◎ 羅 威，李亞楠，梁海娣

（1.湛江幼兒師范?？茖W校，廣東 湛江 524084；2.嶺南師范學院基礎教育學院，廣東 湛江 524037）

植物基食品沒有明確法律定義，通常是指將植物蛋白作為替代蛋白應用到食品或者飲品中，以達到在結構或味道上能夠取代動物制品帶來的體驗。目前，市場上常見的植物基產品主要包括植物肉和植物蛋白飲料等，相比于動物蛋白產品，植物基食品更加符合新一代消費者對健康飲食的追求，并且對環(huán)境和動物具有重大的環(huán)保意義。

糧谷類作為人類飲食中的重要組成部分，有著不可或缺的地位，除了是重要的主食作物以及主要能量來源外，還富含多種生物活性植物化學物質，包括酚類化合物、膳食纖維、類胡蘿卜素、植物甾醇、γ-谷維素等，是微生物的良好發(fā)酵載體，因此具有加工成功能性飲料的巨大潛力[1]。與直接用原料烹飪的食物相比，發(fā)酵谷物食品通常更美味、更容易消化，富含多種營養(yǎng)物質，如維生素、有機酸和游離氨基酸，通過微生物發(fā)酵，蛋白質、膳食纖維等營養(yǎng)物質分解為功能性小分子，如活性多肽、黃酮類酚，并產生風味成分，不僅豐富了產品的口感，同時提升其營養(yǎng)功能特性[2]。

隨著社會的發(fā)展，食品加工已經從營養(yǎng)食品向功能性食品等具有改善健康特征的食品發(fā)展。隨著人們健康意識逐漸增強、消費升級、素食主義者增多，促使植物基食品有了相應的發(fā)展環(huán)境。目前，植物基發(fā)酵產品的開發(fā)逐漸成為食品行業(yè)的一個熱點，由于含有活菌的微生物發(fā)酵制品在貨架期會出現(xiàn)活菌數(shù)下降、酸化、活菌定植差異等問題[3]，所以，植物基發(fā)酵產品在原料選擇、發(fā)酵工藝、風味優(yōu)化、質構與穩(wěn)定性等方面還需要進一步完善。本文就發(fā)酵型糧谷制品的相關研究進行了綜述，以期為發(fā)酵糧谷制品進行市場化應用推廣起到一定的指導作用。

1 工藝研究現(xiàn)狀

1.1 菌種篩選

微生物發(fā)酵菌種主要有嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳桿菌、雙歧桿菌、鼠李糖乳桿菌和解淀粉乳桿菌等。菌種的篩選在糧谷類植物基制品發(fā)酵過程中起關鍵性作用，需要選擇合適的菌種進行發(fā)酵，使糧谷類漿液發(fā)酵所得的產品感官品質好，能夠適應人體腸道的高酸、高膽鹽環(huán)境，同時滿足活菌濃度在產品貨架期達到國家標準的要求。

潘楊[4]從酸奶和自然發(fā)酵駱駝乳中分離篩選乳酸菌，作為巴旦木植物蛋白發(fā)酵飲料的發(fā)酵菌種，將分離到的2株保加利亞乳桿菌（L1和L2）以及2株嗜熱鏈球菌（S1和S2）混合后進行乳酸發(fā)酵試驗，經過感官評定的對比，確定最佳發(fā)酵菌種組合為桿球菌1∶1。相比單一菌種發(fā)酵，菌種間可相互促進生長與繁殖，且改善酸奶的風味和提高酸奶的功能。王丹丹等人[5]從4個內蒙古地區(qū)傳統(tǒng)酸粥樣品中篩選出乳酸菌M、M5、M12和酵母菌Y1，按照1∶1的比例進行復篩，分別接種到小米汁中，通過感官評價和產酸性能測試，最終確定M1和Y1為最佳菌株。阿特爾古麗·沙布爾江[6]從新疆波雜中分離出6株酵母菌及6株乳酸菌為供試菌種，進行單菌株選擇和復合發(fā)酵劑的篩選，篩選出優(yōu)良菌株為釀酒酵母Y8、片球菌L2、植物乳桿菌L9、鼠李糖乳桿L15，以上發(fā)酵菌株作為復合發(fā)酵劑，接種于波雜中，通過理化及感官指標進行篩選，最終篩選出適合波雜發(fā)酵用的釀酒酵母Y8和植物乳桿菌L9作為發(fā)酵用菌株。

1.2 發(fā)酵工藝流程

一般來說，原料、發(fā)酵劑和加工條件對發(fā)酵產品后續(xù)的理化特性、營養(yǎng)和功能性質有顯著影響，工藝復雜與否也影響產品本身的產業(yè)化程度，結合產品的感官品質和理化指標，采取合理、簡便的加工工藝，夠提升發(fā)酵糧谷制品的市場競爭力，加速其產業(yè)化進程。

和樹平等[7]以大麥、燕麥和薏仁為原料制作復合谷物發(fā)酵飲料，其制作工藝流程為：原料→制漿→均質→糖化→接種發(fā)酵→調配→均質→灌裝→滅菌。通過工藝優(yōu)化，得到的產品色澤均一，呈淡黃色，組織狀態(tài)均勻，微生物指標和理化指標均符合規(guī)定。趙修報等人[8]以大麥芽、小米、赤小豆、燕麥為谷物原料，酵母菌和乳酸菌為發(fā)酵菌種混合發(fā)酵制備谷物發(fā)酵飲料，其制作工藝流程為：谷物→粉碎→糊化、糖化→煮沸→過濾→接種→發(fā)酵→調配→滅菌→谷物發(fā)酵飲料。通過優(yōu)化工藝，采用靜置發(fā)酵法得到的產品組織狀態(tài)均勻，口感順滑厚重，無異味。李雁含[9]以淮山為原料制備益生菌發(fā)酵飲料，其工藝流程為：新鮮淮山→清洗、去皮→切片、護色→熱燙→磨漿→糊化→酶解→發(fā)酵→調配→成品。通過工藝優(yōu)化，所得淮山益生菌發(fā)酵飲料的感官品質良好，產品中乳酸菌數(shù)為6.83×108CFU·mL-1，高于國家標準要求。

1.3 產品穩(wěn)定技術

糧谷類品種繁多，不同原料所含營養(yǎng)素類別及含量都有很大的差異，近年來學者們研究了很多關于控制發(fā)酵糧谷類制品的穩(wěn)定技術，例如糊化、均質、延長發(fā)酵時間、添加復配穩(wěn)定劑等，目前在發(fā)酵型糧谷類植物基飲品中運用較多的方法是添加復配穩(wěn)定劑。

蔣雅馨等[10]以糜米、大米、玉米碎為主要原料，植物乳桿菌CGMCC8198為發(fā)酵菌株進行發(fā)酵，研究發(fā)現(xiàn)，海藻酸鈉0.08%、瓊脂0.04%、CMC-Na 0.08%添加量的情況下，所得的乳酸菌發(fā)酵谷物飲料相態(tài)均勻，呈米白色，離心沉淀率低。彭小霞[11]在研究全谷物酸奶過程中發(fā)現(xiàn)，糧谷混合粉接種菌種XPL-1，發(fā)酵約18 h所得的樣品持水性高于接種菌種068，發(fā)酵約7 h得到樣品HP2。有可能是因為XPL-1中腸膜明串株菌在低溫（32 ℃）長時發(fā)酵（18 h）時，產生了大量的胞外多糖，從而提高了產品的持水力。LOPONE等[12]采用精選乳酸菌菌種，制備的非乳燕麥麩發(fā)酵產品具有典型的果凍狀結構和滑潤的口感。SHIN等[13]研究了植物蛋白和膳食纖維對攪拌型大豆酸奶物理性質的影響，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后，與空白組相比，添加豌豆蛋白和柑橘纖維能夠使黏度、凝固強度升高，且沒有脫水收縮。

糧谷原料富含淀粉、膳食纖維、脂肪等成分，易在殺菌以及隨后的貯藏過程中發(fā)生蛋白質及固體顆粒的聚沉和脂肪上浮等現(xiàn)象，pH、貯藏溫度、增稠劑配比、糖添加量、料液比等都會對發(fā)酵制品的穩(wěn)定性產生影響，因此，合理選擇產品穩(wěn)定技術，對提升產品的感官品質十分關鍵。

2 營養(yǎng)及功能評價

2.1 營養(yǎng)成分

糧谷類原料富含脂肪、蛋白質、糖類化合物和維生素，經過微生物發(fā)酵，一些大分子營養(yǎng)成分發(fā)生裂解，轉化成機體更容易吸收的氨基酸、低聚糖、脂肪酸等營養(yǎng)成分。天然谷物通過發(fā)酵能增加賴氨酸、蛋氨酸和色氨酸含量，提高B族維生素的利用率，降低植酸、凝集素、胰蛋白酶抑制劑等抗營養(yǎng)因子含量[14]。

金子燦[15]以植物乳桿菌和鼠李糖乳桿菌為發(fā)酵菌株，研究富硒糙小米乳酸菌發(fā)酵飲料，發(fā)現(xiàn)隨著發(fā)酵時間的增加，富硒發(fā)芽糙小米飲料中氮氧化物、氨、烯烴和芳香化合物有逐漸增加的趨勢。氫、醇類、烷烴（甲烷等）和一些芳香化合物有逐漸減少的趨勢。趙昕琪[16]以小米和糯米為主要原料，以Lactobacillus paracasei L1和Lactobacillus caseiYQ336作為發(fā)酵菌株，進行乳酸菌發(fā)酵飲料研制，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵后總酸度、乳酸、總糖、還原糖及黃酮含量升高。BASINSKIENE等[17]利用木聚糖分解酶和乳酸菌對黑麥仁進行發(fā)酵，得到的飲料中，阿拉伯低聚糖和低聚木糖產量分別提高到300 mg·L-1和1 100 mg·L-1，與酵母發(fā)酵飲料相比，乳酸菌發(fā)酵飲料的pH值和乙醇體積分數(shù)較低。SERENA等[18]利用乳酸桿菌和雙歧桿菌菌株共同發(fā)酵燕麥乳可降低木質素和植酸的含量，同時增加一些多酚類物質（如燕麥蒽酰胺）的含量，且發(fā)酵過程并未改變寡糖的特性，保留了其益生元的潛力。ZIARNO等[19]利用乳酸菌對發(fā)芽豆子進行發(fā)酵生產飲料，發(fā)現(xiàn)與未發(fā)酵的豆子相比，發(fā)酵過程有助于增加棕櫚酸、硬脂酸和油酸在脂肪酸結構中的比例。

營養(yǎng)成分的變化影響產品的風味及功能，綜上，對糧谷類原料進行發(fā)酵，能夠降解糧谷類原料中的大分子物質，產生更易于機體吸收的營養(yǎng)成分，提升發(fā)酵型糧谷飲品的附加值，滿足人們對健康產品的需求。

2.2 功能作用

糧谷類作物中含有多酚類、多糖類、維生素E等物質，發(fā)酵過程會破壞基質與抗氧化物質的結合，釋放出游離酚、脂肪酸等物質；暴露出更多的羥基、羧基、羰基等官能團，與金屬離子進行鰲合，進而提升抗氧化能力、抗菌性等生物活性。

蘇穎晶[20]在研究發(fā)酵劑對全谷物酸牛奶功能特性的影響中發(fā)現(xiàn)，全谷物粉在解淀粉乳桿菌L6發(fā)酵的酸奶中有提高抗氧化能力的效果，山藥薏米紅豆低脂酸牛奶清除ABTS自由基、DPPH自由基、還原三價鐵離子的能力分別達到1.01 mmol·L-1、199 mol·L-1、367 μmol·L-1。許藍心[21]通過乳酸菌和酵母菌發(fā)酵制得小米發(fā)酵飲料，發(fā)現(xiàn)其可以顯著降低高脂飼料飼養(yǎng)倉鼠的血清總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）水平、TC/HDL-C比值和動脈硬化指數(shù)以及肝臟中的TG水平，可以緩解倉鼠血清和肝臟中的抗氧化能力降低的趨勢，減少丙二醛的生成量。SAHARAN等[22]利用真菌處理小麥、水稻、燕麥、玉米、高粱，結果表明發(fā)酵第5 d所有發(fā)酵谷物中酚類、類黃酮的含量顯著增加，DPPH和ABTS自由基清除能力顯著提高。MOHAMMADI等[23]通過研究開菲爾發(fā)酵飲料的化學組成及抗菌活性，發(fā)現(xiàn)發(fā)酵乳能夠抑制部分致病菌，包括大腸桿菌ATCC11229、單核細胞增生李斯特菌ATCC 4957、蠟樣芽孢桿菌ATCC 14579、鼠傷寒沙門氏菌ATCC 14028，且與開菲爾發(fā)酵乳相比，其抑制活性更強。

目前功能性食品越來越受到人們的歡迎，開展發(fā)酵型糧谷類植物基制品功能性研究，開發(fā)高附加值飲品，是未來發(fā)展的方向。通過篩選菌種、改善工藝提升發(fā)酵制品的功能活性，研究其中的營養(yǎng)成分變化，是科研工作者研究的方向。

3 存在的問題

盡管植物基飲品目前的研究較多，但發(fā)酵型糧谷類植物基飲品在發(fā)展道路上還需突破很多難題，如產品同質化、附加值低、功能性不強、缺少高端產品等。①從營養(yǎng)的角度來說，植物基飲品營養(yǎng)素的密度較低，與動物蛋白相比，植物蛋白的氨基酸模式不太適合人體需要，需要考慮如何調配其中的營養(yǎng)素構成，以滿足人體對健康的需要。②從風味角度來說，植物基飲品還需要消除植物本身的一些特殊味道，如豆腥味、青草味、生味等，以改善植物蛋白的風味品質。③從口感角度來說，植物基飲料不需咀嚼、在口腔中滯留時間僅2 s，如何通過加工工藝改善產品品質以達到甘潤、細膩、流暢、在短時間內發(fā)揮最大感官性效果，顯得尤為重要。

因此，提升發(fā)酵型植物基產品的市場接受度，在科研方面還需要廣泛深入的基礎研究，包括原料、分子、發(fā)酵方面，可以為植物基產品持續(xù)開發(fā)升級，以及產品核心科技的提升提供有力的支撐。

4 結語

隨著社會的發(fā)展，人們對健康的關注度提升，消費者選擇食品，更傾向于產品的原料來源、營養(yǎng)成分、保健功能等特點，將植物基與微生物發(fā)酵相結合，可得到綠色、健康、環(huán)保的植物基發(fā)酵飲料，在未來具有很大的發(fā)展?jié)摿εc上升空間。雖然我國的發(fā)酵型糧谷類植物基飲品研究還處于起步階段，但是發(fā)酵糧谷類制品的市場發(fā)展前景十分廣闊，尤其是具有腸道健康維護功能的活菌型益生菌發(fā)酵產品。

2020年，行業(yè)研究機構FAIRR發(fā)布的調查報告顯示，目前，全球2/5的食品巨頭都有專門團隊開發(fā)和銷售植物基肉制品和乳制品。如今的飲料市場中，植物基已經成為發(fā)展的關鍵趨勢，到2025年，全球植物基食品市場預計將達到384億美元。綜上，在健康中國戰(zhàn)略下，低糖減脂、腸道健康、免疫調節(jié)等功能性食品的消費新需求，發(fā)酵型糧谷類植物基飲品未來的研究可從復合發(fā)酵菌種的篩選與培育、多種加工技術結合研究、功能性活菌型益生菌發(fā)酵糧谷飲品開發(fā)、產品穩(wěn)定技術研究、風味物質研究及提升、抗營養(yǎng)因子的消除以及營養(yǎng)成分代謝及腸道維護機制等方面開展。