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甘蓝(Bmssica oleracea L),又称洋白菜、莲花白等,属十字花科芸苔属植物。其富含保健成分,如硫代葡萄糖苷、抗坏血酸和总酚等,是全球公认的保健蔬菜之一。近年来,随着超声设备的普及,超声波因其独特的超声波效应在菌种发酵中的影响已引发国内外学者的广泛关注,研究表明利用超声波技术可提高发酵周期,因此本论文先以结球甘蓝(大平头型)为实验材料,研究了机械切分、浸泡等逆境条件对甘蓝叶里主要生物活性物质的影响;在此基础上,着重引入了超声波技术,研究超声波辅助发酵对甘蓝叶发酵周期及其生物活性物质动态变化的影响,并以发酵甘蓝叶和发酵液为原料研制甘蓝饮料,为甘蓝深加工提供指导。主要研究结果如下:1、研究机械切分、不同pH磷酸-柠檬酸缓冲液浸泡和NaCl溶液浸泡三种胁迫处理对甘蓝叶中硫苷(Glucosinolates,GLs)、异硫氰酸盐(Isothiocyanates,ITCS)、Vc含量以及黑芥子酶(Myrosinase,MYR)活性的影响。结果表明:机械损伤对硫苷降解和ITCs含量有显著影响。与对照相比,甘蓝叶切分尺寸为1.5×1.5(C2)时,异硫氰酸盐含量显著升高(P<0.05),达到最高值9.10mg/100gDW,是对照组(5.44 mg/100gDW)的1.67倍。在25℃下,将甘蓝叶分别浸泡在磷酸-柠檬酸缓冲液(pH3.0、4.0、5.0、6.0)中2h,对甘蓝中硫苷的含量无显著影响(p>0.05);pH值是5时,黑芥子酶活性最高,ITCs含量也最高,为19.04mg/gDW,是对照组的1.43倍,同时Vc保存率最高。高浓度的NaCl溶液浸泡处理使得黑芥子酶活性显著下降,使得异硫氰酸盐的含量有所下降。机械切分、适宜的pH磷酸-柠檬酸缓冲液浸泡有利于硫苷水解形成异硫氰酸盐,但高浓度的NaCl溶液浸泡不利于异硫氰酸盐量的形成。2、采用植物乳杆菌发酵甘蓝前超声波预处理甘蓝叶和发酵过程中超声波处理植物乳杆菌两种方式,研究超声波辅助植物乳杆菌发酵甘蓝叶的发酵动力学及甘蓝生物活性物质动态变化。超声波预处理甘蓝叶的条件为超声强度40和60 W/L,超声时间为10min,模式为5s开,5s关,超声温度20 ℃。超声预处理可破坏甘蓝表面结构,使细胞内容物流出,从而促进植物乳杆菌生长,缩短发酵时间(比对照组缩短4h)。超声处理植物乳杆菌的条件为超声强度为20、25 W/L和30 W/L,超声时间为30 s,模式为5s开,5s关,温度为20℃。超声后的乳酸菌数量明显大于对照组(未经过超声处理),pH值下降速度也较快,发酵72 h后乳酸含量比空白组提高了 17.4%,表明合适的超声波强度能使乳酸菌数量快速增长,并且促进次级代谢产物量-乳酸生成,使发酵液提前到达发酵终点(pH为4.0)。同时,超声波处理植物乳杆菌,超声处理对发酵过程中甘蓝中的硫苷、异硫氰酸盐、Vc、总酚和可溶性蛋白含量的影响不显著,以上组分含量随着发酵天数的增加先降低后趋于稳定。3、经植物乳杆菌发酵后的甘蓝叶及其发酵液按料液比1:2(g:mL)进行打浆,经双层纱布过滤,收集甘蓝汁,然后进行发酵甘蓝汁饮料的工艺研究。根据正交实验得出发酵甘蓝饮料的最佳配方:发酵甘蓝汁30%、苹果汁20%、白砂糖添加量1.5 g/100ml。在此基础上,添加羧甲基纤维素钠(CMC)、果胶进行稳定剂复配试验,试验结果以稳定系数R和浊度差为指标,确定最佳的稳定剂组合为CMC和果胶(质量之比是3:7),添加量为0.1%。最后均质处理5 min后,巴氏杀菌15min冷却后即得发酵甘蓝汁饮料。其中异硫氰酸盐的含量达到2.8～3.2mg/L;Vc含量为2～3mg/100mL;乳酸含量1～2 ‰(v:v);可溶性蛋白含量为0.6～0.7g/l00mL;总酚含量0.5～0.6mg/L。饮料色泽均匀,呈乳黄色,香气独特清爽;口感细腻,酸甜适中,体系无分层现象,流动性好。在4℃条件下可储藏两周。