增强免疫应答等健康益处。然而，新鲜胡萝卜及其汁液在加工与贮藏过程中极易发生酶促降解、氧化反应与营养损失，严重限制了货架期与功能品质。乳酸发酵是提升植物基食品与饮料营养质量、微生物安全性与感官特性的有效途径，乳酸菌（LAB）在发酵过程中可产生有机酸、香气活性物质、胞外多糖与多种生物活性代谢物，促进风味形成、质地改良与功能增强。近年来，甜菜根、卷心菜、番茄与南瓜等蔬菜汁的发酵研究显示其抗氧化能力提高、敏感植物化学物稳定性改善与消费者接受度上升。尽管消费者对植物基发酵饮料的需求持续增长，胡萝卜汁乳酸发酵的系统研究仍然有限，尤其是LAB菌株选择、果汁稀释比、初始可溶性固形物（°Brix）、接种浓度与发酵时间的交互效应尚未被全面评估。因此，研究人员旨在通过多因素、菌株特异性的优化方法，明确最优发酵条件，在提升乳酸产量与微生物活力的同时，兼顾抗氧化潜力与感官接受度，为开发高品质功能性发酵胡萝卜饮料提供科学依据。
主要技术方法
研究人员以越南芹苴市当地市场采购的新鲜橙肉胡萝卜为原料，从实验室保藏的10株源自发酵番茄制品的LAB中开展筛选。采用单因素与组合实验设计，分别评估果汁稀释比（1:0、1:1、1:2、1:3）、初始TSS（9°–24°Brix）与接种量（1%、2%、3% v/v）对发酵性能的影响，并在最优参数基础上考察12–72?h发酵时间的动态变化。发酵终点检测总可溶性固形物（°Brix）、pH、乳酸浓度、总酚含量（Total Phenolic Content, TPC）、抗氧化活性与活菌数，并由训练有素的感官评价小组依据越南标准TCVN 3215–79对色泽、香气、风味与总体接受度进行五分制喜好度评分。所有实验设三次重复，数据经方差分析与最小显著性差异检验处理。
研究结果
3.1 乳酸菌菌株筛选
研究人员对10株LAB进行48?h发酵测试，发现菌株间乳酸产量、pH下降幅度与可溶性固形物消耗存在显著差异。TO35菌株的乳酸产量最高（12.38?g/L），终pH最低（3.60），糖利用率较高，表现出最强的酸化能力与生长稳定性，被选为后续实验的出发菌株。
3.2 果汁稀释比的影响
稀释比显著影响发酵效率。1:0与1:1稀释组的乳酸产量分别为11.62?g/L与11.33?g/L，显著高于1:2与1:3组。随着稀释程度增加，终pH升高、糖消耗减少，表明高浓度基质更有利于LAB代谢与酸化稳定性。1:1稀释因兼顾营养供给与发酵强度被选为最优条件。
3.3 初始TSS与接种量的联合效应
初始TSS由9°升至15°Brix时，乳酸产量显著提高，15°Brix结合3%接种量达到最大值14.10?g/L，活菌数达9.89 log CFU/mL，总酚含量亦略有提升。超过15°Brix后，高渗透压抑制LAB生长与产酸，乳酸产量下降，pH回升。综合考虑产酸效率、微生物活力与酚类物质保留，15°Brix与3%接种量为最优组合。
3.4 发酵时间的影响
在最优条件下，乳酸浓度随时间持续上升，12–48?h增长最快，72?h达15.38?g/L；pH在前48?h快速下降，后期趋于稳定。活菌数于36?h达峰值9.97 log CFU/mL，随后因酸胁迫与营养消耗略有下降，但仍高于8.9 log CFU/mL。总酚含量与抗氧化活性在60–72?h达最高，但48?h后酸度过高影响感官平衡。综合功能性与可接受性，24–48?h为适宜发酵窗口，其中24?h感官表现最佳。
3.5 优化产品的感官特性
在1:1稀释、15°Brix、3%接种量、24?h发酵条件下，产品色泽保持天然橙色，无褐变与过度浑浊；香气得分最高，呈清新微酸与果香；风味酸甜平衡，无异味；总体接受度高。感官评价证实该工艺可兼顾功能性与消费偏好。
讨论与结论
研究人员在讨论中指出，TO35菌株的高效产酸与其糖转运系统、耐酸机制及抗氧化胁迫能力密切相关。发酵过程中酚类物质的释放与转化提升了抗氧化活性，但过度发酵会导致酸味过重与感官品质下降。结论部分强调，胡萝卜汁乳酸发酵受菌株与工艺参数的共同调控，最优条件为TO35菌株、1:1稀释、15°Brix初始TSS、3%接种量与24?h发酵。该工艺可在保证微生物稳定性的同时，获得感官优良的功能性植物基饮料，为相关产品开发与学术研究提供了可靠框架。
