四種真菌發(fā)酵豆渣的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和功能特性研究

田歡 韓國(guó)瑋 馮明

摘要：大豆是我國(guó)主要栽培的農(nóng)作物之一，富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，近些年隨著國(guó)際形勢(shì)的變化，我國(guó)開(kāi)始重視對(duì)大豆副產(chǎn)物豆渣的開(kāi)發(fā)和利用，以提高大豆副產(chǎn)物豆渣的利用效率。該研究基于此，以4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）對(duì)大豆豆渣進(jìn)行發(fā)酵，分別在第1，2，3，4，5天進(jìn)行采樣，對(duì)發(fā)酵過(guò)程中豆渣蛋白質(zhì)含量、蛋白質(zhì)降解率、必需氨基酸含量、必需氨基酸上升率、脂肪含量、脂肪降解率、不飽和氨基酸含量和不飽和氨基酸上升率的變化規(guī)律進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在4種真菌的發(fā)酵條件下，豆渣中的蛋白質(zhì)和脂肪含量隨發(fā)酵時(shí)間的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，氨基酸、必需氨基酸和不飽和氨基酸含量均隨發(fā)酵時(shí)間的增加呈現(xiàn)一定的上升趨勢(shì)，且植物乳桿菌對(duì)豆渣的發(fā)酵效果尤為明顯，為豆渣的開(kāi)發(fā)利用提供了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：豆渣；真菌；發(fā)酵；營(yíng)養(yǎng)成分；利用率

中圖分類號(hào)：TS210.9????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A???? 文章編號(hào)：1000-9973（2023）08-0077-04

Nutritional Quality and Functional Characteristics of Bean Dregs

Fermented by Four Kinds of Fungi

TIAN Huan1， HAN Guo-wei1， FENG Ming2

（1.Shanxi Vocational College of Tourism， Taiyuan 030031， China; 2.Changzhi

Vocational and Technical College， Changzhi 046000， China）

Abstract： Soybean is one of the main cultivated crops in China， which is rich in nutrients. With the change of international situation in recent years， the development and utilization of soybean by-products — bean dregs have been paid more attention in China， in order to improve the utilization efficiency of soybean by-products — bean dregs. Based on this， in this study， four kinds of fungi A （Lactobacillus casei）， B （Aspergillus oryzae）， C （Mucor radiata） and D （Lactobacillus plantarum） are used to ferment bean dregs. Samples are taken on the 1st， 2nd， 3rd， 4th， 5th day respectively and the change rules of protein content， protein degradation rate， essential amino acid content， essential amino acid increase rate， fat content， fat degradation rate， unsaturated amino acid content and unsaturated amino acid increase rate of bean dregs during the fermentation process are studied. The results show that under the fermentation conditions of the four kinds of fungi， the content of protein and fat in bean dregs shows a downward trend with the increase of fermentation time， the content of amino acids， essential amino acids and unsaturated amino acids all shows a certain upward trend with the increase of fermentation time， and the fermentation effect of Lactobacillus plantarum on bean dregs is particularly obvious， which has provided a theoretical basis for the development and utilization of bean dregs.

Key words： bean dregs; fungi; fermentation; nutrient; utilization rate

收稿日期：2023-02-15

基金項(xiàng)目：文化和旅游部2019年“雙師型”師資人才培養(yǎng)項(xiàng)目（WLRCS2019-053）

作者簡(jiǎn)介：田歡（1990—），女，山西太原人，講師，碩士，研究方向：烹調(diào)工藝與營(yíng)養(yǎng)。

大豆是我國(guó)主要的作物之一，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其中最具有代表性的有蛋白質(zhì)和脂肪等，是人體多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的來(lái)源[1—2]。豆渣中的氨基酸比例和人體所需的氨基酸比例相似，易被人體吸收和利用，此外，豆渣中富含不飽和脂肪酸，能夠降低人體膽固醇和預(yù)防人體動(dòng)脈硬化等[3—4]。

大豆中富含多種植物蛋白，常常被加工成豆類產(chǎn)品[5]。豆渣是加工大豆的過(guò)程中所產(chǎn)生的副產(chǎn)物，含有多種大豆本身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有很高的開(kāi)發(fā)和利用價(jià)值[6]。我國(guó)是大豆的生產(chǎn)和加工大國(guó)，每年都會(huì)產(chǎn)生大量的豆渣，這些豆渣若不能得到很好的開(kāi)發(fā)利用，一方面將會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，另一方面也會(huì)對(duì)資源造成嚴(yán)重浪費(fèi)[7]。豆渣中含有大量的水分，若不能及時(shí)利用，極易造成腐敗變質(zhì)[8]。目前我國(guó)的豆渣主要通過(guò)烘干制作成動(dòng)物飼料，但烘干之后，大豆中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失較大。也有一些地方將豆渣作為食物直接食用，但直接食用豆渣，口感很粗糙，很少有人能夠接受[9—10]。

微生物發(fā)酵是目前最有效的技術(shù)，通過(guò)微生物發(fā)酵，能夠?qū)⒍乖械牡鞍踪|(zhì)和脂肪分解成小分子物質(zhì)，從而更加有效地對(duì)豆渣中的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行吸收利用[11]。微生物的轉(zhuǎn)化能力與其自身的代謝能力有關(guān)，若想要豆渣被高效利用，微生物的種類非常重要，選擇合適的菌種能夠更加高效地對(duì)豆渣中的營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行分解[12]。

本研究以4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）對(duì)大豆豆渣進(jìn)行發(fā)酵，并分析發(fā)酵過(guò)程中各營(yíng)養(yǎng)成分的變化情況，以篩選出一種高效分解豆渣中營(yíng)養(yǎng)成分的真菌。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

豆渣、干酪乳桿菌（A）、米曲霉（B）、放射毛霉（C）、植物乳桿菌（D）、馬鈴薯、瓊脂、葡萄糖、甲基紅、硼酸、氫氧化鈉、鹽酸、苯酚、氯化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉等。

1.2 試驗(yàn)儀器

恒溫?fù)u床、氨基酸分析儀、氣相色譜儀、超凈工作臺(tái)、高溫高壓滅菌鍋等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 豆渣發(fā)酵

取10 g豆渣，加入50 mL水混勻，再加入3 g淀粉攪拌均勻，調(diào)節(jié)pH為6左右，定容至70 mL，將混合液移入到300 mL的燒瓶中，采用高壓滅菌，冷卻后待用。

將0.1%的菌種接入豆渣中，在25 ℃條件下培養(yǎng)1，2，3，4，5 d分別取樣，對(duì)樣品中的各個(gè)成分進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 豆渣中營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

1.3.2.1 豆渣中蛋白質(zhì)測(cè)定

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.5—2016進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2.2 豆渣中氨基酸測(cè)定

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.124—2016進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2.3 豆渣中脂肪含量測(cè)定

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.6—2016進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2.4 豆渣中脂肪酸含量測(cè)定

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.168—2016進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果和討論

2.1 不同菌株對(duì)豆渣中蛋白質(zhì)含量和代謝速率的影響

豆渣中的主要營(yíng)養(yǎng)成分是蛋白質(zhì)，在微生物的作用下，能夠很快地將這些蛋白質(zhì)代謝成肽類，進(jìn)而分解成氨基酸，增強(qiáng)人體對(duì)豆渣中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和利用[13]，本研究通過(guò)對(duì)比4種菌株在發(fā)酵豆渣過(guò)程中蛋白質(zhì)含量和蛋白質(zhì)降解速率的差異，從而分析4種菌株對(duì)豆渣中蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化效率。

由圖1可知，豆渣中的蛋白質(zhì)含量隨著發(fā)酵時(shí)間的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。當(dāng)發(fā)酵至第5天時(shí)，A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）4種微生物分解的豆渣中的蛋白質(zhì)含量分別為20，18，15，10 g/100 g，其中D（植物乳桿菌）中蛋白質(zhì)含量最低，A（干酪乳桿菌）中蛋白質(zhì)含量最高，即蛋白質(zhì)含量的排序?yàn)镈

由圖2可知，不同種類的真菌對(duì)豆渣中的蛋白質(zhì)降解率不一致，D（植物乳桿菌）降解豆渣中蛋白質(zhì)率明顯高于其他3種真菌，其次是C，之后依次是B和A。蛋白質(zhì)被分解之后形成氨基酸，在很大程度上能夠提高豆渣的營(yíng)養(yǎng)成分。

2.2 ?不同菌株對(duì)豆渣中人體必需氨基酸含量和上升率的影響

蛋白質(zhì)一直以來(lái)以氨基酸的形式被人體吸收和利用，人體的必需氨基酸不能通過(guò)自身合成，需要從食物中吸收而獲得，若不能吸收足夠的氨基酸，人體的大腦和器官則容易受到損傷，血液循環(huán)系統(tǒng)受到影響，人體免疫能力也會(huì)下降[14—15]。蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值則由必需氨基酸的種類和含量來(lái)決定，通過(guò)微生物發(fā)酵豆渣，將大豆中的豆渣分解成肽類和氨基酸，從而提高豆渣中的必需氨基酸含量。通過(guò)4種微生物對(duì)豆渣進(jìn)行發(fā)酵，從而影響其必需氨基酸的含量。

由圖3可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，豆渣中的必需氨基酸含量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)， 當(dāng)發(fā)酵至第5天時(shí)，A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）4種微生物發(fā)酵的豆渣中的必需氨基酸含量分別為9，12，11，12.5 g/100 g，其中D（植物乳桿菌）發(fā)酵的豆渣中必需氨基酸含量最高，而采用A（干酪乳桿菌）發(fā)酵的豆渣中必需氨基酸含量最少。

由圖4可知，無(wú)論使用哪種微生物進(jìn)行發(fā)酵，豆渣中的氨基酸都呈現(xiàn)出明顯的上升趨勢(shì)，上升率最高的是D（植物乳桿菌），其次是B（米曲霉），之后是C（放射毛霉）和A（干酪乳桿菌）。采用微生物發(fā)酵明顯增加了豆渣中的營(yíng)養(yǎng)成分。

2.3 不同菌株對(duì)豆渣中脂肪含量和降解率的影響

脂肪是豆渣中主要的營(yíng)養(yǎng)成分之一，微生物能夠通過(guò)脂肪酶的作用，將脂肪分解成脂肪酸，從而增加豆渣中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類[16]。通過(guò)研究4種微生物對(duì)豆渣中脂肪含量的影響，從而分析4種微生物對(duì)豆渣中的脂肪轉(zhuǎn)化率。4種真菌對(duì)豆渣中脂肪含量的影響見(jiàn)圖5。

由圖5可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，豆渣中的脂肪含量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)酵至第5天時(shí)，A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）發(fā)酵的豆渣中的脂肪含量分別是5，4，2，1 g/100 g，其中D（植物乳桿菌）發(fā)酵的豆渣中脂肪含量最低，A（干酪乳桿菌）中的脂肪含量較高。

由圖6可知，使用不同的菌株發(fā)酵豆渣，豆渣中的脂肪降解率存在明顯差異，A（干酪乳桿菌）的脂肪降解率為60%，B（米曲霉）的脂肪降解率為70%，C（放射毛霉）的脂肪降解率為75%，D（植物乳桿菌）的脂肪降解率為90%，其中D（植物乳桿菌）的脂肪降解率最高，A（干酪乳桿菌）的脂肪降解率最低。

2.4 不同菌株對(duì)豆渣中不飽和脂肪酸含量和上升率的影響

不飽和脂肪酸是維持人體健康的必需營(yíng)養(yǎng)成分之一，其成分和含量直接影響食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。不飽和脂肪酸是人體生長(zhǎng)發(fā)育的必需氨基酸，不能通過(guò)自身合成，是正常的生命活動(dòng)中不可或缺的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，需要從食物中獲取[17]。不飽和氨基酸能夠促進(jìn)人體進(jìn)行膽固醇代謝活動(dòng)，在抗炎、降血脂和抗腫瘤方面具有一定生物活性功效。通過(guò)研究4種真菌發(fā)酵過(guò)程中豆渣中不飽和脂肪酸含量的變化，分析4種真菌對(duì)豆渣中脂肪轉(zhuǎn)化率的影響。4種真菌對(duì)豆渣中不飽和氨基酸含量的影響見(jiàn)圖7。

由圖7可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，豆渣中的不飽和氨基酸含量呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)酵至第5天時(shí)，4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）發(fā)酵的豆渣中不飽和氨基酸含量分別為10，8，13，15 g/100 g，在D（植物乳桿菌）發(fā)酵條件下豆渣中不飽和氨基酸含量最高。

由圖8可知，不同的真菌種類，豆渣中的不飽和氨基酸上升率存在一定程度的差異，與豆渣中原來(lái)的不飽和氨基酸含量進(jìn)行比較，4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）中的不飽和氨基酸含量分別上升了1.3，0.5，1.5，2.8倍。

3 小結(jié)

隨著我國(guó)豆制品加工規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，副產(chǎn)物利用的問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。豆渣是豆制品生產(chǎn)過(guò)程中主要的副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)其高效高值利用一直是受關(guān)注的問(wèn)題。隨著我國(guó)大豆產(chǎn)業(yè)規(guī)?；惶嵘先粘?，提高了豆渣的利用效率，以緩解我國(guó)畜牧業(yè)對(duì)大豆蛋白的需求。

近些年，我國(guó)在豆渣食品方面的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，采用微生物發(fā)酵技術(shù)，改善豆渣的風(fēng)味和口感。李曉敏等[18]采用米曲酶和黑曲酶對(duì)豆渣進(jìn)行發(fā)酵處理，降低了豆渣的顆粒度，從而改善了豆渣的口感；隨后，李佩燚等[19]利用曲酶對(duì)豆渣進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)發(fā)酵之后的豆渣富含彈性，沒(méi)有大豆腥味，與傳統(tǒng)的豆醬風(fēng)味相似。在微生物發(fā)酵的條件下，大豆豆渣中的蛋白被水解成肽類，肽類進(jìn)一步被水解成氨基酸，同時(shí)也能夠?qū)⒅巨D(zhuǎn)化成脂肪酸，明顯提高了豆渣的品質(zhì)和生物利用效率。

本研究以4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）對(duì)豆渣進(jìn)行發(fā)酵，分別在第1，2，3，4，5天進(jìn)行采樣，分析了發(fā)酵過(guò)程中豆渣中蛋白質(zhì)含量、蛋白質(zhì)降解率、必需氨基酸含量、必需氨基酸上升率、脂肪含量、脂肪降解率、不飽和氨基酸含量和不飽和氨基酸上升率的變化規(guī)律。結(jié)果表明，在4種真菌的發(fā)酵條件下，豆渣中的蛋白質(zhì)和脂肪含量隨著發(fā)酵時(shí)間的增加呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，氨基酸、必需氨基酸和不飽和氨基酸含量均隨著發(fā)酵時(shí)間的增加呈現(xiàn)一定趨勢(shì)的上升，且植物乳桿菌對(duì)豆渣的發(fā)酵效果尤為明顯。

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