不同乳酸菌發酵豆乳的研究進展

李程程

（文山學院 化學與工程學院，云南 文山 663000）

發酵是豆乳保藏的一種新方法，發酵后豆乳的風味和質構都發生了一些良性變化[1]。豆乳發酵后，對人類的健康有很大的益處[2-3]。豆乳含有豐富的營養成分和功能性成分[4]，且不含膽固醇和乳糖，是乳糖不耐癥和高血壓患者的良好選擇，乳酸菌發酵豆乳可保留豆乳中原有的功能性成分。另外，在中國，大豆相對于牛乳更易獲得、更為廉價，因此極大程度的降低了生產成本。目前，干酪乳桿菌[2-9]等乳酸菌都已經被證明在豆乳中具有良好的生長狀況。

發酵豆乳在國外廣受消費者的喜愛，不僅有相關食品，還有發酵豆乳化妝品等。但在國內，乳酸菌發酵豆乳只限于實驗室研究階段，還未應用到工業生產。這也與人們的飲食習慣和科學技術的發展密切相關。因此，大力開發研究發酵豆乳具有一定的現實意義。

1 發酵豆乳的營養與功能特性

1.1 發酵豆乳的營養價值

豆乳經乳酸菌發酵既保留了豆乳的營養成分，同時乳酸菌可以分解棉籽糖、水蘇糖等碳水化合物，減少脹氣因子的存在。有文獻報道，單菌株發酵豆乳可以使水蘇糖和棉籽糖含量降低35.6%～40.2%[10]；采用混合菌株發酵水蘇糖和棉籽糖含量分別降低50.7%～68.3%和33.1%～43.7%[11]；豆乳經發酵，蛋白被降解為小分子物質，更容易被人體吸收；乳酸菌產生的有機酸可以提高人體對鈣、磷、鐵的吸收利用[12]；乳酸菌還可以促進人體對大豆異黃酮的吸收[13]；乳酸菌進入腸道后，能夠定植并大量繁殖，還可以抑制病原菌和有害人體健康的細菌的生長繁殖，從而起到預防感染，維持腸內菌群平衡的作用；還能夠促進酶的分泌以及腸道的蠕動，促進食物的消化吸收以及預防便秘的發生?？傊?，乳酸菌的加入，在一定程度上促進了人體的新陳代謝[14]。

1.2 發酵豆乳的保健功能

豆乳經過乳酸菌發酵能夠產生一些生理活性物質[3，7-9，15-17]如有機酸，胞外多糖（extracellular polysaccharide，EPS），游離的大豆異黃酮等功能性成分，調節機體生理功能，預防各種疾病的發生；可以起到改善腸道微生態平衡的作用，產生的代謝產物如有機酸，細菌素等可以抑制有害微生物，產生的低聚糖等物質能夠促進有益微生物的生長[17-19]；飲用乳酸菌發酵豆乳可以有效幫助降低人體膽固醇含量[20]。大量研究都已證明，20世紀70年代，MANN G V等[21]對大量飲用酸乳及其他發酵乳制品的非洲Massai人的血清膽固醇進行了研究，發現這里的人們血清里的膽固醇含量比普通人要低。之后科學家們又對新生兒[22]及習慣飲用酸乳的美國人[23]進行了調查，發現乳酸菌確實具有降膽固醇的作用。具有降膽固醇作用的益生菌大部分為乳酸菌，如植物乳桿菌（L.plantarum）、干酪乳桿菌（Lactobacillus ca-sei）、嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）、嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）等乳酸菌均具有降膽固醇作用[24-25]。早在20世紀70年代，GILLILAND S E等[26]對乳桿菌降膽固醇的作用機理進行了研究，提出乳桿菌在含適量膽鹽的環境中生長時乳酸菌將膽固醇同化到自身的細胞中去的觀點。RASIC J L等[27]證實了嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）和兩歧雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）也有降低膽固醇的作用。MAAIKEC等[28]發現植物乳桿菌（L.plantarum）也具有降膽固醇作用，ZIARNO M等[29]發現鼠李糖乳桿菌（L.rhamnosus）嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）均具有降膽固醇的作用。GRILL J P等[30]發現食淀粉乳桿菌（L.ambylovorus），兩歧雙歧桿菌（Bifidobacterium bifidum）具有降膽固醇作用。同樣短乳桿菌（B.breve）和鼠李糖乳桿菌（L.rhamnosus）[31]也具有降膽固醇作用；乳酸菌在發酵豆乳時會產生胞外多糖，該物質對鉛等重金屬有很好的吸附作用[32]；同時發酵豆乳中乳酸菌還具有抗腫瘤、抗氧化、防衰老、增強免疫力的作用[33-36]；大量的研究結果表明，乳酸菌發酵豆乳既包含了大豆的營養功能，也包含了乳酸菌的保健功能，可以極大程度地促進人體健康。

2 發酵豆乳中常用菌株及發酵形式

關于乳酸菌發酵生產酸豆乳，前人也已經做過很多研究。人們發現泡菜里面有些乳酸菌能夠有效利用植物中的成分使之產酸，在國內泡菜資源也很豐富，而且微生物結構比較復雜，廣泛存在著優良的乳酸菌，像植物乳桿菌，短乳桿菌、腸膜明串珠菌、戊糖片球菌等，可以作為分離篩選優良菌種的來源。國內外對發酵豆乳的研究已經很多，但大多采用的是動物性來源的發酵乳制品所用的乳酸菌，來源于植物性材料的乳酸菌研究較少，尤其單獨以植物來源的乳酸菌作為發酵劑發酵豆乳的研究也較少。

2.1 單一菌株發酵

單菌株發酵操作簡單，對工藝條件優化、控制相對來說更容易，易于實現，節約成本，為工業化生產提供了極大的便利?？捎糜趩尉臧l酵的菌株生產性能要良好，以便生產出性狀良好、品質優良的發酵豆乳。利用單菌株發酵豆乳時，菌株往往具有一些特有的優良特性，可以保證發酵產品優良的特性以及一定的營養價值，如某些植物乳桿菌可以產生一定量的胞外多糖，大大增加了發酵豆乳的黏度以及質構，同時也提高了發酵豆乳的營養保健功能，可以極大程度的促進人體健康，起到保健作用。

1934 年KELLOG以嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）發酵豆乳，生產出一種奶油似的產品，并申請了專利。該研究奠定了乳酸桿菌發酵豆乳的堅實基礎，為后人的研究提供了一定的理論依據以及技術支撐。

YOUNG-HEEPYO等[37]采用植物乳桿菌（L.plantarum）KFRI00144，德氏乳桿菌（L.delbrueckii）subsp.lactis KFRI 01181，短雙歧桿菌（Bifidobacterium breve）K-101和嗜熱雙歧桿菌（B.thermophilum）KFRI 00748這四種菌分別對豆乳進行發酵，發現這4株菌在發酵豆乳的過程中大豆異黃酮含量均有不同程度的增加。CHIEN H L等[13]利用嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）BCRC 14085，嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）BCRC 14079和雙歧桿菌嬰兒雙歧桿菌（Bifidobacterium infantis）BCRC 14633，B.longumB6分別對豆乳進行發酵，研究發現，經菌株發酵后的豆乳總異黃酮含量有所下降，而糖異黃酮含量有所增加，其中利用嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）BCRC 14085發酵的豆乳中葡萄糖苷酶的活力最高，苷元的增加也是最高，同時，大豆苷元，染料木黃酮和大豆黃素都有不同程度的增加。這些研究結果都證明利用豆乳為基質可以生產營養價值較高的發酵豆乳，隨著人們研究程度的深入，越來越多性狀優良、功能豐富的乳酸菌將被應用于豆乳的發酵。

BEASLEY S等[38]用乳酸桿菌（L.lactis）LL3菌株發酵豆乳，三周內活菌數可維持在107CFU/mL以上。采用來源于牛乳的菌株乳酸桿菌（L.lactis）ATCC11545發酵豆乳，獲得具有良好的風味以及穩定性的發酵豆乳。SHIMAKAWAY等[39]用短雙歧桿菌（B.breve）Yakult對豆乳進行發酵，發現在不添加任何外源物質的情況下，乳酸菌活菌數可高達109CFU/mL，并且貯藏穩定性非常好?？梢?，豆乳對于某些乳酸菌是良好的生長基質，乳酸菌可以很好的利用豆乳中的營養物質，生產出穩定性好的益生食品，并可以維持一定數量的活菌，同時產生良好的風味物質，滿足人們的食用需求。

CODA R等[40]利用2株不同植物乳桿菌發酵豆粉以及葡萄汁的混合物，發酵結束后，貯存期發酵液的pH值均為4.0以下，活菌數為108CFU/mL，同時發酵后的產品具有較高的黏度和持水性，同時和對照組相比，多酚類物質和維生素C的含量要高很多。經過固相微萃取和氣質聯用分析，發酵后的產品具有較好的質構構成，營養價值和感官特性。

研究表明，豆乳可以為某些乳酸菌單菌株提供良好的生長基質，乳酸菌能夠很好的利用豆乳中的成分大量增殖，產生營養物質，生產出風味良好，活菌數高，營養物質豐富的發酵豆乳制品，為豆乳發酵劑的研制奠定了一定基礎，同時也為植物蛋白飲品的開發提供了很好的方向。

2.2 多菌株混合發酵

多菌株共同發酵豆乳相對于單菌株發酵豆乳來說有一定的優勢，同時缺點也是存在的，多菌株混合發酵可以彌補單菌株發酵保健功能不完全，優良性狀單一的缺點，但是多菌株發酵操作工藝相對復雜，成本較高，各菌株的生長條件，菌株配比等都是多菌株發酵需要解決的問題。

1970年YAMANAKA等就采用保加利亞乳桿菌（Lactobacillus bulgaricus）和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）共同發酵豆乳，通過共生關系較大程度的利用發酵基質，產生良好的風味物質以及營養成分。

WANGYI-CHIEH等[10]利用嗜酸乳桿菌（L.acidophilus）CCRC 14079和嗜熱鏈球菌（Streptococcus thermophilus）CCRC 14085單獨發酵豆乳，棉籽糖和水蘇糖在發酵24h～32h以后含量在不斷下降，同時果糖和葡萄糖的含量不斷上升。如果與雙歧桿菌混合發酵，效果更佳，同時蔗糖、果糖、半乳糖、醋酸含量都有所增加。

FARNWORTH E R等[2]采用嗜熱鏈球菌（Steptococcus thermophilus）（ATCC 4356） 和德氏乳桿菌（Lactobacillus delbrueckii）subsp.bulgaricus（IM 025）發酵豆乳，并測定發酵產物的pH值，發現，發酵豆乳時的pH值下降速度較快，明顯快于發酵牛乳，但發酵結束時二者接近。利用約氏乳桿菌（Lactobacillus johnsonii）NCC533（La-1），鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamnosus）ATCC 53103（GG）以及雙歧桿菌等益生菌中的其中一種與前2種發酵劑之一共同發酵豆乳，發現這2種菌在數量上還有所增加，提高了發酵產物的益生功能，同時高效液相色譜分析結果表明，后加入的益生菌和發酵劑菌株分別利用了豆乳中的不同糖類來維持自身的生長代謝。研究表明，多菌株復合發酵，某一菌株產生了促進其他菌株生長的益生因子，增強了其他乳酸菌的生長繁殖能力，促進了代謝產物的大量產生，營養保健功能大幅度的提升。

綜上所述：乳酸菌發酵豆乳生產發酵酸豆乳是可行的，同時兼具有一定的營養保健功能，可以極大程度的改善人體健康，是一種經濟節約，營養豐富的健康食品。

3 存在的問題

（1）菌種的篩選與選育，目前酸奶的發酵菌種相對來說比較成熟，乳酸菌可以很好的利用酸奶中的乳糖產生乳酸，大豆中乳糖含量較少，因此傳統的發酵酸奶的乳酸菌用于發酵豆乳不能產生適宜的酸度，粘稠的質地；因此，菌株的選擇以及確定是發酵豆乳亟待解決的一個首要問題。

（2）發酵豆乳生產的工藝問題，尤其是發酵終點的判斷，另外原料豆乳的選擇標準，預處理方法，殺菌工藝的選擇也是要解決的工藝問題，單菌株發酵可以使工藝簡單化，多菌株混合發酵可以使風味更加成熟。

（3）豆腥味問題，豆腥味是大豆中的一種主要的不利風味物質，其的存在極大程度的影響了發酵豆乳的口感以及風味，目前豆腥味的去除主要采用前處理或加入特殊風味物質進行掩蓋，有人發現，經過植物乳桿菌的發酵豆乳，豆腥味會大大下降。

（4）發酵豆乳穩定性問題，發酵豆乳的穩定性會隨著貯藏時間的延長，酸度的下降，豆乳濃度的降低，溫度的改變等而下降，目前采取的措施是添加一些穩定劑和增稠劑來提高和維持它的穩定性，有人發現胞外多糖在維持發酵豆乳穩定性方面具有良好的作用，因此選用合適的產胞外多糖的乳酸菌作為發酵菌種是改善發酵豆乳穩定性的一個有效措施。

4 展望

大豆起源于我國，產量位居世界前位，但是相對其他國家，副產品加工工業起步較晚，發展較慢。目前，人們越來越重視保健，乳酸菌發酵豆乳作為一種新興的保健飲品在未來具有極大的發展前途，在自主產權的獲得上具有較大的發展潛力。

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