胡蘿卜，傘形科胡蘿卜屬二年生草本植物，是蛋白質、維生素、纖維素、碳水化合物等營養(yǎng)物質良好的來源，因為富含類胡蘿卜素而被人們推崇為“對眼睛有益”的植物，類胡蘿卜素擁有強大的抗氧化能力，可以增加機體免疫力，降低疾病和癌癥的可能性。發(fā)酵不僅可以產生具有一定功能特性的代謝產物，而且能提高胡蘿卜的感官風味。乳酸菌常用于發(fā)酵果蔬的工業(yè)生產。對于胡蘿卜為底物的發(fā)酵環(huán)境，植物乳植桿菌相比于嗜酸乳桿菌更具有良好的適應性，產酸速率快。

植物乳植桿菌被廣泛應用于果蔬發(fā)酵中。Kefir能快速適應不同的發(fā)酵基質，提高發(fā)酵產品的風味和品質，并且被發(fā)現具有多種功能特性，這與它復雜的菌群組成和代謝產物有關。

揚州大學食品科學與工程學院的居子瑄、瞿恒賢、顧瑞霞*等人將前期篩選得到的使胡蘿卜發(fā)酵顏色佳、風味好、降解亞硝酸鹽能力強的植物乳植桿菌（

Lactiplantibacillus plantarum

Lp

.x2）與Kefir相結合，以期提高發(fā)酵速度與品質，縮短蔬菜發(fā)酵周期。

1 添加Kefir對植物乳植桿菌發(fā)酵胡蘿卜pH值、總酸的影響

pH值和總酸是衡量發(fā)酵蔬菜成熟的標志，Kefir和植物乳植桿菌單獨發(fā)酵和混菌發(fā)酵胡蘿卜pH值和總酸的變化如圖1所示。

由圖1a可知，發(fā)酵第10天時，

Lp

.x2單獨發(fā)酵pH值最高，為3.38，

Lp

.x2∶Kefir（1∶1）、

Lp

.x2∶Kefir（5∶1）發(fā)酵的pH值最低，為3.18，其余處理組pH值介于3.20～3.31。其中

Lp

.x2單獨發(fā)酵的pH值下降速率在發(fā)酵前期（0～4 d）高于其他處理組，而發(fā)酵中后期（6～10 d）下降速率最慢。由圖1b可知，由于乳酸的大量產生，不同菌株比例的發(fā)酵胡蘿卜的總酸隨著發(fā)酵時間的延長而升高。發(fā)酵第10天時，Kefir單獨發(fā)酵總酸質量濃度最高，為9.91 g/L，

Lp.

x2單獨發(fā)酵總酸質量濃度最低，為6.23 g/L，混菌發(fā)酵總酸質量濃度按照Kefir添加量由大到小依次為7.54、7.69、8.45、8.95、7.38 g/L，所有混菌發(fā)酵總酸含量介于Kefir和

Lp

.x2單獨發(fā)酵組之間。相較于

Lp

.x2單獨發(fā)酵，Kefir的添加提高了18.46%～43.66%的總酸。

2 添加Kefir對植物乳植桿菌發(fā)酵胡蘿卜亞硝酸鹽含量的影響

亞硝酸鹽容易在人體內轉化為具有致癌的亞硝胺，是發(fā)酵蔬菜最重要的安全指標。對Kefir和植物乳植桿菌單獨發(fā)酵和混菌發(fā)酵胡蘿卜發(fā)酵10 d時亞硝酸鹽含量進行分析，結果如圖2所示。

由圖2所示，

Lp

.x2∶Kefir（100∶1）發(fā)酵產生的亞硝酸鹽含量最高，為0.34 mg/kg，Kefir單獨發(fā)酵產生的亞硝酸鹽含量最低，為0.14 mg/kg，其他所有處理組發(fā)酵產生的亞硝酸鹽含量介于0.23～0.25 mg/kg。相較于

Lp

.x2單獨發(fā)酵，Kefir的添加最高降低了8.20%的亞硝酸鹽。所有處理組發(fā)酵產生的亞硝酸鹽含量均屬于安全范圍。

3 添加Kefir對植物乳植桿菌發(fā)酵胡蘿卜硬度和果膠酶的影響

硬度是評估發(fā)酵蔬菜的重要指標，果膠酶活性能夠一定程度反映蔬菜的硬度。對發(fā)酵胡蘿卜10 d時的硬度和果膠酶活性進行測定，結果如圖3所示。

由圖3a可知，各處理組硬度隨著菌株比例的變化差異顯著。其中

Lp

.x2單獨發(fā)酵的硬度最大，為11.42 N，Kefir單獨發(fā)酵的硬度為0.88 N，混菌發(fā)酵組按照Kefir添加量由大到小依次為0.50、0.23、0.20、10.84、10.73 N，其中

Lp

.x2∶Kefir（10∶1）的硬度最小，說明Kefir添加降低了發(fā)酵胡蘿卜的硬度。

由圖3b可知，發(fā)酵10 d時

Lp

.x2∶Kefir（10∶1）發(fā)酵產生的果膠酶活性最高，為23.34 U/g，而

Lp.

x2∶Kefir（100∶1）發(fā)酵產生的果膠酶活性最低，為19.82 U/g，其余處理組果膠酶活性介于20.00～22.68 U/g。發(fā)酵胡蘿卜的硬度和其果膠酶活性有一定的關聯，硬度越大，果膠酶活性越低，這和已有的研究結果相似。所有處理組中，

Lp.

x2單獨發(fā)酵的硬度顯著大于其他處理組，果膠酶活性較低，表現出良好的質構特性。混菌處理組中，當

Lp.

x2和Kefir比例在1∶1到10∶1范圍內時，Kefir比例越高，果膠酶活性越低，硬度越大；當

Lp

.x2和Kefir比例大于50∶1時，Kefir比例大小對果膠酶活性和硬度沒有較大影響。

4 添加Kefir對植物乳植桿菌發(fā)酵胡蘿卜感官評價的影響

從色澤、脆度、氣味、滋味4 個方面對Kefir和植物乳植桿菌單獨發(fā)酵和混菌發(fā)酵胡蘿卜的感官得分進行分析，結果如圖4所示。

由圖4可知，發(fā)酵后所有胡蘿卜都呈現出均勻鮮亮的橙黃色，表明不同菌株比例發(fā)酵對胡蘿卜的色澤影響較小。所有處理組中，Kefir占比較高的處理組在滋味和氣味方面得分較低，而

Lp

.x2、

Lp.

x2∶Kefir（50∶1）、

Lp.

x2∶Kefir（100∶1）這3 個處理組表現出較高的得分并且脆度顯著高于其他各處理組，其中

Lp.

x2∶Kefir（50∶1）處理組感官評分最高，為80.80 分。

5 添加Kefir對植物乳植桿菌發(fā)酵胡蘿卜揮發(fā)性風味成分的影響

利用頂空固相微萃取和氣相色譜-質譜聯用技術對Kefir和植物乳植桿菌單獨發(fā)酵和混菌發(fā)酵胡蘿卜的揮發(fā)性化合物和相對含量進行分析鑒定，結果如圖5所示。

不同菌株組合處理下的胡蘿卜揮發(fā)性風味成分和種類如圖5a所示，發(fā)酵胡蘿卜共檢測出的揮發(fā)性風味成分有130 種，包括醇類物質27 種，醛類物質10 種，酮類物質8 種，酸類物質5 種，酯類物質21 種，醚類物質物質3 種，烴類物質45 種，其他物質11 種。

Lp

.x2處理組中共檢測出51 種香氣成分，Kefir處理組中共檢測到67 種香氣成分，其中38 種風味物質是兩者共有。

Lp

.x2處理組主要風味物質有反式石竹烯、(

E

-雙萜、

-松油烯、鄰傘花烴等，Kefir處理組還包括乙酸乙酯、乙醇、正戊醇等。混菌發(fā)酵香氣成分按照Kefir添加量由大到小依次為73、69、61、58、50 種，因此添加Kefir可以顯著改變樣品的揮發(fā)性物質的數量。

利用峰面積歸一化法測得揮發(fā)物質各組分的相對百分含量，采用PCA研究了

Lp

.x2和Kefir單獨及混菌發(fā)酵胡蘿卜揮發(fā)性成分（＞0.1%）的差異。PCA得分圖如圖5b所示，圖上樣品距離越接近，代表其揮發(fā)性物質的組成和含量約相似。7 個處理組分布較分散，說明不同菌株比例對發(fā)酵胡蘿卜風味影響較大。其中Kefir單獨發(fā)酵和

Lp

.x2∶Kefir（1∶1）的分布距離較遠，表明這兩個菌株比例發(fā)酵的胡蘿卜風味成分有較大差異。

Lp

.x2單獨發(fā)酵、

Lp

.x2∶Kefir（50∶1）、

Lp

.x2∶Kefir（100∶1）分布相對接近，表明這3 個處理組風味接近。第1、2、3主成分的貢獻率分別為36.2%、25.8%和15.4%，貢獻率大于75%，表明其能表征樣品的大部分特征，圖5b為第1、2主成分形成的2D得分圖。

通過熱圖聚類分析法，將不同菌株組合發(fā)酵的胡蘿卜樣品與64 種相對含量大于0.1%的揮發(fā)性化合物關系可視化，紅色表示揮發(fā)性風味含量高，藍色表示揮發(fā)性風味含量低，結果如圖5c所示。聚類結果顯示7 個處理組主要被分為兩大類，Kefir單獨發(fā)酵歸為一類，其他處理組歸為一類，說明Kefir不同比例發(fā)酵胡蘿卜的風味存在明顯差異。

Kefir單獨發(fā)酵和

Lp

.x2∶Kefir（1∶1）在醇類和酯類物質上為高表達量，其中正庚醇、正戊醇、正己醇、乙醇、小茴香醇、乙酸乙酯和乙酸己酯等在Kefir單獨發(fā)酵處理組為高表達量，2-壬基醇、2-十一醇、苯乙醇、辛酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸苯乙酯、甲酸庚酯、癸酸乙酯等在

Lp

.x2∶Kefir（1∶1）中為高表達量。醇類是發(fā)酵蔬菜中主要的揮發(fā)性風味，如正戊醇可以帶來香脂、水果、辛辣的風味，異戊醇可以帶來花香、可可、麥芽的風味，苯乙醇可以帶來水果、蜂蜜、丁香、玫瑰的風味。

大部分酯類物質在

Lp

.x2單獨發(fā)酵和

Lp

.x2∶Kefir（50∶1）、

Lp

.x2∶Kefir（100∶1）中為低表達量，而其他處理組為高表達量，經過Pearson分析后發(fā)現Kefir含量和酯類物質呈現高度相關。Kefir接種量多的處理組發(fā)現了大量的乙酸乙酯，研究發(fā)現乙酰輔酶A和乙醇反應生成的乙酸乙酯是發(fā)酵蔬菜汁水果風味的主要原因，因此這些處理組的風味更獨特。

最新研究發(fā)現胡蘿卜的風味特征主要和萜烯類化合物有關，苦味胡蘿卜萜類含量高于甜味胡蘿卜，并推測含量的差異可能是導致胡蘿卜風味不同的原因。本研究中萜烯類化合物主要包括石竹烯、

-松油烯、姜黃烯、

-蒎烯、

-蒎烯、

-月桂烯、萜品油烯、(

E

-雙萜等。萜烯類物質在Kefir單獨發(fā)酵處理組為低表達量，其他處理組為高表達量，說明Kefir單獨發(fā)酵可以顯著降低萜烯類化合物含量，改變發(fā)酵胡蘿卜風味。此外，一些烷類物質也被發(fā)現，包括亞硝基甲烷、戊基環(huán)丙烷、1-甲氧基壬烷、壬烷，其中多數在Kefir單獨發(fā)酵和

Lp

.x2∶Kefir（1∶1）為高表達量。

本研究對Kefir和植物乳植桿菌單獨發(fā)酵和混菌發(fā)酵胡蘿卜的理化性質（總酸、pH值、亞硝酸鹽）、質構性質（硬度）、果膠酶活性、感官評價和揮發(fā)性風味物質進行了比較，分析Kefir的添加對發(fā)酵胡蘿卜品質的影響。

研究發(fā)現Kefir單獨發(fā)酵胡蘿卜的理化性質最好，Kefir單獨發(fā)酵產生的亞硝酸鹽含量最低，這可能和Kefir產酸能力強有關，發(fā)酵第10天時Kefir單獨發(fā)酵總酸含量是

Lp

.x2單菌發(fā)酵的1.59 倍。酸性環(huán)境有利于亞硝酸鹽的降解，發(fā)酵產生的代謝產物使培養(yǎng)環(huán)境酸化，誘導亞硝酸鹽轉化為NO，因此Kefir純種發(fā)酵產生的亞硝酸鹽含量顯著低于其他處理組。Kefir是復雜的混菌體系，幾乎都含有乳酸菌、酵母菌、醋酸菌，這些菌種之間存在共生關系，例如乳酸菌能夠將乳糖分解為半乳糖和葡萄糖，酵母菌利用葡萄糖為細菌提供生長因子同時為乳酸菌創(chuàng)造厭氧環(huán)境等。基于Kefir優(yōu)良的發(fā)酵特性，混菌發(fā)酵的胡蘿卜比

Lp

.x2單獨發(fā)酵具有更好的理化性質。

通過對發(fā)酵胡蘿卜硬度、果膠酶和感官評價的分析，可以推斷出消費者更傾向于硬度高、有咀嚼性的產品。但是Kefir中含有大量的酵母菌，導致胡蘿卜硬度下降，影響消費者的可接受度，而且對于Kefir單獨發(fā)酵胡蘿卜產生的乙醇和一氧化碳的獨特味道，大多數消費者持有不滿意的態(tài)度，因此

Lp

.x2占比大的發(fā)酵劑組合表現出更好的感官評分和消費者喜好。

Lp

.x2和

Lp

.x2∶Kefir（50∶1）、

Lp

.x2∶Kefir（100∶1）這3 個處理組在滋味和脆度方面顯著高于其他各組，均具有消費者較好接受的高質量，這可能是因為發(fā)酵體系中含有的酵母菌較少。酵母菌可以分解蔬菜中的果膠物質，引起蔬菜質地變軟、表面生膜、異味等不良性狀。Moon等研究發(fā)現Pichia kudriavzevii是發(fā)酵蔬菜產生惡臭味、生膜、質地變軟的主要原因，而Kazachstania bulderi到達一定濃度后才會影響發(fā)酵蔬菜的品質。

發(fā)酵可以改善胡蘿卜的風味，添加Kefir的混菌發(fā)酵處理的風味物質比

Lp.

x2單獨發(fā)酵的種類多，醇類物質、酯類物質和烴類物質種類變化較大，這可能和Kefir中含有的酵母菌有關。酵母菌發(fā)酵產生的乙醇和一氧化碳是Kefir獨特味道的關鍵性風味。發(fā)酵底物中的糖類物質能在酶的作用下產生丙酮酸，從而被還原為乙醇等風味物質。Lu Yuyun等發(fā)現酵母菌和乳桿菌順序發(fā)酵榴蓮果肉可以顯著提高乙醇含量，這與本研究結果一致。酯類物質的出現是由于發(fā)生乳糖代謝、甲基酮還原等反應產生的醇類物質和酸的縮合反應生成，此外酶的反應、微生物代謝、脂肪酸水解也能產生，酯類的出現能夠賦予發(fā)酵胡蘿卜更加醇厚的風味。

對于胡蘿卜來說，引起刺鼻或者苦味的來源是因為含有大量單萜和倍半萜化合物，主要的單萜組分包括

α/β

-蒎烯、

-月桂烯、

-萜品烯、萜品烯和檸檬烯等，主要的倍半萜化合物包括

-石竹烯、

-葎草烯和(

E

-雙萜，這種味道很難被消費者所接受。本研究發(fā)現混菌發(fā)酵可以很好地降低胡蘿卜中萜烯類化合物的含量，主要包括反式石竹烯、

-姜黃烯、

-石竹烯、萜品油烯、(

E

-雙萜、(

Z

-雙萜。

結論

本研究為發(fā)酵胡蘿卜產品的理化性質、質構性質、感官評價和揮發(fā)性風味提供了信息。對

Lp.

x2和Kefir單獨和混菌發(fā)酵進行了比較，以確定Kefir的添加對發(fā)酵胡蘿卜的影響。添加Kefir后可以快速產酸，降低發(fā)酵胡蘿卜的pH值，防止腐敗微生物的生長繁殖，同時酸性環(huán)境的產生也有利于降低亞硝酸鹽含量。但是Kefir添加后降低了胡蘿卜的硬度，激發(fā)了果膠酶活性。在揮發(fā)性風味方面，添加Kefir增加了發(fā)酵胡蘿卜酯類、醇類、烴類等風味物質的種類，降低了萜烯類物質的相對含量，使胡蘿卜風味更豐富，同時胡蘿卜中醇類物質的種類和含量增加，激發(fā)了酯類物質的生成。綜上所述，Kefir的添加對發(fā)酵胡蘿卜既有正面影響也有負面影響，一方面可以提高發(fā)酵胡蘿卜的理化性質并促進風味的形成和物質的釋放，另一方面Kefir會降低胡蘿卜的硬度，影響感官評分。因此找到一個最佳接菌比例十分關鍵。經過不同接菌比例的發(fā)酵胡蘿卜實驗，發(fā)現當菌株比例為

Lp

.x2∶Kefir（50∶1）時感官評分最高，發(fā)酵后胡蘿卜理化性質好，口感豐富，香氣濃郁，消費者可接受度高。因此在后續(xù)的研究工作中，應該進一步探究Kefir的加入對發(fā)酵胡蘿卜生物活性物質和功能特性的影響，為發(fā)酵胡蘿卜的工業(yè)生產提供理論依據。

本文《 添加Kefir對植物乳植桿菌發(fā)酵胡蘿卜品質的影響 》 來源于《食品科學》 2025年46卷第6期 108-115 頁，作者： 居子瑄，瞿恒賢，錢 易，李康寧，李文靜，顧瑞霞*。 DOI: 10.7506/spkx1002-6630-20240810-085 。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

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