沈阳农业大学食品学院武俊瑞教授团队:植物乳植杆菌协同发酵调控豆酱褐变及其机理分析

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      豆酱的色泽是衡量其品质的重要感官指标。浅色且稳定的产品更受市场欢迎。微生物群落是导致豆酱色泽差异的重要因素，但其关键作用菌株及机制尚不清楚。本研究从浅色豆酱中分离出两株乳酸菌，复配使用可显著改善发酵豆酱的色泽。机制研究表明，一方面，乳酸菌通过消耗还原糖减少美拉德与焦糖化反应底物，抑制非酶褐变；另一方面，乳酸菌分解蛋白质产生抗氧化肽，通过螯合金属离子、清除自由基，从而抑制酶促褐变。两途径协同阐明了乳酸菌调控豆酱色泽的机理，为开发抗褐变发酵剂及实现色泽定向调控提供了理论依据，有助于推动高品质发酵食品的生产。

Graphical abstract

      本研究重点是挖掘豆酱中能影响豆酱颜色的关键菌株，在不影响风味的同时，使豆酱颜色保持稳定，并探索其调控颜色的机制。首先通过比较深浅豆酱样品中微生物的相对丰度差异确定了乳酸菌是浅色豆酱中的主要菌属，其次从浅色豆酱样品中筛选出具有天然护色功能的菌株，植物乳杆菌40和植物乳杆菌42。将这两株菌用于模拟发酵豆酱，每7天取样测定不同组豆酱色泽指标。结果发现两菌株复配发酵整体色泽品质最好，相较于空白组能够有效抑制褐变。

    通过对抑制豆酱褐变的机制进行了解析，豆酱褐变主要是酶促褐变和非酶褐变两大途径引起。乳酸菌以还原糖为底物代谢产生有机酸，使豆酱中还原糖含量降低，消耗了美拉德反应和焦糖化反应的底物，抑制了非酶褐变的发生，使豆酱颜色变浅。此外，植物乳杆菌40产蛋白酶活性为60.29 U/mL，植物乳杆菌42产蛋白酶活性为66.50U/mL，两株乳酸菌均具有高产蛋白酶能力，可以分解原料中蛋白质产生抗氧化肽。抗氧化肽可以通过清除活性氧和螯合铜离子抑制多酚氧化酶活性，抑制豆酱中的酶促褐变。通过体外验证发现，乳酸菌分解蛋白质产生的抗氧化肽具有较高的DPPH自由基清除率，两条抗氧化肽在8mg/mL时分别为42.5%和30%，并且发现抗氧化肽具有显著的螯合铜离子的潜力，在2时螯合能力最大，为80.6%和87.5%。

    利用本研究筛选出的优势乳酸菌来抑制豆酱褐变具有广阔的应用前景，为工厂发酵浅色豆酱提供了一种有前途的发酵剂，并为通过微生物方法抑制豆酱褐变提供了理论基础。

图1.  豆酱褐变及其抑制机制（A豆酱褐变机制，酶促褐变和非酶褐变；B植物乳杆菌通过两大途径抑制豆酱褐变机制）

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2026.149797

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武俊瑞，博士，沈阳农业大学食品学院教授，博士生导师，博士后合作导师。辽宁省食品发酵技术工程研究中心常务副主任，沈阳市微生物发酵技术创新重点实验室主任，国家农业微生物种质资源库益生菌技术中心负责人、国家林业与草原局山野菜重点实验室发酵食品负责人。主要研究方向为乳制品与益生菌发酵生物智能制造。中国食品工业科技创新杰出人才、辽宁省“兴辽英才”计划、辽宁省百千万人才工程千人、辽宁省创新人才、辽宁省杰出青年学者成长计划、沈阳市中青年科技创新领军人才、沈阳市高层次领军人才、沈阳市高层次拔尖人才、辽宁省农产品加工科技特派团团长、天柱山英才，荷兰瓦赫宁根大学访问学者、国家重点图书出版规划委员会编委、《中国乳业》、《乳品与人类》杂志副主编，《iMeta》、《Journal of Future Foods》、《Food Science of Animal Products》、《Foods》、《Frontiers in Microbiology》、《Frontiers in Nutrition》、《中国微生态学杂志》、《乳业科学与技术》、《中国乳品工业》、《中国果菜》等杂志编委或客座主编。2014-2024、2015-2025连续入选全国高被引学者TOP 1%。

      主持国家自然科学基金面上项目3项，主持其他项目40余项，参加国家863重大项目、十二五、十三五、中国工程院战略研究与咨询重点项目、国家星火计划重大项目、国家综改办项目等课题40余项。发表论文200余篇，其中，SCI收录论文116余篇，EI收录论文52篇。ESI高被引论文6篇，ESI热点论文1篇，3篇顶刊封面文章，1篇入选2015—2019年“领跑者5000——中国精品科技期刊顶尖学术论文”。

      申请国家专利100余件，已授权国家专利62件，获得授权的软件著作权13件。主编、副主编著作或教材23部。荣获中国食品工业科技创新特等奖2项、全国商业科技进步二等奖2项、全国食品创新二等奖1项、农业部神农中华农业科技奖1项、辽宁省科技进步二等奖2项、辽宁省自然科学奖1项、内蒙古自治区技术发明二等奖1项、山东省科技进步二等奖1项、齐鲁农业科技二等奖1项、辽宁省科技进步三等奖1项等多项奖励。

乌日娜，博士，沈阳农业大学食品学院教授，博导，博士后合作导师，现任国际教育学院（国际交流处）副院长，辽宁省食品发酵技术工程研究中心主任，沈阳市食品微生物重点试验室首席科学家，食品营养学科带头人、食品营养与健康专业负责人，益生菌发酵与生物智造团队带头人。

      入选国家重大人才计划、农业农村部人才计划、全国百篇优秀博士论文提名论文获得者、中国食品科学技术学科技创新杰出青年奖获得者、全国食品工业科技创新领军人物、国家“十四五”时期重点出版物编委会委员、辽宁省学术头雁、辽宁省“兴辽英才计划”领军人才、辽宁省百千万人才工程百人层次、辽宁省优秀科技工作者、辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、辽宁省农业领域青年科技创新人才、辽宁省高等学校优秀人才、辽宁省优秀研究生导师等。

      研究方向为益生菌营养健康调控、食品微生物发酵与安全控制、合成生物学、生物智造与人工智能。主持国家级项目课题6项，其他项目30余项，参加国家863重大项目等课题40余项。发表论文257篇，SCI收录122篇。主编著作和教材5部，参编16部，英文专著4部。申请国家专利91件，授权64件。主持研究成果荣获中国食品工业协会科学技术特等奖、辽宁省科技进步二等奖、中国食品科学技术学会科技创新杰出青年奖、全国食品科学技术创新奖、中国产学研合作创新个人奖等20余项。

叶慧林，沈阳农业大学食品学院2025级博士研究生。研究方向益生菌发酵，以第一作者在《Food Chemistry》期刊上发表SCI收录论文一篇，申请专利2件。

END