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海藻乳酸菌發(fā)酵的研究進(jìn)展

2021-09-02 06:47:16柯范生吳曼鈴胡錦鵬曾斌芬陳麗嬌程文健
食品工業(yè)科技 2021年16期
關(guān)鍵詞:木糖藻類海藻

時(shí) 瑞,柯范生,吳曼鈴,胡錦鵬,曾斌芬,梁 鵬,陳麗嬌,程文健

(福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建福州 350002)

乳酸發(fā)酵是指微生物利用可發(fā)酵碳水化合物,經(jīng)無(wú)氧酵解而生成乳酸的發(fā)酵過(guò)程。能進(jìn)行乳酸發(fā)酵的微生物包括真核微生物中的米根霉等霉菌和一些細(xì)菌[1]。而能利用可發(fā)酵碳水化合物進(jìn)行乳酸發(fā)酵的細(xì)菌則被統(tǒng)稱為乳酸菌。乳酸菌是人類最早利用于食品保藏與加工的微生物之一。目前自然界中發(fā)現(xiàn)的乳酸菌從細(xì)菌分類學(xué)上可以劃分為6科,43個(gè)屬,包括373個(gè)種以及亞種[2]。其中,在食品加工領(lǐng)域應(yīng)用較多的乳酸菌分屬于乳桿菌屬、乳球菌屬、鏈球菌屬、雙歧桿菌屬、腸球菌屬、片球菌屬和明串珠菌屬等七個(gè)屬種[3]。乳酸菌以碳水化合物為主要底物,輔以必要的氮源、無(wú)機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子進(jìn)行發(fā)酵,其主要代謝產(chǎn)物為以乳酸為主要成分的有機(jī)酸,此外,發(fā)酵過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生細(xì)菌素、乙醛等芳香物質(zhì)、胞外多糖、γ-氨基丁酸等產(chǎn)物。這些產(chǎn)物除了可以賦予食品良好的風(fēng)味,提高食品的保藏性外,有些還具有生物活性[4]。因此,乳酸菌在各類食品加工中的應(yīng)用受到廣泛的關(guān)注。

我國(guó)有著豐富的海藻資源,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),近幾年,我國(guó)以海帶、紫菜、江籬、裙帶菜等為代表的大型食用海藻產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)200萬(wàn)噸?,F(xiàn)代海藻化學(xué)領(lǐng)域的研究表明,海藻中含有十分豐富的具有生理活性的海藻多糖等碳水化合物,較為豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及甘露醇、?;撬岬刃》肿由锘钚晕镔|(zhì),是一種具有良好營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生理活性的食品資源,具有良好的應(yīng)用潛力[5]。但是,與日本等海藻食品資源利用大國(guó)相比,目前我國(guó)海藻食品加工業(yè)整體處于加工品種單一、加工技術(shù)水平低、藻類利用率低的水平。海藻食品的開發(fā)僅限于脫水干制、腌漬等有限的加工方式。因此,如何充分利用海藻的營(yíng)養(yǎng)與生理功能成分,開發(fā)高價(jià)值的海藻健康食品,成為我國(guó)海藻食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要迫切解決的重要問(wèn)題。

近年來(lái),利用乳酸菌的發(fā)酵特性,對(duì)海藻進(jìn)行處理,用來(lái)改善海藻食品品質(zhì)和安全性、提高海藻食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生理活性,以拓展海藻資源在海藻精深加工食品中的應(yīng)用。這已成為海藻開發(fā)利用的一個(gè)重要研究和發(fā)展方向。本文結(jié)合近年來(lái)國(guó)內(nèi)外乳酸菌發(fā)酵技術(shù)在海藻中的應(yīng)用研究報(bào)道,介紹了乳酸菌發(fā)酵類型,系統(tǒng)地闡述了乳酸菌發(fā)酵海藻的可行性及可用于海藻發(fā)酵的主要乳酸菌種類,并在總結(jié)乳酸菌發(fā)酵海藻的效果與作用以及相關(guān)產(chǎn)品的研究開發(fā)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上提出展望,以期為開發(fā)健康的海藻乳酸菌發(fā)酵食品提供參考。

1 乳酸菌發(fā)酵類型

乳酸菌的發(fā)酵類型可以分為三類,包括專性同型發(fā)酵、專性異型發(fā)酵和兼性異型發(fā)酵,主要的代謝差異取決于糖的發(fā)酵途徑。專性同型發(fā)酵指利用葡萄糖為發(fā)酵底物通過(guò)糖酵解途徑(embden-meyerhof pathway,EMP)生產(chǎn)乳酸且不產(chǎn)生氣體的過(guò)程;專性異型發(fā)酵則可以利用葡萄糖為底物通過(guò)磷酸戊糖途徑(hexose monophosphate pathway,HMP)進(jìn)行分解代謝,葡萄糖代謝產(chǎn)物為乳酸、乙醇和二氧化碳,核糖代謝產(chǎn)物為乳酸、乙酸,果糖的代謝產(chǎn)物為乳酸、乙酸、二氧化碳和甘露糖;兼性異型發(fā)酵既可以利用己糖通過(guò)EMP途徑產(chǎn)生乳酸,也可以利用戊糖通過(guò)HMP途徑產(chǎn)生乙酸和乳酸[6]。

海藻中含有豐富的碳水化合物,包括各種單糖如葡萄糖、半乳糖、木糖等,雙糖如纖維二糖以及低聚糖如低聚木糖、低聚半乳糖等。此外,海藻中還含有大量的海藻多糖如褐藻膠、卡拉膠、瓊脂膠、巖藻多糖、海藻淀粉、纖維素等[7?8]。不同種類和來(lái)源的海藻中這些碳水化合物的組成和比例具有差異性,海藻中含有的單糖可直接作為乳酸菌發(fā)酵的底物,一些低聚糖則可以通過(guò)某些乳酸菌自身產(chǎn)生的酶或酶系降解為單糖,從而可作為乳酸菌發(fā)酵的底物而被利用,海藻中含有的大量的海藻多糖則可以通過(guò)水解轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的單糖或寡糖為乳酸菌所利用。海藻中糖的種類豐富,不同發(fā)酵類型的乳酸菌通過(guò)不同的代謝途徑利用海藻中的這些可發(fā)酵糖發(fā)酵所產(chǎn)生的產(chǎn)物種類、含量及作用效果是有差異的[9]。在利用乳酸菌對(duì)海藻進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程中,可以選用合適發(fā)酵類型的菌種,有針對(duì)性的對(duì)海藻中的可發(fā)酵底物進(jìn)行代謝,已達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)發(fā)酵效果。

2 乳酸菌發(fā)酵海藻的可行性及乳酸菌主要種類

2.1 乳酸菌發(fā)酵海藻的可行性

藻類生物質(zhì)含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、維生素和礦物質(zhì),經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚?,可為乳酸菌的生長(zhǎng)提供良好的營(yíng)養(yǎng)條件,與植物生物質(zhì)相比,木質(zhì)素的缺少成為一個(gè)額外的優(yōu)勢(shì)。半乳糖和葡萄糖是紅藻細(xì)胞壁中主要的中性糖,紫菜中還包括甘露糖、半乳糖和木糖,這些單糖可以直接被乳酸菌發(fā)酵利用。但藻體中單糖的含量相對(duì)較少,如葡萄糖、半乳糖、木糖、鼠李糖等單糖的總含量只占半葉馬尾藻藻體干重的1%左右。而藻類多糖含量通常占藻體干重的50%左右,藻類多糖可以分為淀粉、褐藻膠等儲(chǔ)存性多糖和瓊脂、卡拉膠、巖藻多糖、藻酸鹽等結(jié)構(gòu)性多糖。淀粉是由α-1,4或者α-1,6糖苷鍵連接葡萄糖殘基形成;褐藻膠和藻酸鹽均由1,4糖苷鍵連接聚古羅糖醛酸和聚甘露糖醛酸形成;瓊脂和卡拉膠是由半乳糖和脫水半乳糖經(jīng)過(guò)α-1,3糖苷鍵、β-1,4糖苷鍵交替連接而成;而巖藻多糖結(jié)構(gòu)因藻體不同形成差異。由于大部分乳酸菌不能夠產(chǎn)生藻類多糖相應(yīng)的降解酶,因此不能夠直接利用這些多糖進(jìn)行發(fā)酵,所以這些海藻多糖一般需在經(jīng)過(guò)糖化處理后將糖苷鍵斷裂后轉(zhuǎn)化為葡萄糖、甘露糖、木糖、半乳糖等可被乳酸菌直接利用的單糖[10]。

由于海藻類原料本身具備較厚的細(xì)胞壁,有效成分難以溶出,發(fā)酵前通常會(huì)進(jìn)行預(yù)處理,可以利用改變溫度、pH和添加酶等方式使海藻中結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)存碳水化合物溶出并糖化,有利于乳酸菌分解利用[11],從而充分利用海藻碳源,更有效的發(fā)揮乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸、脫腥以及促進(jìn)生物活性物質(zhì)生成等作用,提高發(fā)酵效率。Talukder等[12]利用5%稀硫酸在121℃下預(yù)處理1 h對(duì)微藻進(jìn)行酸水解,再利用正己烷除去油脂,使糖得率(葡萄糖和木糖)提高到64.3%,將脫脂水解液中和之后接種戊糖片球菌,在厭氧、發(fā)酵溫度為30℃以及糖濃度為3~25 g/L的條件下進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸,最終乳酸產(chǎn)率可以達(dá)到90%左右,但酸處理過(guò)程中產(chǎn)生的抑制劑糠醛和羥甲基糠醛會(huì)導(dǎo)致乳酸產(chǎn)率的降低。而酶法處理?xiàng)l件相對(duì)溫和,副產(chǎn)物少,張麗姣等[13]利用纖維素酶水解海帶使褐藻多糖等有效成分溶出,并將纖維素降解成單糖,再利用戊糖片球菌對(duì)海帶酶解物進(jìn)行發(fā)酵,從而使菌種有效地利用藻體中的碳源促進(jìn)發(fā)酵。

2.2 目前研究的主要乳酸菌種類

表1部分列舉了目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于海藻發(fā)酵研究中常用的一些乳酸菌,針對(duì)海藻來(lái)源的單糖成分,乳酸菌可直接進(jìn)行發(fā)酵利用,但由于代謝途徑、關(guān)鍵酶以及發(fā)酵環(huán)境的不同,不同種乳酸菌對(duì)葡萄糖、木糖、阿拉伯糖、半乳糖等單糖的利用具有特異性。除單糖以外,其他低聚糖、多糖一般不能被乳酸菌直接利用。海藻來(lái)源低聚糖需乳酸菌分泌相應(yīng)的酶分解后再進(jìn)行代謝利用,如植物乳桿菌、短乳桿菌、戊糖片球菌等能夠產(chǎn)β-葡萄糖苷酶分解纖維二糖,從而進(jìn)一步進(jìn)行乳酸發(fā)酵[27];雙歧桿菌代謝低聚木糖是通過(guò)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將低聚木糖轉(zhuǎn)移至細(xì)胞內(nèi),再被胞內(nèi)木聚糖苷酶水解成D-木糖進(jìn)行代謝;乳酸菌對(duì)低聚半乳糖的代謝包括先由胞外酶水解再轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入胞內(nèi)進(jìn)行糖酵解和先轉(zhuǎn)運(yùn)再由胞內(nèi)酶水解兩種方式,但最終都通過(guò)酶的作用轉(zhuǎn)化成葡萄糖和半乳糖進(jìn)行糖酵解[28]。乳酸菌對(duì)低聚糖的代謝差異,主要是由于基因編碼的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)、水解酶系及相應(yīng)調(diào)控蛋白導(dǎo)致。海藻多糖則需要經(jīng)過(guò)酸、熱、酶處理或其他微生物降解,分解成單糖和低聚糖再進(jìn)行上述利用。相比于明串珠菌屬、片球菌屬和雙歧桿菌屬,乳桿菌屬在藻類發(fā)酵中使用更為廣泛,主要由于乳桿菌一般對(duì)糖的分解能力強(qiáng)且產(chǎn)酸量高[29]。明串珠屬乳酸菌發(fā)酵對(duì)象局限于單糖和雙糖,包括甘露糖、木糖、海藻糖和纖維二糖等,但不能利用半乳糖、阿拉伯糖和巖藻糖等發(fā)酵產(chǎn)酸[30?31]。片球菌屬乳酸菌能夠利用己糖、戊糖、低聚糖和聚合物,如低聚木糖和海藻淀粉[20]。雙歧桿菌屬乳酸菌能夠?qū)⒁恍┎灰紫牡途厶牵╪on-digestible oligosaccharides, NDOs),如低聚木糖、卡拉膠低聚糖、瓊脂低聚糖等代謝成乳酸、乙酸等有機(jī)酸和短鏈脂肪酸。同時(shí),雙歧桿菌屬的糖發(fā)酵具有偏好性,生物型長(zhǎng)雙歧桿菌,如青春雙歧桿菌和長(zhǎng)雙歧桿菌可以發(fā)酵阿拉伯低聚木糖、阿拉伯半乳聚糖,生物型短雙歧桿菌則相反,主要是由于其基因組序列中缺乏糖苷水解酶等修飾酶[32?34]。

表1 可用于海藻發(fā)酵的乳酸菌Table 1 LAB uesd for seaweed fermentation

由于環(huán)境的多樣性,海藻植物基發(fā)酵本身固有的物化參數(shù),如抑制因子,導(dǎo)致細(xì)菌生長(zhǎng)條件苛刻,需要乳酸菌對(duì)特定營(yíng)養(yǎng)環(huán)境具有一定的適應(yīng)性[35?36],且不同種類不同環(huán)境來(lái)源的海藻糖成分和含量具有差異,如紅藻中主要為結(jié)構(gòu)性多糖瓊脂和卡拉膠,褐藻主要為巖藻多糖、褐藻多糖和藻酸鹽,綠藻為石莼多糖和木聚糖[37]。同時(shí)由于關(guān)鍵酶和糖代謝途徑差異,不同乳酸菌對(duì)藻類糖成分的分解代謝存在特異性關(guān)系[38]。所以,針對(duì)不同品類海藻,需選擇合適的乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵。

3 乳酸菌發(fā)酵海藻的效果與作用

海藻分為褐藻、紅藻等多個(gè)門,其中褐藻和紅藻門在乳酸菌發(fā)酵藻類的研究應(yīng)用中最為常見,藻類能被利用的有效物質(zhì)及乳酸菌的發(fā)酵機(jī)制都具有差異性,發(fā)酵過(guò)程中所產(chǎn)生的作用也不同(見表2)。近幾年利用乳酸菌發(fā)酵海藻發(fā)揮其特定效應(yīng)得到廣泛關(guān)注。

表2 幾種海藻發(fā)酵中的乳酸菌及其作用Table 2 Functions of several LAB in seaweed fermentation

3.1 脫腥

海藻有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分同時(shí)具有獨(dú)特的生理活性,是一類資源豐富的健康食品,但是藻類產(chǎn)品本身具備特有的腥味,很大程度影響消費(fèi)者的感官體驗(yàn),限制了海藻類產(chǎn)品的加工應(yīng)用。海藻中特有的腥味主要是由于羧酸類、烴類、芳香類等多種有機(jī)成分構(gòu)成,目前對(duì)藻類脫腥的方法主要有物理脫腥法、化學(xué)脫腥法以及微生物發(fā)酵脫腥法[43]。有研究利用預(yù)期氣味強(qiáng)度(EOI)和預(yù)期氣味歸因(EOA)對(duì)海藻提取物中釋放的56種揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行計(jì)算分析,發(fā)現(xiàn)異戊酸(41.2%)、異硫氰酸烯丙酯(22.6%)、辛醛(11.1%)、乙醛(10.6%)共占總腥味成分的85.5%,利用微生物發(fā)酵的方法可以有效去除藻類腥臭味[44]。微生物發(fā)酵脫腥法中,酵母菌最常用于藻類的脫腥加工,近年來(lái),利用乳酸菌對(duì)海藻進(jìn)行發(fā)酵脫腥也有一定范圍的應(yīng)用。植物乳桿菌發(fā)酵過(guò)程降低海藻中的鈉,咸味的減少使口感更佳柔和,腥味去除的同時(shí),有機(jī)酸和乙醛等芳香物質(zhì)的形成帶來(lái)特殊濃郁的風(fēng)味,從而改善藻類發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì),研究者利用植物乳桿菌和酵母菌對(duì)海帶酶解液進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)菌種的聯(lián)合發(fā)酵更能有效地去除海帶的腥味[45?46]。

3.2 產(chǎn)酸

乳酸菌利用海藻發(fā)酵產(chǎn)酸,不僅可以為發(fā)酵產(chǎn)品提供特殊的口感風(fēng)味,同時(shí)還可以降低p H達(dá)到抑菌防腐的作用[47]。關(guān)于乳酸發(fā)酵的研究,其原料來(lái)源大多是陸地植物,糖成分簡(jiǎn)單,如葡萄糖、半乳糖;海洋來(lái)源的藻類,糖成分豐富,可發(fā)酵糖類包括葡萄糖、半乳糖、甘露糖,以及鼠李糖、甘露醇等陸地植物中相對(duì)少見的成分。海藻糖成分和乳酸菌代謝途徑的不同會(huì)導(dǎo)致乳酸產(chǎn)量產(chǎn)生差異性,但利用現(xiàn)階段技術(shù)并結(jié)合海藻糖組成以及每種糖的產(chǎn)酸水平進(jìn)行比較分析發(fā)現(xiàn),海藻的乳酸產(chǎn)量與木質(zhì)來(lái)源纖維素相當(dāng),因此利用海藻作為生產(chǎn)乳酸的原料具備更好的應(yīng)用前景[48]。同時(shí),褐藻乳酸菌發(fā)酵后可以產(chǎn)生一些有益的短鏈脂肪酸,如乙酸和丁酸[49]。在海藻發(fā)酵過(guò)程中,乙酸是除乳酸外的重要產(chǎn)物,它是我國(guó)使用最早的一種酸味劑,在食品行業(yè)中應(yīng)用廣泛,有強(qiáng)烈的酸味和香味,對(duì)藻類發(fā)酵食品風(fēng)味的形成起著至關(guān)重要的作用[50]。

3.3 促進(jìn)海藻生物活性物質(zhì)的釋放和生成

海藻營(yíng)養(yǎng)成分豐富,具有抗氧化、抗糖基化、免疫調(diào)節(jié)等生理功能,而乳酸菌發(fā)酵是一種經(jīng)濟(jì)有效的提取海藻中生物活性分子的方式,從而提高藻類產(chǎn)品生理活性。通常,利用天然海藻原料直接發(fā)酵生產(chǎn)生物活性化合物的研究相對(duì)較少,需結(jié)合發(fā)酵前的預(yù)處理來(lái)提高發(fā)酵海藻產(chǎn)品質(zhì)量,如采用物理破碎[4]、酶法降解[13]、熱降解[40]等方式。海藻富含酚類化合物,顯示很好的抗氧化活性,乳酸菌用于海藻發(fā)酵,可以誘導(dǎo)植物細(xì)胞壁的破壞,促進(jìn)各種酚類、海藻多糖等活性物的釋放[51]。Vergeer等[52]利用熱降解的形式處理海藻勻漿液,并進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵,發(fā)酵可以代謝藻類中釋放的咖啡酸等酚類物質(zhì),將其轉(zhuǎn)化成具有更高生物活性、更易吸收的簡(jiǎn)單形式。也有研究證明,經(jīng)過(guò)瓊脂酶降解得到的海藻低聚糖,利用乳酸菌發(fā)酵后的產(chǎn)物具有清除羥基自由基的作用,從而發(fā)揮顯著的抗氧化活性[53]。Kuda等[54]和Eda等[55]研究發(fā)現(xiàn),利用乳酸菌發(fā)酵經(jīng)過(guò)干燥研磨過(guò)篩處理后制備的海藻水提液,可以提高藻類抗糖基化活性,而糖基化高級(jí)產(chǎn)物被認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致糖尿病以及人體的衰老,植物乳酸菌對(duì)不同食用藻類進(jìn)行發(fā)酵的對(duì)比模型顯示,發(fā)酵后的海藻抗糖基化活性明顯增強(qiáng),因此,利用乳酸菌發(fā)酵制備的藻類產(chǎn)品在預(yù)防糖尿病和衰老中具備應(yīng)用潛力。乳酸菌是γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyric acid,GABA)重要的生產(chǎn)者,研究人員利用植物乳桿菌作為發(fā)酵劑發(fā)酵飲用水浸泡清洗后的紅藻,提高紅藻發(fā)酵飲料中GABA含量,而GABA是一種重要的氨基酸,它幾乎存在于人體的每個(gè)部位,具有降血壓、提高免疫力等多種生物活性,對(duì)健康有很大的影響,因此有望開發(fā)出一種高GABA含量的功能性發(fā)酵紅藻飲料[56?57]。除此之外,海藻乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)物還具備抗凝血等其他活性,這些研究發(fā)現(xiàn)為海藻功能性產(chǎn)品的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)[58]。

3.4 提高安全性

亞硝酸鹽是一種食品添加劑,但是過(guò)量食用亞硝酸鹽會(huì)導(dǎo)致中毒,而腌漬過(guò)程中硝酸鹽會(huì)還原成亞硝酸鹽,甚至?xí)a(chǎn)生亞硝胺等致癌物質(zhì)。近年來(lái),有研究發(fā)現(xiàn),接種乳酸菌發(fā)酵蔬菜、肉制品、海藻泡菜等,不僅能夠縮短發(fā)酵周期,還能夠降解膽固醇并顯著降低亞硝酸鹽的含量,從而有效提高發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì)[59?60]。張慶芳等[61]對(duì)乳酸菌降解亞硝酸的機(jī)理進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)乳酸菌對(duì)亞硝酸鹽的降解分為酶解和酸解,發(fā)酵前期,經(jīng)過(guò)亞硝酸鹽的誘導(dǎo)乳酸菌產(chǎn)生亞硝酸鹽還原酶,以酶降解為主,發(fā)酵后期由于乳酸的大量生成,以酸降解為主。藻類食品發(fā)酵過(guò)程中,乳酸菌的作用使亞硝酸鹽含量處于較低水平,極大地提高發(fā)酵海藻泡菜的品質(zhì)[62]。

不同來(lái)源的藻類重金屬的含量也不相同,在藻類食品的制備過(guò)程中,有毒重金屬含量的檢測(cè)和控制尤為重要。乳酸菌通過(guò)細(xì)胞表面吸附作用將未經(jīng)代謝的游離重金屬通過(guò)正負(fù)電荷結(jié)合到細(xì)胞表面,乳酸形成的酸性環(huán)境對(duì)重金屬絡(luò)合具有增溶作用,在體外能夠有效吸附藻類中的有毒重金屬,阻斷重金屬體內(nèi)蓄積及毒性作用的發(fā)揮,從而提高發(fā)酵產(chǎn)品的食用安全性[63?64]。

4 乳酸菌發(fā)酵海藻食品的研究開發(fā)現(xiàn)狀

4.1 海藻飲料

發(fā)酵型海藻飲料原料的選用以海帶為主,其次為螺旋藻和紫菜,發(fā)酵過(guò)程中需要添加不同的輔助材料以改善產(chǎn)品的口感[23,65]。海藻發(fā)酵飲料分為乳制品型和非乳制品型,乳制品型海藻發(fā)酵飲料的原料除了海藻,通常還包括牛奶、乳粉、酸奶等。海藻和輔助原料的勻漿水提液在經(jīng)過(guò)乳酸菌發(fā)酵之后,改善了產(chǎn)品質(zhì)構(gòu),其稠度、粘度指數(shù)和凝聚性至少提高了10%,再利用糖酸等配比材料對(duì)飲料的口感、色澤、質(zhì)地進(jìn)行適度調(diào)配,從而開發(fā)出具備海藻和乳制品風(fēng)味且營(yíng)養(yǎng)全面的功能性海藻發(fā)酵飲料;非乳制品型發(fā)酵飲料原料的選擇是以海藻為主,海藻水提物經(jīng)過(guò)乳酸菌發(fā)酵之后,調(diào)配生產(chǎn)出的海藻飲料,調(diào)配過(guò)程也會(huì)添加其他果汁,如蘋果汁、棗汁、番茄汁,從而制備出不同口味的復(fù)合汁飲料[66?67]。發(fā)酵海藻飲料不僅能夠滿足人們對(duì)不同口味的需求,同時(shí)因其功能性可以滿足不同人群的特定需求,從而開拓海藻應(yīng)用市場(chǎng)。

4.2 海藻泡菜

海藻泡菜利用乳酸菌的發(fā)酵作用改善藻類本身的腥味,同時(shí)產(chǎn)生特定的風(fēng)味,此外乳酸菌可以生產(chǎn)多種有機(jī)酸可以作為天然的防腐劑,海藻泡菜的開發(fā)可以增加泡菜產(chǎn)品類型,對(duì)消費(fèi)者提供健康益處,推動(dòng)海藻產(chǎn)品的深加工。Sarah等[68]接種植物乳桿菌和腸膜明串珠菌對(duì)海藻進(jìn)行發(fā)酵,采用非保溫工藝控制低成本生產(chǎn)方案,利用乳酸菌的發(fā)酵作用開發(fā)出一種具有安全性、高質(zhì)量,且能夠延長(zhǎng)冷藏貨架期的增值型海藻產(chǎn)品,以此創(chuàng)造出高附加值的海藻產(chǎn)品,為市場(chǎng)多元化提供了重要理論基礎(chǔ)。成群等[69]利用乳酸菌對(duì)條斑紫菜進(jìn)行發(fā)酵,并研究發(fā)酵過(guò)程中不同理化因子的變化規(guī)律,研究結(jié)果顯示,利用乳酸發(fā)酵法直接發(fā)酵紫菜的方案是可行的,從而為紫菜乳酸菌發(fā)酵工藝及其產(chǎn)品的相關(guān)開發(fā)提供依據(jù)。

4.3 其他海藻發(fā)酵食品

海藻營(yíng)養(yǎng)成分豐富熱量低,具有多種生物活性,海藻糖因其獨(dú)特的增稠穩(wěn)定性可以作為膠凝劑、穩(wěn)定劑用于一些休閑食品的開發(fā)應(yīng)用中,乳酸菌對(duì)海藻進(jìn)行發(fā)酵可以生產(chǎn)出具有海藻和益生菌雙重保健功能的休閑食品。鄭寶林等[70]利用雙歧桿菌發(fā)酵海藻汁并采用正交試驗(yàn)方式確定穩(wěn)定劑、添加劑配方,生產(chǎn)出高保健作用的新型冰淇淋。付榮霞等[71]以海帶和脫脂乳粉為原料制備漿液,利用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌混合菌種進(jìn)行乳酸菌發(fā)酵,再添加黑芝麻、蔗糖進(jìn)行調(diào)配,開發(fā)出發(fā)酵型的海帶黑芝麻酸奶凍,不僅填補(bǔ)酸奶凍市場(chǎng)空白,同時(shí)兼具海帶、黑芝麻、乳酸菌多種營(yíng)養(yǎng)保健功效,為后期藻類食品的深加工提供了一定的參考價(jià)值。顏玉蝦等[72]以海帶漿為底物,利用乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵,制備得到一種富含乳酸菌活性的海帶乳酸菌咀嚼片,是一類營(yíng)養(yǎng)豐富、口感美味的休閑食品,更是拓寬了海藻類產(chǎn)品精深加工的途徑。

5 展望

我國(guó)藻類資源豐富,但是藻類資源的精深加工程度并不高,傳統(tǒng)藻類食品的加工以干制、鹽漬為主,而藻類乳酸菌發(fā)酵食品的研究開發(fā)歷史還很短,但是海藻乳酸菌發(fā)酵后具有良好風(fēng)味,能促進(jìn)海藻生物活性物質(zhì)的釋放和生成的作用,提高海藻食品的安全性,同時(shí)可以生產(chǎn)有機(jī)酸。因此,藻類乳酸菌發(fā)酵食品越來(lái)越受到人們的關(guān)注,具有巨大的應(yīng)用潛力。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)深入研究乳酸菌在海藻發(fā)酵中的代謝機(jī)制和菌種篩選,以進(jìn)一步提高海藻中碳水化合物的利用率、增加乳酸等有益物質(zhì)的產(chǎn)量和提高海藻食品的功能活性。這個(gè)領(lǐng)域的深入研究,有望成為海藻資源充分利用的重要研究方向,具有良好的發(fā)展前景。

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