文/任彩霞 高安平 王春燕 吳志東 黃宏連

〔內蒙古蒙牛乳業(yè)（集團）股份有限公司〕

大豆價格低廉，富含蛋白質、維生素和礦物質，對于降低人體血液中的膽固醇，防止動脈硬化，促進生長發(fā)育[1]，緩解高血壓、糖尿病及其并發(fā)癥帶來的風險等具有重要作用[2]。在世界范圍內廣泛消費[3]，用大豆制作的豆乳具有營養(yǎng)價值高，食用方便等特點。但是大豆中的棉子糖、水蘇糖等低聚糖成分不被人體消化，可能引起腸胃脹氣；豆乳具有令人不快的豆腥味，導致人們對大豆的消費有限。豆乳經發(fā)酵或添加具有凝固功能的物質，經調配或其他方法制得的酸豆乳制品既可保留豆乳的營養(yǎng)成分，又具有醇香、清爽酸香味的特點，同時減少了豆腥味，深受消費者喜愛。目前市場上和實驗室普遍研究的酸豆乳制品包括發(fā)酵豆乳[4]、內酯酸豆乳等。本文綜述了國內外影響酸豆乳制品品質及其微觀結構的研究進展，為酸豆乳制品的開發(fā)提供一定參考。

1 酸豆乳制品分類及其制作工藝

1.1 分類

酸豆乳制品分為發(fā)酵型和非發(fā)酵型兩種，目前常見的大多為以單菌株或復合菌株作為發(fā)酵劑的發(fā)酵型酸豆乳制品；而非發(fā)酵型酸豆乳制品則是以一些具有凝乳功能的物質作為凝固劑制作而成。

1.2 制作工藝

1.2.1 發(fā)酵型酸豆乳制品制作工藝

凝固型/攪拌型發(fā)酵型酸豆乳制品制作工藝見圖1。

1.2.2 非發(fā)酵型酸豆乳制品制作工藝

見圖2。

2 發(fā)酵劑與凝固劑對酸豆乳制品品質的研究

圖1 凝固型/攪拌型發(fā)酵酸豆乳制作工藝流程圖

圖2 凝固型/攪拌型非凝固劑酸豆乳制作工藝流程圖

酸豆乳發(fā)酵劑/凝固劑是改變酸豆乳制品品質的直接因素，優(yōu)秀的豆乳發(fā)酵劑/凝固劑不僅可提供最終產品的良好風味及功能特性，還可賦予其優(yōu)良的質構、黏度、口感等。常用的發(fā)酵劑包括乳酸菌、雙歧桿菌、開菲爾、酵母菌、芽孢桿菌等。凝固劑有乳酸、醋酸、檸檬酸、果汁或葡萄糖酸-δ-內酯（GDL）等。

2.1 發(fā)酵劑

2.1.1 乳酸菌與雙歧桿菌

乳酸菌是一類可發(fā)酵碳水化合物，生成乳酸的細菌，常用于發(fā)酵豆乳的菌株，主要有植物乳桿菌、保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、嗜酸乳桿菌等。雙歧桿菌是人體內源性腸道菌群的主要成員，通常作為單一菌株或復合菌株添加到豆乳中進行發(fā)酵。乳酸菌、雙歧桿菌對于改善酸豆乳制品品質具有重要作用。

（1）改善豆腥味，提供良好風味

植物乳桿菌含有α-半乳糖苷酶，可分解豆乳中的低聚糖[5]，發(fā)酵產生的揮發(fā)性風味物質還可掩蓋豆乳的“豆腥味”，目前被廣泛應用于豆乳發(fā)酵中。董喜梅[6]選用了4 株植物乳桿菌發(fā)酵豆乳，結果表明，植物乳桿菌IMAU60042和植物乳桿菌P-8具有良好的豆乳發(fā)酵特性、產酸能力及揮發(fā)性風味物質。王玉文等[7]的報道中，保加利亞乳桿菌BN-L1、嗜熱鏈球菌BN-S1、乳酸乳球菌BN-S2、乳酸乳脂鏈球菌BN-S3等比例混合發(fā)酵制成的豆乳，產品質地光滑細膩，其豆香味、發(fā)酵酸香味濃郁。

（2）產生功能成分，提升營養(yǎng)價值植物乳桿菌具有產生共軛亞油酸（CLA）能力。高輝等[8]發(fā)現，植物乳桿菌接種在豆?jié){含量80%、脫脂乳含量20%的豆乳中，生長較好且能提高豆?jié){的營養(yǎng)價值。鼠李糖乳桿菌CRL981提高了發(fā)酵豆乳的抗氧化活性和DNA抗氧化能力[9]。由嗜熱鏈球菌S10和植物乳桿菌P-8發(fā)酵制得的酸豆乳，其發(fā)酵特性、貯藏穩(wěn)定性明顯優(yōu)于商業(yè)豆乳發(fā)酵劑制得的發(fā)酵豆乳，且活性大豆異黃酮轉化能力、益生菌活菌數水平很高[10]。黃國晃等[11]的報道中，保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌、植物乳桿菌、嗜酸乳酸桿菌和乳雙歧桿菌混合發(fā)酵的產品，礦物質、維生素、大豆異黃酮等含量大幅提高，最大化發(fā)揮了益生菌和大豆的優(yōu)勢。分離自人體糞便中的雙歧桿菌B3.2、雙歧桿菌B7.1和短雙歧桿菌B9.14均能在不添加任何營養(yǎng)物質的情況下生長和發(fā)酵豆乳，并產生高水平的乳酸[12]。嗜熱鏈球菌CCRC 14085和嗜酸乳桿菌CCRC 14079在添加嬰兒雙歧桿菌CCRC 14633后發(fā)酵豆乳中果糖、葡萄糖和半乳糖的含量遠遠大于單菌發(fā)酵豆乳中的含量[13]。

（3）降低不良成分，改善腸胃脹氣

發(fā)酵乳桿菌CRL 722對于消除人體對豆乳產生的不良反應有重要作用。其可完全分解豆乳中的水蘇糖和棉子糖，食用該菌株發(fā)酵豆乳的大鼠，其盲腸重量明顯低于食用普通豆乳的大鼠[14]。

（4）改善酸豆乳凝膠結構

姜濤[15]采用嗜酸乳桿菌進行純豆乳發(fā)酵，90 ℃以上熱處理獲得的發(fā)酵豆乳凝膠強度更大，網狀結構致密。李理等[16]研究表明，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌中添加干酪乳桿菌/瑞士乳桿菌，可顯著提升發(fā)酵豆乳的黏附性和硬度。林海知[17]的研究中，商業(yè)菌株TY973的產酸速率明顯較快，且活菌數、表觀黏度、質構等指標較高，冷藏期間表現穩(wěn)定，故選定該菌株用于酸豆乳發(fā)酵。Li等[18]采用植物乳桿菌70810發(fā)酵的豆乳，其活菌數、持水量（WHC）、表觀粘度、胞外多糖（EPS）含量均顯著高于其他兩種發(fā)酵豆乳。觀察發(fā)酵豆乳的微觀結構發(fā)現，植物乳桿菌70810形成的EPS蛋白網絡結構相對更加密集，這是由于大量高分子量的EPS限制了豆乳的脫水敏感性，并通過與大豆蛋白交聯(lián)形成網狀結構，改善了豆乳的結構[19]。

雷勇剛[20]研究了干酪乳桿菌、瑞士乳桿菌組合益生菌發(fā)酵豆乳的流變學特性、持水力及微觀結構等，結果表明，豆乳中添加大豆蛋白（SPI）可顯著提高酸豆乳的持水力和黏彈性，凝膠結構更為致密緊實，掃描電鏡圖譜顯示亮度降低，見圖3。這可能由于SPI懸浮液的pH值降至6左右時，SPI的堿性亞基和β-球蛋白的β亞基不穩(wěn)定，當體系接近凈中性電荷時，甘氨酸酸性亞基和β-球蛋白的α和α’亞基也開始參與凝膠網絡的形成，進而促進形成致密的凝膠結構[21]。

2.1.2 開菲爾與酵母菌

幵菲爾是一種可用于酸和酒精發(fā)酵的細菌和酵母混合物，開菲爾粒上主要棲息著多種乳酸菌、酵母菌和（或）醋酸菌等微生物，菌相極為復雜。酵母菌能發(fā)酵糖類產生能量，在發(fā)酵過程中還會生成酮類、酯類、酚類等化合物。對于發(fā)酵豆乳而言，酵母菌與乳酸菌配合發(fā)酵是絕好的去除豆腥味的方法。

（1）改善豆腥味，提供良好風味

唐巧[22]選用6 株酵母菌測定揮發(fā)性風味物質，研究表明，酵母菌Y03發(fā)酵而成的豆粉，其致腥物質含量明顯較少，蛋白質、氨基酸、粗脂肪和粗纖維的含量均有所提高。馮靜文[23]使用阿米塞畢赤氏酵母Y和乳酸菌XPL-1聯(lián)合發(fā)酵豆乳，去除了豆乳豆腥味的同時還產生了多種酯類香氣成分，并產生了游離型大豆異黃酮等保健成分。

圖3 添加SPI的酸豆乳微觀結構圖

（2）產生功能成分，提升營養(yǎng)價值

開菲爾發(fā)酵豆乳還可提高豆乳中異黃酮和總酚含量，Fernandes等[24]的研究中，經過發(fā)酵的豆乳，乳酸菌和酵母菌的細胞活力增加3 log CFU/g，苷元異黃酮含量增加2倍，總酚含量增加9 倍。在賈磊[25]的報道中也得出了類似結論，他將保加利亞乳桿菌、嗜熱鏈球菌與釀酒酵母Y1用于發(fā)酵豆乳（含牛乳），3 株菌表現為協(xié)同發(fā)酵，發(fā)酵乳的酵母菌與乳酸菌活菌數明顯高于單獨發(fā)酵，且雙乙酰、乙醇含量及有機酸種類均較之前明顯增加。

（3）降低不良成分，改善腸胃脹氣

開菲爾在豆乳發(fā)酵中體現出良好的發(fā)酵特性，Baú等[26]報道了1株可用于發(fā)酵豆乳的開菲爾，在開菲爾發(fā)酵過程中，隨著半乳糖、葡萄糖和蔗糖的耗盡，棉子糖和水蘇糖被水解，甘氨酸和大豆苷的生物轉化率達到100%，pH值為4.9，活菌數為1×109CFU/mL。

2.1.3 芽孢桿菌

芽孢桿菌屬一類產芽孢，需氧或兼性厭氧的革蘭氏陽性菌株，其中地衣芽孢桿菌、納豆芽孢桿菌、凝結芽孢桿菌、解淀粉芽孢桿菌被廣泛應用于豆制品發(fā)酵中。

（1）改善豆腥味，提供良好風味

李佳[27]選用1 株纖溶酶活性強的芽孢桿菌發(fā)酵豆乳，經過單因素試驗，確定接種量7%、發(fā)酵時間72 h、發(fā)酵溫度為37 ℃為最佳發(fā)酵條件，此時酶的活性最強，發(fā)酵的豆乳香味較足。武旭[28]對納豆芽孢桿菌與乳酸菌發(fā)酵全豆豆乳的發(fā)酵工藝、添加量及品質進行了研究，通過分步發(fā)酵，即納豆芽孢桿菌搖床發(fā)酵后接種乳酸菌后靜置發(fā)酵，終產品的風味、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）含量、血管緊張素轉換酶（ACE）抑制活性、氨基酸總含量等均有明顯提高。宋錦安[29]介紹了一種凝結芽孢桿菌發(fā)酵豆乳的方法，該菌株發(fā)酵條件及特性與乳酸菌一致，而且風味獨特、易于控制。

（1）增加功能成分，提升營養(yǎng)價值早在2011年，韓國學者就曾發(fā)表了關于枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆乳的論文，發(fā)酵后的豆乳蛋白酶活性提高，且具有抗肥胖功能特性[30]。解淀粉芽孢桿菌作為公認安全（Generally Recognized as Safe，GRAS）認可菌株被應用于豆腐發(fā)酵中。吳珊等[31]的研究中，豆腐經過解淀粉芽孢桿菌發(fā)酵后，發(fā)酵豆腐中的游離氨基酸、脂肪酸、總酚、還原糖含量明顯升高，隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵豆腐的纖溶酶活性顯著增強。納豆芽孢桿菌發(fā)酵的大豆具有溶解血栓、降血壓、抗菌、調節(jié)腸道功能、抗氧化等功效，且大多應用于固體發(fā)酵，納豆芽孢桿菌與乳酸菌混合發(fā)酵具有協(xié)同作用，可大幅提升其益生特性。有研究表明，動物雙歧桿菌、干酪乳桿菌和植物乳桿菌分別與納豆芽孢桿菌混合，進行整粒大豆的固態(tài)發(fā)酵，由于微生物代謝和酶化學反應，由乳酸菌和納豆芽孢桿菌混合發(fā)酵的全豆可為人體提供不同的益生菌，并可改善營養(yǎng)和功能特性[32]。

2.2 凝固劑

2.2.1 酸性凝固劑

非發(fā)酵型酸凝乳的凝膠過程一般需要經過兩個步驟。首先，SPI通過熱處理變性，蛋白質分子的疏水區(qū)暴露在環(huán)境中；第二步，pH值降低，蛋白質的凈電荷被中和，疏水性占主導地位并導致聚集。黃亮[33]曾介紹了一種檸檬酸制備酸豆乳的方法，向豆乳中添加檸檬酸，通過調節(jié)豆乳pH值使大豆蛋白凝固，形成凝膠，經調配成酸豆乳飲料。醋酸也可以使豆乳形成凝膠，其形成過程與檸檬酸相似。

2.2.2 非酸性凝固劑

GDL是目前常用的一種酸豆乳凝固劑，其本身不能沉淀大豆蛋白，而是在加熱的條件下可水解為葡萄糖酸，進而降低SPI的pH值，使蛋白質分子成為兼性離子發(fā)生凝固。劉志勝[34]提出的GDL凝膠機理表述為：SPI加熱導致亞基解離，疏水區(qū)暴露及大豆蛋白變性，此時溶液的蛋白分子負電荷較多，且高于SPI等電點，產生的分子間靜電斥力使其難于接近。加入GDL后，由于水解作用，蛋白分子負電荷減少，分子間靜電斥力相對減弱，當溶液的pH值降低到6左右時，在疏水相互作用等引力作用下，大豆蛋白分子逐漸結合，形成凝膠網絡。于國萍等[35]探討了熱處理以及GDL誘導的酸化作用對大豆分離蛋白凝膠特性的影響。研究表明，熱處理可提高大豆分離蛋白的凝膠強度、表面疏水性及保水性。經GDL誘導大豆分離蛋白酸化后，熱處理凝膠特性發(fā)生了較大變化。Pang等[36]使用GDL制備酸凝乳，隨著pH值降低，形成了均勻的豆乳凝膠。常見的內酯豆腐就是利用這個原理制成的。

3 總結與展望

發(fā)酵型酸豆乳與凝固型酸豆乳相比具有如下優(yōu)點。（1）降低或除去大豆中的不良成分，消除人體不良反應，擴大食用人群[37，38]；（2）通過發(fā)酵，豆乳中的大分子蛋白質被降解為小分子多肽，更利于人體消化吸收；（3）極大程度地降低豆腥味、抗營養(yǎng)因子[22]；（4）有活菌產生，可調節(jié)人體腸道菌群。

而酸乳凝固劑可以在豆乳凝膠過程中，一方面，通過調整添加量來精確控制凝膠成膠過程，且形成的凝膠結構保水性較好，規(guī)避了發(fā)酵菌種在發(fā)酵過程中因活性不穩(wěn)定或菌種污染帶來的產品口感、風味等品質不均一的情況；另一方面，凝固型酸豆乳制品的酸度和黏度可控制。但也存在一些劣勢，如凝膠方式為非菌發(fā)酵，產品中無活菌產生，對人體并無益生功效，僅適用于常溫酸豆乳制品中等。

近年來，人們開始考慮發(fā)酵型豆乳與凝固型豆乳在凝膠結構上的差異性， Grygorczyk等[39]比較了乳酸菌發(fā)酵劑與添加GDL引起的豆乳顆粒凝膠化的差異，通過觀察流變學及微觀結構發(fā)現，乳酸菌凝膠pH值高于GDL的凝膠pH值。在pH值為5.1時，凝膠的最終硬度、tanδ值、頻率依賴性以及凝膠的線性粘彈性范圍并無差異，蛋白質網絡微觀結構類似。Zhihua Pang[36]報道了兩株產EPS的發(fā)酵劑與GDL對豆乳的凝膠過程，試驗表明，GDL凝膠的流變特性和粒徑分布與發(fā)酵劑相近，發(fā)酵劑形成凝膠的硬度、粘附性和保水性高于GDL凝膠；微觀結構上，GDL凝膠的微鏈結構更為致密。在大豆酸奶的研究和開發(fā)中，GDL可以作為一種簡化的、更可控的發(fā)酵模型，其完全可以替代產生很少或沒有EPS的發(fā)酵劑。

隨著人們健康意識的不斷提高，大豆制品受到了極大重視，大豆制品的種類及產量也實現了突破。近年來，市面上的豆乳制品層出不窮，豆本豆、植選豆乳深受消費者喜愛。在酸豆乳制品開發(fā)中，尋求酸豆乳制品種類多樣化、廣泛適應性及良好品質仍是重點。總之，酸豆乳制品的開發(fā)任重而道遠，期望酸豆乳制品能作為新型功能性綠色產品，早日能成為市場上受消費者歡迎的主流乳制品，實現與酸奶的齊頭并進。