近年来,随着经济社会的发展和人民生活水平的不断提高,人们对于食品的功能性关注度日益增加,这使得功能性食品产生了很大的市场空间。作为一种新兴功能性饮料,乳酸菌发酵苹果汁不仅可以提高苹果的口感,还能提高苹果汁的功能活性,对人体健康也大有裨益。研究乳酸菌发酵苹果汁,可以为苹果汁的工业化生产提供理论依据和相关指导,这对于促进苹果的深加工产业发展具有很强的现实意义。本文以红富士苹果为研究对象,首先筛选出适合发酵苹果汁的乳酸菌,并考察不同菌种比例、接种量、发酵温度和发酵时间四个因素对发酵苹果汁感官评分和活菌数的影响;然后对其发酵工艺进行响应面优化;最后分析苹果汁发酵前后营养品质和功能活性的变化,以及乳酸菌在模拟人体消化环境中的耐受力。本文研究内容主要包括以下四个方面:(1)菌株的筛选和强化:为了筛选出适合发酵苹果汁的乳酸菌,本文以感官评分和活菌数为评价指标,对5种常见商业菌株(嗜热链球菌、保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和类干酪乳杆菌)进行试验。结果表明,类干酪乳杆菌和保加利亚乳杆菌混合发酵的苹果汁感官评分和活菌数都很高。因此,本文在后续实验中均采用这两种菌进行混合发酵。为了使这两种菌更好地适应人体消化系统,进而发挥更大的胃肠消化作用,本文在正式实验前对这两种菌进行了耐酸耐胆盐强化处理。(2)苹果汁发酵工艺优化:分别考察发酵温度、发酵时间、接种量和菌种比例四个单因素对发酵苹果汁的感官评分和活菌数的影响,并对影响更为显著的三个因素(发酵时间、接种量和菌种比例)进行响应面优化分析。结果表明,发酵苹果汁最优工艺条件为:以类干酪乳杆菌和保加利亚乳杆菌1:1的比例,按照3%的接种量接入苹果汁中,在38℃的条件下,发酵60 h。在此条件下,苹果汁感官评分为91.23分,活菌数为8.74 lg(CFU/m L),此时效果最佳。(3)发酵前后苹果汁品质变化研究:比较苹果汁在发酵前后的理化指标、功能活性(抗氧化活性和抑菌活性)和风味物质变化。结果表明,优化后的发酵苹果汁总酸含量显著增加,p H值显著降低,苹果中的糖类物质和苹果酸转化为乳酸,氨基酸的种类和数量变化显著,抗氧化活性显著增强,发酵后苹果汁中的乳酸菌对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌抑制效果显著增强。另外,苹果汁发酵后风味物质更加丰富,响应值更高。(4)乳酸菌在模拟人体消化环境中的耐受力:研究了乳酸菌在人工胃肠液和不同胆盐浓度下的耐受力。结果表明,乳酸菌在p H值为1.5、2.5、3.5的人工胃液中作用2 h后,活菌数分别为2.3、6.8、9.0 lg(CFU/m L);在人工肠液中作用3 h后,残留的活菌浓度可达6.0 lg(CFU/m L);当胆盐浓度为0.1%～0.4%时,活菌数均能达到5.0 lg(CFU/m L)以上。结果表明,优化后的苹果汁中的乳酸菌在人工胃液、人工肠液环境中的耐受力较强。