大米發(fā)酵制品研究進(jìn)展

高志鵬 劉姣

[摘要]大米發(fā)酵制品是大米經(jīng)微生物發(fā)酵后可獲得新的營養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特風(fēng)味的產(chǎn)品，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。通過介紹大米發(fā)酵制品的類型和參與發(fā)酵過程主要的微生物，綜述了近年來不同微生物大米發(fā)酵制品的生產(chǎn)利用現(xiàn)狀，并對今后的研究方向進(jìn)行展望，以期為大米產(chǎn)品的提質(zhì)增效提供參考。

[關(guān)鍵詞]大米;發(fā)酵制品;微生物

[中圖分類號]TS213 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

隨著人們生活水平的提高，我國每年生產(chǎn)的稻米85%左右都用于大米加工，人們對稻米的消費(fèi)需求已經(jīng)不再停留在吃飽的層面，而是在如何強(qiáng)化稻米的品質(zhì)、營養(yǎng)、健康和安全屬性，推進(jìn)稻米產(chǎn)業(yè)供給側(cè)改革以及增加農(nóng)民收入。然而，我國稻米加工總體尚處于初級加工階段。以早秈稻為例，早秈稻米質(zhì)疏松，耐壓性差，出米率低，米飯質(zhì)地干硬，口感差，所以盡管早秈稻具有營養(yǎng)品質(zhì)好和耐貯藏等特點(diǎn)，但是目前主要作為（味精和米粉等）加工用糧和飼料，加工附加值不高。其銷售價(jià)也一直徘徊在國家規(guī)定的最低收購價(jià)2600～2700元/t，利潤空間很窄，糧農(nóng)種植早秈稻的積極性不高，早秈稻的種植面積與產(chǎn)量也呈現(xiàn)逐步下降趨勢，這對于保證我國糧食產(chǎn)量的總量安全是不利的。因此，增加稻米加工產(chǎn)品的附加值，帶動(dòng)糧農(nóng)增收是目前迫切需要解決的問題。

食品發(fā)酵技術(shù)是以農(nóng)副產(chǎn)品為原料，利用微生物發(fā)酵賦予食品新的營養(yǎng)價(jià)值和獨(dú)特風(fēng)味，并延長食品保存期的生物技術(shù)，我國傳統(tǒng)發(fā)酵食品生產(chǎn)歷史悠久，北魏年間的《齊民要術(shù)》就有關(guān)于利用米飯發(fā)酵制作酒曲的記錄。因此，稻米及制品經(jīng)發(fā)酵技術(shù)轉(zhuǎn)化后，可獲得新的功能因子，增加營養(yǎng)保健價(jià)值，提升產(chǎn)品附加值。本文就近年來不同微生物以大米為發(fā)酵基質(zhì)的傳統(tǒng)發(fā)酵食品的生產(chǎn)利用現(xiàn)狀進(jìn)行綜述，以期為大米產(chǎn)品的提質(zhì)增效提供參考，促進(jìn)大米深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

1大米發(fā)酵制品的類型

大米發(fā)酵產(chǎn)品的利用在我國有著悠久的歷史，種類繁多，因其口感和風(fēng)味都得到較大改善，因而在我國應(yīng)用廣泛。目前，大米發(fā)酵制品主要有以下幾種。

1.1生米發(fā)酵食品

生米發(fā)酵食品是將大米浸泡發(fā)酵后加工制成的不同品種的食品，如米粉、米果、米發(fā)糕和糍粑等。

1.2大米發(fā)酵飲料

大米發(fā)酵飲料是以大米為加工基礎(chǔ)，經(jīng)微生物發(fā)酵后，再進(jìn)一步深加工制得的產(chǎn)品，目前主要包括大米乳酸飲料、大米發(fā)酵啤酒、大米發(fā)酵黃酒等液態(tài)飲品。

1.3功能性大米發(fā)酵制品

功能性大米發(fā)酵制品是指以大米為發(fā)酵基質(zhì)，經(jīng)微生物發(fā)酵后，通過提取制得的具有一定活性功能的產(chǎn)品。例如，食品添加劑紅曲紅、食源性蛋白來源的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制肽、用于慢性腎臟疾病治療的低蛋白大米和含蟲草酸和蟲草素的蟲草米等。

2應(yīng)用于大米發(fā)酵制品的主要微生物

2.1紅曲菌及其在大米發(fā)酵制品中的應(yīng)用

紅曲菌（Monascus spp.）是我國傳統(tǒng)的藥食兩用絲狀真菌，紅曲菌以大米為培養(yǎng)基質(zhì)的發(fā)酵產(chǎn)品又稱紅曲，在我國及東南亞地區(qū)有近兩千年的應(yīng)用歷史。因功能不同，目前主要有著色紅曲、功能紅曲和釀造紅曲三大類，并都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用。

在著色紅曲產(chǎn)品研究方面，紅曲菌產(chǎn)生的紅曲色素是我國允許的食品添加劑中唯一來自于微生物的天然色素，同時(shí)還具有降血壓、降血脂、降血糖、抗氧化的功效，在我國各類食品中應(yīng)用廣泛。例如，在老抽生產(chǎn)中，紅曲色素替代人工焦糖色素，使傳統(tǒng)的醬油著色效果更佳且擁有更高的營養(yǎng)價(jià)值。在香腸及臘肉制品加工中，紅曲色素替代亞硝酸鹽，不僅可獲得更優(yōu)的著色效果，產(chǎn)品安全性也大幅提高。研究表明，不同水稻品種對紅曲色素影響顯著，富硒武陵山區(qū)高山水稻液態(tài)發(fā)酵與固態(tài)發(fā)酵紅曲色素產(chǎn)量均高于平原地區(qū)水稻。

在功能紅曲產(chǎn)品研究方面，紅曲菌產(chǎn)生的monacolin K，是一種具有顯著降低血脂的洛伐他汀類活性物質(zhì)，也是目前世界上公認(rèn)的降低膽固醇的有效物質(zhì)。研究表明，大米發(fā)酵紅曲菌生產(chǎn)monacolin K含量可達(dá)13.88mg/g，不同直鏈淀粉含量的稻米對紅曲菌monacolin K產(chǎn)量有顯著影響。此外，紅曲還可用來生產(chǎn)γ-氨基丁酸（GABA），GABA是一種功能性氨基酸，它是目前研究較為深入的一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有多種生理活性。

在釀造紅曲產(chǎn)品研究方面，以紅曲為發(fā)酵曲的紅曲酒在我國華中、華東和南方地區(qū)廣為流傳。紅曲菌對紅曲酒的風(fēng)味物質(zhì)影響顯著，尤以古田紅曲和烏衣紅曲貢獻(xiàn)最為顯著，紅曲米的添加量對于紅曲酒多酚含量及其抗氧化活性呈明顯的正相關(guān)。正是基于紅曲菌這樣的特質(zhì)，新型紅曲黃酒釀造工藝近年來也已成為研究熱點(diǎn)。除紅曲黃酒以外，紅曲菌在紅曲桑葚酒、紅曲醋、紅曲發(fā)酵魚等發(fā)酵食品中也扮演著重要角色。

2.2米曲霉及其在大米發(fā)酵制品中的應(yīng)用

米曲霉（Aspergillus oryzae）是一種好氣性真菌，可產(chǎn)生多種活性酶，同時(shí)具有很強(qiáng)的分解蛋白質(zhì)及糖化能力。米曲霉是食品發(fā)酵工業(yè)常用菌株，中國自古以來就已經(jīng)開始利用自然界中的米曲霉生產(chǎn)醬油和醬類產(chǎn)品?，F(xiàn)代研究表明，米曲霉以大米為發(fā)酵基質(zhì)生產(chǎn)的發(fā)酵食品可產(chǎn)生大量酯類、醇類、酚類風(fēng)味物質(zhì)，同時(shí)還可產(chǎn)生抗氧化活性物質(zhì)對酪氨酸酶有顯著的抑制效果。

2.3酵母菌及其在大米發(fā)酵制品中的應(yīng)用

酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）是一種單細(xì)胞的兼性厭氧菌，在不同方向上的應(yīng)用展現(xiàn)了其不同方面的發(fā)酵性能。研究表明，酵母菌發(fā)酵制備的發(fā)酵米粉酯類和醇類含量更高，同時(shí)可賦予發(fā)酵米粉更濃烈的香氣和更好的形態(tài)與口感;不同酵母菌株對大米生料釀酒的出酒率、總酯含量和總酸含量等特性影響明顯不同;酵母菌發(fā)酵黑米可用于生產(chǎn)花青素、酚酸等多種具有抗氧化活性物質(zhì);改良的酵母菌工程菌的應(yīng)用可在不影響黃酒品質(zhì)的情況下，顯著降低黃酒發(fā)酵過程中生成的尿素和氨基甲酸乙酯含量。

2.4乳酸菌及其在大米發(fā)酵制品中的應(yīng)用

乳酸菌（lactic acid bacteria）是一類能利用可發(fā)酵碳水化合物產(chǎn)生大量乳酸的細(xì)菌的統(tǒng)稱，在傳統(tǒng)發(fā)酵食品的制作工藝中扮演著重要角色。以淀粉乳酸菌發(fā)酵的大米飲料，在有機(jī)酸濃度、活細(xì)菌數(shù)、營養(yǎng)成分、氨基酸含量等方面都有明顯改善;以乳酸菌發(fā)酵的低蛋白大米的加工顯著降低了大米蛋白質(zhì)的含量，同時(shí)又能保持大米外觀完整和品質(zhì)口感;乳酸菌發(fā)酵黑米提取物具有顯著的抗骨質(zhì)疏松活性，從而可用于治療骨質(zhì)疏松癥;不產(chǎn)生物胺的乳酸菌在黃酒釀造中的應(yīng)用，不僅消除了生物胺對黃酒口感和飲后舒適度的不良影響，還可增加酯類物質(zhì)含量使黃酒更加綿柔。

3大米發(fā)酵制品的研究展望

大米發(fā)酵制品與我們的日常生活息息相關(guān)，但我國目前大米發(fā)酵制品的加工仍處在手工制作為主、工業(yè)化生產(chǎn)較少的階段，從而嚴(yán)重制約了我國大米發(fā)酵制品的現(xiàn)代化進(jìn)程。近年來，大米發(fā)酵制品的研究方向經(jīng)歷了從工藝優(yōu)化和物化性質(zhì)的研究到微生物發(fā)酵機(jī)理和功能活性物質(zhì)的分析的轉(zhuǎn)變，但仍有很大發(fā)展空間。例如，傳統(tǒng)發(fā)酵食品微生物群落結(jié)構(gòu)尚未解析，基礎(chǔ)理論研究的欠缺限制了多菌種聯(lián)合發(fā)酵在大米發(fā)酵制品中的應(yīng)用;不同品種大米及大米自身營養(yǎng)品質(zhì)對發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)和風(fēng)味影響差異的機(jī)理研究還存在空白，從原料上優(yōu)化大米發(fā)酵制品工藝是獲得高品質(zhì)發(fā)酵制品的重要手段。

發(fā)展大米深加工工藝是解決三農(nóng)問題的重要途徑之一，隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的高速發(fā)展，借助現(xiàn)代科技建立發(fā)酵食品微生物信息數(shù)據(jù)庫，積極優(yōu)化發(fā)酵菌種，加強(qiáng)大米發(fā)酵食品的風(fēng)味物質(zhì)和功能物質(zhì)的解析與挖掘，加快大米發(fā)酵食品發(fā)展步伐，對于促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展，助力鄉(xiāng)村振興具有重要意義。

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