随着消费者保健意识的增强,兼具口感和食疗功能的天然保健饮品逐渐受到消费者的青睐。同时发酵技术的创新与发展为饮料产品提供了技术支持。 发酵饮料是一种借助酵母菌、乳酸菌等益生菌发酵,经调配后得到的低醇饮品。发酵过程产生有机酸、氨基酸、维生素和益生元等有益成分,对人体具有显著的保健功效和营养价值。我国自改革开放以来,发酵饮料市场经历了从起步到成熟的发展过程,形成了具有中国特色的市场格局,其增长速度引起了全球关注。尽管如此,国内发酵饮料行业仍面临挑战,包括生产转化能力不足,品类繁多但缺乏国家行业标准等问题。与此同时,国际市场发酵饮料品牌如俄罗斯的格瓦斯、日本的养乐多和德国的安娜图拉等,都具有悠久历史和较强竞争力。 发酵饮料不仅风味独特、口感丰富,而且具有良好的营养保健功效,适合年轻消费者对健康饮食的需求,新型复合发酵饮料逐渐引起人们的关注。复合发酵饮料是由两种或两种以上谷物、果蔬等原料混合后发酵而成,既能实现原料的营养互补,也可以丰富饮料的风味。研究表明,药食同源物质经过益生菌发酵后可以产生多种活性成分并实现口感的提升。 ![]() ▲图源:网络 药食同源是指多种物质既可以作为日常饮食的组成部分,又具有一定的药用价值,能够预防和治疗疾病 。国家卫生部公布的《关于进一步规范保健食品原料管理的通知》中明确了药食同源的物质,如丁香、山药、山楂、马齿笕等。 药食同源涵盖了食物与药物的双重属性,现代学者将多种药食同源物质混合发酵,并采用不同的发酵方法改善发酵液的风味和功能特性,以期获得口感、风味独特,同时具有多种功效的新型发酵饮品。本文系统地综述了近年来我国药食同源复合发酵饮料的发酵类型、发酵菌种、发酵工艺和功能性物质。 01. “发酵饮”搭档药食同源 三大技术抢占下一个功能性风口 发酵技术的进步和发展将进一步推动复合发酵饮料的营养和功能创新,以满足消费者日益增长的健康需求。 □ 固态发酵 固态发酵是指使用不溶性固体基质发酵的工艺,固体基质包括谷物、豆类和水果等为微生物提供必需营养。 发酵过程中微生物分解基质营养物质产生酒精、有机酸和芳香性风味物质等,赋予饮料独特的风味和口感。例如以绿茶和玉米为基质,用酿酒活性干酵母发酵得到一款茶香四溢、口感醇厚且营养丰富的绿茶酒。 固态发酵工艺操作简单,且对发酵条件要求低,但发酵过程会产生大量废弃残渣导致资源浪费,不符合可持续发展的绿色发展理念。近年来,“固态双向发酵”技术引起人们的关注。固态双向发酵是指将药食同源物质和功能性真菌结合作为固态发酵培养基,发酵过程中药材不仅提供微生物生长所需的碳源、氮源及微量元素,还可以促进药材活性物质生成新的有效成分,提升药效。 □ 液体发酵 液体发酵是指将营养物质溶于液体培养基后再加入菌种发酵。液体发酵能够将大分子营养物质降解为更易吸收的小分子物质,生产效率更高,适合工业化生产。现阶段,液体发酵法多用于中药研究领域,食品工业应用较少。 □ 酶解发酵 酶解发酵是指在一定条件下加入特定酶将发酵底物中果胶、纤维素等大分子物质分解为小分子物质。 综上所述,固态发酵利用不溶性固体基质促进微生物生长,其发展重点转向固态双向发酵技术,该技术通过双向生物转化过程,有效提升了中药材活性成分的提取率。液体发酵凭借其适合工业级规模化生产的优势,正逐步应用于功能性食品的生产中,展现出将传统发酵工艺转化为工业化应用的潜力。酶解发酵技术通过添加特定酶分解大分子营养物质,不仅提高了营养物质的生物可用性,对食品感官特性也有良好的改善,其应用已从传统饮料扩展到功能性健康饮品。 02. 发酵菌株 扩展品类、丰富功效 药食同源复合发酵饮料通常以乳酸菌、醋酸菌和酵母菌等作为发酵菌种,此外还包括人工筛选或人工培育的发酵菌,如嗜热链球菌、嗜酸乳杆菌和戊糖乳杆菌等,发酵过程不仅提升了饮料中营养物质含量,还可以产生有益的活性物质,如还原糖、黄酮类和有机酸等。 □ 乳酸菌 乳酸菌是发酵糖类物质的无芽孢、革兰氏染色阳性细菌。乳酸菌能够调节胃肠消化,维持肠道菌群平衡,对减少炎症和提高机体免疫力均有促进作用。 □ 醋酸菌 醋酸菌是一类常见的革兰氏阴性细菌,能够利用醋酸、乙醇等有机物产生醋酸,在食品领域发挥重要作用 。 □ 酵母菌 酵母菌泛指能够发酵糖类的各种单细胞真菌,是一种典型的异养兼性厌氧微生物,也是一种天然的发酵剂,广泛用于食品酿造中。与传统益生菌相比,酵母菌不仅能够增添食品风味,在治疗腹泻、提高免疫力和增强营养等方面都有显著作用。 □ 其他菌种 近年来,为提高产品生物功能活性,采用食物内源菌株研发发酵饮料成为饮料行业的焦点。这类菌株具备高活性,无致病性、过敏性和诱变性等优势,主要包括纳豆菌株、嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌等。 药食同源复合发酵饮料研究中发现,乳酸菌多用于提升产品调节肠胃功能、增强免疫力;醋酸菌多用于提升饮料的保健功能和独特风味,特别是生产发酵醋类产品;酵母菌多用于增加产品营养和丰富风味。此外,食物内源菌株的应用提供了一种制备功能性发酵饮料的新途径,尽管面临成本和市场推广的挑战,但随着生物技术的发展可以改善菌株稳定性等问题。发酵菌株的品种扩展和功能提升丰富了传统发酵饮料的品类和功效,为功能性复合发酵饮料的研发提供了科学依据和创新思路。 03. 药食同源发酵饮 还能绑定哪些功能物质? 发酵基质不仅提供营养,也影响饮料的风味和口感,选用复合基质提升产品营养价值和感官品质是新型复合发酵饮料研发的趋势。 ![]() ▲图源:网络 药食同源复合发酵饮料既保留了原料食物的营养和风味,又兼顾药物的保健功效,并借助发酵工艺强化或增加功能活性物质,如多糖、维生素、活性菌和抗氧化物质等。 □ 多糖 多糖能够激活人体免疫细胞,促进功能性细胞因子产生,诱导癌细胞凋亡,此外,还有降血糖、降血脂、抗癌、抗辐射、抗氧化的功效。因此,多糖在保健饮料开发中受到越来越多的关注。 □ 维生素类 维生素类在人体生长、代谢和发育过程中发挥着重要作用。 □ 微生态制剂 微生态调节剂通过限制有害菌的生长和扩散、促进有益菌生成来保持肠道菌群平衡,具有抗炎、抗菌和增强免疫力的功效 。微生态调节剂包括益生菌、益生元和合生素,其中益生菌和益生元在食品工业中应用广泛。 □ 抗氧化物质 药食同源复合发酵饮料中富含多种抗氧化物质,如酚类化合物、抗坏血酸和谷胱甘肽等,能够清除机体代谢过程产生的自由基。 04. 小结 药食同源物质因其具有较高的营养价值和药用功效,在食品加工领域尤其是发酵饮料行业受到广泛关注。微生物发酵技术不仅能改善饮料风味,提升营养价值,还可以调节肠道菌群,增强免疫力。 ![]() ▲图源:网络 我国人口老龄化和慢性疾患流行趋势逐年增长。消费者基本的健康需求从满足温饱、治疗疾病逐渐转变为对疾病的预防。药食同源复合发酵饮料不仅风味独特、营养丰富,而且具备调节肠道菌群、辅助抗肿瘤、抗氧化、降血糖和提高免疫力等功效,符合消费者兼顾营养和保健的饮食需求。 药食同源的物质是优良的功能食品原料,应用药食同源原料进行新产品研发广泛而深入 。相比传统饮料,药食同源复合发酵饮料凭借高营养价值和药用功效,在饮料产品的营养提升和保健功效方面具有重要意义。随着发酵工艺的完善和更新产品的营养价值、活性物质含量和感官特性等的持续优化,原料利用率将逐渐提升。针对特定消费群体的定制化发展,使药食同源复合发酵饮料在市场上更具吸引力,结合其“天然”“低糖”的标签,有望成为未来大健康饮品市场的重要产品之一, 值得进一步研究与推广。 * 文章来源:《我国药食同源复合发酵饮料的研究进展》,陈欣宇 ,王雅雯,吴澎,郑霄,刘玉茜 ,刘金光 |
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