摘要
乳酸菌发酵可改善食物的营养特性，产生生物活性成分，并增加发酵后食物的风味。菠萝蜜富含碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素及矿物质等基础营养成分。同时，菠萝蜜还具有抗氧化、抗炎、抑菌、等多种保健功效。但其果实极易腐烂，鲜果的保质期较短，导致鲜食果销售范围小，推广存在困难。可以通过对其进行深加工、增加制品种类等方法达到扩大销售范围、促进消费和扩大市场占有率的目的。因此，利用乳酸菌发酵菠萝蜜果汁制备乳酸菌发酵菠萝蜜果汁，不仅可以为菠萝蜜深加工提供新方向，同时也可以为菠萝蜜相关加工制品提供新质生产力。本论文研究了嗜酸乳杆菌（LactobacillusacidophilusCCTCCCB20081799），鼠李糖乳酪杆菌（LactocaseibacillusrhamnosusATCC53103），短促生乳杆菌（LevilactobacillusbrevisCICC20014），发酵粘液乳杆菌（LimosilactobacillusfermentumCCTCCLB2008147），植物乳植杆菌（LactiplantiobacillusplantarumCCTCCHB20082809），乳酸乳球菌乳酸亚种（Lactococcuslactissubsp.lactisACCC61998），乳酸乳球菌乳脂亚种（Lactococcuslactissubsp.cremorisCCTCCLB2008134）发酵菠萝蜜果汁的理化性质、挥发性风味化合物和代谢物的化学特征变化；筛选获得适合发酵菠萝蜜果汁的3株乳酸菌L.lactisACCC61998、L.rhamnosusATCC53103和L.acidophilusCCTCCCB20081799；对筛选获得适合发酵菠萝蜜果汁的3株乳酸菌进行复配制备复合发酵剂；对所制备的复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁的关键工艺参数进行了优化，主要研究内容和结果如下： 乳酸菌单菌发酵菠萝蜜果汁的试验结果表明：乳酸菌发酵后菠萝蜜果汁中糖含量均显著下降，总酸含量相较未发酵菠萝蜜果汁均显著升高。发酵12h后的菠萝蜜果汁中活菌数均显著增加，所有发酵菠萝蜜果汁中乳酸菌活菌数均大于7lgCFU/mL。其中L.fermentumCCTCCLB2008147发酵的菠萝蜜果汁中糖含量最低，总酸和活菌数含量最高。就7株乳酸菌发酵菠萝蜜果汁中的总酚和类黄酮含量的变化而言，L.acidophilusCCTCCCB20081799、L.brevisCICC20014、L.plantarumCCTCCHB20082809、L.rhamnosusATCC53103、L.lactisACCC61998发酵菠萝蜜果汁总酚含量显著增加，黄酮化合物仅在L.cremorisCCTCCLB2008134发酵菠萝蜜果汁中显著增加，L.rhamnosusATCC53103、L.lactisACCC61998发酵菠萝蜜果汁黄酮含量未有显著变化。 乳酸菌发酵菠萝蜜果汁中的代谢物检测的试验结果表明：与未发酵的菠萝蜜果汁相比，7株乳酸菌发酵的菠萝蜜果汁中检测到22种新的代谢物，包含1种香豆素（6-甲基香豆素）、9种氨基酸及其衍生物（如β-烟酰胺单核苷酸、N-乙酰-L-半胱氨酸等）、6种脂质（石榴酸、棕榈油酸等）、3种有机酸（N-乙酰-L-半胱氨酸、硫辛酸、乳酸）、1种酚酸（1-O-咖啡酰-6-O-葡萄糖基-β-D-葡萄糖）、1种萜类（3β-乙酰氧基螺岩兰草酮）及1种糖（磷酸葡萄糖酸）。L.rhamnosusATCC53103、L.lactisACCC61998和L.acidophilusCCTCCCB20081799发酵后的菠萝蜜果汁的木脂素和香豆素的含量较发酵前增加。 乳酸菌发酵菠萝蜜果汁的挥发性风味物质检测的试验结果表明：菠萝蜜果汁中含有丰富的酯类、醛类、醇类等物质。与未发酵的菠萝蜜果汁相比，7株乳酸菌发酵的菠萝蜜果汁中检测到2种新的挥发性风味物质，为（Z）-2-（3,3-二甲基环己亚基）乙醇和6-甲基-5-庚烯-2-醇。酯类化合物是发酵菠萝蜜汁中含量最多的关键香气化合物，在经L.rhamnosusATCC53103发酵的菠萝蜜汁中含量显著增加，如2-羟乙基苯甲酸酯、己酸异戊酯、异戊酸己酯等化合物含量在所有菠萝蜜果汁中含量均达到最高。L.cremorisCCTCCLB2008134和L.rhamnosusATCC53103发酵的菠萝蜜汁中重要醛类的含量显著增加，主要为2,5-二甲基苯甲醛和苯乙醛等。L.rhamnosusATCC53103发酵菠萝蜜果汁含有的上调挥发性风味产物最多。在7株乳酸菌中，根据综合评分筛选获得较适宜发酵菠萝蜜果汁的菌株为L.lactisACCC61998、L.rhamnosusATCC53103和L.acidophilusCCTCCCB20081799。 将筛选获得较适宜发酵菠萝蜜果汁的菌株利用正交试验确定了复合发酵剂中的菌株最佳比例，试验结果表明：复合发酵剂中的菌株最佳比例为L.lactisACCC61998∶L.acidophilusCCTCCCB20081799∶L.rhamnosusATCC53103=3∶1∶3。经过复合发酵剂发酵的菠萝蜜果汁中总酚含量、活菌数、总酸含量和挥发性风味化合物含量均有所提高，还原糖含量显著降低。3株乳酸菌占比量对发酵菠萝蜜果汁品质综合评分的影响次序为：L.lactisACCC61998＞L.rhamnosusATCC53103＞L.acidophilusCCTCCCB20081799。与单菌发酵菠萝蜜果汁相比，复合发酵剂发酵的菠萝蜜果汁中的乳酸菌活菌数、总酸和挥发性风味成分含量均高于单菌发酵的菠萝蜜果汁，复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁的综合品质优于单菌发酵菠萝蜜果汁的综合品质。 为了确定复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁的最佳工艺，研究了发酵温度、发酵时间、接种量等因素对复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁在活菌数、糖含量、总酚含量、挥发性风味化合物含量的影响。试验结果表明，在发酵时间为12h时，乳酸菌的活菌数最高，总酚含量、己酸-2-苯乙酯含量无显著变化，苯甲醛、苯乙酸乙酯、丁酸辛酯在发酵时间为12h和24h时显著增加。当发酵温度为31℃时，复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁中的乳酸菌活菌数最高。苯甲醛在发酵温度为31~37℃条件下发酵的菠萝蜜果汁中显著升高。复合发酵剂的接种量在4%~8%时，复合发酵剂发酵的菠萝蜜果汁中的乳酸菌活菌数达到最高水平，在复合发酵剂接种量为4%时，发酵的菠萝蜜果汁中的挥发性风味成分含量显著增加。综上选择复合发酵剂发酵时间为12h、发酵温度为31℃、接种量为4%作为复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁的最佳发酵条件。 利用正交试验对上述发酵条件进行优化，试验结果表明：不同试验组的各个指标均存在显著性差异（P＜0.05）且不同因素对复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁的影响不同，影响力为温度＞时间＞接种量。通过验证试验，确定了复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁的接种量6%（V/V），发酵时间12h、发酵温度34℃为最佳发酵条件。在此条件下，复合发酵剂发酵菠萝蜜果汁中的总酚含量为0.13μg/mL、糖含量为24.70mg/mL、总酸为8.65mg/mL、活菌数为9.52lgCFU/mL，电子鼻各传感器响应值均较高。最终得到的发酵菠萝蜜果汁呈金黄色，流动性好，质地均一无分层，口感及组织光滑细腻，酸甜适中，具有菠萝蜜香气及发酵香味。本研究为发酵菠萝蜜果汁的工业化生产提供了科技支撑。
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