丹貝發(fā)酵工藝研究進(jìn)展

武悅　王思溥

摘要：丹貝是以豆類為原料，經(jīng)少孢根霉短時(shí)間發(fā)酵而成的一種高蛋白食品。綜述丹貝的生產(chǎn)原料、發(fā)酵微生物，以及發(fā)酵工藝和保健作用，展望其在我國的發(fā)展前景，為丹貝大規(guī)模生產(chǎn)研究提供技術(shù)借鑒。

關(guān)鍵詞：丹貝;豆類;少孢根霉;發(fā)酵工藝;保健作用

中圖分類號：TS201.3? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2019）04-0036-03

丹貝（Tempeh）又稱“天培”，是以豆類為原料，經(jīng)少孢根霉短時(shí)間發(fā)酵而成的一種高蛋白食品。其源于印度尼西亞，是當(dāng)?shù)氐闹魇?。因風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富、價(jià)格低廉和制作簡易，丹貝備受民眾喜愛，美、日、澳、荷等20多個(gè)國家建立了丹貝生產(chǎn)企業(yè)。綜述丹貝的生產(chǎn)原料、發(fā)酵微生物，以及發(fā)酵工藝、保健作用，展望其在我國的發(fā)展前景，為丹貝大規(guī)模生產(chǎn)研究提供技術(shù)借鑒。

1 生產(chǎn)丹貝的原料

生產(chǎn)丹貝的原料不盡相同，除常用的大豆外，還有黑豆丹貝、蠶豆丹貝、云豆丹貝等。

1.1 大豆

大豆中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素等。其中，蛋白質(zhì)含量約在40%左右，因其蛋白中不含膽固醇，因此被稱為動物蛋白的替代品。大豆中的礦物質(zhì)含量一般在4.0%～6.8%之間。同時(shí)，大豆中還含有豐富的維生素，如維生素C、維生素B1等。

1.2 黑豆

黑豆又稱烏豆、黑大豆，有“豆中之王”“營養(yǎng)之花”之稱。它具有比普通大豆更高的營養(yǎng)價(jià)值，不僅可以養(yǎng)顏抗衰、補(bǔ)腎強(qiáng)身，對心血管患者也大有益處。黑豆富含不飽和脂肪酸、氨基酸、黃酮、酚類物質(zhì)、花色苷等。與黃豆相比，黑豆中的蛋白質(zhì)、Ca、Fe、總黃酮、花色苷含量分別高14.21%，30.93%，224%，26.24%，44.92%，且黑豆蛋白質(zhì)與人體所需蛋白質(zhì)的氨基酸模式和比例十分相近。

1.3 蠶豆

蠶豆含有豐富的維生素，尤其是硫銨素和核黃素。蠶豆中還有鈣、鐵、鋅等可以調(diào)節(jié)大腦和神經(jīng)組織的礦物質(zhì)元素。宋慶明的研究發(fā)現(xiàn)，雖然蠶豆中的蛋白質(zhì)含量為27%～30%，但所含氨基酸種類豐富，且可檢測出谷類蛋白所缺少的賴氨酸。

2 丹貝發(fā)酵的主要微生物

丹貝的生產(chǎn)菌株主要為少孢根霉，還有少量的米根霉、無根根霉、黑根霉等。其中，根霉菌是丹貝發(fā)酵的主要菌株，它可以在特定條件下利用原料代謝產(chǎn)生L-乳酸、L-蘋果酸、富馬酸和脂肪酶等，是傳統(tǒng)發(fā)酵食品的優(yōu)勢菌株。

2.1 少孢根霉

丹貝以少孢根霉為主要發(fā)酵菌株，可產(chǎn)出將以結(jié)合型糖苷存在的異黃酮轉(zhuǎn)化為以苷元形式的異黃酮的β-葡萄糖苷酶，從而使丹貝具有較高的生理活性。

目前，常用的商業(yè)丹貝生產(chǎn)菌株是Hesseltine鑒定的R. oligosporousNRRL2710。董明盛等對丹貝菌株進(jìn)行篩選、分離，發(fā)現(xiàn)了可在50 ℃下生長的耐高溫的少孢根霉RT-3，這種菌株具有與NRRL2710相似的特征。Wang等發(fā)現(xiàn)少孢根霉蛋白酶的最適pH是3.0～5.5， pH在3.0～6.0時(shí)的酶活也相當(dāng)穩(wěn)定，但是當(dāng)pH在7.0以上或者小于3.0時(shí)，酶活將瞬間消失。

少孢根霉具有很強(qiáng)的蛋白質(zhì)水解能力，能將豆類中的蛋白質(zhì)水解為氨基酸和氨，供少孢根霉利用。同時(shí)，它還具有較強(qiáng)的分泌脂肪和植酸的能力，可提高礦物質(zhì)的生物利用率。

2.2 米根霉

米根霉屬于毛霉目毛霉科根霉屬，其菌落疏松或稠密，匍匐枝爬行，無色。假根發(fā)達(dá)，指狀或根狀分枝。發(fā)育溫度30～35 ℃，最適溫度37 ℃。它具有發(fā)達(dá)的淀粉酶和蛋白酶體系，可以為乳酸菌生長提供必需的小分子糖類和氨基酸，能夠改善產(chǎn)品的功能特性和增加乳酸含量。張慧娟等還發(fā)現(xiàn)，利用米根霉對脫脂米糠進(jìn)行半固態(tài)發(fā)酵，可以改善脫脂米糠中酚類物質(zhì)的釋放，使酚類、黃酮類物質(zhì)分別增加47.3%和48.96%。

2.3 無根根霉

無根根霉假根不發(fā)達(dá)，孢子囊呈球形。發(fā)育溫度30～35 ℃，最適溫度37 ℃，在41 ℃時(shí)不能生長，常用來發(fā)酵豆類食品和谷類食品。

3 丹貝發(fā)酵工藝

3.1 自然發(fā)酵工藝

傳統(tǒng)生產(chǎn)丹貝的發(fā)酵工藝是：將浸泡的大豆手工脫皮、蒸煮、控水和放涼后，堆砌2～3 cm，用芭蕉葉或香蕉葉覆蓋，室溫下自然發(fā)酵。傳統(tǒng)發(fā)酵工藝有一些不足，發(fā)酵周期較長，比較耗時(shí)。傳統(tǒng)丹貝發(fā)酵主要靠磨碎的儲藏丹貝、香蕉葉和芭蕉葉上的微生物，接種方式極易感染雜菌，導(dǎo)致丹貝質(zhì)量不穩(wěn)定。

3.2 人工接種發(fā)酵工藝

隨著丹貝生產(chǎn)工藝的逐漸成熟，逐漸出現(xiàn)不同的人工接種生產(chǎn)工藝。例如，吳定等直接將乳酸添加到蒸煮過的大豆中酸化，提升了酸化效果，還減少了對乳酸的消耗，時(shí)間也節(jié)省了很多。但是，不同原料對乳酸菌種類的要求不同。某些乳酸菌可在大麥基質(zhì)中生長良好，但在大豆中很難生長。王華等對接種方式進(jìn)行改進(jìn)，在實(shí)驗(yàn)室純培養(yǎng)根霉后擴(kuò)大培養(yǎng)，制成孢子或菌絲發(fā)酵劑，能夠縮短發(fā)酵周期且不用分段控溫。

在包裝方式上，實(shí)驗(yàn)室研究中常采用平皿或?qū)⒍沽Ｑb入真空袋中壓實(shí)扎孔進(jìn)行小試生產(chǎn)，而在大范圍工業(yè)生產(chǎn)中，可將豆粒灌入塑料腸衣，整形后懸掛于培養(yǎng)室中，這樣不僅減少人工操作，還可提高培養(yǎng)室使用效率。

單玉玲等對黑豆丹貝的發(fā)酵工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)當(dāng)蒸煮時(shí)間40 min、菌粉接種量3%、發(fā)酵時(shí)間20 h、發(fā)酵溫度37 ℃時(shí)，黑豆丹貝菌絲致密，氣味芳香，呈白色糕團(tuán)狀，味道鮮美。周思靜利用β-葡萄糖苷酶活性作為評價(jià)指標(biāo)，對丹貝發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在蒸煮時(shí)間20 min、接種量1.5%、發(fā)酵時(shí)間36 h的條件下，β-葡萄糖苷酶含量最高。

4 丹貝的保健作用

丹貝是發(fā)酵的豆制品，不僅含有大豆的營養(yǎng)成分，而且在發(fā)酵后產(chǎn)生一些新的有益健康物質(zhì)，以及去除一些有害成分。丹貝的營養(yǎng)價(jià)值很高，被日本人稱作“肉的替代品”。近年來，國內(nèi)外很多學(xué)者對丹貝的保健作用進(jìn)行研究。

4.1 抗氧化

丹貝中的主要抗氧化物質(zhì)是酚類、黃酮類和氨基酸類。黑豆丹貝中的酚類物質(zhì)含量為2.22 mg/g，對DPPH清除率可達(dá)83.09%。此外，在丹貝發(fā)酵過程中，蛋白質(zhì)水解使氨基酸含量大大增加，這使丹貝更易消化和吸收，增加了丹貝的營養(yǎng)，豐富了丹貝的功能特性。同時(shí)，氨基酸可與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生的蛋白黑素能降低血糖、抑制胰蛋白酶活性，有很強(qiáng)的自由基清除能力和抗氧化活性。

4.2 緩解脹氣及促進(jìn)腸胃

襲淑俐等發(fā)現(xiàn)，丹貝發(fā)酵過程中能生成具有降血壓和血清膽固醇、調(diào)節(jié)人體消化系統(tǒng)功能、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、延緩衰老等生理功能的低聚糖。這些低聚糖由少孢根霉分泌的淀粉酶將分子量較大的化合物分解而得。此外，豆類中含有的纖維素不能被人體消化和吸收，令細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的消化率降低且促使腸內(nèi)產(chǎn)氣，對胃腸患者具有傷害性。但發(fā)酵后的丹貝可將纖維素降解為低聚纖維素和葡萄糖，提高營養(yǎng)物質(zhì)的消化率。

4.3 抗腫瘤

癌細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析均表明，大豆異黃酮對許多癌癥有抑制作用。在丹貝發(fā)酵過程中，少孢根霉分泌β-葡萄糖苷酶，異黃酮糖苷經(jīng)酶解幾乎完全轉(zhuǎn)化為具有抗癌功能的異黃酮苷元。丹貝中除少孢根霉具有分解異黃酮糖苷的能力外，某些微球菌和節(jié)桿菌也具有此能力。周思靜等的研究發(fā)現(xiàn)，黃豆丹貝發(fā)酵后的β-葡萄糖苷酶活性達(dá)345.63 U。

5 丹貝發(fā)展前景

目前，丹貝產(chǎn)品日趨多樣化，產(chǎn)品廣泛銷售。除作為主食的發(fā)酵豆類食品外，在丹貝中添加山藥等果蔬制成果蔬丹貝產(chǎn)品，或者在丹貝粉中添加奶粉制成冰淇淋，或?qū)⒌へ惻c各民族菜系進(jìn)行融合，可以開發(fā)出更多適合我國消費(fèi)者的新型功能性產(chǎn)品。作為豆類生產(chǎn)大國，丹貝在我國尚未普及。相信在未來，我國丹貝相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用會越來越受到重視，市場前景廣闊。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝元澄，馬瑤，沈毅，等.丹貝固態(tài)發(fā)酵過程時(shí)間序列分析與預(yù)測[J].食品科學(xué)，2016，37（21）：164-169.

[2] 江甜，何毅，祝振洲，等.黑豆蛋白的分級提取及黑豆花色苷的成分鑒定[J].食品科學(xué)，2017，38（4）：217-222.

[3] 鄭聰聰，蘇艷芳，黃雄，等.黑豆乙醇萃取物中抗氧化成分的分離與鑒定[J].食品科學(xué)，2015，36（6）：155-160.

[4] 吳寒.米根霉和乳酸菌混合固態(tài)發(fā)酵對燕麥營養(yǎng)及功能性的影響[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

[5] 牛萌萌，王妍，門彩玉，等.米根霉和乳酸菌混合固態(tài)發(fā)酵大麥仁工藝優(yōu)化及其抗氧化活性[J].食品工業(yè)科技，2018，39（22）：169-174.

[6] 王丹丹.黑豆丹貝的研制及生理活性物質(zhì)的研究[D].晉中：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.

Abstract： Tempeh is made from beans， which is a kind of? high protein food produced byfermentation of Rhizopus oligosporium in short time. This paper summarized the production raw materials， fermentation microorganisms， fermentation process and health care function of Tempeh， and prospected its development prospect in China， in order to provide technical reference for the large-scale production research of Tempeh.

Key words： Tempeh;beans; Rhizopus oligosporus; fermentation process; healthy function