摘 要:荔枝是一種藥食同源的水果,不僅具有較高的營養(yǎng)和保健價(jià)值,而且因其獨(dú)特的風(fēng)味和豐富的營養(yǎng)物質(zhì),已成為發(fā)酵食品開發(fā)的優(yōu)質(zhì)原料。益生菌廣泛應(yīng)用于乳品、果蔬等食品發(fā)酵領(lǐng)域,具有豐富食品風(fēng)味、口感以及為消費(fèi)者帶來多重營養(yǎng)健康功效等作用。結(jié)合荔枝的特性和益生菌發(fā)酵技術(shù),可以開發(fā)出既美味又健康的荔枝發(fā)酵產(chǎn)品,這不僅能夠提升荔枝的附加值,也符合現(xiàn)代消費(fèi)者對(duì)健康食品的需求。基于此,本文綜述了荔枝發(fā)酵飲品的發(fā)酵菌種、工藝、風(fēng)味以及功能特性,旨在為新型荔枝發(fā)酵產(chǎn)品的研發(fā)提供參考。
關(guān)鍵詞:荔枝;發(fā)酵;功能活性
Research Progress in Litchi Fermented Products
Abstract: Litchi chinensis Sonn. is a medicinal and edible fruit that not only has high nutritional and health value, but also has become a high-quality raw material for the development of fermented foods due to its unique flavor and rich nutrients. Probiotics are widely used in the fermentation fields of dairy products, fruits and vegetables, which have the functions of enriching food flavor and taste and bringing multiple nutrition and health effects to people. By combining the characteristics of Litchi chinensis Sonn. with probiotic fermentation technology, delicious and healthy litchi fermentation products can be developed, which not only enhances the added value of Litchi chinensis Sonn., but also meets the modern consumer demand for healthy food. Based on this, this article summarizes the fermentation strains, processes, flavors, and functional characteristics of litchi fermented beverages, aiming to provide reference for the development of new litchi fermented products.
Keywords: Litchi chinensis Sonn.; fermentation; functional activity
荔枝為無患子科荔枝屬,主要分布在東南亞,是廣東四大名果之一,目前共100多個(gè)品種。新鮮荔枝色澤鮮紅,肉質(zhì)潔白透亮,富含糖、維生素、礦物質(zhì)和膳食纖維等多種營養(yǎng)素。荔枝品種豐富,其中桂味、懷枝、糯米糍、妃子笑和黑葉等品種的產(chǎn)量相對(duì)較高[1-3]。
荔枝具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和商業(yè)價(jià)值,但采摘后易褐變腐敗,影響其外觀和市場(chǎng)價(jià)值。為了有效改善荔枝采摘后易褐變腐敗的問題,有關(guān)學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作[4],如研究荔枝不同組織部位化學(xué)成分及其生物學(xué)活性、褐變產(chǎn)生機(jī)制和抑制措施[5]、荔枝保鮮技術(shù)等[6-7]。同時(shí),為了延長荔枝產(chǎn)業(yè)鏈,提高其附加值,科研人員開發(fā)了一系列荔枝相關(guān)產(chǎn)品,如荔枝干、荔枝酒醋、荔枝汁、荔枝罐頭和荔枝粉等。
近年來,隨著消費(fèi)者對(duì)健康食品需求的增加,以及益生菌發(fā)酵技術(shù)的不斷優(yōu)化,發(fā)酵食品市場(chǎng)顯示出較大的發(fā)展?jié)摿?。?duì)荔枝進(jìn)行發(fā)酵處理,不僅能豐富產(chǎn)品風(fēng)味,還能產(chǎn)生大量功能活性成分,從而提高荔枝的附加值。基于此,本文主要從發(fā)酵荔枝產(chǎn)品的發(fā)酵菌種、發(fā)酵工藝、風(fēng)味和功能成分這幾方面進(jìn)行闡述,旨在為發(fā)酵荔枝產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的理論依據(jù)。
1 發(fā)酵菌種的篩選
益生菌是指攝入足夠數(shù)量,并對(duì)宿主健康有益的活性微生物。常用的益生菌包括乳桿菌屬、雙歧桿菌屬菌種以及酵母菌、醋酸菌等。
1.1 乳酸菌
乳酸菌在食品工業(yè)中使用廣泛,常用作食品發(fā)酵劑。國內(nèi)外研究人員使用干酪乳桿菌、植物乳桿菌、保加利亞乳桿菌等常見乳酸菌對(duì)果蔬汁進(jìn)行發(fā)酵,通過發(fā)酵過程產(chǎn)生的一系列產(chǎn)物,發(fā)揮調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、提高免疫力等作用[8]。張誠等[9]利用植物乳桿菌和乳酸芽孢桿菌對(duì)荔枝進(jìn)行復(fù)合發(fā)酵。研究結(jié)果顯示,pH值與還原糖含量下降,總酸總酚含量提高,石竹烯、芳樟醇等風(fēng)味物質(zhì)的含量也明顯提高,表明乳酸菌發(fā)酵可提升荔枝的感官品質(zhì)。盧嘉懿等[10]研究發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌在荔枝汁中對(duì)谷氨酸鈉的利用率最高,能刺激荔枝組織產(chǎn)生γ-氨基丁酸,并增強(qiáng)通透性使γ-氨基丁酸更好地溶出,乳酸菌發(fā)酵果蔬汁是富含γ-氨基丁酸的膳食補(bǔ)充品。乳酸菌發(fā)酵荔枝汁不僅能提升產(chǎn)品的口感和風(fēng)味,還可以增加產(chǎn)品的有益成分。
1.2 酵母菌
酵母菌分為釀酒酵母和產(chǎn)香酵母,它們通常用于釀酒和奶酪制作等。在酒類產(chǎn)品的單一酵母發(fā)酵中,鐘秋平等[11]利用活性干酵母在低溫條件下成功生產(chǎn)出類似干白葡萄酒風(fēng)格的荔枝酒。近年來,酵母菌在果汁發(fā)酵中的應(yīng)用也逐漸受到重視,其中主要是酵母菌與乳酸菌的混合發(fā)酵。鄒穎等[12]利用酵母乳酸菌發(fā)酵荔枝汁,發(fā)現(xiàn)復(fù)合發(fā)酵能促進(jìn)干酪乳桿菌生長,降低糖度,具有良好的抗氧化性,使產(chǎn)品風(fēng)味更佳。周英彪等[13]優(yōu)化了荔枝酵素的發(fā)酵工藝,利用復(fù)合菌(釀酒酵母、醋酸桿菌、植物乳酸桿菌)進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)現(xiàn)這種方法能顯著增加荔枝酵素中的總酚含量。有相關(guān)研究報(bào)道,乳酸菌和酵母菌混合發(fā)酵不僅能促進(jìn)各自菌數(shù)的增長,還能調(diào)控代謝產(chǎn)物的變化。兩者結(jié)合可能使產(chǎn)品兼具乳酸香和酒醇香,從而進(jìn)一步提高產(chǎn)品的價(jià)值及風(fēng)味。
1.3 醋酸菌
醋酸菌是一類革蘭氏陰性細(xì)菌,利用其發(fā)酵的果醋含有有機(jī)酸和酚類等活性成分,具有增強(qiáng)機(jī)體免疫、抗壓解乏等功效。張斌等[14]研究確定了荔枝醋酸發(fā)酵的最佳工藝條件為發(fā)酵溫度32 ℃、初始酒精度5.5%、醋酸菌接種量0.42 g·L-1。在此優(yōu)化條件下,總酸產(chǎn)量為4.91 g/100 mL,酯類和醇類成分明顯增加,從而使得口感風(fēng)味更好。屈利民等[15]對(duì)荔枝酒進(jìn)行搖瓶和靜止發(fā)酵生產(chǎn)荔枝果醋,結(jié)果發(fā)現(xiàn)靜止發(fā)酵可以降低總酸含量,提升多酚和黃酮的含量,進(jìn)而提高其抗氧化能力。
2 荔枝發(fā)酵飲品的工藝研究
在乳酸菌發(fā)酵領(lǐng)域,鄭欣等[16]利用干酪乳桿菌、保加利亞乳桿菌和腸膜狀明串珠菌發(fā)酵荔枝汁,經(jīng)巴氏殺菌后于30 ℃靜止發(fā)酵12 h。結(jié)果表明,干酪乳桿菌和保加利亞乳桿菌發(fā)酵的荔枝汁含有更多胞外多糖,并且經(jīng)貯藏后仍能保持較高的活菌數(shù),更適用于開發(fā)飲料產(chǎn)品。劉欣等[17]選擇了8種乳酸菌發(fā)酵荔枝汁,發(fā)酵工藝配方為荔枝汁50%、大豆蛋白48%、白砂糖2%及菌種接種量3%,于37 ℃靜止發(fā)酵48 h。結(jié)果發(fā)現(xiàn),鼠李糖乳桿菌的發(fā)酵能力更優(yōu),而德氏乳桿菌發(fā)酵的荔枝汁中氨基酸含量更高。王春艷等[18]以荔枝汁、薏米和牛奶為原料,利用植物乳桿菌發(fā)酵荔枝汁薏米復(fù)合凝固型酸奶,并對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)在荔枝汁25%、發(fā)酵劑7%、發(fā)酵溫度40 ℃及靜止發(fā)酵8 h的工藝條件下,復(fù)合型酸奶具有濃厚的荔枝牛奶風(fēng)味,且凝固狀態(tài)較好。在酵母菌發(fā)酵領(lǐng)域,楊幼慧等[19]通過優(yōu)化發(fā)酵菌種VL2的工藝,設(shè)定接種量為0.5%,pH值為4.0,總糖含量為20 g/100 mL,并發(fā)酵4 d,最終得到的成品酒精度為12.23%,口感醇和且具有明顯的荔枝香氣。苗儼龍等[20]在優(yōu)化荔枝水果啤酒工藝中發(fā)現(xiàn),當(dāng)原麥汁濃度在9~11 oP,荔枝果漿含量在11%~15%,啤酒花用量為0.39~0.44 g·L-1時(shí),可以豐富水果啤酒品類,并賦予其荔枝的特征風(fēng)味。在醋酸菌發(fā)酵領(lǐng)域,QIU等[21]利用響應(yīng)面分析法對(duì)荔枝醋發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果顯示,在發(fā)酵工藝為接種量10%、原醇含量7.0%、發(fā)酵溫度30 ℃時(shí),乙酸得率為52.45 g·L-1,荔枝醋風(fēng)味更優(yōu)。
3 荔枝發(fā)酵飲品的風(fēng)味研究
發(fā)酵荔枝汁在不同發(fā)酵條件下,產(chǎn)生的風(fēng)味代謝產(chǎn)物具有較大差異。發(fā)酵荔枝汁的風(fēng)味主要與菌種發(fā)酵代謝產(chǎn)物、發(fā)酵菌種種類、果汁滅菌儲(chǔ)藏方式等因素有關(guān)。例如,ALVES等[22]通過研究自然發(fā)酵和接種發(fā)酵對(duì)荔枝發(fā)酵揮發(fā)性成分的影響,得出接種酵母發(fā)酵具有最復(fù)雜的香氣特征。鄧雅妮等[23]采用氣相色譜-離子遷移譜聯(lián)用和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析了熱殺菌和超高壓前處理對(duì)乳酸菌發(fā)酵荔枝汁揮發(fā)性成分的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),熱殺菌會(huì)降低萜類和醇類含量,而超高壓前處理的荔枝汁與新鮮果汁組分相似,經(jīng)發(fā)酵后芳樟醇、順式玫瑰醚、苯甲醛等成分增多,能有效改善荔枝汁及其發(fā)酵汁的香氣品質(zhì)。此外,混菌發(fā)酵優(yōu)于單菌發(fā)酵。張誠等[9]以荔枝漿為研究對(duì)象,采用植物乳桿菌和乳酸芽孢桿菌進(jìn)行復(fù)合發(fā)酵。結(jié)果顯示,荔枝風(fēng)味成分以烯類和醇類物質(zhì)為主,發(fā)酵后除醛類物質(zhì)含量種類下降外,其余物質(zhì)含量與種類數(shù)量均增加,且風(fēng)味物質(zhì)更加多元化。這表明不同發(fā)酵工藝會(huì)影響發(fā)酵風(fēng)味物質(zhì)的形成。王玉海[24]比較了不同的荔枝果汁添加方式對(duì)荔枝啤酒品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示,預(yù)發(fā)酵果汁可有效調(diào)整待發(fā)酵麥汁的糖組分,分段添加有助于優(yōu)化發(fā)酵液的糖酸比和整體風(fēng)味。
4 荔枝發(fā)酵飲品的益生功能
4.1 調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡
荔枝發(fā)酵過程中產(chǎn)生的有機(jī)酸等代謝產(chǎn)物不僅可以抑制腐敗菌和病原菌生長,還可以刺激人體胃蛋白酶的分泌,從而增進(jìn)食欲。關(guān)小鶯等[25]研究發(fā)現(xiàn)干酪乳桿菌發(fā)酵的荔枝汁對(duì)腸炎沙門氏菌等5種常見食源性致病菌具有明顯的抑制效果。周俊萍等[26]研究發(fā)現(xiàn)干酪乳酪桿菌和德氏乳桿菌發(fā)酵的荔枝汁能較好地保留活性成分,并具有較好的潤腸通便作用。TANG等[27]研究發(fā)現(xiàn)混合乳酸菌發(fā)酵荔枝果肉中酚類物質(zhì)能促進(jìn)人體腸道菌群的平衡,展現(xiàn)出良好的生物活性。
4.2 護(hù)膚養(yǎng)顏、抗衰老
益生菌發(fā)酵過程中產(chǎn)生的超氧化物歧化酶能夠清除自由基,提高抗氧化活性。甘聃等[28]研究了荔枝發(fā)酵物對(duì)人體皮膚的影響,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵產(chǎn)物能有效提升細(xì)胞的抗氧化能力,修復(fù)長波紫外線(Ultraviolet A,UVA)導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡。孫淑夷[29]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)荔枝發(fā)酵液中超氧化物歧化酶活性為52.17 U·mL-1,淀粉酶活性為12.15 U·mL-1,總酚含量為12.76 mg/100 mL,具有較好的抗氧化活性。
4.3 增強(qiáng)免疫及解乏功能
WEN等[30]通過研究發(fā)現(xiàn),益生菌荔枝汁可以緩解小鼠免疫功能障礙,改變腸道菌群結(jié)構(gòu),屬于潛在的功能性食品。此外,γ-氨基丁酸能夠抑制性神經(jīng)傳導(dǎo),當(dāng)γ-氨基丁酸缺乏時(shí),容易產(chǎn)生焦慮、疲乏等癥狀。WANG等[31]篩選出一株高產(chǎn)γ-氨基丁酸的可食用乳酸菌,并以荔枝汁為原料,優(yōu)化了荔枝汁發(fā)酵工藝,最終得到一款富含γ-氨基丁酸的荔枝發(fā)酵產(chǎn)品。
5 結(jié)語
我國荔枝具有產(chǎn)量優(yōu)勢(shì),但采摘后易腐敗,導(dǎo)致附加值較低,因此急需開發(fā)新技術(shù)和研發(fā)新產(chǎn)品。近年來,盡管發(fā)酵荔枝產(chǎn)品的研究相對(duì)較少,但這類發(fā)酵產(chǎn)品不僅營養(yǎng)豐富,能改善口感和風(fēng)味,還含有對(duì)人體健康有益的功能成分,符合飲品功能化的發(fā)展趨勢(shì)。然而,開發(fā)高端發(fā)酵產(chǎn)品,如優(yōu)質(zhì)的荔枝酒、荔枝醋和乳酸菌荔枝飲品等,仍面臨著巨大的挑戰(zhàn)。未來,研究人員還需要借助高通量篩選、代謝工程及生物信息學(xué)技術(shù)來篩選和培養(yǎng)更適合荔枝發(fā)酵的專用菌種,同時(shí)研究和采用新的生產(chǎn)工藝,實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的智能化控制,以提升發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量。建立完善的荔枝發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量控制體系,推動(dòng)跨學(xué)科合作,打造具有中國特色的功能性和差異化荔枝發(fā)酵產(chǎn)品,充分提升荔枝的利用價(jià)值,從而推動(dòng)荔枝發(fā)酵產(chǎn)業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]李冬波,徐寧,秦獻(xiàn)泉,等.廣西博白野生荔枝資源調(diào)查及果實(shí)性狀評(píng)價(jià)[J].中國熱帶農(nóng)業(yè),2020,97(6):5-11.
[2]FANG F,ZHANG X,LUO H,et al.An intracellular laccase is responsible for epicatechin-mediated anthocyanin degradation in litchi fruit pericarp.[J].Plant Physiology,2015,169(4):2391-2408.
[3]WANG L,LOU G,MA Z,et al.Chemical constituents with antioxidant activities from litchi (Litchi chinensis Sonn.) seeds[J].Food Chemistry,2011,126(3):1081-1087.
[4]XU C,HU W,LUO S,et al.Effect of composite biological preservative containing Lactobacillus plantarum on postharvest litchi quality.[J].Food Science and Biotechnology,2016,25(6):1639-1643.
[5]SUN J,JIANG Y,SHI J,et al.Antioxidant activities and contents of polyphenol oxidase substrates from pericarp tissues of litchi fruit[J].Food Chemistry,2010,119(2):753-757.
[6]DONG X,WANG Y,HE X.Antioxidant chemical constituents from lychee seed (Litchi chinensis Sonn.)[J].Journal of Complementary and Alternative Medical Research,2018,5(3):1-10.
[7]WANG C,ZHANG S,ZHANG D,et al.Gallic acid reduces pericarp browning of litchi fruit during storage[J].Postharvest Biology and Technology,2025,219:113248.
[8]XIA A N,MENG X S,TANG X J,et al.Probiotic and related properties of a novel lactic acid bacteria strain isolated from fermented rose jam[J].LWT-Food Science amp; Technology,2021,136:110327.
[9]張誠,曾文燊,符樹勇,等.益生菌發(fā)酵對(duì)荔枝漿理化特性和揮發(fā)性成分的影響研究[J].中國食品添加劑,2023,34(4):168-173.
[10]盧嘉懿,張馳,李汴生,等.乳酸菌發(fā)酵對(duì)荔枝汁中γ-氨基丁酸含量的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2018,44(12):97-102.
[11]鐘秋平,方佳.低溫發(fā)酵荔枝澄清汁釀制優(yōu)質(zhì)荔枝酒[J].熱帶作物學(xué)報(bào),2005,26(3):74-78.
[12]鄒穎,鄒波,余元善,等.酵母菌乳酸菌共發(fā)酵對(duì)荔枝汁品質(zhì)的影響[J].現(xiàn)代食品科技,2019,35(10):189-195.
[13]周英彪,鄒曉桐,劉駿,等.荔枝酵素的發(fā)酵工藝優(yōu)化及其酚類化合物的轉(zhuǎn)化分析[J].生物技術(shù),2021,31(2):176-182.
[14]張斌,陳兆貴,鄒俊杰.響應(yīng)面法優(yōu)化荔枝醋酸發(fā)酵的工藝條件[J].中國釀造,2019,38(6):136-139.
[15]屈利民,吳繼軍,徐玉娟,等.荔枝果醋搖瓶和靜止發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2012,34(2):375-381.
[16]鄭欣,余元善,吳繼軍,等.荔枝汁經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后營養(yǎng)品質(zhì)的變化及貯藏穩(wěn)定性研究[J].現(xiàn)代食品科技,2013,29(12):2909-2914.
[17]劉欣,劉蕓,陳梅春,等.荔枝乳酸菌飲品發(fā)酵菌種篩選及其發(fā)酵特性分析[J].福建農(nóng)業(yè)科技,2022,53(7):8-16.
[18]王春艷,袁芳,陳永,等.荔枝汁薏米復(fù)合凝固型酸奶的工藝優(yōu)化及品質(zhì)分析[J].現(xiàn)代食品,2024,30(11):70-74.
[19]楊幼慧,張莉萍,陳雅雪,等.荔枝酒發(fā)酵工藝研究[J].釀酒,2004,31(2):66-68.
[20]苗儼龍,龔詩媚,王凱,等.荔枝啤酒發(fā)酵特性及工藝參數(shù)優(yōu)化[J].現(xiàn)代食品科技,2021,37(12):49-56.
[21]QIU S,WANG Y,ZHOU R,et al.Optimization of cultural conditions for vinegar of litchi (Litchi chinensis Sonn.) in liquid state fermentation[J].Journal of Food and Nutrition Research,2015,3(10):641-647.
[22]ALVES J A,LIMA L C O,DIAS D R,et al.Effects of spontaneous and inoculated fermentation on the volatile profile of lychee (Litchi chinensis Sonn) fermented beverages[J].International Journal of Food Science amp; Technology,2010,45(11):2358-2365.
[23]鄧雅妮,龔詩媚,張曼,等.基于GC-IMS和GC-MS分析不同殺菌處理荔枝果汁及其發(fā)酵汁揮發(fā)性物質(zhì)的特征[J].現(xiàn)代食品科技,2022,38(11):276-284.
[24]王玉海.不同果汁添加方法對(duì)荔枝啤酒的發(fā)酵風(fēng)味影響的研究[J].中外酒業(yè),2023(1):50-53.
[25]關(guān)小鶯,溫靖,肖更生,等.干酪乳桿菌發(fā)酵荔枝汁在模擬胃腸道中耐受能力及其抑菌性的研究[J].現(xiàn)代食品科技,2019,35(4):96-102.
[26]周俊萍,溫靖,王聰,等.益生菌發(fā)酵對(duì)荔枝汁品質(zhì)及潤腸通便功能的影響[J].食品工業(yè)科技,2024,45(17):388-395.
[27]TANG S,LUO N,ZENG Q,et al.Lychee pulp phenolics fermented by mixed lactic acid bacteria strains promote the metabolism of human gut microbiota fermentation in vitro[J].Food amp; Function,2023,14(16):7672-7681.
[28]甘聃,孫靜,楊繼國.荔枝發(fā)酵物提高人體皮膚Ha Cat細(xì)胞的抗氧化能力及對(duì)細(xì)胞凋亡的修復(fù)作用[J/OL].現(xiàn)代食品科技,1-10[2024-09-22].https://doi.org/10.13982/j.mfst.1673-9078.2024.11.1000.
[29]孫淑夷.荔枝汁混菌發(fā)酵工藝及其功能活性成分研究[D].廣州:華南農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.
[30]WEN J,MA L,XU Y,et al.Effects of probiotic litchi juice on immunomodulatory function and gut microbiota in mice[J].Food Research International,2020,137:109433.
[31]WANG D,WANG Y,LAN H,et al.Enhanced production of γ-aminobutyric acid in litchi juice fermented by Lactobacillus plantarum HU-C2W[J].Food Bioscience,2021,42:101155.