豆制品作为中华传统食品的重要组成,近年来在健康饮食和植物蛋白潮流的推动下,年产值持续上升。其液态副产品——豆清液产量随之大幅度增加,每kg大豆约产生9 kg豆清液[1]。因此,深入探究豆清液的综合开发利用迫在眉睫。多项研究表明,豆清液富含大豆异黄酮、乳清蛋白、低聚糖和磷脂等营养成分,是一种高营养价值的副产物[2-3]。豆清液主要用于制备酸浆凝固剂、抗氧化肽等增值产品,但使用量不到总产量的10%[4]。随着全球功能性饮料市场向天然活性成分倾斜,豆清液所富含的营养物质恰好可定向转化为高附加值健康产品。基于此,欧红艳等[5]使用酵母菌协同乳酸菌复合菌种发酵豆清液,成功开发了一款具有抗氧化活性的功能性豆清饮料。此外,TU等[6]利用开菲尔粒发酵剂将豆清液制成一款抗氧化能力强且富含总黄酮和异黄酮苷元的功能性饮料。然而,这些发酵豆清饮料均存在豆腥味重、风味层次单一等问题,严重制约了豆清饮料的市场化。

百香果因其诱人的芳香风味而闻名[7],常作为天然风味增强剂广泛应用于食品工业中。NING等[8]研究发现百香果汁与牛奶复合发酵,不仅可显著增加产品营养价值和抗氧化活性,而且可有效改善产品的风味。任玲等[9]采用百香果汁与茶树鲜叶共发酵,所得新型工夫红茶比传统产品汤色更红亮、风味更丰富。ALBUQUERQUE等[10]将百香果与豆浆共发酵,不仅提高了活菌数,产生了叶酸,还提升了整体感官品质。由此可见,百香果的添加可明显改善发酵饮品的风味,将其与豆清液复合发酵可有效地解决豆清饮料风味短板的问题。然而,目前关于乳酸菌发酵百香果豆清饮料对其品质的影响规律尚不明确。

本研究以豆清液为原料复配百香果,采用乳酸菌进行发酵。通过监测发酵过程中理化指标、营养物质、风味物质等品质特征形成规律,为豆制品副产物的增值利用提供解决路径,践行可持续发展的理念,为健康型乳酸菌饮料的开发提供研究思路和理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豆清液,豆制品加工与安全控制湖南省重点实验室;百香果(钦蜜9号),湖南绿叶水果有限公司;2-辛醇,分析纯,上海麦克林生化科技股份有限公司;液态食品发酵剂(植物乳植杆菌、鼠李糖乳酪杆菌、干酪乳酪杆菌、肠膜明串珠菌肠膜亚种),其活菌数≥109,湖南君益福食品有限公司;DPPH,分析纯,梯希爱(上海)化成工业发展有限公司;ABTS,分析纯,合肥博美生物科技有限责任公司;没食子酸,上海如吉生物科技发展有限公司,大豆异黄酮标准品(大豆苷、大豆苷元、黄豆苷、黄豆素、染料木苷、染料木素),分析纯,北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

TQ8050 NX气相色谱-质谱联用仪,日本岛津公司;ULtiMate 3000高效液相色谱仪,美国Thermo Fisher公司;50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相萃取头,美国Supelco公司;Eclipse XDB-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm, 5 μm),安捷伦科技有限公司;PEN3电子鼻,德国Airsense公司;CR-400色差计,日本Konica Minolta公司。

1.3 实验方法

1.3.1 百香果豆清饮料工艺流程

原料预处理→调配→杀菌→冷却→接种→发酵→百香果豆清饮料

1.3.2 样品的制备

原料预处理:新鲜豆清液400目滤袋过滤;百香果取出果浆后过滤除去果籽,制得百香果汁。

调配:以豆清液为基准,加入百香果汁20%(体积分数),白砂糖调整可溶性固形物含量为13°Brix,使用食品级NaHCO3调节初始pH值为4.1。

杀菌:灌装至玻璃瓶中,巴氏杀菌,待样品中心温度达85 ℃,恒温计时10 min。

接种:冷却后样品放置无菌操作台,接种乳酸菌0.5%(体积分数)。

发酵:培养箱35 ℃发酵24 h,每隔6 h取样。

1.3.3 色泽的测定

采用色差计测定饮料表面的色度值,记录L*、a*和b*并根据公式(1)计算总色差ΔE:

(1)

1.3.4 理化指标的测定

pH值使用pH计测定。可溶性固形物含量使用手持折射仪测定。总酸按照 GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定(含第1号修改单)》测定(以乳酸计)。活菌数参照 GB 4789.2—2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》进行测定,计数单位为 lg CFU/mL。

1.3.5 总酚、总黄酮的测定

参考ZHENG等[11]的方法。总酚:取1.0 mL稀释10倍的样品至25 mL容量瓶中,加入3.0 mL福林酚试剂和6 mL 0.12 g/mL Na2CO3溶液,定容至刻度,室温避光2 h,于765 nm波长处测定吸光度值,以没食子酸为标准品,求得线性吸光度值回归方程为y=0.004 4x+0.005,R2=0.998 8。

总黄酮:吸取5.0 mL稀释10倍的样品至25 mL容量瓶中,加入1 mL 0.05 g/mL NaNO2溶液,摇匀,放置6 min,加1.5 mL 0.10 g/mL Al(NO3)3溶液,放置6 min,加4 mL 5 mol/L NaOH溶液,用60%乙醇(体积分数)定容至刻度,于510 nm波长处测定吸光度值,以芦丁为标准品,求得线性吸光度值回归方程为y=0.011 5x+0.059 2,R2=0.998 7。

1.3.6 大豆异黄酮的测定

参考周帆[12]的方法,稍作修改。吸取10 mL样品于50 mL容量瓶中,加入40 mL 80%甲醇溶液(体积分数),超声波萃取40 min,用80%甲醇(体积分数)定容,摇匀样品转移至50 mL离心管,10 000 r/min离心10 min,取上清液过0.45 μm膜备用。色谱柱为C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相:乙腈、磷酸水溶液 (pH 3.0);流速1.0 mL/min;紫外检测波长260 nm;进样量10 μL;柱温30 ℃。其中乙腈体积分数变化为:0～10 min,12%～18%;10～23 min,18%～24%;23～30 min,24%～30%;30～50 min,30%;50～55 min,30%～80%;55～56 min,80%～12%;56～60 min,12%。

1.3.7 抗氧化活性的测定

参考TU等[6]的方法测定。制备 0.2 mmol/L DPPH工作液,取样品4 mL和DPPH工作液4 mL,混匀暗处避光静置30 min,在517 nm处测定其吸光度。DPPH自由基清除率按公式(2)计算:

DPPH自由基清除率

(2)

式中:A0,样品+DPPH工作液吸光值;A1,样品+无水乙醇吸光值;A2,无水乙醇+DPPH工作液吸光值。

制备ABTS溶液(7 mmol/L)与K2S2O8溶液(2.45 mmol/L)等量混合制成ABTS储备液,在暗处避光放置16 h后,用无水乙醇调节至在波长734 nm吸光度为(0.7±0.02)为ABTS工作液。将0.3 mL样品溶液与1.2 mL ABTS工作液混匀,室温避光反应6 min后,在734 nm处测定吸光度。ABTS阳离子自由基清除率按公式(3)计算:

ABTS阳离子自由基清除率

(3)

式中:A3,无水乙醇+ABTS工作液吸光值;A4,样品+ABTS工作液吸光值。

1.3.8 电子鼻的测定

称取4.0 g样品于40 mL顶空瓶中,迅速用硅胶塞密封,50 ℃水浴加热6 min后进行测量。插入电子鼻探头检测气味,具体参数设置如表1所示:采样间隔1 s,清洗时间120 s,预采样时间10 s,检测时间120 s,传感器室流量300 mL/min,样品流量300 mL/min。

1.3.9 感官评定

参考WANG等[13]的方法,稍作修改。从邵阳学院食品与化学工程学院挑选12名在食品感官分析领域有着丰富经验,并熟悉各种感官描述词汇的人员组成品评小组(6名男性和6名女性,年龄在20～52岁,平均26岁)。所有评估员在感官评价开始之前接受了6 h的香气识别和香气强度识别培训。每个样品盛放20 mL至品评杯中,用三位数随机代码盲标,并以随机顺序呈给评估员。评估员根据5分制(1=极低,3=中等强度,5=极高)对饮料的6个特征风味(甜味、酸味、后味、发酵味、豆腥味、果香味)进行评价。每评估1个样品后休息3 min,每个样品重复评定3次。

1.3.10 GC-MS的测定

参考吴杰等[14]的方法,稍作改动。称取样品2.0 g于40 mL顶空瓶中,向瓶中加入5 μL 2-辛醇(100 μL/mL)为内标物质。将装有样品和内标物的顶空瓶在50 ℃下加热萃取35 min。然后取出萃取头并插入GC-MS进行解析和分析。

GC条件:色谱柱Inert Cap® Pure-WAX石英毛细柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);程序升温:初始柱温40 ℃,保持3 min,然后以4 ℃/min升温至100 ℃,保持2 min,再以8 ℃/min升至230 ℃,保持5 min。柱流速:1.0 mL/min,不分流进样;载气为He(纯度99.999%)。

MS条件:电子离子源,电子能量70 eV,离子源温度230 ℃,接口温度240 ℃,质量扫描33～550 m/z,采集方式为Q3全扫描。

1.3.11 气味活性值(odor activity value,OAV)的测定

OAV是风味物质浓度与其阈值的比值,通常认为OAV≥1的香气化合物表示对整体香气轮廓存在重要贡献作用,OAV越大对整体香气轮廓的贡献越大[15],按照公式(4)计算:

(4)

式中:C,各挥发性化合物的质量浓度,ng/L;T,该化合物在水中的嗅觉阈值,ng/L。

1.4 数据处理与分析

每组实验重复3次以上,实验结果以“平均值±标准差”表示,采用IBM SPSS Statistics 26、Origin 2025、SIMCA-P 14.1、Unscrambler X对实验数据进行分析和作图。

2 结果与分析

2.1 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料色泽的影响

颜色是饮料的重要感官指标,通过L*、a*和b*以及总色差(ΔE)评估乳酸菌发酵对百香果豆清饮料颜色特性的影响[16]。由表2可知,随着发酵时间推移,L*值逐渐下降、a*、b*先增后减,总色差(ΔE)呈上升趋势,而b*于18 h达到峰值。表明随着发酵时间推移,饮料浑浊度升高,由清亮黄色向暗橙色发展,并于18 h达到稳定,具体饮料色泽如图1所示。这与LI等[17]在研究不同菌种发酵和田枣汁对其颜色影响时结果相似。可能归因于乳酸菌生长导致果汁浑浊度增加,亮度降低[18],同时pH降低导致类胡萝卜素异构化,从而增强黄色[16]。由此可见,乳酸菌发酵可有效提升百香果豆清饮料的颜色特征,使饮料的颜色向橙黄色方向延展,从而可能更加获得消费者的青睐。

2.2 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料理化指标与活菌数的影响

活菌数是衡量乳酸菌发酵的重要指标。如图2-a所示,活菌数先增后减,表明乳酸菌在百香果豆清饮料中的高适应性和增殖能力。该结果与FABRICIO等[3]通过益生菌发酵大豆乳清的活菌数趋势一致。大部分乳酸菌早期均迅速发展,随着发酵进程的推进,其生长速率逐渐下降,这可能是因为饮料发酵后产生的酸性环境抑制了乳酸菌的生长[19]。值得注意的是,饮品中的乳酸菌数量高于8.00 lg CFU/mL已被世界卫生组织证明有利于消费者健康[20]。本实验结果中观察到,百香果豆清饮料的活菌数于18 h达到最高值,达8.39 lg CFU/mL,大于8.00 lg CFU/mL,表明乳酸菌发酵的百香果豆清饮料具有益生功效。

理化指标是发酵饮料生产的核心要素。从图2-b～图2-d中可以观察到,总酸含量随着发酵时间延长先迅速上升后缓慢达到稳定值,由7.68 g/L上升至8.24 g/L。pH和可溶性固形物则呈迅速下降并达到稳定趋势,分别从4.11及13.0 °Brix下降至3.63及12.4 °Brix,三者均于18 h达到稳定值。这些结果表明乳酸菌代谢使大量糖类物质转化为酸类物质。这与ZHOU等[21]通过乳酸菌发酵杨梅汁理化指标发展趋势相吻合。可能是因为活菌前期代谢活跃,碳源被消耗,产酸能力加强。随着发酵时间的推移,酸浓度增加抑制了乳酸菌的生长和代谢,从而影响理化指标,使糖酸比发生改变,影响果汁的味道。

2.3 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料总酚与总黄酮的影响

总酚与总黄酮是发酵饮料中重要的活性成分,对饮料的品质、功能性和稳定性具有关键作用。由图3可知,总酚、总黄酮随着发酵时间推移分别增长了37.86%和40.71%(P<0.05)。总酚含量快速上升至18 h后趋于稳定,由21.21 mg/100 g增长至29.24 mg/100 g。总黄酮则先缓慢增长,后期加速累积,18 h后趋于稳定,从1.73 mg/100 g增至2.44 mg/100 g。这一变化与ZHENG等[11]利用乳酸菌共发酵枸杞龙眼饮料总酚与总黄酮所呈现双阶段增长趋势相吻合。可能是由于乳酸菌的变化产生水解酶将复杂的酚类物质分解为更简单的形态,从而释放更多酚类[22],因此酚类前期呈上升趋势。而发酵后期由于累积了更多的酚类代谢成黄酮类化合物,故总黄酮含量后期呈上升趋势[13]。

2.4 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料大豆异黄酮的影响

大豆异黄酮是一类通过苯丙类途径合成的酚类化合物,具有抗氧化活性[23],为了进一步评价乳酸菌发酵对百香果豆清饮料营养物质的影响,在其他因素一致情况下,与纯豆清饮料进行对比。由图4-a可知,纯豆清饮料随着发酵时间的延长,葡萄糖苷型(大豆苷、黄豆黄苷、染料苷)均呈下降趋势,而苷元型(大豆苷元、黄豆黄素、染料木素)均呈上升趋势(P<0.05),这与欧红艳等[24]对于纯豆清发酵饮料的研究一致,也意味着纯豆清饮料具有很强的β-葡萄糖苷酶活性,可以将异黄酮糖苷水解成相应的苷元和葡萄糖[25]。图4-b添加百香果的豆清饮料随着发酵时间推移,葡萄糖苷型、苷元型整体发展趋势与纯豆清饮料趋势一致。值得注意的是,百香果豆清饮料发酵过程中,5个时间点的大豆苷、黄豆黄苷、染料木苷、大豆苷元、黄豆黄素、染料木素转化速率均比纯豆清液饮料慢,可能是因为添加了百香果产生酸性物质抑制β-葡萄糖苷酶活性[26]。

2.5 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料抗氧化能力的影响

为了评估乳酸菌发酵对百香果豆清饮料抗氧化能力的影响,测定发酵过程中ABTS阳离子和DPPH自由基清除能力。由图5可知,发酵过程中,ABTS阳离子、DPPH自由基清除能力呈上升后下降趋势,均在18 h达到最高值,分别为86.85%、74.29%,相较于0 h分别显著提高12.85%、33.78%,这与LIU等[27]研究胡萝卜饮料经过发酵后的ABTS阳离子、DPPH自由基清除能力分别提高21%和66.3%研究结果一致,也进一步证明乳酸菌代谢产生的化合物也有助于提高食品整体抗氧化能力。抗氧化活性的变化与上述酚类、总黄酮物质变化相呼应,酚类物质是显著影响食品体系抗氧化能力的重要因素[23]。综上,18 h可初步确认为百香果豆清饮料的最佳发酵时长,但其风味化合物动态变化仍需评估,因此进一步分析。

2.6 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料风味特征的影响

为评价乳酸菌发酵对百香果豆清饮料整体风味特征的影响,采用电子鼻测定差异。对电子鼻数据进行主成分分析(principal component analysis,PCA),由图6-a可知,PC1贡献率为89.89%、PC2贡献率为6.53%,累计贡献为96.42%,因此能够反映该发酵过程总体香气,5组样品分布于不同的象限内,表明发酵过程中存在显著性差异。由图6-b可知,发酵体系整体风味强度先增强后减弱的动态变化特征,在18 h时达到峰值,其中W1W、W2W、W3S、W6S的风味更为突出,其次为W2S、W1S。说明发酵时间18 h赋予更丰富的风味。

2.7 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料感官特性的影响

如图7所示,18 h果香味、后味最高,豆腥味最低,发酵味、酸味适中,相较于其余4组更佳。由此可知,发酵可以丰富百香果豆清饮料的果香味并掩盖豆腥味,从而提升感官品质。LI等[28]利用嗜酸乳杆菌发酵枣汁,增强其营养价值并提高整体感官品质。ZHOU等[21]研究发现,植物乳植杆菌发酵可改变杨梅汁的理化性质和生物活性,同时减少其不良感官风味。

2.8 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料香气品质的影响

2.8.1 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料挥发性化合物的影响

如图8所示,发酵期间共发现了84种化学物质,醛类(5种)、酯类(25种)、醇类(24种)、萜烯类(9种)、烷烃(2种)、酮类(10种)、酸类(9种)。挥发性化合物含量随着发酵时间延长呈先升后降趋势,18 h达到最高值1 333.30 μg/kg,其次为12 h(1 288.71 μg/kg)、6 h(1 209.00 μg/kg)和0 h(1 181.45 μg/kg),24 h降至最低值1 075.90 μg/kg。由图8-a可知,发酵使酯类、醇类的增幅最为显著,二者能赋予百香果豆清饮料花果香。其中,酯类主要通过有机酸和酒精的酯化作用产生,对果味形成有很大的贡献,因此在发酵饮料中备受关注[2]。这一结果与前文感官评分结果相呼应。由图8-b可知,5个发酵时间点有47种共有物质,发酵过程产生23种风味物质,这可能是乳酸菌代谢产生的[29]。值得注意的是,乙酸芳樟酯、(Z)-己-3-烯酸乙酯、2-甲基-3-戊烯酸己酯、3-己烯-1-醇、3,7-二甲基-7-辛烯醇、4-蒈烯、对薄荷-1,3,8-三烯(图8-c)仅在18 h出现,赋予饮料花果香。而24 h出现8种物质,即(E)-3-己烯-1-醇乙酸酯、邻苯二甲酸二甲酯、仲丁基亚硝酸酯、1-辛烯-3-醇、异戊醇、2-壬醇、3-羟基-2-丁酮、5-乙基壬烷-2,4-二酮(图8-c)。除(E)-3-己烯-1-醇乙酸酯呈果香味外其余均为异味物质,影响饮料香气,且1-辛烯-3-醇已被证明为豆腥味来源之一[2]。上述分析进一步验证发酵18 h为百香果豆清饮料最适宜发酵时间。

2.8.2 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料香气活性化合物的影响

为了进一步探究乳酸菌发酵对百香果豆清饮料香气品质的影响,根据挥发性化合物的浓度及其对应的阈值计算出了OAV。当OAV>1时,这些物质被认定为香气活性化合物,表明它们对百香果豆清饮料香气有着显著的贡献[23]。由表3可知,在百香果豆清饮料发酵期间的香气活性化合物检测中,24 h鉴定出10种,0、6 h鉴定出11种,12、18 h鉴定出了全部12种香气活性化合物,其中18 h香气活性化合物含量最高,萜烯类、酮类、酸类化合物OAV呈下降趋势,而酯类、醇类化合物OAV显著大于其他3组。这一结果表明18 h不仅可显著增加饮料风味,还可增加饮料酯类、醇类等香味成分的OAV,同时降低具有刺激性冰醋酸的OAV,从而显著提升饮料的香气品质。这可能是因为乳酸菌通过糖酵解和氨基酸代谢途径促进酯类、醇类化合物合成,同时抑制硫代谢关键酶活性,从而减少不良挥发性风味物质的积累[30]。

2.8.3 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料整体香气轮廓影响的差异分析

为进一步评估百香果豆清饮料整体香气轮廓差异,对百香果豆清饮料不同发酵时间点的挥发性风味物质进行聚类分析。由图9可知,0 h未发酵相较于其他发酵阶段主要特征风味以清新果香为主略带有淡淡青草香,以乙酸叶醇酯、2-己烯醛为主导。0～6 h初期发酵阶段,酯类、醇类上升醛类下降,风味提升主要以乙酸己酯、正己醇为主,二者协同增强果香,减弱青草香。6～12 h阶段,酯类物质持续增长、醛类、烯类物质不断减弱,果香味持续增加花香慢慢凸显,己酸己酯、正辛醛增加形成复杂层次,值得注意的是芳樟醇首次出现,呈铃兰花、绿茶香。12～18 h发酵最佳阶段生成关键性差异物质,风味以浓郁花香及成熟果香主导,主要原因在于酯类、醇类物质释放达到最饱和状态,青草香退去。乙酸叶醇酯、己酸己酯、芳樟醇、α-松油醇与正辛醛共筑馥郁香气。18～24 h风味衰退期乙酸叶醇酯、芳樟醇骤减,花果香消散,以正癸酸、2,3-丁二酮主导,整体香型向涩感奶油调迁移。该结果与上述感官特征相呼应,发酵引起风味物质增加,而过度发酵将引发饮料风味品质劣变[30]。因此18 h为适宜发酵时间,它不仅保留整体香气轮廓,而且显著提升饮料的香气品质。

2.9 乳酸菌发酵对百香果豆清饮料整体香气品质关键标志化合物的影响

为进一步筛选乳酸菌发酵对百香果豆清饮料整体香气轮廓的关键香气化合物,采用正交偏最小二乘法判别分析(orthogonal partial least squares-discriminant analysis,OPLS-DA)对不同发酵时间段香气活性化合物进行分析。由图10-a可知,自变量拟合指数R2X=0.999,因变量拟合指数R2Y=0.964,模型预测指数Q2=0.909,R2、Q2均大于0.5,表示模型拟合可接受,且都接近1,表明该模型具有较强的预测能力。5个发酵阶段样品分布在不同区域,说明样品成分之间存在较大差异。此外,由图10-b可知,R2=0.247,Q2=-1.04,|Q2|>0.5,且Q2的回归线与Y轴的相交点均位于负半轴,说明该模型不存在过拟合现象,置换检验验证是可靠和有效的。进一步通过变量投影重要度(variable importance in projection,VIP)分析来衡量OPLS-DA模型中各挥发性物质的贡献。VIP>1,代表该挥发性物质为标志性风味物质。VIP值越大,代表该物质对整体风味的贡献越大。由图10-c可知,芳樟醇、乙酸己酯、月桂烯、冰醋酸的VIP值均大于1,因此它们可以作为区分百香果豆清饮料不同发酵时间整体香气轮廓的关键标志化合物。

2.10 相关性分析

构建了偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR) 模型以深入分析香气活性化合物与感官属性之间的关系,自变量为百香果豆清饮料中的12种香气活性化合物,因变量为通过感官定量描述分析得到的6个口感描述词。结果如图11所示,大椭圆代表100%的方差贡献率,而小椭圆则代表50%的方差贡献率。这2个椭圆分别对应着50%和100%的解释方差。PLSR模型显示2个显著的主成分,X与Y的大部分变量均位于椭圆区域内,这充分证明了PLSR模型在揭示香气活性化合物与感官属性之间相关性方面的精确性。值得注意的是,发酵味和酸味这2个感官属性在椭圆图中的位置相对集中,这不仅表明它们之间具有较高的相似度,还突显了它们对总方差的重要贡献。此外,图11还揭示了一个规律:距离感官属性越近的香气活性化合物,其对相应感官属性的影响也越大。具体而言,发酵味、酸味与正辛醇之间密切相关;果香味则与已酸香叶酯密切相关;后味与乙酸乙酯、己酸乙酯、乙酯己酸、芳樟醇、乙醇之间也呈现良好相关性;而甜味则与D-柠檬烯、葵醛有着紧密的相关性。PLSR模型的分析结果与感官评定的结果高度一致,进一步验证了模型的准确性和可靠性。

3 结论

本研究通过乳酸菌发酵百香果豆清饮料,对其品质形成规律进行理化指标、营养成分、抗氧化活性和挥发性风味物质的变化解析。实验结果表明,发酵可提高色泽、总酸、总酚,总黄酮、感官评分和抗氧化活性,降低pH、可溶性固形物含量。此外利用液相色谱对大豆异黄酮进行分析,与纯豆清饮料相比,添加百香果豆清饮料的葡萄糖苷型转化为苷元型速率变慢,采用固相微萃取GC-MS对饮料挥发性成分进行分析,共检测到84种挥发性成分,发酵增加酯类、醇类物质,减少萜烯类、醛类、酮类、酸类等物质,由OPLS-DA和OAV分析确定芳樟醇、乙酸己酯、月桂烯、冰醋酸等香气物质构成百香果豆清饮料特有的风味。在5个发酵阶段中,理化指标、营养物质、风味物质均于18 h达到峰值,说明18 h为百香果豆清饮料最佳发酵时间。

目前关于豆清液研究,大部分围绕纯豆清饮料风味,代谢组学等展开,而对豆清液与果蔬共发酵机制研究较少。未来需要通过代谢组学进一步探索果蔬豆清饮料品质形成规律,为豆清液饮料的工业化生产提供坚实的理论支撑。

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Dynamic quality analysis of lactic acid bacteria-fermented passion fruit soy whey drink:Nutritional value, antioxidant activity, and sensory-flavor characteristics

HU Xiaoting1, HUANG Jianfang1, WEN Ming1*, CHEN Hao1*, ZHAO Dan1, ZHANG Yin3,SU Weiming2, XIE Le1, ZHOU Xiaohu1,4, ZHOU Xiaojie1

1(College of Food Science and Chemical Engineering, Shaoyang University, Hunan Provincial Key Laboratory of Soybean Products Processing and Safety Control, Hunan Engineering Research Center of Green Processing and Equipment of Hunan-style Food, Shaoyang 422000, China)2(College of Food Science and Technology, Guangdong Ocean University, Guangdong Provincial Key Laboratory of Aquatic Products Processing and Safety, Zhanjiang 524000, China)3(Hunan Junyifu Food Co. Ltd., Shaoyang 422000, China)4(Hunan Xiangxiangzui Food Co. Ltd., Shaoyang 422000, China)

ABSTRACT To enhance the utilization of soybean byproduct soy whey, this study developed a co-fermented drink using soy whey supplemented with passion fruit and lactic acid bacteria (LAB) to investigate the dynamic changes in physicochemical indices, viable cell count, nutritional components, antioxidant activity, and flavor compounds during fermentation (0, 6, 12, 18, 24 h).Results showed that the LAB-passion fruit soy whey drink reached the highest total viable count and antioxidant activity at 18 h.Parameters including pH, total acidity, soluble solids, total phenolics, and total flavonoids increased significantly and then stabilized.Compared to pure soy whey fermentation, the conversion rate of isoflavone glucosides to aglycones was slower in the co-fermented beverage.A total of 84 volatile flavor compounds were detected across five fermentation stages, dominated by esters and alcohols, with the highest total content (1 333.30 μg/kg) at 18 h.Partial least squares discriminant analysis and odor activity value analyses identified linalool, hexyl acetate, myrcene, and acetic acid as key marker compounds defining the aroma profile.This study provides theoretical and practical references for soy whey valorization.

Key words soy whey;lactic acid bacteria;nutritional value;antioxidant activity;sensory-flavor characteristics

DOI：10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043221

引用格式：胡晓婷,黄建芳,文明,等.乳酸菌发酵百香果豆清饮料的动态品质分析:营养价值、抗氧化活性和感官风味[J].食品与发酵工业,2026,52(5):250-260.HU Xiaoting, HUANG Jianfang, WEN Ming, et al.Dynamic quality analysis of lactic acid bacteria-fermented passion fruit soy whey drink:Nutritional value, antioxidant activity, and sensory-flavor characteristics[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(5):250-260.

第一作者：硕士研究生(文明讲师和陈浩副教授为共同通信作者,E-mail:wenm8906@163.com;spgc13@163.com)

基金项目：邵阳学院研究生科研创新项目资助(CX2024SY018);邵阳学院大学生创新创业训练计划资助项目(S202410547005);邵阳市科技计划项目(2024GZ1001,2024PT6093,2024PT6091);湖南省自然科学基金资助项目(2023JJ50256,2025JJ70243,2023JJ50260);洞庭实验室专项经费项目(2024-DTKF-009);湖南省科技创新计划资助(2019TP1028,2020TP2002);湖南省教育厅科学研究项目(24C0397)

收稿日期：2025-05-07,改回日期:2025-07-04