植物基蛋白飲料是以一種或多種含有一定蛋白質的植物果實、種子或種仁等為原料經加工或發酵制成的飲料產品。目前常用的植物基蛋白飲料原料有谷物、堅果、種子和豆類作物。蕓豆學名菜豆（

Phaseolus vulgaris

L.），是栽培面積僅次于大豆的食用豆類作物之一。蕓豆中的抗性淀粉可以改善高脂血癥引起的肝臟和腸道屏障損傷，蕓豆多肽和多酚等成分被證明具有改善氧化應激的作用。此外，蕓豆富含谷氨酸（質量分數10.40%～13.10%），而大豆中谷氨酸質量分數約為7.58%，谷氨酸是生物合成

-氨基丁酸（GABA）的主要前體物質，因此蕓豆成為富集GABA的優質原料，在食品應用方面展現出巨大潛力。

研究表明，萌發處理和發酵處理等方法不僅可以提高谷物中蛋白質和低聚糖的消化率，還可以富集植物原料中的GABA，提升產品的營養價值和功能價值。值得關注的是，乳酸菌發酵是豆類食品常用的加工方式之一，菌種的選擇對于發酵過程中風味物質的轉化具有重要影響，不同乳酸菌對發酵豆乳風味的影響是多方面的。

上海應用技術大學香料香精技術與工程學院的于海燕、敖婷、田懷香*等人利用篩選的高產GABA乳酸菌發酵萌發后的蕓豆，再利用氣相色譜-質譜（GC-MS）技術、氣相色譜-嗅聞（GC-O）技術和感官評價分析不同乳酸菌對發酵蕓豆乳風味特征的影響，以期得到提升植物蛋白飲料風味品質的菌種。

1

高產GABA乳酸菌的篩選

基因組中還包含86 個tRNA基因、27 個rRNA基因以及84 個sRNA基因。 105 株乳酸菌在含10 g/L谷氨酸鈉的MRS培養基中37 ℃培養48 h后，利用Berthelot比色法對乳酸菌產GABA能力進行評估，篩選得到具備GABA合成能力的菌株98 株，其中乳桿菌10 種，共88 株，球菌4 種，共10 株。如圖1所示，不同種屬乳酸菌的GABA產量存在明顯差異。鼠李糖乳桿菌、戊糖片球菌（

Pediococcus pentosaceus

）、干酪乳桿菌、戊糖乳桿菌和乳酸乳球菌GABA產量變化不穩定。發酵乳桿菌、副干酪乳桿菌、植物乳桿菌（

Lactiplantibacillus plantarum

）和清酒乳桿菌GABA產量較高，波動較小，相比乳酸乳球菌、嗜熱鏈球菌等其他菌種，在合成GABA方面具有較大優勢。

本研究在添加谷氨酸鈉的加富培養基中篩選出6 株GABA產量高于300 mg/L的乳酸菌，它們分別是從乳餅乳扇中分離得到的

P. pentosaceus

Z-6-2、

L. plantarum

0-3和發酵乳桿菌（

Limosilactobacillus fermentum

）X-3-19以及從廣西酸奶中分離得到的

L. plantarum

GZ-17、

L. plantarum

GZ-20和

L. plantarum

GZ-24，其發酵產GABA質量濃度較高，分別為308.01、350.03、350.37、325.83、329.69、308.18 mg/L。目前對產GABA乳酸菌的研究報道較多。劉璐等從387 株乳酸菌中篩選出15 株產GABA菌株（主要類型為植物乳桿菌和食竇魏斯氏菌），產GABA的質量濃度范圍在0.05～0.25 g/L。

將上述6 株高產GABA菌株接種到由萌發蕓豆制備得到的蕓豆乳中發酵12 h，測定它們在蕓豆乳中的產GABA能力和產酸能力。如圖2所示，菌株Z-6-2在蕓豆乳中發酵12 h后GABA產量最高，0-3、X-3-19次之，分別為225.50、204.41 mg/L和168.35 mg/L，相比未發酵蕓豆乳的GABA質量濃度（115.02 mg/L）分別提高了96.05%、77.72%和46.37%。由于蕓豆中乳酸菌可直接利用的谷氨酸含量低于加富培養基中的谷氨酸含量，因此，盡管菌株Z-6-2在蕓豆乳中表現出較高的GABA生產能力（225.50 mg/L），但仍達不到最高產GABA效力（308.01 mg/L）。為防止過度酸化和保證蕓豆乳的風味和品質，需篩選產酸能力適中的發酵劑菌株。空白對照組蕓豆乳的pH值為6.45，由圖2可知，蕓豆乳發酵至12 h時，各組蕓豆乳的pH值在4.40～5.51內，6 株菌株的產酸能力存在顯著差異（

P

＜0.05）。其中菌株GZ-20的產酸能力最強，12 h內乳液pH值下降2.05，而菌株0-3產酸能力最弱，12 h內乳液pH值下降0.94，產酸能力較低的還有Z-6-2和X-3-19菌株。

2

不同乳酸菌發酵對蕓豆乳感官品質的影響

對6 種富含GABA的發酵蕓豆乳樣品進行感官評價，結果如圖3所示。由Z-6-2、0-3和X-3-19發酵的蕓豆乳具有較高的香氣、滋味、總體接受程度，GZ-17、GZ-20和GZ-24發酵的蕓豆乳整體口感酸澀且具有類似氨味的令人不愉快氣味，影響發酵蕓豆乳的整體接受度。氣味屬性對發酵蕓豆乳的整體感官品質具有重要影響，因此采用CATA法進一步細化香氣評價。

采用CATA法篩選發酵蕓豆乳的感官描述詞，在提供的20 個感官屬性描述詞中，豆香味、甜香味、青草味、蘑菇味、酸味、發酵味、蒸煮味、陳腐味這8 種香氣屬性的F值（描述詞引用次數與最大可能描述次數之比）大于50%。“酸味”“豆香味”“陳腐味”為評價員使用最多的描述詞，而“霉味”“生銹金屬味”和“硫味”則是出現頻率最低的描述詞。最終形成發酵蕓豆乳香氣的描述性詞為豆香味、甜香味、青草味、蘑菇味、酸味、發酵味、蒸煮味、陳腐味。采用定量描述感官評價法對發酵蕓豆乳選定的8 種感官屬性進行評價，并繪制成雷達圖（圖4）。Z-6-2樣品中豆香味和甜香味的香氣強度顯著高于X-3-19、GZ-17、GZ-20和GZ-24樣品，同時Z-6-2的酸味、發酵味和陳腐味最弱。6 種發酵蕓豆乳的感官特征存在明顯差異，這可能與乳酸菌的產酸、產酯、產醇等生理生化能力有關，導致發酵所產生的代謝產物在種類與含量上存在一定的差異，進而影響發酵蕓豆乳感官品質。

將6 種發酵蕓豆乳（Z-6-2、0-3、X-3-19、GZ-17、GZ-20和GZ-24）依次編號（A～F）。15 位品評員根據個人喜好對樣品進行排序，排序結果見表3。通過式（1）得出

F

＝27.38，由于評價結果中出現兩個樣品的秩次相同，需要對

F

進行校正，因此根據式（2）得出

F

’＝27.49。由

2 分布表得

2（

f

＝5，

＝0.01）＝15.086＜

F

’。即Friedman檢驗結果表明，在1%水平上，6 種樣品在整體上有顯著差異。

樣品的秩和越小，排名越靠前，代表整體喜好度越高。如表3所示，6 種樣品秩和的排序為A（21）＞B（47）＞F（56）＞E（61）＞C（62）＞D（68）。計算臨界值LSD

＝20.08（

＝0.05）。各樣品的秩和之差與LSD

進行比較，結果表明：A和B、A和F、A和E、A和C、A和D、B和D樣品的秩和之差大于LSD

，即A和B之間、A和F之間、A和E之間、A和C之間、A和D之間、B和D之間在5%水平上有顯著差異。通過Friedman檢驗和樣品間的多重比較，6 種發酵蕓豆乳的整體喜好度排序為A＞B＞F＞E＞C＞D，A樣品明顯比B、F、E、C樣品更受喜歡，B樣品明顯比D樣品更受喜歡，6 種樣品根據喜好度可以分為3 組：A，B、F、E、C，D。結果表明發酵蕓豆乳Z-6-2整體喜好度最高。

3

發酵蕓豆乳中揮發性物質分析

采用HS-SPME-GC-MS測定6 種乳酸菌發酵所得蕓豆乳中揮發性風味成分，結果見表4。共鑒定出17 種化合物，其中醇類化合物6 種、醛類化合物1 種、酸類化合物2 種、酯類化合物2 種、酚類化合物5 種、其他化合物1 種。6 種高產GABA菌株發酵的蕓豆乳中分別檢出15、14、13、13、12、13 種揮發性物質，其中檢出共有揮發性風味化合物9 種，醇類、醛類和酸類化合物中相同的物質種類較多，酯類和酚類化合物差異較大。

不同乳酸菌發酵蕓豆乳的風味成分在總體組成上差別不大，但在含量上存在差異。發酵蕓豆乳中酸類所占比例最大，占發酵蕓豆乳中總揮發性風味成分的33.14%～86.59%，其次是酚類（5.42%～20.78%）、醇類（4.79%～21.29%）、酯類（1.63%～16.86%），醛類（0.25%～4.36%）占比不大。

醇類化合物可由脂質代謝、氨基酸代謝與醛的氧化還原反應產生，大多賦予產品青草味、果香味、花香味和酒香味。6 種發酵蕓豆乳樣品中醇類物質主要有己醇、異戊醇、苯甲醇、苯乙醇和(+)-新孟醇，其中己醇、苯乙醇和(+)-新孟醇在6 種樣品中都被檢測出。各樣品中異戊醇（除GZ-20樣品外）和苯甲醇（除0-3樣品外）的含量占主導地位，并且0-3樣品中的異戊醇含量和Z-6-2樣品中的苯甲醇含量顯著高于其他樣品。異戊醇具有水果香和白蘭地的香氣，且閾值較低，對0-3和Z-6-2樣品的甜香味貢獻較大。除異戊醇外，己醇也具有相對較高的OAV，其單獨存在時呈現青草味或生豆味，是導致豆腥味的主要物質之一。在GZ-20和0-3樣品中己醇的OAV＞1，對發酵蕓豆乳產品氣味產生較大影響，因此導致GZ-20和0-3樣品具有明顯的豆腥味。2-乙基己醇呈泥土味，略帶花香，雖然其閾值高且含量低，對各樣品的整體風味影響較小，但有研究認為，2-乙基己醇對豆類食品的整體香氣有負面影響，可能對GZ-17和GZ-20樣品的不良風味有輔助作用。

酸類化合物是發酵乳制品中的重要風味物質，主要產自乳酸菌對可發酵糖的代謝過程，部分來源于脂肪分解和蛋白質水解等代謝途徑。植物乳桿菌與戊糖片球菌可發酵蕓豆中的果糖生成甘露醇，再進一步形成乙酸。發酵蕓豆乳樣品中0-3組的乙酸與苯甲酸含量偏高，與其他樣品具有明顯差異，乙酸和苯甲酸具有酸味和刺鼻感。有機酸含量增加可以減弱蛋白質與豆腥味物質的結合，使豆腥味物質被解離釋放出來，并且有機酸帶來的酸味對豆腥味具有掩蓋作用，因此適量有機酸可以提升產品的整體風味，但是有機酸過量會產生酸敗變質的氣味，這可能也是X-3-19樣品具有強烈酸味和發酵味的原因。

醛類化合物只有苯甲醛在6 種發酵蕓豆乳樣品被同時檢測到。Z-6-2、X-3-19、0-3、GZ-17、GZ-20和GZ-24樣品中苯甲醛含量分別為12.34、2.06、2.58、5.33、1.35、6.67 μg/kg。苯甲醛是傳統豆乳中的香氣活性物質，表現為苦杏仁味，閾值較低（僅為3.0 μg/kg），因此較低含量苯甲醛也會對發酵蕓豆乳風味產生較大影響，主要對樣品的蒸煮味、蘑菇味和豆香味貢獻較大。

酯類化合物大多具有水果和花香味，可賦予發酵乳良好的風味。X-3-19、GZ-17、GZ-20樣品未檢測出酯類化合物，可能是由于酸和醇之間還未發生酯化反應或者反應產生的酯類化合物含量較少。Z-6-2樣品中水楊酸-2-乙基己基酯的含量為60.15 μg/kg，顯著高于其他樣品（

P

＜0.05），其呈香特性為花香、甜香，可在一定程度上掩蓋豆腥味，使產品的氣味更加豐富、柔和，對Z-6-2發酵蕓豆乳良好風味的形成具有重要貢獻，這也是Z-6-2樣品與其他5 種樣品相比更為突出的部分。

酚類化合物中的丁香酚和4-乙烯基-2-甲氧基苯酚因具有較低的閾值，對發酵蕓豆乳風味的形成具有重要作用。4-乙烯基-2-甲氧基苯酚具有煙熏味，可能是由阿魏酸熱降解產生，而丁香酚具有濃郁的丁香花香，這些物質使得Z-6-2和0-3樣品具有更豐富、更柔和的香氣，因此也獲得了更高的感官評分。

4

發酵蕓豆乳中特征風味物質分析

為了進一步確定各組樣品的風味特征，本研究采用以GC-O分析為主、OAV為輔的方法鑒定發酵蕓豆乳中的特征風味物質，各組分香氣描述、香氣強度及其相對標準偏差（RSD）結果如表5所示。

己醇呈現青草味和生豆子味，主要來源于由脂肪氧化酶降解不飽和脂肪酸生成的13-氫過氧化物。苯甲醛作為豆乳中的固有風味物質，因呈現豆腥味而影響消費者的接受度。本研究中GC-O分析對丁香酚、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚的風味描述為“酚醛味”“藥味”“辛香”和“發酵似香氣”，表明其過多的合成量可能是導致發酵蕓豆乳具有不愉快氣味的原因。水楊酸-2-乙基己基酯具有令人愉快的花香或水果香氣，可改善食品風味。上述分析結果顯示，6 種發酵蕓豆乳的異味主要由己醇、苯甲醛、丁香酚、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、水楊酸-2-乙基己基酯和苯甲酸等物質構成。

發酵豆乳的風味十分復雜，集豆乳本身、乳酸菌代謝產物以及加工過程引起的風味變化于一體，不是由單一風味成分所決定，而是由酸、酚、醇、酯、醛等多類化合物共同作用構成。研究表明，相比于未發酵的豆乳，發酵大豆乳中新產生或含量增加的己醇、異戊醇、苯甲醇等醇類物質增強了其鮮香醇厚的特征香氣，同時有機酸的積累加強了豆乳的酸味，而2-庚酮、3-羥基-2-丁酮、2-壬酮等成分則增強了豆乳的發酵味和奶香味，正己醛、壬醛和2-戊基呋喃的含量降低也顯著改善了豆乳的豆腥味。盡管大豆乳和蕓豆乳經乳酸菌發酵后，其風味變化趨勢較為一致，表現為酸味、發酵味、豆香味和甜香味的增強以及豆腥味的顯著降低，但兩者在風味物質的具體組成上仍有差異。這主要與原料本身的差異以及發酵過程中微生物的代謝作用相關。Xia Yanan等利用兩株高產GABA乳酸菌共同發酵大豆乳，檢測到其中的特征風味物質主要為2-戊基呋喃、2-丁基-2-辛烯醛、(

Z

)-2-辛烯-1-醇、辛酸、辛醛、1-己醇、2-壬烯-1-醇和1-辛烯-3-醇，乳酸菌對大豆乳風味改善的關鍵代謝途徑涉及

D

-丙氨酸代謝、牛磺酸和次牛磺酸代謝以及硒化合物代謝。值得關注的是，GABA的生物合成除了與谷氨酸代謝緊密相關，與

D

-丙氨酸和天冬氨酸代謝也有關。雖然GABA本身并不具有顯著的風味特征，但是參與GABA合成的代謝途徑與風味成分之間可能存在關聯，Xia Yanan等還發現發酵豆乳中丙氨酸的含量顯著增加可以增強豆乳的甜味。羅悅等的研究則揭示了乳酸菌發酵過程中

-葡萄糖苷酶能夠釋放香氣前體物質，從而賦予大豆乳更高質量的特征風味。這進一步證明了不同的菌種具有不同的代謝途徑和產物，而菌種的選擇對豆乳風味的改善至關重要。

目前，豆腥味是豆乳產品風味面臨的主要問題，已報道的豆腥味物質主要有己醛、(

E

)-2-己烯醛、苯甲醛、(

E

E

)-2,4-癸二烯醛、1-辛烯-3-醇、1-己醇、戊醇、乙酸和2-戊基呋喃等，因呈現青草味、生味、蘑菇味、酸味、苦杏仁味、辛辣味和油脂氧化味而不被消費者所接受。徐寅等研究發現對發酵豆乳異味貢獻較大的成分主要為1-辛烯-3-醇、正己醇、2-庚烯醛和2,4-癸二烯醛。而且有研究表明，發酵豆乳的異味并不主要來自于“豆腥味”，還與發酵產生的其他風味物質有關。高雅鑫等推測2,5-二甲基吡嗪為發酵豆乳的特征風味物質，引起發酵豆乳風味劣變的主要原因可能是蛋白質的分解代謝促進了2,5-二甲基吡嗪的大量合成，引起發酵豆乳整體的風味變化。

綜上可知，本研究制得的發酵蕓豆乳樣品中未檢測到常規豆制品中的諸多不良風味物質，如1-辛烯-3-醇、2-戊基呋喃、長鏈脂肪醛等豆腥味成分，可見乳酸菌發酵改善了蕓豆乳的豆腥味，但同時也給蕓豆乳帶來了陳腐味、發酵味、蒸煮味等令人不愉快的氣味。

結論

本研究系統分析了6 株高產GABA乳酸菌對發酵蕓豆乳風味的影響。6 種發酵蕓豆乳的感官特征存在明顯差異，其中

P. pentosaceus

Z-6-2在增強豆香味、甜香味等愉悅風味方面表現最佳，同時其產生的酸腐味最為溫和。發酵蕓豆乳中己醇、苯甲醛、丁香酚、4-乙烯基-2-甲氧基苯酚、水楊酸-2-乙基己基酯和苯甲酸等關鍵香氣化合物為蕓豆乳帶來了獨特的豆香、青草香、酸香、發酵香和甜香。此外，異戊醇、2-乙基己醇、乙酸等揮發性物質可能對產品特征風味的形成起到輔助作用。綜上所述，

P. pentosaceus

Z-6-2發酵的蕓豆乳整體風味最佳，具有開發為植物蛋白飲料的潛力。未來研究可探索與其他原料如茶、咖啡等復配調味，或與其他菌株復合發酵，以進一步提升產品的感官品質。

第一

作者

于海燕 教授

于海燕，女，上海應用技術大學香料香精化妝品學部教授，山東省煙臺市人，工學博士，碩士生導師，全國百篇優秀博士學位論文獲得者。主要從事食品風味品質檢測技術及其應用研究。先后主持國家自然科學基金項目、教育部高等學校全國優秀博士學位論文作者專項資金、上海市科委重點項目、上海市自然科學基金等國家及省部級項目9 項，企業合作項目 8 項。獲得上海市科技進步獎一等獎（R09）、上海市科技進步獎三等獎（R03）、中國輕工業聯合會科技進步獎一等獎（R06）和中國商業聯合會科學技術獎-全國商業科技進步獎特等獎（R09）。以第一作者和通信作者發表論文近70 篇，其中SCI收錄41 篇；授權發明專利 21 項，6 項專利成果轉化。

本文《不同乳酸菌對發酵蕓豆乳風味特征的影響》來源于《食品科學》2024年45卷第22期180-188，作者：于海燕，敖 婷，廖晗雪，陳 臣，田懷香*。DOI :10.7506/spkx1002-6630-20240302-005。點擊下方閱讀原文即可查看文章相關信息。

實習編輯：農夢琪；責任編輯：張睿梅。點擊下方 閱讀原文 即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網

為深入探討未來食品在大食物觀框架下的創新發展機遇與挑戰，促進產學研用各界的交流合作，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）及中國食品雜志社《食品科學》雜志、《Food Science and Human Wellness》雜志、《Journal of Future Foods》雜志主辦，西華大學食品與生物工程學院、四川旅游學院烹飪與食品科學工程學院、四川輕化工大學生物工程學院、成都大學食品與生物工程學院、成都醫學院檢驗醫學院、四川省農業科學院農產品加工研究所、中國農業科學院都市農業研究所、四川大學農產品加工研究院、西昌學院農業科學學院、宿州學院生物與食品工程學院、大連民族大學生命科學學院、北京聯合大學保健食品功能檢測中心共同主辦的“第二屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會”即將于2025年5月24-25日在中國 四川 成都召開。

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