摘要：南瓜含有大量功效活性成分，研究开发价值巨大。南瓜经微生物发酵处理，既能有效改善风味、延长货架期，又能产生新的功效活性成分，有助于营养与保健功能提升。本文通过查阅文献资料，综合论述了以南瓜为发酵原料，通过微生物菌种发酵工艺制备饮品的工艺技术参数（包括菌种选育、发酵条件优化等），具体分析了南瓜营养成分（如碳水化合物、维生素、酚类物质）在发酵过程中的动态变化及功能活性（如抗氧化、降血糖、调节肠道菌群）的增强效应，并探讨了当前南瓜发酵饮料产业面临的口感稳定性、货架期控制及产业化标准等制约产业发展难题，最后对南瓜发酵饮料的未来研究方向进行了探讨，以期为南瓜高附加值产业的发展提供理论依据。

关键词：南瓜；发酵饮料；乳酸菌；酵母菌；功能性

1 引言

南瓜（Cucurbita moschata）作为一种全球广泛种植的瓜类作物，不仅产量高、耐储存，更因其富含类胡萝卜素、多糖、维生素、矿物质和膳食纤维等而备受关注[1]。多篇文献研究发现，南瓜及其功能性成分具备多种生理功能，包括抗氧化、抗炎、降血糖、降血脂、增强免疫力等[2,3]。然而，新鲜南瓜水分含量高，不耐贮藏，且其本身的风味（如青草味、蒸煮味）限制了其直接加工为广受欢迎饮料的可能性。因此，具备高价值的南瓜深加工饮料产品必然会成为产业发展的方向。

发酵技术作为一种古老的食品生物技术，在改善食品风味、提高营养价值、赋予保健功能及延长货架期方面具有独特优势。将发酵技术应用于南瓜饮料的开发，一方面可以利用微生物的代谢作用降解南瓜中的抗营养因子（如部分寡糖）和不良风味前体物质，产生有机酸、酯类等风味物质，赋予产品柔和酸爽的口感与丰富香气 [4] ；另一方面，微生物发酵能够将大分子营养物质分解为更易吸收的小分子物质，同时合成诸如细菌素、γ- 氨基丁酸（GABA）、共轭亚油酸等生物活性物质，从而显著提升南瓜饮料的功能性[5]。

目前，国内外学者已在南瓜发酵饮料方向开展了大量研究。本文旨在对现有研究成果进行系统梳理与总结，明晰该领域的研究现状、关键技术与存在问题，并展望未来研究方向，以期推动南瓜发酵饮料的理论研究与产业化进程。

2 南瓜发酵饮料的发酵剂与工艺研究

2.1 主要发酵剂类型及其特点

2.1.1 乳酸菌发酵

乳酸菌发酵应用广泛，其同型或异型发酵，将南瓜汁中的糖类转化为乳酸、乙酸等有机酸，降低产品 pH 值，赋予产品典型的酸味，并抑制腐败菌生长。常用发酵菌种有乳酸菌，包括 Lactobacillus plantarum（植物乳杆菌）、L.casei（干酪乳杆菌）、L.acidophilus（嗜酸乳杆菌）、L.bulgaricus（保加利亚乳杆菌）以及 Streptococcus thermophilus（嗜热链球菌）等 [6]。其中，L.plantarum因其较强的产酸能力和环境适应性，成为研究与应用的热点。研究表明，L.plantarum发酵能显著改善南瓜汁的风味，产生多种挥发性风味物质[7]。

2.1.2 酵母菌发酵

酵母菌发酵能产生醇类物质，尤其是 Saccharomyces cerevisiae（酿酒酵母），被广泛用于含醇南瓜发酵饮料。酵母菌将糖分转化为乙醇和 CO2，同时生成高级醇、酯类等复杂香气成分，使产品具有醇香和果香，但酒精度较低，属于低醇饮料范畴。有研究优化酵母菌发酵南瓜汁工艺，成功获取风味协调、口感醇厚的南瓜发酵酒[8]。

2.1.3 混合菌种发酵

乳酸菌和酵母菌结合各自优势，混合发酵策略也被广泛采用，且多为顺序发酵或协同发酵。例如，先由乳酸菌发酵产酸并制备酵母适宜生长环境，再进行酵母发酵产生香气。张庆芳等人 [9] 研究了 L.plantarum 和 S.cerevisiae 的顺序发酵对南瓜汁品质的影响，发现相比单一发酵，顺序发酵产品的风味更丰富，感官评价更好。

2.2 发酵工艺优化与控制

2.2.1 菌种活化与接种

为保证发酵活力，需进行多次菌种活化。接种量是关键因素，接种量过低，发酵周期长，易染杂菌；接种量过高，可能导致菌体过早衰老， 生不良代谢物。研究表明，乳酸菌的适宜接种量一般在 10⁶mathrm-10⁷CFU/mL ，接种量在 2%～5%(v/v) 范围内比较适宜[10]。

2.2.2 发酵条件优化

温度影响酶活和生长速率，乳酸菌适宜发酵温度为 30-37% ，酵母菌为 25-30‰ 。利用响应面法优化发酵时间、接种量、温度等参数，以达到最佳酸度、活菌数或酒精度。李巨秀等人 [11] 采用响应面分析法优化了 L.casei 发酵南瓜汁的工艺，获得最佳发酵工艺条件：发酵温度36℃，接种量 4% ，发酵时间 32h， 品活菌数可达 8.9×10⁸CFU/mL ，感官评分较高。

2.2.3 前处理与辅料添加

南瓜原料需经清洗、去皮、去瓤、打浆、酶解和均质等预处理。为调节风味和提供发酵底物，需添加糖类等碳源。有研究添加奶粉进行乳酸菌发酵，可制成南瓜酸乳，丰富产品形态[12]。

3 营养与功能特性研究

3.1 营养成分变化

碳水化合物与有机酸：微生物消耗南瓜汁中的蔗糖、葡萄糖和果糖，将其转化为乳酸、乙酸、乙醇等。总糖含量下降，但有机酸含量显著上升，这是产品酸味的主要来源。

维生素：发酵对维生素的影响较为复杂，部分B 族维生素（如核黄素、叶酸）作为微生物的生长因子，其含量可能在发酵过程中得到增加 [13]。而对酸和氧敏感的维生素类别则可能有一定损失，例如维生素C 等。

酚类物质与抗氧化活性：发酵带来的最显著的积极变化之一便是酚类物质抗氧化活性的改变。许多研究表明，乳酸菌和酵母菌发酵能显著提高南瓜汁的总酚和总黄酮含量，并增强其抗氧化能力（如 DPPH、ABTS 自由基清除能力）[14,15]。其机理可能在于两方面，一是微生物产生的酶（如 β- 葡萄糖苷酶）将结合态的酚类物质水解为游离态，提高了其提取率和生物活性，二是微生物代谢合成了新的酚类物质。

南瓜多糖：南瓜多糖是南瓜最重要的功能性成分之一，发酵可能通过微生物酶的作用，对南瓜多糖的结构进行修饰，如改变其分子量、单糖组成和糖苷键类型，从而可能增强其生物活性。杨雪等人 [16] 研究发现，经植物乳杆菌发酵后，南瓜多糖的体外降血糖活性有所提高。

3.2 功能性增强效应

抗氧化活性提升：如上文所述，发酵普遍增强了南瓜饮料的抗氧化能力，这种增强的抗氧化能力有助于清除体内过量自由基，延缓衰老，预防与氧化应激相关的慢性疾病。

降血糖功效：发酵南瓜饮料的降血糖功效可能源于多个方面：一是发酵产生的有机酸可延缓胃排空和葡萄糖的吸收，二是发酵菌种可能降解了食物中部分可消化的碳水化合物，三是发酵修饰后的南瓜多糖可能具有更高的 ∝ - 葡萄糖苷酶抑制活性[16]。有文献研究表明，摄入发酵南瓜汁的糖尿病模型小鼠其空腹血糖和胰岛素抵抗指数均得到显著改善[17]。

肠道益生功能：乳酸菌发酵的南瓜饮料中含有大量活的益生菌（通常要求终产品中活菌数 gtrsim10⁶CFU/mL ）。这些益生菌进入肠道后，可以调节肠道菌群平衡，抑制有害菌生长，促进短链脂肪酸产生，从而改善肠道健康，增强免疫力 [18]。即使经过巴氏杀菌，饮料中的菌体碎片及其代谢产物（如细菌素、胞外多糖）仍可能具有一定的益生元作用和免疫调节功能。

产生新型活性物质：某些特定菌株在发酵过程中能合成具有特殊健康功效的物质。部分乳酸菌菌株能够将谷氨酸转化为 γ- 氨基丁酸（GABA），γ- 氨基丁酸是一种重要的抑制性神经递质，具有镇静安神、降低血压等作用 [19]。筛选高产 GABA 的菌株用于南瓜发酵，可开发出具有缓解焦虑、改善睡眠等功能的功能性饮料。

4. 存在的主要问题

4.1 口感与风味稳定性问题

南瓜风味基质较为单一，发酵产酸若控制不当，可致产品过酸。同时，如何保持发酵产生的怡人风味稳定性是主要难题之一。风味物质可因氧化、挥发或代谢而发生变化，导致产品后期出现风味减弱甚至异味。

4.2 质量控制与货架期

对于活菌乳酸菌饮料，保证货架期内有足够数量的活菌存在是技术关键，冷链完整且温度适宜尤为重要。而非活菌产品，则需热处理来确保产品稳定，但热处理则可能带来风味劣变和营养成分损失等问题。沉淀和分层是果蔬发酵饮料常见的质构问题，可通过均质或添加果胶、羧甲基纤维素等稳定剂来解决。

4.3 缺乏统一标准

南瓜发酵饮料缺乏统一标准，目前较多为企业标准，导致南瓜发酵饮料产品质量参差不齐，在产品分类、理化指标（如酸度、可溶性固形物）、微生物指标和产品功能等方面尤为明显，阻碍了南瓜发酵饮料产品的市场发展。

4.4 基础研究深度不够

现有研究多集中于工艺优化和体外功能性评价，而对发酵核心机制（如多糖结构变化、风味物质形成）、功能成分代谢规律等深层次研究尚存在一定空白。

5. 结论与展望

南瓜发酵饮料将自身营养与发酵益处有机结合，极具市场潜力。通过优选发酵菌种、精控发酵工艺，能有效改善产品风味，显著提升其抗氧化、益生及降血糖等功能特性，具备良好开发前景。未来，南瓜发酵饮料研究可以从专用发酵剂开发、风味调控技术创新、功能性深度挖掘、活性成分保护、标准体系建立等方面入手，通过多学科交叉融合与持续技术创新，引导南瓜发酵饮料产业走向标准化、规范化的发展道路，为南瓜发酵饮料成为广大消费者喜爱的主流功能性食品及南瓜深加工产业转型升级做出贡献。

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作者简介：李世杰（1991 年 1 月），男，汉族，湖北黄梅，硕士研究生，, 讲师，研究方向：食品科学与工程。

课题：GZSP-2023-03 复合益生菌发酵南瓜饮料的研制