混合乳酸菌发酵豆乳的抗氧化活性与风味研究

作     者：王毅文 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈健初

授予年度：2022年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：发酵豆乳 抗氧化能力 混合乳酸菌 风味 后熟 货架期预测模型 

摘      要：豆乳是一类营养全面,蛋白含量较高的食品,具有潜在的功能特性如抗氧化性、抗高血压等,但是由于存在豆腥味,潜在功能特性尚未合理利用等问题,导致豆乳的推广受到一定限制。发酵是提高产品保健功能、改善风味的常用手段,但市面上发酵豆乳的产品较少,与之相关的理论研究也相对滞后。因此本文以发酵豆乳为研究对象,根据植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）、干酪乳杆菌（Lactobacillus casei）、保加利亚乳杆菌（Lactobacillus bulgaricus）和瑞士乳杆菌（Lactobacillus helveticus）这五种乳酸菌应用于发酵豆乳后的抗氧化能力进行菌种筛选,筛选后探究混合乳酸菌发酵豆乳的可行性,并优化混合乳酸菌发酵豆乳的工艺条件。此外,本文研究了乳酸菌发酵改善豆乳风味的可行性,通过单因素实验对发酵豆乳进行感官优化,确认最佳配方,并探索后熟对发酵豆乳品质和风味的影响。在最佳配方的基础上探究发酵豆乳的贮藏品质变化,确认货架期,并结合化学动力学模型和多元线性回归模型建立货架期预测模型。研究结果如下:（1）对植物乳杆菌（LP）、嗜酸乳杆菌（LA）、干酪乳杆菌（LC）、保加利亚乳杆菌（LB）和瑞士乳杆菌（LH）发酵的豆乳进行研究,结果表明:与未发酵豆乳相比,LB发酵之后豆乳的p H值从6.52降低至最低的3.80,同时蛋白水解物含量提高54.84%,达到各组中最高的0.040 mg/m L。不同乳酸菌发酵豆乳的优势能力如产酸能力和蛋白水解能力不同,表明各菌种间有着互补的可能。此外,不同乳酸菌发酵豆乳的抗氧化能力不同,以TOPSIS法综合评价抗氧化能力,LP和LA最优解接近度为0.73和0.65,是综合抗氧化能力排名靠前的两个菌种,而LB的ABTS清除率为45.48%,是上述乳酸菌中唯一可以显著提高ABTS清除率的菌种。因此本章选择LP、LA和LB对豆乳进行混合发酵。（2）选用LP、LA和LB的单一菌种和混合菌种进行发酵豆乳的制备,探究抗氧化能力的变化规律,优化发酵条件,结果表明:LP、LA和LB以1:1:1的比例接种时,其发酵豆乳抗氧化能力最强,TOPSIS法下的最优解接近度可达0.82,显著强于未发酵豆乳（0.38）和单菌种发酵豆乳（0.51-0.69）。发酵条件改变会导致发酵豆乳表现出不同的抗氧化能力,综合来看,发酵温度为37℃,发酵时间为12 h,接种量为1.5%,其产生的发酵豆乳抗氧化能力最强。（3）豆乳经过发酵后会产生更丰富的风味物质,不同的乳酸菌发酵会产生不同种类和含量的香气物质,混合乳酸菌发酵组香气物质最多（23种）。通过单因素实验优化发酵豆乳感官评分,确定最佳配方为:蔗糖添加量为10%,β-环糊精添加量为0.15%,稀释比例为1:3（发酵豆乳:水）。随后探究后熟时间对发酵豆乳品质影响,确认后熟时间为1天,其感官评分较未后熟的豆乳提高了14.69%。（4）使用最佳配方制备发酵豆乳,探究其品质随时间变化的规律,结果表明:发酵豆乳在4℃贮藏过程中第1天感官评分最高（26.7分）,1-7天评分保持相对稳定（26.01-26.7分）,第14天（14.73分）接近消费者拒绝接受的标准（13.97分）,因此货架期为14天。通过Pearson相关性分析对发酵豆乳的理化和香气指标与感官评分进行关联可知,感官评分与b*值、双乙酰含量和贮藏时间成负相关,与丙酸乙酯含量成正相关。最后,通过动力学模型和多元线性回归模型建立发酵豆乳的货架期预测模型。动力学货架期预测模型以双乙酰含量为关键指标,其预测的货架期相对误差仅为2.36%;多元线性回归货架期预测模型以b*值、丙酮含量、丙酸乙酯含量为回归指标,其预测的即时贮藏天数的误差范围均在1天以内。两者结合使用,可以计算出实际可供销售的剩余货架期。