高γ-氨基丁酸綠豆酸面團(tuán)面包營(yíng)養(yǎng)與烘焙特性

蘇曉琴,張可欣,黃衛(wèi)寧,*,劉若詩(shī),陳軍民,張　巒,李志斌,傅貴華,RAYAS-DUARTE Patrica

(1.江南大學(xué),食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122;2.南京百合貝可生物科技有限公司,江蘇南京 211000;3.福建省麥都食品發(fā)展有限公司,福建泉州 362213;4.美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品與食品研究中心,俄克拉荷馬州 斯蒂爾沃特 74078-6055)

?

高γ-氨基丁酸綠豆酸面團(tuán)面包營(yíng)養(yǎng)與烘焙特性

蘇曉琴1,張可欣1,黃衛(wèi)寧1,*,劉若詩(shī)2,陳軍民2,張巒2,李志斌3,傅貴華3,RAYAS-DUARTE Patrica4

(1.江南大學(xué),食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122;2.南京百合貝可生物科技有限公司,江蘇南京 211000;3.福建省麥都食品發(fā)展有限公司,福建泉州 362213;4.美國(guó)俄克拉荷馬州立大學(xué)農(nóng)產(chǎn)品與食品研究中心,俄克拉荷馬州 斯蒂爾沃特 74078-6055)

通過(guò)改良紙層析(modified paper chromatography,MPC)、高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)、16S rRNA基因測(cè)序、質(zhì)構(gòu)儀(texture anylyzer,TA)及感官分析方法從傳統(tǒng)發(fā)酵米粉中分離篩選得到一株產(chǎn)γ-氨基丁酸的布氏乳桿菌(Lactobacillusbuchneri,L.bu),以小麥面包和綠豆面包為對(duì)照,研究了該乳酸菌發(fā)酵對(duì)綠豆酸面團(tuán)面包營(yíng)養(yǎng)與烘焙特性的影響。結(jié)果表明:篩選得到一株產(chǎn)γ-氨基丁酸的布氏乳桿菌(Lactobacillusbuchneri,L.bu),其γ-氨基丁酸產(chǎn)量為3.66±0.05 g/L;L.bu發(fā)酵的綠豆酸面團(tuán)面包中總游離氨基酸含量分別為小麥面包和綠豆面包的3.36和2.77倍,其中γ-氨基丁酸含量為23.44 mg/100 g,顯著高于綠豆面包和小麥面包;與綠豆面包相比,綠豆酸面團(tuán)面包全質(zhì)構(gòu)特性得到顯著改善,面包品質(zhì)有所提升;酸面團(tuán)的引入,使其各項(xiàng)感官特性評(píng)分顯著高于綠豆面包,整體可接受度接近小麥面包。

γ-氨基丁酸,綠豆,乳酸菌,酸面團(tuán),烘焙

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是由谷氨酸脫羧酶(Glutamate decarboxylase,GAD)催化轉(zhuǎn)化谷氨酸后得到的一種非蛋白質(zhì)氨基酸,是哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)之一,參與多種代謝途徑[1]。研究表明GABA具有預(yù)防糖尿病[2]、降血壓[3-4]、利尿、安神等效果[5-6],可在植物和微生物中富集得到[7]。綠豆作為一種食藥兼用的豆科植物[8],是蛋白質(zhì)、膳食纖維和碳水化合物的重要攝入來(lái)源[9],其氨基酸種類(lèi)齊全,GABA的前體物質(zhì)谷氨酸含量較高[10],且具有可在發(fā)芽時(shí)被激活的內(nèi)源性GAD,常以發(fā)芽處理富集綠豆中的GABA[11]。

酸面團(tuán)發(fā)酵技術(shù)可有效地提高富含膳食纖維面包的營(yíng)養(yǎng)、比容、質(zhì)構(gòu)[12-13]和風(fēng)味特性[14],并增加其生物活性物質(zhì)含量[15]。乳酸菌(lactic acid bacteria,LAB)是酸面團(tuán)這一復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)中的主要優(yōu)勢(shì)菌群之一[16],其中最常見(jiàn)的是乳桿菌屬[17]。LAB作為一種食品安全級(jí)微生物,是微生物法合成 GABA 的重要菌種之一[18],常被用以生產(chǎn)功能性發(fā)酵食品。傳統(tǒng)發(fā)酵食品是產(chǎn) GABA 乳酸菌重要的分離來(lái)源,其酸性的環(huán)境、豐富的底物(谷氨酸)為乳酸菌合成GABA提供了有利的條件[19]。我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵米粉以厭氧發(fā)酵為主,乳酸菌為發(fā)酵過(guò)程中的主要優(yōu)勢(shì)菌群[20]。目前從傳統(tǒng)發(fā)酵米粉中分離篩選產(chǎn)GABA菌株,并制作富含GABA的綠豆酸面團(tuán)面包的研究還未見(jiàn)報(bào)道。

本研究以湖南常德傳統(tǒng)發(fā)酵米粉為篩選對(duì)象,通過(guò)改良紙層析法和高效液相色譜法篩選,得到產(chǎn)GABA的乳酸菌,通過(guò)表型分析和16S rRNA 基因鑒定的方法,確定其種屬。選擇綠豆粉作為目標(biāo)菌株的發(fā)酵基質(zhì)。以小麥面包(WB)、綠豆粉面包(MB)為對(duì)照,研究產(chǎn)GABA乳酸菌發(fā)酵對(duì)綠豆酸面團(tuán)面包營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)構(gòu)和感官特性的影響,為開(kāi)發(fā)富含GABA的功能性發(fā)酵食品的應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

MRS肉湯培養(yǎng)基杭州百思生物技術(shù)有限公司;細(xì)菌基因組試劑盒、溶菌酶天根生化科技(北京)有限公司;DNA Marker DL 2000、PCR試劑大連Takara公司;放線(xiàn)菌酮:上海寶曼生物科技有限公司;甘油、無(wú)水乙醇、瓊脂粉、氯化鈉、碳酸鈣、冰醋酸、正丁醇、茚三酮和磷酸吡哆醛等試劑國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;GABA、L-谷氨酸美國(guó)Sigma公司;面包粉鵬泰(秦皇島)面粉有限公司;即發(fā)活性干酵母廣東省梅山馬利酵母有限公司;起酥油中糧東海糧油工業(yè)(張家港)有限公司;綠豆粉阜新佳麥糧食有限公司;白砂糖、鹽市售;傳統(tǒng)發(fā)酵米粉采自湖南常德地區(qū)。

FE20型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì)梅特勒儀器(上海)有限公司;LZDX-50KBS型立式壓力蒸汽滅菌器上海申安醫(yī)療器械廠(chǎng);TH-B-402無(wú)菌操作臺(tái)無(wú)錫一凈凈化儀器設(shè)備廠(chǎng);SPX-150C型恒溫恒濕培養(yǎng)箱上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠(chǎng);厭氧培養(yǎng)袋、厭氧產(chǎn)氣袋、厭氧指示劑日本三菱公司;XSP-10C 型電子顯微鏡上海彼愛(ài)姆光學(xué)儀器制造有限公司;JY20002型電子天平上海良平儀器儀表有限公司;P型薄層色譜展開(kāi)缸上海信誼儀器廠(chǎng)有限公司;GZX9240 BZE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備;PC300型PCR儀Eppendorf Master personal;DYY-8C型電泳儀北京六一儀器廠(chǎng);凝膠成像儀BIO-RAD;TDL-5離心機(jī)上海安亭科學(xué)儀器廠(chǎng);SM-25攪拌機(jī)、SPC-40SP醒發(fā)箱、SM-503烤箱、SM-302 切片機(jī)新麥機(jī)械(無(wú)錫)公司;CT3質(zhì)構(gòu)儀美國(guó)Brookfield公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1乳酸菌的分離、純化及保藏取5 mL米粉發(fā)酵液加到45 mL無(wú)菌生理鹽水中制成懸浮液,進(jìn)行梯度稀釋,選取合適梯度,取100 μL稀釋液涂布于含碳酸鈣(3 g/L)的MRS固體培養(yǎng)基(含0.01%放線(xiàn)菌酮)[21]。37 ℃下培養(yǎng)48 h,挑取產(chǎn)生CaCO3透明圈、菌落形態(tài)不同的菌落在MRS固體培養(yǎng)基上反復(fù)劃線(xiàn)純化。選取過(guò)氧化氫酶陰性、革蘭氏陽(yáng)性的菌株進(jìn)行觀察、編號(hào)、記錄菌落形態(tài)并保藏于MRS斜面上保藏(4 ℃),備用。

1.2.2產(chǎn)GABA乳酸菌的初篩菌株分別接入MRS液體培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)24 h。按體積分?jǐn)?shù)4%的接種量接種至mMRS液體培養(yǎng)基(MRS肉湯培養(yǎng)基中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的L-谷氨酸鈉)中,30 ℃靜置培養(yǎng)48 h后,取發(fā)酵液1 mL,沸水浴5 min后離心(12000×g,5 min),取上清液,4 ℃保存,待測(cè)。GABA定性分析[22]:展開(kāi)劑(正丁醇-冰醋酸-水=12-3-5(v/v/v))中加入0.4%的茚三酮作為顯色劑,待測(cè)樣品點(diǎn)樣2 μL。采用新華一號(hào)層析紙展開(kāi)2 h后于90 ℃下顯色10 min。同時(shí)以濃度為1 g/L的GABA和L-谷氨酸鈉的標(biāo)準(zhǔn)品作對(duì)照。

1.2.3產(chǎn)GABA乳酸菌的復(fù)篩通過(guò)改良紙層析法[23],初步篩選確定具有產(chǎn)GABA活性的乳酸菌后,用高效液相色譜法定量測(cè)定其發(fā)酵上清液中的GABA含量。使用Agilent 1100液相色譜配合以338 nm的UV檢測(cè)器進(jìn)行分析。色譜條件:ODS Hypersil色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流動(dòng)相為20 mmol/L醋酸鈉的甲醇-乙腈(1∶2(V/V))溶液,流速1.0 mL/min,柱溫40 ℃。樣品處理:取2 mL發(fā)酵液和2 mL的10 g/100 mL的三氯乙酸(TCA),混勻,超聲波破碎1 h,用雙層濾紙過(guò)濾。取濾液1 mL濾液,10000×g離心10 min,上清液用鄰苯二甲醛進(jìn)行柱前衍生化,HPLC進(jìn)行測(cè)定。

1.2.4產(chǎn)GABA乳酸菌DNA的提取、PCR擴(kuò)增與16S rRNA基因測(cè)序使用細(xì)菌基因組DNA提取試劑盒提取產(chǎn)GABA乳酸菌的DNA,用微量紫外分光光度計(jì)檢測(cè)其OD值(A260/A280)和濃度。對(duì)其進(jìn)行PCR(Polymerase Chain Reaction)擴(kuò)增,得到的產(chǎn)物通過(guò)瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)純度,將純度符合要求的16S rRNA片段送往上海桑尼生物技術(shù)有限公司進(jìn)行測(cè)序[24-25]。得到的菌株序列在GenBank數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行BLAST(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/)同源性比對(duì)分析。檢索與16S rRNA序列同源性最高的已知分類(lèi)地位的菌種,確定其種屬。

1.2.5綠豆面團(tuán)和綠豆酸面團(tuán)制作綠豆面團(tuán):綠豆粉20 g,含磷酸吡哆醛10 μmol/L的去離子水80 g(DY=500)。面團(tuán)攪拌混合均勻,不進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。綠豆酸面團(tuán):綠豆粉20 g,含磷酸吡哆醛10 μmol/L的去離子水80 g(DY=500)。面團(tuán)中乳酸菌初始接菌量107CFU/g。面團(tuán)攪拌均勻后,30 ℃下?lián)u床(120 r/min)培養(yǎng)48 h。

1.2.6小麥面包、綠豆面包和綠豆酸面團(tuán)面包制作小麥面包、綠豆面包和綠豆酸面團(tuán)面包制作配方見(jiàn)表1。除黃油外,所有配料慢速攪拌3.0 min,混合均勻;快速攪拌3.0 min,攪拌成團(tuán)。加入黃油后,慢速攪拌0.5 min,快速攪拌3.0 min至面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成。取出面團(tuán),室溫下覆膜靜置10 min,分割成型(90 g/個(gè))。醒發(fā)箱(28 ℃,相對(duì)濕度85%)內(nèi)醒發(fā)90 min后,放入烤箱(上火170 ℃,下火210 ℃)烘烤20 min。

表1　小麥面包、綠豆面包和綠豆酸面團(tuán)面包配方

注:-表示未添加該物質(zhì)。

1.2.7小麥面包、綠豆面包和綠豆酸面團(tuán)面包品質(zhì)的測(cè)定

1.2.7.1面包中游離氨基酸(含GABA)含量稱(chēng)取1.000 g左右撕碎的面包于25 mL容量瓶中,用5 g/100 mL的三氯乙酸(TCA)定容,超聲波破碎1 h,用雙層濾紙過(guò)濾。取1 mL濾液,10000×g離心10 min,上清液用鄰苯二甲醛進(jìn)行柱前衍生化,HPLC測(cè)定游離氨基酸含量[23]。色譜條件與1.2.4一致,將測(cè)試曲線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)氨基酸混合液的校正曲線(xiàn)對(duì)比,根據(jù)保留時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)化合物的峰面積,對(duì)檢測(cè)出的氨基酸進(jìn)行定性定量分析[26]。

1.2.7.2面包比容面包室溫下冷卻2 h,測(cè)定面包質(zhì)量,采用菜籽替代法測(cè)定面包體積,計(jì)算面包比容[27]。重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次,取平均值。

1.2.7.3面包全質(zhì)構(gòu)分析面包冷卻2 h后,用面包切片機(jī)將面包切成12.0 mm均勻薄片,取中間兩片,利用質(zhì)構(gòu)儀的TPA測(cè)試模式測(cè)定面包芯全質(zhì)構(gòu)。參數(shù)設(shè)置[12]:探頭型號(hào)P/36,測(cè)試前速率3.0 mm/s,測(cè)試速率1.0 mm/s,測(cè)試后速率3.0 mm/s,壓縮程度50%,感應(yīng)力5 g,壓縮時(shí)間間隔1 s。重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次,取平均值。

1.2.7.4面包感官評(píng)定采用9分嗜好評(píng)分法[27],進(jìn)行面包感官評(píng)定。對(duì)小麥面包、綠豆面包和綠豆酸面團(tuán)面包的外觀、色澤、風(fēng)味、口感及整體可接受度進(jìn)行評(píng)分,小組成員由30個(gè)受過(guò)感官評(píng)定培訓(xùn)的人員(15名女性,15名男性)組成。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn):1～9分別代表極度不喜歡、非常不喜歡、適度不喜歡、輕微不喜歡、既不討厭也不喜歡、輕微喜歡、適度喜歡、非常喜歡和極度喜歡。

1.2.8數(shù)據(jù)分析采用SPSS 17.0及Microsoft Office Excel 2013分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,運(yùn)用方差分析法(ANOVA)進(jìn)行顯著性分析,顯著差異水平取p<0.05。

2　結(jié)果與分析

2.1傳統(tǒng)發(fā)酵米粉中菌株分離純化、篩選及鑒定

傳統(tǒng)發(fā)酵米粉樣品經(jīng)分離純化后得到152株產(chǎn)乳酸、過(guò)氧化氫酶陰性且革蘭氏陽(yáng)性的菌株,初步判斷為乳酸菌。改良紙層析結(jié)果顯示,1株乳酸菌具有與GABA標(biāo)樣相同的Rf值,即具有產(chǎn)GABA能力(圖1)。與1 g/L的GABA標(biāo)樣層析斑點(diǎn)相比,其層析斑點(diǎn)顏色較深,直徑較大,可判斷其發(fā)酵液中GABA含量高于1 g/L。通過(guò)高效液相色譜法(HPLC)精確定量菌株發(fā)酵液中GABA含量為3.66±0.05 g/L,與紙層析結(jié)果基本一致。

圖1　紙層析結(jié)果Fig.1　Results of paper chromatography

目標(biāo)菌株菌落形態(tài)均為乳白色圓形,表面光滑溫潤(rùn),整體圓潤(rùn)隆起,邊緣整齊,直徑約1 mm,是典型的乳酸菌菌落特征(圖2a),可初步判斷為乳酸菌,革蘭氏染色鏡檢確定為桿菌(圖2b)。16S rRNA基因測(cè)序結(jié)果與基因庫(kù)中參考菌株LactobacillusbuchneristrainJCM 1115 對(duì)比,同源性達(dá)99%,所以將其鑒定為布氏乳桿菌(Lactobacillusbuchneris,L.bu),登錄號(hào)為KU856520。Cho[28]等從朝鮮傳統(tǒng)泡菜中也曾分離出高產(chǎn)GABA 的布氏乳桿菌(Lactobacillusbuchneri)。

圖2　L.bu菌落形態(tài)(a)及鏡檢結(jié)果(b)(100×)Fig.2　Colonies(a)and morphology(b)of L.bu

2.2面包制作

L.bu作為綠豆酸面團(tuán)發(fā)酵乳酸菌,按1.2.6制作實(shí)驗(yàn)面包:小麥面包(WB),綠豆面包(MB),L.bu發(fā)酵的綠豆酸面團(tuán)面包(MSB)。

2.3面包游離氨基酸及GABA含量

圖3顯示四種面包中均含有18種游離氨基酸,其中天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、GABA、酪氨酸和脯氨酸含量相對(duì)較高。綠豆粉中各類(lèi)氨基酸含量較為豐富[8],使MB總游離氨基酸含量提高到了88.29 mg/100 g,高于WB(72.94 mg/100 g)。添加綠豆粉后的MB,除絲氨酸和苯丙氨酸外,其余氨基酸含量都高于WB(圖3)。以賴(lài)氨酸為例,與WB相比,MB中賴(lài)氨酸含量提高了33.9%,因?yàn)榫G豆粉中蛋白質(zhì)以球蛋白為主,球蛋白氨基酸組成中賴(lài)氨酸豐富,綠豆粉的添加使得小麥面包中原本含量較少賴(lài)氨酸得到了顯著提升[8]。由圖3可知,與MB相比,MSB中除精氨酸外其他氨基酸含量都得到了顯著的提高。經(jīng)酸面團(tuán)發(fā)酵后,MSB總游離氨基酸含量顯著提升,增至244.92 mg/100 g。這可能是因?yàn)榻?jīng)過(guò)酸面團(tuán)發(fā)酵后,在乳酸菌生長(zhǎng)代謝作用下,綠豆酸面團(tuán)中有機(jī)酸含量上升,激活發(fā)酵過(guò)程中蛋白酶的活性[29],使得面團(tuán)中蛋白質(zhì)降解更加充分,釋放小肽成分和大量游離氨基酸,最終實(shí)現(xiàn)酸面團(tuán)面包中游離氨基酸含量顯著增加。Diana[29]等以添加蛋白酶的面團(tuán)、乳酸菌酸面團(tuán)和化學(xué)酸化面團(tuán)為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)三者中乳酸菌酸面團(tuán)中游離氨基酸含量增加最為顯著,證明乳酸菌發(fā)酵可顯著增加酸面團(tuán)中游離氨基酸含量。

WB和MB中GABA含量分別為4.38、4.87 mg/100 g,經(jīng)產(chǎn)GABA乳酸菌(L.bu)發(fā)酵后的面包中GABA含量得到了顯著的提升,MSB 中GABA含量達(dá)到23.44 mg/100 g。Inoue[30]等研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)持續(xù)12周每日攝取100 mL含10～12 mg GABA的發(fā)酵乳可降低高血壓患者的血壓;Pouliot[31]等也發(fā)現(xiàn)攝入50 g含16 mg GABA的實(shí)驗(yàn)?zāi)汤铱善鸬浇档腿祟?lèi)高血壓的作用。據(jù)此可推測(cè)若每日攝入100 g本研究所得到的富含GABA的功能性綠豆酸面團(tuán)面包(23.44 mg/100 g)可對(duì)降血壓起到一定的作用。

圖3　小麥面包、綠豆面包及綠豆酸面團(tuán)面包游離氨基酸及GABA含量Fig.3　Free amino acid content of WB,MB and MSB,including GABA注:小寫(xiě)字母不同表示差異顯著(p<0.05),表2同。

2.4面包的比容和全質(zhì)構(gòu)

由表2可知,與小麥面包(WB)相比,綠豆面包(MB)比容較小,這可能是因?yàn)榫G豆粉的存在降低了面筋蛋白含量,且其富含的膳食纖維不易被酵母利用,破壞了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),影響面團(tuán)氣孔穩(wěn)定性,降低面包持氣性[32],從而使面包比容下降。乳酸菌發(fā)酵后,有效地改善了綠豆面包(MB)比容,MSB的比容較MB提高了3.31%,小麥面包(WB)無(wú)顯著性差異。這可能是因?yàn)槿樗峋拇嬖谀軌蚣铀俳湍傅陌l(fā)酵,增加產(chǎn)氣量,從而增大面包的比容[33]。Ketabi[34]等人也發(fā)現(xiàn)乳酸菌發(fā)酵酸面團(tuán)可有效的提高面包比容。

全質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果(表2)表明不同類(lèi)別面包的回復(fù)性和內(nèi)聚性無(wú)顯著性差異,因此選擇硬度、彈性、膠著性和咀嚼性評(píng)價(jià)面包的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。其中,硬度、膠著性和咀嚼性與面包品質(zhì)呈負(fù)相關(guān),而彈性與面包品質(zhì)呈正相關(guān)[35]。添加綠豆粉后,MB的硬度、膠著性和咀嚼性顯著增加,可能是因?yàn)榫G豆粉中膳食纖維含量較高,降低面團(tuán)濕面筋含量、減少三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)面筋蛋白,導(dǎo)致面團(tuán)持氣性下降,面包硬度增加、彈性下降。乳酸菌發(fā)酵酸面團(tuán)后,使面包品質(zhì)得到了一定的改善。MSB的硬度、膠著性和咀嚼性顯著下降;彈性提高,全質(zhì)構(gòu)特性接近WB。由此可知,酸面團(tuán)的使用有效地改善了綠豆粉所帶來(lái)的質(zhì)構(gòu)上的弊端,提高了面包質(zhì)構(gòu)方面的品質(zhì)。

2.5感官評(píng)定

感官評(píng)定結(jié)果與全質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果相輔相成。WB外觀飽滿(mǎn)、完整,色澤黃亮均一,質(zhì)地松軟,富有彈性,質(zhì)構(gòu)均勻,不黏牙、不掉渣,因此,在除風(fēng)味外其余各項(xiàng)均獲得了較高的評(píng)分。綠豆粉自身所帶的顏色使得綠豆面包表面色澤相對(duì)暗淡;綠豆粉的存在,降低整體面筋蛋白含量,影響面包質(zhì)構(gòu)、口感和持氣性,從而使面包口感粗糙,質(zhì)地較硬,內(nèi)部氣孔大小不均,易掉渣,且豆類(lèi)植物特有的豆腥味使面包風(fēng)味不愉悅,致使相較于其他類(lèi)別的面包,MB在各項(xiàng)指標(biāo)中均獲得了最低的分?jǐn)?shù)(圖4),但仍大于6分,在消費(fèi)者可接受范圍內(nèi)。

表2　小麥面包、綠豆面包及綠豆酸面團(tuán)面包比容、全質(zhì)構(gòu)

圖4　小麥面包、綠豆粉面包及綠豆酸面團(tuán)面包感官評(píng)定Fig.4　Sensory evaluation of WB,MB and MSB

以MB作參照,L.bu發(fā)酵綠豆酸面團(tuán)后在不同程度上增加了面包外觀、色澤、風(fēng)味、口感和整體可接受度的得分,MSB整體得分接近WB。乳酸菌發(fā)酵后,面包表面較為光滑,色澤均勻一致,故其感官得分顯著提高;酸面團(tuán)技術(shù)的應(yīng)用降低了膳食纖維對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)的破壞,使面包變軟,質(zhì)地均一,提高面包口感方面的得分;酸面團(tuán)的引入使得MSB豆腥味變淡,且?guī)в兴崦鎴F(tuán)特有的風(fēng)味,令人愉悅,因此其風(fēng)味得分有所提升?？傮w而言,L.bu可有效的改善綠豆面包的感官特性,并得到消費(fèi)者可接受的面包成品。

3　結(jié)論

傳統(tǒng)發(fā)酵米粉中分離得到的乳酸菌經(jīng)改良紙層析定性分析篩選得到1株具有產(chǎn)GABA能力的乳酸菌。經(jīng)16S rRNA基因測(cè)序鑒定為布氏乳桿菌(Lactobacillusbuchneri)。高效液相色譜定量分析其GABA產(chǎn)量為3.66±0.05 g/L,檢測(cè)結(jié)果與紙層析定性結(jié)果基本一致。

與小麥面包(4.38 mg/100 g)和綠豆面包(4.87 mg/100 g)相比,L.bu發(fā)酵的綠豆酸面團(tuán)面包中GABA含量得到顯著提高,增至23.44 mg/100 g,得到了富含GABA的功能性酸面團(tuán)面包,進(jìn)而使得通過(guò)攝入GABA功能性面包降低高血壓病人的血壓成為可能。除精氨酸外,綠豆酸面團(tuán)面包中其余的17種氨基酸含量均顯著高于小麥面包和綠豆面包。酸面團(tuán)的引入顯著提高了面包中總游離氨基酸含量,增強(qiáng)面包營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

綠豆酸面團(tuán)面包的比容、質(zhì)構(gòu)較綠豆面包有所提升,面包品質(zhì)接近小麥面包,與之相對(duì)應(yīng)的綠豆酸面團(tuán)面包的各項(xiàng)感官指標(biāo)評(píng)分也高于小麥面包。乳酸菌發(fā)酵酸面團(tuán)帶來(lái)的特有風(fēng)味令人愉悅,使得其在風(fēng)味指標(biāo)方面得分尤為突出,受到消費(fèi)者青睞。

綜上所述,本研究獲得了營(yíng)養(yǎng)、感官特性較優(yōu)的富含GABA的功能性酸面團(tuán)面包,為利用高產(chǎn)GABA乳酸菌作為發(fā)酵劑生產(chǎn)富含GABA功能性發(fā)酵食品提供了一定的理論參考價(jià)值。

[1]Krnjevi K. Chemical nature of synaptic transmission in vertebrates[J]. Physiological Reviews,1974,54(2):418-540.

[2]Huang C Y,Kuo W W,Wang H F,et al. GABA tea ameliorates cerebral cortex apoptosis and autophagy in streptozotocin-induced diabetic rats[J]. Journal of Functional Foods,2014(6):534-544.

[3]Jakobs C,Jaeken J,Gibson K M. Inherited disorders of GABA metabolism[J]. Journal of inherited metabolic disease,1993,16(4):704-715.

[4]Torino M I,Limón R I,Martínez-Villaluenga C,et al. Antioxidant and antihypertensive properties of liquid and solid state fermented lentils[J]. Food chemistry,2013,136(2):1030-1037.

[5]Adeghate E,Ponery A S. GABA in the endocrine pancreas:cellular localization and function in normal and diabetic rats[J]. Tissue and Cell,2002,34(1):1-6.

[6]Hagiwara H,Seki T,Ariga T. The effect of pre-germinated brown rice intake on blood glucose and PAI-1 levels in streptozotocin-induced diabetic rats[J]. Bioscience,biotechnology,and biochemistry,2004,68(2):444-447.

[7]白松,林向陽(yáng),阮榕生,等.γ—氨基丁酸的分布和制備[J]. 現(xiàn)代食品科技,2005,21(2):202-205.

[8]紀(jì)花,陳錦屏,盧大新. 綠豆的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及綜合利用[J]. 現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2006,6(10):143-144.

[9]Rizzello C G,Calasso M,Campanella D,et al. Use of sourdough fermentation and mixture of wheat,chickpea,lentil and bean flours for enhancing the nutritional,texture and sensory characteristics of white bread[J]. International journal of food microbiology,2014(180):78-87.

[10]Coda R,Rizzello C G,Gobbetti M. Use of sourdough fermentation and pseudo-cereals and leguminous flours for the making of a functional bread enriched ofγ-aminobutyric acid(GABA)[J]. International journal of food microbiology,2010,137(2):236-245.

[11]郝文靜,張曉鳴,黃漢榮. 發(fā)芽綠豆生物轉(zhuǎn)化法富集γ-氨基丁酸[J].食品與機(jī)械,2012(5):34-38.

[12]張思佳,張薇,蘇曉琴,等.乳桿菌發(fā)酵對(duì)蕎麥面包抗氧化及烘焙特性影響[J].食品工業(yè)科技,2015,36(19):49-53.

[13]鐘京,王鳳,劉娜,等. 乳酸菌發(fā)酵麩皮酸面團(tuán)對(duì)高纖維面包面團(tuán)流變發(fā)酵學(xué)及烘焙特性的影響[J]. 食品工業(yè)科技,2013,34(9):49-54.

[14]張慶,鐘京,王鳳,等. 植物乳桿菌燕麥酸面團(tuán)發(fā)酵面包風(fēng)味化合物的特征[J]. 北京工商大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2011,29(4):12-18.

[15]De Angelis M,Rizzello C G,Alfonsi G,et al. Use of sourdough lactobacilli and oat fibre to decrease the glycaemic index of white wheat bread[J]. British Journal of Nutrition,2007,98(6):1196-1205.

[16]De Vuyst L,Neysens P. The sourdough microflora:biodiversity and metabolic interactions[J]. Trends in Food Science & Technology,2005,16(1):43-56.

[17]Capuani A,Stetina M,Gstattenbauer A,et al. Multivariate analysis of buckwheat sourdough fermentations for metabolic screening of starter cultures[J]. International Journal of Food Microbiology,2014(185):158-166.

[18]Diana M,Tres A,Quílez J,et al. Spanish cheese screening and selection of lactic acid bacteria with high gamma-aminobutyric acid production[J]. LWT-Food Science and Technology,2014,56(2):351-355.

[19]Komatsuzaki N,Shima J,Kawamoto S,et al. Production ofγ-aminobutyric acid(GABA)by Lactobacillus paracasei isolated from traditional fermented foods[J]. Food Microbiology,2005,22(6):497-504.

[20]史國(guó)英,余功明,胡春錦. 廣西傳統(tǒng)發(fā)酵米粉中乳酸菌的分離鑒定[J].微生物學(xué)雜志,2012,32(5):54-57.

[21]劉慧,周茉,熊利霞,等.昆明酸漿米粉優(yōu)勢(shì)乳酸菌篩選及發(fā)酵性能研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2011,26(5):1-6.

[22]張暉,徐永,姚惠源.紙層析法定量測(cè)定米胚芽中的γ-氨基丁酸[J].無(wú)錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào),2004,23(2):101-103.

[23]劉若詩(shī). 乳酸菌酸面團(tuán)發(fā)酵劑的制備及其發(fā)酵烘焙特性研究[D].無(wú)錫:江南大學(xué),2010:6.

[24]Li H,Gao D,Cao Y,et al. A highγ-aminobutyric acid-producingLactobacillus brevis isolated from Chinese traditionalpaocai[J]. Annals of Microbiology,2008,58(4):649-653.

[25]Moreno C,Romero J,Espejo R T. Polymorphism in repeated 16S rRNA genes is a common property of type strains and environmental isolates of the genus Vibrio[J]. Microbiology,2002,148(4):1233-1239.

[26]張薇,程曉燕,黃衛(wèi)寧,等. 含天然酵母粉發(fā)酵面包的營(yíng)養(yǎng)與老化特性及風(fēng)味化合物特征[J].食品科學(xué),2014(23):33-38.

[27]劉娜.區(qū)域特色酸面團(tuán)饅頭及其優(yōu)選乳酸菌發(fā)酵特性比較研究[D].無(wú)錫:江南大學(xué),2014.

[28]Cho S Y,Park M J,Kim K M,et al. Production of highγ-aminobutyric acid(GABA)sour kimchi using lactic acid bacteria isolated from mukeunjee kimchi[J]. Food Science and Biotechnology,2011,20(2):403-408.

[29]Diana M,Rafecas M,Quílez J. Free amino acids,acrylamide and biogenic amines in gamma-aminobutyric acid enriched sourdough and commercial breads[J]. Journal of Cereal Science,2014,60(3):639-644.

[30]Inoue K,Shirai T,Ochiai H,et al. Blood-pressure-lowering effect of a novel fermented milk containingγ-aminobutyric acid(GABA)in mild hypertensives[J]. European Journal of Clinical Nutrition,2003,57(3):490-495.

[31]Pouliot-Mathieu K,Gardner-Fortier C,Lemieux S,et al. Effect of cheese containing gamma-aminobutyric acid-producing lactic acid bacteria on blood pressure in men[J]. Pharmanutrition,2013,1(4):141-148.

[32]Korus J,Witczak M,Ziobro R,et al. The impact of resistant starch on characteristics of gluten-free dough and bread[J]. Food Hydrocolloids,2009,23(3):988-995.

[33]Gobbetti M,Corsetti A,Rossi J. Interaction between lactic acid bacteria and yeasts in sourdough using a rheofermentometer[J]. Word Journal of Microbiology and Biotechnoligy,1995,11(6):625-630.

[34]Ketabi A,Soleimanian-Zad S,Kadivar M,et al. Production of microbial exopolysaccharides in the sourdough and its effects on the rheological properties of dough[J]. Food Research International,2008,41(10):948-951.

[35]Gobbetti M,Simonetti M S,Corsetti A,et al. Volatile compound and organic acid productions by mixed wheat sour dough starters:influence of fermentation parameters and dynamics during baking[J]. Food Microbiology,1995(12):497-507.

Nutrition and baking properties of mung bean sourdough bread with highγ-aminobutyric acid

SU Xiao-qin1,ZHANG Ke-xin1,HUANG Wei-ning1,*,LIU Ruo-shi2,CHEN Jun-min2,ZHANG Luan2,LI Zhi-bin3,FU Gui-hua3,RAYAS-DUARTE Patrica4

(1.State Key Laboratory of Food Science and Technology,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;2.Nanjing Baihobake Biotechnology International Co. Ltd.,Nanjing 211000,China;3.Fujian Maidu Food Development Co.,Quanzhou 362213,China;4.Food and Agricultural Products Research Center,Oklahoma State University,Stillwater 74078-6055,USA)

In this study,the lactic acid bacteria(LAB)strain producingγ-aminobutyric acid(GABA)was isolated from traditional fermented rice noodles through primary screening and rescreening using modified paper chromatography(MPC)and HPLC,respectively. It was identified asLactobacillusbuchneri(L.bu)which was used in mung bean to enrich sourdough bread with GABA. Besides,the GABA production ofL.buin modified Man Rogosa Sharpe(mMRS)was 3.66±0.05 g/L. Compared with wheat bread and mung bean bread,the effects ofL.bufermentation on the nutrition and baking properties of mung bean sourdough bread were investigated. Results indicated that the total free amino acid content(244.92 mg/100 g)of mung bean sourdough bread(MSB)fermented byL.buwas 3.36 and 2.77 times of wheat bread(WB)and mung bean bread(MB),respectively. Meanwhile,the GABA content of MSB was 23.44 mg/100 g,which was significantly higher than that of mung bean bread and wheat bread. Moreover,the whole texture properties and the quality of MSB also has been significantly improved. Because of the addition of mung bean sourdough,the sensory characteristics score of MSB was significantly higher than the mung bean bread and it’s overall acceptability was close to wheat bread.

γ-aminobutyric acid(GABA);mung bean;lactic acid bacteria;sourdough;baking

2016-01-14

蘇曉琴(1991-)，女，碩士研究生，研究方向：烘焙科學(xué)、功能配料與食品添加劑，E-mail：qinxiaosu611@126.com。

黃衛(wèi)寧(1963-)，男，博士，教授，研究方向：烘焙科學(xué)與發(fā)酵技術(shù)、谷物食品化學(xué)，E-mail：wnhuang@jiangnan.edu.cn。

江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新基金——前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目(BY2014023-16)；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31071595，31571877)；泉州市科技“燎原計(jì)劃”項(xiàng)目(2015G46)；張家港市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(ZKN1301)；蘇州市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(SNG201401)；中澳國(guó)際合作項(xiàng)目(201618)。

TS201.4

A

1002-0306(2016)13-0340-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.13.062