豌豆纤维对罗伊氏乳杆菌ACC27活力及发酵乳品质特性的影响

《Fermentation》：Impact of Pea Fiber (Pisum sativum L.) on the Viability of Limosilactobacillus reuteri ACC27 and Quality Attributes of Fermented Milk Nisa Nur Hac?bayramo?lu and Haktan Akta?

本研究针对发酵食品中益生菌存活率不足等问题，探讨豌豆纤维对Limosilactobacillus reuteri ACC27活力的促进作用及其对发酵乳理化性质的影响。结果显示，添加豌豆纤维可缩短发酵时间约30分钟，显著提升菌株活力和抗氧化能力，为开发新型功能性发酵乳提供理论依据。

　　

随着消费者对功能性食品需求的日益增长，如何在发酵乳制品中维持益生菌的高活性成为食品工业的核心挑战之一。益生菌需在保质期内保持一定活力才能发挥健康益处，而传统发酵乳常面临益生菌存活率低、货架期稳定性差等问题。为此，研究者们尝试将植物源性益生元引入发酵体系，通过“菌-元”协同效应提升产品功能属性。豌豆(Pisum sativum L.)因其丰富的低聚糖、多酚类物质及抗氧化能力，被视为极具潜力的益生元来源。然而，豌豆纤维在发酵乳中对特定益生菌的促生长作用及其对产品整体品质的影响尚待系统研究。

为探究这一问题，Nisa Nur Hac?bayramo?lu和Haktan Akta?在《Fermentation》发表了题为“Impact of Pea Fiber (Pisum sativum L.) on the Viability of Limosilactobacillus reuteri ACC27 and Quality Attributes of Fermented Milk”的研究。该研究以具有益生潜力的Limosilactobacillus reuteri ACC27和发酵剂Streptococcus thermophilus 212S为核心，构建了含不同比例豌豆纤维(0%、0.5%、1%、1.5%、2%)的发酵乳模型，从体外生长、发酵动力学、微生物存活、理化特性到感官评价进行了多维解析，揭示了豌豆纤维作为功能性配料的应用潜力。

研究采用体外培养与发酵乳体系相结合的策略：通过MRS肉汤模型评估豌豆纤维对L. reuteri ACC27生长的直接影响；利用巴氏杀菌牛乳体系制备发酵乳，监测发酵过程中pH变化及终点时间；通过选择性培养基计数法分析贮藏期间微生物动态；结合高效液相色谱(HPLC)、分光光度法、流变仪等技术量化有机酸谱、抗氧化指标及物理特性；最后通过半培训品评小组进行感官评分。所有数据均通过ANOVA与主成分分析(PCA)验证统计学差异。

3.1. Effect of Pea Fiber Powder on In Vitro Growth of L. reuteri ACC27

体外实验显示，添加豌豆纤维可显著促进L. reuteri ACC27早期生长，孵育8-16小时后的活菌数较对照组提升约1 log CFU/mL。这表明豌豆纤维中的不可消化碳水化合物(如低聚糖)可作为益生菌的发酵底物，加速代谢进程。

3.2. Monitoring of Fermentation Processes

含豌豆纤维的发酵乳到达目标pH(4.6±0.1)的时间缩短至300分钟，较对照组(330分钟)效率显著提高。这归因于纤维提供的额外能量源与菌株间的协同作用，凸显了其在工业生产中缩短周期的潜力。

3.3. Microbiological Analyses

贮藏21天内，所有样品均未检出酵母、霉菌及大肠菌群，卫生质量达标。含纤维组在第7天的L. reuteri ACC27活菌数显著高于对照组(p<0.01)，证实豌豆纤维在食品基质中仍能维持对益生菌的保护作用。S. thermophilus 212S的活菌数稳定在10? CFU/g以上，符合Codex标准。

3.4. Physicochemical Analyses

豌豆纤维的添加降低了析水率(syneresis)，同时提升了干物质含量与表观粘度。例如，2%纤维组的粘度在20rpm下高达26505 cP，远优于对照组。尽管持水性(WHC)数值降低，但这反映了离心条件下水分释放行为的改变，而非实际保水能力下降。

3.5. Apparent Viscosity and Colorimetric Properties

纤维添加使发酵乳的L(亮度)值略降，a(红绿值)与b*(黄蓝值)微增，但视觉差异不明显。这种色彩变化源于豌豆自身的色素成分，未影响产品外观接受度。

3.6. Organic Acid Content

乳酸(11670.45-13791.66 mg/kg)是主要的有机酸，其次为乙酸(145.12-240.53 mg/kg)。苹果酸与苯甲酸的含量波动较小，纤维浓度未显著改变有机酸谱，保证了产品的风味稳定性。

3.7. Antioxidant Capacity and Total Phenolic Content

总酚含量(TPC)在纤维组中提升至98.05 mg GAE/L，抗氧化能力(IC₅₀)降至56.69 mg/mL，表明豌豆纤维成功将植物多酚导入发酵乳体系，增强了功能属性。

3.8. Sensory Analyses

感官评分显示，1.5%纤维组(FM15)在第7天获得最高口味得分(8.38/9)。总体而言，纤维添加未引起异味，且在特定贮藏阶段改善了口感接受度。

3.9. Correlation and Principal Component Analysis

PCA将样品分为三簇：对照组因高析水率与低粘度独立成簇；含纤维组则与高TPC、高粘度及益生菌活力紧密关联。相关性分析证实干物质与粘度正相关(r>0.5)，与析水率负相关，揭示了纤维增强凝胶结构的机制。

研究结论指出，豌豆纤维不仅通过缩短发酵时间与提升益生菌活力优化了生产工艺，还借助改善流变特性与抗氧化能力丰富了产品功能维度。尽管受限于批次数量与缺乏体内验证，该成果仍为开发兼具营养与质构优势的发酵乳提供了重要参考。未来需扩大生物重复样本，并结合肠道模型进一步验证其生态效益。