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植物基发酵时代已来,益生菌如何开辟新赛道

时间: 2020.11.29

来源:植提桥,原题:植物基发酵时代已来,益生菌如何开辟新赛道

最近几年,植物基产品成为新的市场浪潮。Markets And Markets市场数据显示,植物基产品市场规模从2018年173亿美元将增长到2023年296亿美元,市场复合年增长率达11.4%。目前,市场上植物基原料多以大豆、杏仁、椰子、大米、燕麦为主,并且在牛奶、奶酪、酸奶、冰淇淋、奶精等品类中全面开花。润盈生物徐煜所长表示,植物基发酵时代已来,而益生菌可以在这一赛道大有作为。

演讲人:润盈生物工程(上海)有限公司/润盈研发中心基础研究所所长徐煜

01 植物基发酵时代

“植物基食品”这一称谓在我国还没有在法规层面形成明确的标准和定义,目前泛指植物来源的原料制成的食品,包括植物基膳食补充剂(固体)、植物基浆饮(未发酵,液体)以及植物基发酵型(固型,液型)。以植物基浆饮品类为例,蛋白种类市场增长很快,比较热的原料是大豆和燕麦,天猫国际发布的2020年度增长最快品类报告,食品类植物蛋白饮品增速第一。

植物基发酵乳是植物基食品当中非常瞩目的一个“星”,有10多种发酵基质用来做发酵乳,大豆、燕麦、椰子和巴旦木是应用最多的原料,还有扁桃仁、椰子、核桃、霹雳果、腰果、花生等小众原料。目前,到许多公司在植物基发酵乳方面进行布局以及产品开发,包括国内农夫山泉、三元食品、伊利,国外朝日集团、达能Silk、Chobani、Ripple、通用磨坊、Forager Project、Lifeway等。

图1:2002-2018全球植物基酸奶新品发布数量(单位:个)

来源:Innova Market Insights

植物基的益生菌发酵仍然是产品创新的蓝海。首先,发酵菌种多元化,风味协同的益生菌菌种具有选择多样化潜力。其次,品质风味多元化,大量植物基质有待开发;营养均衡化开发和口味多元化方面,富含膳食纤维素以及微量元素的植物基质开发还是很有潜力的。最后,健康属性多元化,益生菌和数百年传统宝藏药食同源的功能属性多元化开发,这方面的开发特别值得期待。

02 益生菌发酵水果研究

益生菌发酵水果方面,研究涉及的水果种类已达17种,包括苹果、刺梨、番石榴、柑橘、葡萄等。其中涉及的可食用益生菌有9种,主要是乳杆菌(植物乳杆菌,唾液乳杆菌,发酵乳杆菌),也有少部分肠膜明串珠菌和戊糖片球菌。在这些发酵产品中,常见的功能性研究集中在抗氧化、肿瘤抑制、降血糖等方面,当然这些功能研究还非常初步,主要以体外功能研究为主。

发酵水果中含有多种活性成分,一类是非黄酮酚,包括白藜芦醇,表茶儿酸,没食子酸等,另一类是黄酮类酚,包括槲皮素,儿茶酚等。此外,还有一些维生素B12,γ-氨基丁酸等。此外,水果中的活性成分经过发酵后可能会发生变化,比如总酚类和黄酮含量下降或上升,水果甜度会下降,抗氧化性上升,水果的酸度会上升。

03 益生菌发酵蔬菜研究

益生菌发酵蔬菜方面,研究涉及的蔬菜种类已有有9种,包括丝瓜、卷心菜、番茄、干豆等。有的用于做泡菜,有的用于做蔬菜汁,蔬菜汁发酵对风味可能会有一些影响。涉及的可食用益生菌有8种,主要是乳杆菌,还有一些戊糖片球菌和肠膜明串珠菌。同时,相关功能性研究比较多,抗氧化、肿瘤抑制以及降血糖,还有降血脂、改善肠炎、护肝等,这类研究相对较浅,多是体外研究或者动物研究。

益生菌发酵蔬菜里也有非常多活性物质,包括非黄酮酚、黄酮类酚、维生素以及多糖(芦笋多糖)。在发酵过程中也会有一些变化,酸度的上升会带来抗氧化性的增加。发酵中,亚硝酸盐的下降会带来风味物质的增加。比如,共发酵豇豆提升具有香气活性和关键挥发性化合物,从而提高发酵整体感官质量。

04 益生菌发酵五谷杂粮研究

益生菌发酵五谷杂粮方面,研究涉及的五谷杂粮已有10种,包括甘薯、黑米、大豆、鹰嘴豆等。该领域涉及的可食用益生菌品类较多达17种,比较明显的是双歧杆菌的涉及(两歧双歧杆菌,长双歧杆菌,短双歧杆菌)。目前,相关的功能研究集中在抗氧化、降血糖、改善骨质疏松、降低过敏原、抑制腐败菌以及降低抗营养物质等。用益生菌发酵谷物,可以从源头上对一些腐败菌生长进行抑制,进而避免发酵时腐败菌的毒素的产生,有利于产品安全性的提升。

五谷杂粮经发酵后含有大量的活性类分子,包括非黄酮酚、黄酮类酚、聚合物类(强抗氧化活性)、维生素、活性多肽等。五谷杂粮在发酵的过程中也会出现活性分子的变化,比如酸度上升是一个特点,抗氧化性也会上升。一些过敏源、抗营养物质下降,伴随的是游离酚类物质的上升,增加整个产品的抗氧化活性。

05 益生菌发酵药食同源研究

随着国潮和中草药的复兴,药食同源这两年也是比较热的方向。国家卫计委将药食同源做了规范,公布101种药食同源名单,益生菌发酵研究方面已涉及到15种,包括葛根、糙米芽、桑叶提取物、薄荷、木瓜等。其中,涉及的可食用益生菌种类有10种,包括乳杆菌、双歧杆菌、戊糖片球菌和乳酸片球菌等,常见的功能研究包括抗氧化、肿瘤抑制、降血糖、免疫调节和记忆改善等。

药食同源发酵后含有多种活性分子,包括非黄酮酚、黄酮类酚、维生素、活性多肽、多糖(龙眼多糖)、活性氨基酸(γ-氨基丁酸)以及皂苷(人参皂苷)。药食同源这类物质经益生菌发酵后,酸度上升,抗氧化性上升,游离酚种类也会上升,挥发性物质也会增加。

总的来说,益生菌在发酵植物基开发方面有明显潜力优势。原料方面,大量的植物基质有待发酵开发;风味方向,不良风味改善或风味协同增强的益生菌发酵剂有待进一步开发;健康属性方面,发酵产品健康功能属性有待深入研究;科技方向,活性分子变化,活性分子的功能性认识以及新型功能性分子开发有待深入研究。

06 植物基发酵产品的研发思路

植物基发酵产品的商品化开发要满足以下基础条件:

法规方面,发酵产品必须有法可依,GB/T 10789-2015为植物基发酵产品提供法规参考依据;

原料方面,产业化和工业级的食品原料供应很关键,尤其是在产业链高度发达的当下,成熟的工业化原料供应是发酵产品商品化开发的基础条件;

风味方面,植物基产品要重点考虑风味问题,风味是最明显、最直接的体感;

在需求满足方面,既要注意个性化的需求,也不能忽视社会性需求的满足,个性化需指的是年轻化、潮流化方面,而社会性需求指的是不同地区饮食习惯偏好、原料产地资源利用升级、工业副产品的多样利用等;

科研方面,需要广泛深入的基础研究支撑,包括原料、分子、发酵方面的基础研究,可以为植物基产品持续开发升级,以及产品核心科技的提升提供有力的支撑。

图2:广泛深入的基础研究支撑

图源:润盈生物演讲PPT

润盈生物工程(上海)有限公司成立于2006年,是一家掌握益生菌产业核心生产技术、专注于益生菌垂直产业链开发的高新技术企业。同时,也是目前亚洲大型的益生菌单体生产工厂,以制药标准来做益生菌与食品,提供23种商品化益生菌,产品出口50多个国家和地区,立志成为全球益生菌行业领跑者。

公司成立14年来,在发酵剂方面做了非常多的科学研究和产品尝试,目前能提供面向多种植物基质场景应用的发酵剂原料。以植基饮料发酵剂NP108为例,该原料适合多种植物基质发酵(200U/吨)。它由植物乳杆菌Lp-G18+嗜酸乳杆菌LA-G80组成,特点是低粘、植物乳杆菌发酵独特香味、中温长时发酵,尤其适用于发酵型植物基饮料。同时,由于大豆在我国有广泛的食用习惯,而在大豆发酵方面现有的基础研究也体现了其丰富的健康属性,虽然发酵豆乳的风味尚需要一个广泛接受的过程,但是我们仍相信豆基发酵乳将会是一个很好的植物基发酵产品形式。

图3:面向多种植物基质场景应用的系列发酵剂体系

图源:润盈生物演讲PPT

对于植物基发酵,润盈生物一直秉承品质、风味多元化、健康属性的主张,强化核心科技来进行产品开发与设计,针对市场热点开发一系列植物基常规应用型和特征型发酵剂。同时,也会根据个性化需求和营养均衡特点研发出相应的发酵技术解决方案,以提供更加有市场竞争力和产品优势的产品,满足客户多场景和多元化的应用需求。

文章来源:润盈生物工程(上海)有限公司/润盈研发中心基础研究所所长徐煜《益生菌发酵植物基健康产品的开发潜力和应用》演讲报道


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