冠突散囊菌發(fā)酵制備燕麥面醬工藝研究

唐梓堯，劉素純*，林 輝，伍婷玉，鄧 林

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙410128）

燕麥（Avena sativa）又名雀麥、野麥，屬于八大類糧食作物之一的禾谷類作物，含有β-葡萄糖、高蛋白、維生素和多酚等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1-3]，具有降血脂、控制糖尿病、抗癌等保健功效[4]。由于加工工藝落后以及產(chǎn)品創(chuàng)新性不足，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的燕麥產(chǎn)品比較單一，主要為燕麥片、燕麥粉，所以燕麥資源可開(kāi)發(fā)利用余地還很大[5-7]。中國(guó)發(fā)酵醬制品有著悠久的歷史，種類繁多，主要為大豆醬、辣椒醬、蠶豆醬、海鮮醬、甜面醬等[8-10]。世界各國(guó)也對(duì)發(fā)酵醬制品進(jìn)行了大量的研究，研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵醬制品中含有多種具有保健功能的成分，這些成分具有抗癌[11]、抗氧化[12]、預(yù)防心血管疾病[13]、提高免疫力[14]等作用。冠突散囊菌（Eurotium cristatum）是茯磚茶發(fā)花過(guò)程中形成的優(yōu)勢(shì)菌[15-16]，研究表明冠突散囊菌能利用淀粉、單寧和葡萄糖作為碳源，并能旺盛生長(zhǎng)[17]，其次級(jí)代謝產(chǎn)物具有多種生物活性，不僅具有抗氧化的功能，還對(duì)其他微生物的生長(zhǎng)有明顯抑制作用[18]，且不產(chǎn)生有毒物質(zhì)[19]。

本研究擬采用冠突散囊菌發(fā)酵燕麥，結(jié)合燕麥及冠突散囊菌兩者的特性制備營(yíng)養(yǎng)更加豐富、生物活性物更加突出的發(fā)酵醬，并利用單因素試驗(yàn)及感官分析的方法分析冠突散囊菌發(fā)酵時(shí)間、鹽水腌制濃度、腌制溫度、腌制時(shí)間對(duì)燕麥面醬品質(zhì)的影響，確定發(fā)酵工藝參數(shù)，制備具有營(yíng)養(yǎng)保健作用的燕麥面醬，以滿足人們的健康需求，提升燕麥的利用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

裸燕麥：黑龍江黑土香燕麥產(chǎn)業(yè)股份有限公司；冠突散囊菌（Eurotium cristatum）：從湖南安化白沙溪茶廠的茯磚茶分離。

沒(méi)食子酸（分析純）：北京索萊寶科技有限公司；次甲基藍(lán)：中國(guó)醫(yī)藥（集團(tuán)）上?；瘜W(xué)試劑公司；鄰苯二甲酸氫鉀（分析純）：天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠；福林酚試劑、甲醇、甲醛、葡萄糖、無(wú)水乙醇、氫氧化鈉、五水合硫酸銅、無(wú)水碳酸鉀、酒石酸鉀鈉（均為分析純）：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SPX-25085-Ⅱ生化培養(yǎng)箱：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；SW-CJ-2G雙人單面（水平）凈化工作臺(tái)：江蘇通凈凈化設(shè)備有限公司；LMQ.C立式高壓滅菌器：山東新華醫(yī)療器械股份有限公司；PC-240D磁力加熱攪拌器：美國(guó)康寧公司；FW135中草藥粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；XMTD數(shù)顯恒溫水浴鍋：上海浦東物理光學(xué)儀器廠；RXⅡSeries高速低溫冷凍離心機(jī)：日本HITACHI公司；722N可見(jiàn)分光光度計(jì)：上海菁華科技儀器有限公司；101-2AB電熱鼓風(fēng)干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；TE214S分析天平：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；

1.3 方法

1.3.1 冠突散囊菌發(fā)酵燕麥制備燕麥面醬工藝流程

原料（燕麥）→清洗→浸泡20 h→蒸煮（121 ℃/20 min）→冷卻→接種（5%冠突散囊菌劑）→28 ℃保溫發(fā)酵5 d制坯→燕麥按照1∶2（g∶g）的配比加入8%鹽水，45 ℃條件下腌制→用研缽細(xì)磨→燕麥面醬

1.3.2 燕麥面醬發(fā)酵工藝優(yōu)化單因素試驗(yàn)

（1）發(fā)酵時(shí)間對(duì)燕麥面醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響

25 ℃條件下浸泡20 h，瀝干水，裝瓶，置121 ℃、20 min滅菌，燕麥經(jīng)接種冠突散囊菌后在28 ℃條件下分別發(fā)酵3 d、4 d、5 d、6 d、7 d，燕麥與10%鹽水配比為1∶2（g∶g），混勻，在45 ℃條件下腌制25 d，之后對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和理化指標(biāo)（還原糖、多酚、氨基酸態(tài)氮含量）測(cè)定，以確定最優(yōu)的發(fā)酵時(shí)間。（2）鹽水濃度對(duì)燕麥面醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響

燕麥經(jīng)接種冠突散囊菌后在28 ℃條件下發(fā)酵5 d，發(fā)酵后燕麥按照配比1∶2（g∶g）分別加入6%、8%、10%、12%、14%鹽水，混勻，在45 ℃條件下腌制25 d，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和理化指標(biāo)（還原糖、多酚、氨基態(tài)氮含量）測(cè)定，以確定最優(yōu)的鹽水濃度。

（3）腌制時(shí)間對(duì)醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響

燕麥經(jīng)接種冠突散囊菌后在28 ℃條件下發(fā)酵5 d，加入發(fā)酵后燕麥1∶2（g∶g）的10%鹽水與發(fā)酵燕麥混勻，在45 ℃條件下分別腌制15 d、20 d、25 d、30 d、35 d，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和理化指標(biāo)（還原糖、多酚、氨基態(tài)氮含量）測(cè)定，以確定最優(yōu)的腌制時(shí)間。

（4）腌制溫度對(duì)燕麥面醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響

燕麥經(jīng)接種冠突散囊菌后在28 ℃下發(fā)酵5 d，加入發(fā)酵后燕麥1∶2（g∶g）的10%鹽水與發(fā)酵燕麥混勻，分別在40 ℃、45 ℃、50 ℃條件下腌制25 d，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和理化指標(biāo)（還原糖、多酚、氨基態(tài)氮含量）測(cè)定，以確定最優(yōu)的腌制溫度。

1.3.3 分析檢測(cè)

還原糖的測(cè)定采用斐林法[20]；多酚含量的測(cè)定參照郝教敏等[21]的檢測(cè)方法，以標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)食子酸質(zhì)量濃度（x）為橫坐標(biāo)，以吸光度值（y）為縱坐標(biāo)繪制沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線，得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=109.11x+0.011 6（R2=0.998 3）；氨基酸態(tài)氮的測(cè)定采用甲醛值法[22]。

1.3.4 感官評(píng)定

參照付雯[23]的評(píng)定方法，邀請(qǐng)10名同學(xué)對(duì)燕麥面醬樣品的色澤、香氣、滋味、體態(tài)4個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行感官評(píng)定，以各項(xiàng)得分之和為燕麥面醬感官評(píng)分（滿分100分），結(jié)果取平均值，燕麥面醬感官評(píng)定的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 燕麥面醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standards of oat flour paste

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)燕麥面醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響

2.1.1 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)燕麥面醬還原糖及多酚含量的影響

如圖1所示，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，燕麥面醬中還原糖含量先升高后降低，在發(fā)酵5 d時(shí)，燕麥面醬中還原糖含量達(dá)到最高，為21.86%。說(shuō)明冠突散囊菌生長(zhǎng)旺盛，將淀粉轉(zhuǎn)化形成了更多的還原糖。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡，產(chǎn)生的代謝物將作為菌體營(yíng)養(yǎng)成分而被利用造成代謝物的降低。

如圖1所示，燕麥面醬中多酚含量先升高后降低，在發(fā)酵5 d時(shí)，多酚含量達(dá)到最高，為4.595 mg/g，在該優(yōu)化條件下，冠突散囊菌能充分生長(zhǎng)，可使其細(xì)胞壁分解或形成代謝產(chǎn)物，有利于多酚物質(zhì)累積[24]。經(jīng)檢測(cè)，原料燕麥中多酚含量?jī)H為0.658 mg/g。故利用冠突散囊菌發(fā)酵燕麥制備燕麥面醬大大提高了多酚含量，增強(qiáng)了其保健功能。

圖1 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)燕麥面醬還原糖及多酚含量的影響Fig. 1 Effect of different fermentation time on reducing sugar and polyphenol contents of oat flour paste

2.1.2 不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)燕麥面醬氨基酸態(tài)氮含量及感官品質(zhì)的影響

如圖2所示，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，燕麥面醬中氨基酸態(tài)氮含量先升高后降低，在發(fā)酵5 d時(shí)，燕麥面醬中氨基酸態(tài)氮含量最多，為0.34g/100g，目前商業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SB/T10296—2009《甜面醬》中規(guī)定的氨基酸態(tài)氮含量為0.30 g/100 g。說(shuō)明在該條件下，冠突散囊菌能充分生長(zhǎng)，提高蛋白質(zhì)的分解速率，增加氨基酸態(tài)氮含量。

如圖2所示，發(fā)酵5 d時(shí)，燕麥面醬的感官品質(zhì)最好，感官評(píng)分為92.8分，醬體為紅褐色、有光澤，醬香濃郁，鮮味明顯，無(wú)異味，黏稠適度，均勻無(wú)雜質(zhì)。

圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)燕麥面醬氨基酸態(tài)氮含量及感官品質(zhì)的影響Fig. 2 Effect of fermentation time on amino acid nitrogen contents and sensory quality of oat flour paste

發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短影響燕麥面醬的品質(zhì)，發(fā)酵時(shí)間過(guò)短，菌絲還沒(méi)有大量繁殖，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)形成量少。發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，冠突散囊菌大量繁殖，冠突散囊菌之間對(duì)養(yǎng)料和氧氣產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致后發(fā)酵后養(yǎng)分的減少。故選擇發(fā)酵時(shí)間為5 d。

2.2 不同鹽水濃度對(duì)燕麥面醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響

2.2.1 不同鹽水濃度對(duì)燕麥面醬還原糖含量及多酚含量的影響

如圖3所示，隨著鹽水濃度在6%～14%范圍內(nèi)增加，燕麥面醬中多酚含量先升高后降低。當(dāng)鹽水濃度為10%時(shí)，燕麥面醬中多酚含量達(dá)到最高，為4.595 mg/g；當(dāng)鹽水濃度在6%～8%時(shí)，燕麥面醬中還原糖含量隨鹽水濃度增加而增加，當(dāng)鹽水濃度為8%時(shí)，燕麥面醬中還原糖含量最高，為22.14%，當(dāng)鹽水濃度＞8%后，可能是淀粉酶的活性受到抑制，醬料中還原糖含量反而會(huì)減少。

圖3 鹽水濃度對(duì)燕麥面醬中還原糖及多酚含量的影響Fig. 3 Effect of brine concentration on reducing sugar and polyphenol contents of oat flour paste

2.2.2 不同鹽水濃度對(duì)燕麥面醬氨基酸態(tài)氮含量及感官品質(zhì)的影響

如圖4所示，當(dāng)鹽水濃度為8%時(shí)，氨基酸態(tài)氮含量最高，為0.38 g/100 g，可能是低濃度鹽水對(duì)酶活性影響不大，當(dāng)鹽水濃度＞8%之后，醬中氨基酸態(tài)氮含量減少，可能是隨著鹽水濃度的增加，蛋白酶活性受到抑制[25]；鹽水濃度為8%時(shí)，燕麥面醬的感官品質(zhì)最好，醬體為紅褐色，咸甜適宜，黏稠適度。

圖4 鹽水濃度對(duì)燕麥面醬氨基酸態(tài)氮含量和感官品質(zhì)的影響Fig. 4 Effect of brine concentration on amino acid nitrogen contents and sensory quality of oat flour paste

鹽水濃度是影響面醬品質(zhì)的重要因素，鹽水濃度過(guò)低，面醬易腐敗變質(zhì)，鹽水濃度過(guò)高，不僅抑制微生物生長(zhǎng)，降低酶的活力[26]，還影響面醬口感。故可選擇鹽水濃度為8%。

2.3 不同腌制時(shí)間對(duì)燕麥面醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響

2.3.1 不同腌制時(shí)間對(duì)燕麥面醬還原糖含量及多酚含量的影響

如圖5所示，隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，燕麥面醬中還原糖含量先升高后降低，在腌制時(shí)間25 d時(shí)，還原糖含量達(dá)到最高，為21.86%，腌制時(shí)間＞25 d后，還原糖含量略有下降，這是由于前期發(fā)酵過(guò)程中淀粉酶的積累使還原糖含量增加，后因微生物生長(zhǎng)，如酵母菌、細(xì)菌的生長(zhǎng)，需要大量的糖類物質(zhì)，同時(shí)還有部分充當(dāng)?shù)孜飬⑴c到酒精、乳酸等發(fā)酵，賦予甜面醬甜味，以及參與醬醪色素的合成[27]；隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)，燕麥面醬中多酚含量先升高后降低，在腌制時(shí)間25 d時(shí)，多酚含量達(dá)到最高，可能是由于發(fā)酵過(guò)程中微生物的代謝活動(dòng)使燕麥中生物活性物質(zhì)改性且發(fā)酵使燕麥細(xì)胞壁分解，多酚被釋放出來(lái)[28]，而腌制時(shí)間＞25 d之后，多酚含量開(kāi)始下降，可能是多酚在發(fā)酵的過(guò)程中發(fā)生自然氧化[29]。

圖5 腌制時(shí)間對(duì)燕麥面醬還原糖及多酚含量的影響Fig. 5 Effect of pickling time on reducing sugar and polyphenol contents of oat flour paste

2.3.2 不同腌制時(shí)間對(duì)燕麥面醬氨基酸態(tài)氮含量及感官品質(zhì)的影響

如圖6所示，隨著腌制時(shí)間在15～25 d的延長(zhǎng)，燕麥醬中氨基酸態(tài)氮含量隨之升高，在腌制時(shí)間為25 d時(shí)，氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到最高，為0.36 g/100 g，腌制時(shí)間＞25 d之后，氨基酸態(tài)氮含量趨于平穩(wěn)?？赡苁怯捎卺u中各種成分的積累引起蛋白酶活力的下降，從而使氨基酸態(tài)氮含量的增加變緩，而發(fā)酵后期由于氨基酸發(fā)生脫羧、脫氨與氧化等反應(yīng)[30]，導(dǎo)致發(fā)酵后期氨基酸態(tài)氮含量下降；腌制時(shí)間為25 d時(shí)，燕麥面醬的感官品質(zhì)最好，醬體色澤鮮艷，有濃郁醬香，鮮味突出，無(wú)異味。

腌制時(shí)間對(duì)燕麥面醬品質(zhì)具有很大影響，腌制時(shí)間過(guò)短，面醬中的大分子物質(zhì)還沒(méi)有完全被分解為能夠被人體吸收的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且不利于呈色以及產(chǎn)生醬香味。腌制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，面醬中產(chǎn)生的小分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又被微生物利用，且會(huì)使醬體顏色過(guò)深，甚至產(chǎn)生苦味。故選擇腌制時(shí)間為25 d。

圖6 腌制時(shí)間對(duì)燕麥面醬中氨基酸態(tài)氮含量及感官品質(zhì)的影響Fig. 6 Effect of pickling time on amino acid nitrogen and sensory quality of oat flour paste

2.4 不同腌制溫度對(duì)燕麥面醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響

如表2所示，隨著腌制溫度的增加，燕麥面醬中還原糖含量先升高后趨于穩(wěn)定，腌制溫度為45℃時(shí)，還原糖含量最高，為21.86%，可能是溫度影響淀粉酶的活性，從而影響還原糖的含量；隨著腌制溫度的增加，燕麥醬中多酚含量先升高后降低，在腌制溫度45 ℃時(shí)多酚含量最高，為4.595 mg/g，可能是溫度通過(guò)影響微生物的代謝活動(dòng)，從而影響多酚物質(zhì)轉(zhuǎn)化；隨著腌制溫度的增加，燕麥面醬中氨基酸態(tài)氮含量先升高后降低，可能是溫度影響蛋白酶活性，蛋白酶系的最適宜溫度一般在40～45 ℃，若溫度過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致酶失活；腌制溫度為45 ℃時(shí)，燕麥面醬的感官最好，醬體色澤鮮艷，為紅褐色，有濃郁醬香，有鮮味，無(wú)異味。高溫下所得產(chǎn)品風(fēng)味不濃厚，且色澤偏深，低溫有利于風(fēng)味濃厚，但所需時(shí)間較長(zhǎng)。

表2 腌制溫度對(duì)燕麥面醬營(yíng)養(yǎng)成分的影響Table 2 Effect of pickling temperature on nutritional ingredient of oat flour paste

結(jié)果表明，腌制溫度過(guò)低或過(guò)高，都會(huì)使酶活性降低，影響燕麥面醬品質(zhì)。故選擇45 ℃為最佳腌制溫度。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比不同參數(shù)的變化效果，確定了冠突散囊菌發(fā)酵燕麥制備燕麥面醬的最佳條件為前發(fā)酵時(shí)間為5 d，與8%鹽水混合，45 ℃條件下腌制25 d。按此工藝制備燕麥面醬，還原糖含量為22.14%，氨基酸態(tài)氮含量為0.38 g/100 g，多酚含量高達(dá)4.154 mg/g。氨基酸態(tài)氮含量滿足國(guó)標(biāo)要求（≥0.30 g/100 g）。原料燕麥中多酚含量為0.658 mg/g，而由冠突散囊菌發(fā)酵后制得的燕麥面醬中多酚含量約為原料燕麥中多酚含量的6倍。在此條件下，燕麥面醬感官評(píng)分為92.9分，色澤鮮艷，呈紅褐色，醬香濃郁，咸甜適宜，黏稠適度。該研究為燕麥的深加工提供了理論依據(jù)。