桑椹营养价值高,富含花色苷、酚酸等活性物质,是药食两用水果。乳酸菌是人体胃肠道的益生菌群之一,其发酵食品是一种公认的具有健康效益的产品。但亚热带地区的桑椹糖度低,酸度较高,pH约为3.8,商业乳酸菌在桑椹汁中有明显的生长延滞期,发酵后乳酸菌数量无法达到预期。为解决此问题,我们从自然发酵桑椹中分离纯化、鉴定出具有优良底物适应性的乳酸菌,研究分离乳酸菌菌株在胆盐溶液、模拟胃液、模拟胰液中的耐受性,比较分离菌株的抑菌活性、自凝集能力和细胞表面疏水能力,并利用所筛选的植物乳杆菌Lb-1和Lb-6发酵桑椹果浆,研究了发酵期间乳酸菌活菌数、pH、可滴定酸、有机酸、花色苷、总酚含量和体外抗氧化能力的变化。发酵后的桑椹果浆经真空冷冻干燥制备成发酵冻干粉,以发酵果浆中乳酸菌为主要考察对象,确定了真空冷冻干燥时长及预冻时间,采用单因素实验筛选出3种乳酸菌冻干保护剂,通过响应面实验优化得到冻干保护剂的最优配方。具体研究结果如下:(1)从自然发酵桑椹共分离出10株乳酸菌,经微生物生理生化鉴定、糖发酵试验及16SrDNA基因分子鉴定后,10株乳酸菌中有7株为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),3株为发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)。通过比较10株菌株在桑椹中的生长和产酸能力,筛选出植物乳杆菌Lb-1和Lb-6作为后续研究菌种。(2)对人工模拟胃肠液的耐受性实验结果表明,植物乳杆菌Lb-1和Lb-6耐受胆盐溶液能力一般,但具有较好的耐受胃液和胰液能力。抑菌实验中,2株分离菌株抑制大肠杆菌效果明显,而对金黄色葡萄球菌的抑制效果一般。乳酸菌自凝集试验结果表明,2株分离菌株的自凝集率高于40%,自凝集能力良好。以2株分离菌株对二甲苯的疏水能力作为表征的细胞表面疏水能力测定结果表明,2株分离菌株对二甲苯均具有高于50%的细胞表面疏水率,具有较强的细胞表面疏水能力。(3)不同地区不同品质不同成熟期的桑椹的主要成分含量及体外抗氧化能力有极大差异。我们的研究发现琥珀酸、矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷是桑椹果浆中主要的有机酸和花色苷单体。利用植物乳杆菌Lb-1和Lb-6在30℃下厌氧发酵桑椹果浆,跟踪发酵过程中营养理化指标的变化,结果表明:植物乳杆菌Lb-1和Lb-6具有良好的底物适应性,耐酸产酸能力强,发酵后活菌数量稳定在9.5 log CFU/mL以上并产生大量乳酸。在发酵过程中矢车菊素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-芸香糖苷、总花色苷和总酚含量减少,体外抗氧化能力先增强后减弱。综合前人研究发现与相关性分析结果,我们发现发酵期间体外抗氧化能力减弱的主要原因是花色苷及总酚含量的减少,植物乳杆菌在一定程度上影响了花色苷、总酚含量,进而影响体外抗氧化能力。(4)以乳酸菌发酵桑椹冻干粉中乳酸菌存活率为主要考察指标,确定真空冷冻干燥时长为24 h,-80℃预冻时间为30 min,通过单因素实验筛选出海藻糖、D-山梨糖醇和葡萄糖为乳酸菌冻干保护剂,进一步利用Design expert.v8.0.6软件对建立的回归方程进行参数最优化分析,得到3种冻干保护剂的最佳配方为D-山梨糖醇的添加量为3.72%,海藻糖的添加量为4.12%,葡萄糖的添加量为2.28%,此条件下,乳酸菌的存活率预测值为93.99%。经试验验证,对照组乳酸菌存活率从87.37%增加到93.93%,证明该模型可用于实际生产中进行预测。