益生菌发酵豆乳中营养成分变化研究.docx
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益生菌发酵豆乳中营养成分变化研究
益生菌发酵豆乳中营养成分变化研究
摘要为了提高豆乳的营养价值，分别采用植物乳杆菌和两歧双岐杆菌对豆乳进行单菌种发酵和混合发酵，并对发酵豆乳与未发酵豆乳的蛋白质、小肽及氨基酸含量进行比较。
结果表明:
与未发酵豆乳相比，植物乳杆菌、两歧双岐杆菌单菌种和混合菌种发酵豆乳蛋白质含量基本保持不变，但单菌种和混合菌种发酵后分子质量为200ku和80ku的蛋白质基本被全部降解，小分子质量蛋白条带均有所增加;小肽含量分别增加了19．4%、22．16%和27．12%;氨基酸总含量分别增加了8．22%、10．61%和9．95%。
关键词豆乳植物乳杆菌两歧双岐杆菌蛋白质氨基酸
豆乳是人类重要的植物蛋白资源，富含优质蛋
白
［
1
］
。
由于大豆蛋白的氨基酸谱与人类的需求密切
相关，因此它比任何一种植物蛋白对人体都有益
［
2
］
。
益生菌是指投入后通过改善宿主肠道菌群生态平衡
而发挥有益作用，达到提高宿主（人和动物）健康水
平和健康佳态的活菌制剂及其代谢产物。
目前，最
常见的益生菌基本都属于乳酸菌和两歧双岐杆菌菌
属
［3－4］
。
由于植物乳杆菌产生蛋白酶、有机酸等物质，不
仅可将大豆中蛋白质、膳食纤维、低聚糖等大分子物
质分解成小分子，将一些不溶性大分子化合物分解
成可溶性小分子化合物，实现所谓的预消化作用，从
而有利于促进蛋白质的消化吸收，而且使钙转化成
乳酸钙，成为可溶性盐，从而大大的提高了钙的吸收
率
［
5－7
］
。
两歧双岐杆菌是人体内主要的双岐杆菌之
一
［8］
，是自然栖居在人体肠道中的有益菌株，其主要
作用有抑制有害菌群、维持肠道菌群平衡和保护肠
道;代谢中产生有机酸、促进肠道蠕动、腹泻便秘双
重调节
［9］
。
因此，利用益生菌发酵豆乳可显著增加
大豆制品的营养价值。
目前，未见针对植物乳杆菌和两歧双岐杆菌混
合菌种发酵豆乳的报道，本试验将对植物乳杆菌、双
岐杆菌、混合菌种发酵前后豆乳营养成分变化进行
比较分析，以期为发酵豆乳研究奠定良好的试验基
础。
1材料与方法
1．1材料
大豆:
市售。
两歧双岐杆菌、植物乳杆菌:
本研
究室自用保藏菌种。
硫酸、硼酸、盐酸、甲基红、硫酸铜、溴甲酚绿、碳
酸氢钠、氢氧化钠、磷酸二氢钾等。
以上试剂均为分
析纯。
1．2仪器
SW－CJ－1F超净工作台:
苏州安泰空气技术有
限公司;DHP120恒温培养箱:
上海实验仪器厂有限
公司;LDZX－50KBS立式电热压力蒸气锅:
上海申安
医疗器械厂;infinitieM200酶标仪:
NanoQuant;TL－
18M高速台式离心机:
上海离心机研究所;UV－2600
型紫外可见分光光度计:
尤尼柯（上海）有限公司;
L－8800氨基酸自动分析仪:
日本日立。
1．3方法
1．3．1豆乳的制作工艺
挑选大豆
→
脱皮
→
浸泡
→
磨浆
→
胶体磨
→
带渣
煮浆
→
过滤
→
分装
→
灭菌
→
冷却
→
成品
1．3．2发酵豆乳的制备
按1．3．1制作豆乳，其中分别接入植物乳杆菌、
两歧双岐杆菌和混合菌种。
接种量均为10%，混合第28卷第10期吴琼等益生菌发酵豆乳中营养成分变化研究
菌种比例为植物乳杆菌∶两歧双岐杆菌=1∶1，于
37℃发酵。
发酵后将豆乳在－45℃条件下真空冷
冻干燥，待用。
1．3．3发酵豆乳中蛋白质含量的测定
凯氏定氮法
［
10
］
。
1．3．4发酵豆乳中蛋白质分子量的测定
SDS－PAGE凝胶电泳。
浓缩胶浓度为4%，分
离胶浓度为12%
［
11
］
。
1．3．5发酵豆乳中小肽含量的测定
75%乙醇沉降法
［
12
］
。
1．3．6发酵豆乳中氨基酸含量的测定
采用氨基酸自动分析仪
［
13
］
。
1．4数据处理
平均值和标准差由3个样品的测量结果经计算
得到，数据处理与分析采用SPSS12．0软件进行方差
分析，并且应用Excel进行常规数据处理。
。
2结果与分析
2．1发酵豆乳可溶性蛋白质含量比较
采用两歧双岐杆菌和植物乳杆菌对豆乳进行单
菌种和复合菌种发酵后，样品中蛋白质含量如图1。
图1发酵豆乳蛋白质含量变化
植物乳杆菌、双岐杆菌7～12h为菌种生长对数
期，因此单菌种发酵采用7～12h进行测定，混合菌
种在5～12h菌体活力最强，因此选择5～12h进行
测定。
由图1可知在发酵过程中豆乳本身氮元素含
量没有发生变化，因此单菌种和混合菌种发酵时蛋
白质含量随着发酵时间的延长，基本没有变化。
但
接入菌种后由于菌体中含有蛋白质，导致豆乳中引
入了新的氮元素，因此，在接入菌种初期豆乳蛋白质
含量增加，之后保持平稳状态。
2．2发酵豆乳蛋白质分子质量分布比较
发酵豆乳中蛋白质分子质量分布分析结果见图
2～图4。
由图2～图4蛋白质电泳图谱可见，未发酵的豆
乳蛋白有8条蛋白条带，分子质量分别为200、80、
70、40、35、30、20、14ku;植物乳杆菌与两歧双岐杆菌
混合发酵12h后，豆乳中仅剩5条蛋白条带，分子质
量分别为35、30、20、14、6．5ku。
由于在发酵过程中
产生一系列蛋白酶，将大分子蛋白降解为小分子蛋
白，与未发酵豆乳比较，分子质量为200和80ku的
蛋白质明显降解，在12h之后几乎消失，由于大分子
蛋白的降解，蛋白分子质量35ku左右的条带加粗，
表明35ku分子质量蛋白质有所增加，且小分子质量
条带表达稍有增加;两歧双岐杆菌与混合菌种发酵
豆乳变化趋势基本相似，发酵12h后有6条蛋白条
带，蛋白质分子质量分别为35、30、25、23、20、15ku，
93中国粮油学报2013年第10期
由于两歧双岐杆菌发酵也产生一定量的蛋白酶，因
此，小分子质量的蛋白条带有所增加。
植物乳杆菌
发酵豆乳12h后，有5条蛋白条带，蛋白分子质量分
别为35、30、25、20、15ku。
蛋白分子质量为200和
80ku左右的条带经发酵后明显降解，35ku左右的
条带出现微弱的降解，且小分子质量条带稍有增加。
由此可以推测，发酵后大分子蛋白经蛋白酶降解为
小分子蛋白。
2．3发酵豆乳小肽含量比较
采用两歧双岐杆菌和植物乳杆菌进行单菌种和
复合菌种制备发酵豆乳中小肽分析结果见图5。
图5发酵豆乳小肽含量变化
由图5可知，植物乳杆菌、两歧双岐杆菌和混
合菌种发酵豆乳过程中小肽含量随着发酵时间延
长逐渐增加，小肽含量最高出现在10h，小肽含量分
别比未发酵豆浆增加了19．4%、22．16%和27．12%，
通过SPSS12．0软件分析后，混合菌种、植物乳杆菌
和两歧双岐杆菌发酵豆乳发酵中小肽含量最大值与
未发酵豆乳中小肽含量均差异极显著（P＜0．000）;
混合菌种发酵豆乳分别与植物乳杆菌和双岐杆菌
发酵豆乳进行比较，小肽含量最大值与两者均差异
极显著（P＜0．000），植物乳杆菌和双岐杆菌发酵
豆乳比较，两者小肽含量最大值差异不显著（P＞
0．1
）
。
2．4两歧双岐杆菌和植物乳杆菌单菌种发酵与混
合发酵豆乳氨基酸含量比较
采用两歧双岐杆菌和植物乳杆菌对豆乳进行单
菌种和复合菌种发酵后，分析样品中天冬氨酸、苏氨
酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、蛋氨
酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组
氨酸、精氨酸、脯氨酸等16种氨基酸，其中变化明显
的氨基酸结果见表1～表3。
由表1～表3可知，植物乳杆菌发酵豆乳时间为
10h时总氨基酸含量达到最高，与未发酵豆乳相比
增加了8．22%。
两歧双岐杆菌发酵豆乳时间为7h
表1植物乳酸发酵豆乳氨基酸变化/%
氨基酸
发酵时间/h
原豆浆789101112
天冬氨酸4．584．904．454．695．114．994．93
谷氨酸8．449．209．028．768．678．458．31
甘氨酸1．631．781．671．681．801．761．72
丙氨酸1．661．851．801．751．841．821．74
缬氨酸2．282．652．392．422．382．602．31
亮氨酸3．003．323．193．143．233．183．14
赖氨酸2．722．932．832．782．952．882．85
脯氨酸1．690．821．460．711．941．782．12
总氨基酸40．1242．4641．1940．4743．4242．5141．95
表2双岐杆菌发酵豆乳氨基酸变化/%
氨基酸
发酵时间/h
原豆浆789101112
天冬氨酸4．585．294．864．814．384．545．08
谷氨酸8．449．008．489．508．768．768．85
甘氨酸1．631．851．711．751．971．631．18
丙氨酸1．661．921．802．141．572．071．91
缬氨酸2．282．432．562．572．342．352．56
亮氨酸3．003．353．123．533．253．313．23
赖氨酸2．723．022．752．732．512．662．89
脯氨酸1．692．071．002．622．322．591．80
总氨基酸40．1244．3840．9045．15641．1842．1542．70
表3混合菌种发酵豆乳氨基酸的变化/%
氨基酸
发酵时间/h
原豆浆789101112
天冬氨酸4．584．814．614．344．614．155．06
谷氨酸8．448．908．828．208．547．859．29
甘氨酸1．631．741．681．591．661．521．81
丙氨酸1．661．791．751．861．731．571．94
缬氨酸2．282．332．552．162．322．322．47
亮氨酸3．003．163．133．303．052．743．33
赖氨酸2．722．812．812．582．702．422．95
脯氨酸1．691．960．652．191．320．722．16
总氨基酸40．1242．2740．2839．8539．7535．9944．11
时总氨基酸含量达到最高，与未发酵豆乳相比增加了
10．61%。
混合菌种发酵时间为12h时总氨基酸含量达
到最高。
由于混合菌种发酵前期消耗的氨基酸较多，
因此氨基酸含量有所偏低，当发酵时间12h时氨基酸
含量达到最高。
与未发酵豆乳相比增加了9．95%。
3讨论与结论
本研究菌种选取植物乳杆菌和两歧双岐杆菌作
为发酵的菌株，由于两歧双岐杆菌可以抑制蜡样芽
94第28卷第10期吴琼等益生菌发酵豆乳中营养成分变化研究
孢杆菌等腐败菌繁殖
［
14
］
，植物乳杆菌可以产生共轭
亚油酸、低聚糖、蛋白酶、有机酸等有益人体生命活
动的物质
［
15］
，因此将两种菌株进行混合发酵豆乳，并
且两者混合后可保证在4h达到凝乳。
本研究从蛋
白质的含量、分子质量、小肽、氨基酸方面比较了植
物乳杆菌、两歧双岐杆菌单菌种发酵和混合菌种发
酵豆乳的变化。
由于植物乳杆菌、双岐杆菌7～12h
为菌种生长对数期，因此单菌种发酵采用7～12h进
行测定，混合菌种在5～12h菌体活力最强，因此选
择5～12h进行测定。
由于接入菌种后菌体中含有蛋白，导致豆乳在
植物乳杆菌、两歧双岐杆菌、混合菌种发酵过程中蛋
白质含量增加，随后蛋白质含量基本保持恒定。
未发酵豆乳蛋白有8条蛋白条带，由于在发酵
过程中产生一定量的蛋白酶，这些蛋白酶将大分子
蛋白质分解成小分子蛋白质，因此混合菌种发酵豆
乳12h后有5条蛋白条带，未发酵豆乳中分子质量
为200和80ku蛋白质经过发酵后明显降解，在12h
之后几乎消失;蛋白分子质量35ku左右的条带出现
加粗趋势，且小分子质量条带表达稍有增加。
双岐
杆菌与混合菌种发酵豆乳变化基本相似，发酵12h
后有6条蛋白条带，植物乳杆菌发酵豆乳12h后，有
5条蛋白条带。
研究表明豆乳中呈现豆腥味的脂肪
氧化酶分子质量为80ku
［16］
，由于本文采用植物乳酸
菌、两歧双岐杆菌单菌种和混合菌种发酵豆乳中蛋
白分子质量为200和80ku左右的条带经发酵后明
显降解，因此豆腥味明显下降。
这为益生菌发酵有
助于减弱豆腥味的形成，改善发酵制品的风味提供
了理论依据。
此结果与杨媚
［
16
］
采用保加利亚乳杆菌
和嗜热链球菌发酵豆乳蛋白质分子质量80ku左右
条带明显降解，小分子质量条带表达稍有增加的结
果相符，而本试验采用的双岐杆菌和植物乳杆菌发
酵后大分子条带基本全部降解，说明降解蛋白质能
力较高，发酵后的豆乳大分子蛋白变为小分子蛋白
更易被人体吸收。
在植物乳杆菌、两歧双岐杆菌、混合菌发酵豆乳
产生的蛋白酶作用下将蛋白质分解成小肽，使得小
肽含量分别增加了19．4%、22．16%和27．12%。
发酵豆乳的氨基酸在种类上并没有增加，但是
在含量上都有不同程度的变化，氨基酸总含量分别
增加了9．95%、8．22%和10．61%。
与Song等
［17］
用
双岐杆菌Bb12、酵母菌IFJ87发酵大豆粉中氨基酸
总含量分别增加了0．74%、9．06%相比，本试验中植
物乳杆菌和两歧双岐杆菌混合发酵后氨基酸总含量
略高，各种氨基酸含量均不同程度增加。
特别是缬
氨酸、亮氨酸、赖氨酸分别增加了8．02%、10．85%、
8．15%。
以上结果表明，益生菌发酵之后对豆乳大
分子蛋白质起到了预消化作用，同时有效降低了豆
乳的豆腥味，改善了豆乳的风味。
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（2）:
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（下转第105页）
95第28卷第10期毛禹忠敏捷式粮油食品有害物质图形数据库系统的设计和开发
TheAgileDesignandDevelopmentofGraphDatabaseSystem
ofGrainOilFoodHarmfulMaterial
MaoYuzhong
（ZhejiangUniversityofScienceandTechnology，SchoolofEconomicsandManagement，Hangzhou310023）
AbstractGraphdatabasehasbeenanessentialroletorealizethescientificmanagementofthepreventionof
externalspeciesincursion．Themanagementofgraphdatabaseisthefocusingpointandleadingtrendforresearchof
databaseandinformationsystem．Inthispaper，adatamodelforstoringspacegraphdataintodatabaseisdescribedto
storeforsearchingandhandlinggraphdatabaseonharmfulmaterials．Finally，basedonthisdatabasemodel，weput
outaquickgraphdatasystemformanagingexternalharmfulspecies，aswellasanexampleofapplicationinthefield
ofinformationsystemofharmfulmaterial．Itispositiveforthegovernmentmanagementdepartmentsandcompaniesto
identifyandpreventtheincursionofharmfulmaterial．
Keywordsharmfulmaterial，graphdatabase，
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
designanddevelopment
（上接第95页）
StudyofChangesinNutritionalIngredientsofProbiotics
WuQiong
1
YuHansong
1
，
2
ZhangLan
2
，
3
LiuJunmei
1
，
2
WangYuhuaChangXin
1
HuYaohui
1
，2
（FoodScienceandEngineeringCollage，JilinAgricultureUniversity
1
，Changchun130118）
（SoybeanＲesearchandDevelopmentCenter
2
，Changchun130118）
（
JilinMedicalCollege
3
，Jilin132000）
AbstractInordertoimprovethenutritionalvalueofsoymilk，thispaperrespectivelyadoptedLactobacillus
plantarumandAcidophilusBifidumsingle－strainfermentationandmixed－strainfermentationofsoymilk，andhas
comparedproteinsmallpeptidesandaminoacidsoffermentedsoymilkwithunfermentedsoymilkproteins．Theresults
showedthat
:
comparedwithunfermentedsoymilk，proteincontentofLactobacillusplantarumandAcidophilusBifidum
single－strainfermentationandmixed－strainfermentationofsoymilkkeptunchanging，proteinof200and80kuwere
degraded
，
proteinstripofsmallmolecularweightwereincreased
，
andsmallpeptides
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