淺析發(fā)酵工藝在增強(qiáng)豆類產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值中的應(yīng)用

◎ 朱旭東

（遼寧省糧食和物資儲(chǔ)備事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 沈陽(yáng) 110032）

隨著健康飲食觀念的普及，豆類產(chǎn)品因其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值而備受社會(huì)關(guān)注。然而，豆類中存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子，阻礙了其營(yíng)養(yǎng)成分的完全吸收。本研究探討了發(fā)酵過程如何改善豆類蛋白質(zhì)的消化率、增加關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)素含量，并降低抗?fàn)I養(yǎng)素的含量，旨在為豆類加工和健康食品開發(fā)提供新思路。

1 發(fā)酵工藝概述與豆類產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)特性

1.1 發(fā)酵工藝概述

發(fā)酵工藝是利用微生物的新陳代謝作用來轉(zhuǎn)換食品成分的一種傳統(tǒng)技術(shù)。在豆類產(chǎn)品的加工中，發(fā)酵主要通過接種特定的微生物菌株（如乳酸菌、酵母等）來進(jìn)行。這一過程不僅會(huì)改變豆類的風(fēng)味和質(zhì)地，而且會(huì)影響豆類中的營(yíng)養(yǎng)成分和其生物可利用性。在發(fā)酵過程中，微生物的代謝活動(dòng)會(huì)分解豆類中的大分子營(yíng)養(yǎng)素，如蛋白質(zhì)和多糖，使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦妆蝗梭w吸收的形式。

1.2 豆類產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)特性

豆類作為一種高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的食品，富含蛋白質(zhì)、膳食纖維、維生素和礦物質(zhì)。其中，蛋白質(zhì)含量較高，其種類和數(shù)量可以與肉類相媲美。豆類中的主要蛋白質(zhì)包括球蛋白和醇溶蛋白，這些蛋白質(zhì)是人體必需氨基酸的重要來源。此外，豆類還含有豐富的不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)（如鐵、鈣）和B 族維生素。然而，豆類也含有一定量的抗?fàn)I養(yǎng)因子，如植酸和胰蛋白酶抑制劑，這些物質(zhì)可以干擾營(yíng)養(yǎng)素的吸收[1]。

1.3 發(fā)酵對(duì)豆類營(yíng)養(yǎng)的改善作用

發(fā)酵過程可以顯著提高豆類產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。①發(fā)酵可以增加豆類中某些氨基酸的含量，尤其是賴氨酸，其原因在于微生物在代謝過程中，會(huì)合成這些氨基酸。②發(fā)酵能提高豆類中蛋白質(zhì)的消化率。在發(fā)酵過程中，微生物會(huì)產(chǎn)生蛋白酶，這些酶可以分解豆類中的大分子蛋白質(zhì)，使其轉(zhuǎn)化為更小的肽和氨基酸，從而更容易被人體吸收。③發(fā)酵過程中微生物的代謝活動(dòng)，會(huì)降低豆類中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量。例如，微生物通過分解植酸，可以提高礦物質(zhì)的生物利用率[2]。

1.4 發(fā)酵對(duì)豆類營(yíng)養(yǎng)成分的具體影響

經(jīng)過發(fā)酵處理的豆類產(chǎn)品在營(yíng)養(yǎng)成分方面有顯著改善。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵可以使大豆中賴氨酸的含量提高20%。同樣，經(jīng)過發(fā)酵的豆類產(chǎn)品中，其鐵的生物利用度提高了約10%。此外，發(fā)酵還能增加豆類產(chǎn)品中B 族維生素的含量，尤其是維生素B2和B12，這對(duì)于素食者來說尤為重要。

1.5 發(fā)酵對(duì)豆類產(chǎn)品品質(zhì)的影響

除了提升營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，發(fā)酵還會(huì)對(duì)豆類產(chǎn)品的感官品質(zhì)產(chǎn)生積極影響。例如，發(fā)酵可以改善豆類產(chǎn)品的風(fēng)味，減少豆腥味，增加酸香味，使產(chǎn)品更受消費(fèi)者歡迎。同時(shí)，發(fā)酵過程能改善豆類產(chǎn)品的質(zhì)地，使之更柔軟、易于消化，不僅能增加豆類產(chǎn)品的市場(chǎng)吸引力，而且促使豆類產(chǎn)品更容易被不同年齡和健康狀況的人群接受。

2 發(fā)酵對(duì)豆類蛋白質(zhì)消化率和生物利用度的影響

2.1 豆類蛋白質(zhì)的消化率和生物利用度

豆類作為植物蛋白質(zhì)的重要來源，在人類飲食中扮演著關(guān)鍵角色。然而，豆類蛋白質(zhì)的生物利用度，通常受到其原有結(jié)構(gòu)和抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響。其中，豆類蛋白質(zhì)的消化率指的是人體能夠分解、吸收的蛋白質(zhì)比例；生物利用度是指吸收后能夠被身體有效利用的程度。因此，提高豆類蛋白質(zhì)的消化率和生物利用度，是增強(qiáng)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的關(guān)鍵。

2.2 發(fā)酵對(duì)豆類蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響

在發(fā)酵過程中，微生物產(chǎn)生的酶類可分解豆類中的大分子蛋白質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為更小的肽和自由氨基酸。這種分解作用可以改變蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，使原本緊密的蛋白質(zhì)分子鏈松弛，從而更易被人體消化酶分解。

2.3 發(fā)酵降低豆類中抗?fàn)I養(yǎng)因子

豆類中存在的抗?fàn)I養(yǎng)因子，如植酸和胰蛋白酶抑制劑，會(huì)干擾蛋白質(zhì)的消化。在發(fā)酵過程中，這些抗?fàn)I養(yǎng)因子會(huì)被微生物分解，從而提高蛋白質(zhì)的消化率。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵可以使大豆中植酸的含量降低約50%，從而有效提高蛋白質(zhì)的消化率和生物利用度。

2.4 發(fā)酵提高豆類蛋白質(zhì)的生物利用度

除了提高消化率，發(fā)酵還能增加豆類蛋白質(zhì)的生物利用度。研究表明，經(jīng)發(fā)酵處理的豆類蛋白質(zhì)因?yàn)楦妆幌?，所以在人體內(nèi)的吸收率更高。更重要的是，在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的肽和氨基酸，具有更高的生物活性，能夠更有效地支持人體的生理功能和組織修復(fù)。

2.5 發(fā)酵改變豆類蛋白質(zhì)的氨基酸組成

發(fā)酵過程可能改變豆類蛋白質(zhì)中的氨基酸組成。例如，某些特定的發(fā)酵微生物，能夠合成某些必需氨基酸，如賴氨酸等，從而提高豆類蛋白質(zhì)中的氨基酸含量?？傊l(fā)酵不僅能提高蛋白質(zhì)的總量，還能改善其氨基酸的質(zhì)量和均衡性。

3 發(fā)酵對(duì)維生素和必需氨基酸含量的影響

3.1 發(fā)酵對(duì)維生素含量的影響

在發(fā)酵過程中，微生物活動(dòng)不僅會(huì)改變豆類的風(fēng)味和質(zhì)地，還能增強(qiáng)其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，特別是維生素含量。維生素是人體必需的微量營(yíng)養(yǎng)素，對(duì)于維持人體正常的生理功能至關(guān)重要。在發(fā)酵過程中，某些微生物能夠合成或釋放維生素，如B 族維生素和維生素K。例如，乳酸菌和某些酵母菌在發(fā)酵過程中能合成B 族維生素，尤其是維生素B2（核黃素）和B12，對(duì)于素食者及對(duì)某些維生素有特別需求的人群，尤為重要[3]。

3.2 發(fā)酵對(duì)必需氨基酸含量的影響

豆類雖然是優(yōu)質(zhì)的植物蛋白質(zhì)來源，但對(duì)于某些必需氨基酸的含量，如賴氨酸等，其含量可能不足，而發(fā)酵過程可以改善這一不足。在發(fā)酵過程中，微生物的代謝活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生新的氨基酸或轉(zhuǎn)化現(xiàn)有的氨基酸形式，從而提高必需氨基酸的總含量和可利用性。

3.3 發(fā)酵與維生素生物利用度的關(guān)系

除了直接增加維生素含量，發(fā)酵還能提高維生素的生物利用度。在發(fā)酵過程中，維生素會(huì)被轉(zhuǎn)化成更易于人體吸收和利用的形式。例如，發(fā)酵可以改善維生素B12在植物性食品中的生物利用度，對(duì)于依賴植物性食品的人群尤為重要[4]。

3.4 發(fā)酵條件對(duì)豆類產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)的影響

發(fā)酵條件，如溫度、時(shí)間、pH、氧氣水平等，對(duì)豆類中維生素和必需氨基酸含量具有顯著影響。通過優(yōu)化這些條件，可以最大化促進(jìn)發(fā)酵過程中營(yíng)養(yǎng)素的合成和轉(zhuǎn)化。

4 發(fā)酵降低豆類產(chǎn)品中抗?fàn)I養(yǎng)因子的效果

4.1 抗?fàn)I養(yǎng)因子概述

抗?fàn)I養(yǎng)因子是存在豆類等食物中的天然化合物，它們可以干擾人體對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的吸收和利用。豆類中常見的抗?fàn)I養(yǎng)因子，包括植酸、胰蛋白酶抑制劑、凝集素和某些纖維素等。這些物質(zhì)雖然在植物生長(zhǎng)過程中發(fā)揮著重要作用，但出現(xiàn)在人類飲食中可能會(huì)導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)素吸收不良，甚至引起腸胃不適。

4.2 發(fā)酵過程中抗?fàn)I養(yǎng)因子的降解

發(fā)酵可以降低豆類中抗?fàn)I養(yǎng)因子的含量。在發(fā)酵過程中加入微生物，如乳酸菌、酵母菌，會(huì)產(chǎn)生一系列酶，這些酶能夠分解或修改抗?fàn)I養(yǎng)因子，從而降低其活性。例如，某些微生物可以產(chǎn)生植酸酶，這種酶能夠分解植酸，進(jìn)而釋放礦物質(zhì)，如鈣、鎂、鐵和鋅，從而提高這些礦物質(zhì)的生物可利用性[5]。

4.3 發(fā)酵對(duì)胰蛋白酶抑制劑的影響

胰蛋白酶抑制劑是豆類中常見的一種抗?fàn)I養(yǎng)因子，它可以干擾蛋白質(zhì)的消化。在發(fā)酵過程中，微生物產(chǎn)生的酶可以降解這些抑制劑，從而改善豆類蛋白質(zhì)的消化率和吸收。研究表明，適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵處理可以將豆類中胰蛋白酶抑制劑的活性降低80%。

4.4 發(fā)酵對(duì)凝集素和其他抗?fàn)I養(yǎng)因子的影響

凝集素是一種能夠?qū)е录t細(xì)胞凝集的蛋白質(zhì)，也是豆類中的一種重要抗?fàn)I養(yǎng)因子。在發(fā)酵過程中，微生物的代謝活動(dòng)可以降低凝集素的活性。此外，發(fā)酵還能夠降解豆類中的其他抗?fàn)I養(yǎng)成分，如某些特定的纖維素，從而提升人體對(duì)礦物質(zhì)的吸收。

4.5 發(fā)酵條件對(duì)抗?fàn)I養(yǎng)因子降解的影響

發(fā)酵條件，如溫度、時(shí)間、pH 等，對(duì)抗?fàn)I養(yǎng)因子的降解效果有顯著影響。通過優(yōu)化這些條件，可以最大化提升抗?fàn)I養(yǎng)因子的降解效果。例如，一定的溫度范圍和適宜的發(fā)酵時(shí)間，可以提高植酸酶和其他相關(guān)酶的活性，從而有效降解抗?fàn)I養(yǎng)因子。

5 發(fā)酵對(duì)豆類產(chǎn)品感官品質(zhì)改善的研究

5.1 感官品質(zhì)的重要性

感官品質(zhì)，包括風(fēng)味、香氣、口感和外觀，是決定豆類產(chǎn)品市場(chǎng)接受度的關(guān)鍵因素。優(yōu)良的感官品質(zhì)不僅能提高消費(fèi)者的食用體驗(yàn)，還能激發(fā)對(duì)豆類產(chǎn)品的購(gòu)買興趣。因此，改善豆類產(chǎn)品的感官品質(zhì)是提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段。

5.2 發(fā)酵對(duì)豆類產(chǎn)品風(fēng)味的影響

在發(fā)酵過程中，微生物的代謝活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生各種風(fēng)味物質(zhì)，如有機(jī)酸、酯類和醇類等，這些物質(zhì)能顯著改善豆類產(chǎn)品的風(fēng)味。此外，某些酵母發(fā)酵還能產(chǎn)生果香型風(fēng)味物質(zhì)，增加豆類產(chǎn)品的風(fēng)味多樣性。

5.3 發(fā)酵對(duì)豆類產(chǎn)品香氣的影響

豆類產(chǎn)品的香氣主要受其中揮發(fā)性化合物的影響。在發(fā)酵過程中，微生物的活動(dòng)可以產(chǎn)生新的揮發(fā)性物質(zhì)或改變現(xiàn)有揮發(fā)性物質(zhì)的組成，從而改善豆類產(chǎn)品的香氣。

5.4 發(fā)酵對(duì)豆類產(chǎn)品口感的改變

口感是消費(fèi)者評(píng)價(jià)食品的一個(gè)重要方面，發(fā)酵可以顯著改善豆類產(chǎn)品的口感。在發(fā)酵過程中，微生物的酶作用可以軟化豆類的組織結(jié)構(gòu)，使其更加柔軟、易于咀嚼。此外，發(fā)酵還能改善豆類產(chǎn)品的水分保持能力，從而改善其口感和濕度，使產(chǎn)品更加多汁、順滑。

5.5 發(fā)酵對(duì)豆類產(chǎn)品外觀的影響

豆類產(chǎn)品的外觀，包括顏色和形狀，對(duì)消費(fèi)者的吸引力非常重要。發(fā)酵可以改變豆類產(chǎn)品的顏色，使其更加鮮艷或均勻。同時(shí)，發(fā)酵過程還能改善豆類產(chǎn)品的形狀穩(wěn)定性，使其在烹飪過程中更加堅(jiān)固，不易破碎。

6 結(jié)語

本研究通過探討發(fā)酵工藝在豆類產(chǎn)品中的應(yīng)用，揭示了其在提升營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、降低抗?fàn)I養(yǎng)因子、改善感官品質(zhì)方面的顯著效果。發(fā)酵不僅能優(yōu)化豆類產(chǎn)品的蛋白質(zhì)消化率和必需氨基酸含量，還能顯著提升維生素的生物利用度。此外，發(fā)酵對(duì)改善豆類產(chǎn)品的風(fēng)味、香氣和口感具有不可忽視的作用。