苦蕎麥發(fā)酵飲料研究進展

王艷麗 李正鈺 姜南 呂佳夢 劉佳麗 閔鐘熳

摘要：苦蕎麥自古以來被稱為“五谷之首”，它是所有糧食中唯一含有七大營養(yǎng)成分的谷物。以苦蕎麥為原料進行發(fā)酵，制得苦蕎麥發(fā)酵營養(yǎng)型飲料，不僅可以保留苦蕎麥原有的營養(yǎng)成分，還能夠提升苦蕎麥的感官性狀和活性功能，為苦蕎麥食品深加工開發(fā)奠定一定的基礎，為人類健康飲食提供了更多的選擇。文章綜述了苦蕎麥發(fā)酵飲料工藝、發(fā)酵菌種以及功能應用成分，以期為苦蕎麥發(fā)酵飲料的研制提供理論參考。

關鍵詞：苦蕎麥；發(fā)酵菌種；加工工藝；發(fā)酵飲料；功能成分

中圖分類號：TS210 文獻標志碼：A

Research Progress on Tartary Buckwheat Fermented Beverage

Abstract： Tartary buckwheat has long been revered as the "representative of the five grains"， and it is the only grain among all grain types that contains seven major nutrients. Tartary buckwheat can be used as raw material for fermented nutritional beverage. The beverage not only retains the original nutritional components of Tartary buckwheat， but also enhances its sensory attributes and active function， laying a certain foundation for the deep processing and development of Tartary buckwheat food， and providing more choices for human health diet. This article reviewed the fermentation process， fermentative strains， and functional components of Tartary buckwheat fermented beverages， in order to provide theoretical reference for the development of Tartary buckwheat fermented beverages.

Keywords： Tartary buckwheat; fermentative strain; processing technology; fermented beverage; functional component

中國是種植苦蕎麥的主要大國之一，苦蕎麥學名叫韃靼蕎麥，是一種罕見的藥食兼用作物[1]?？嗍w麥的味道偏冷，有助于調理氣機、緩解疼痛、健脾消濕，人們常稱它為凈腸草，可以用于治療腸類疾病。苦蕎麥富含蛋白質、生物類黃酮、多種氨基酸以及其他各類成分，這些都是其重要的營養(yǎng)組成部分?？嗍w麥也被證實含有許多對人體健康有益的物質，目前已有研究證明其具有降低血糖、降血壓、抗癌、抗菌等很好的輔助治療功效[2， 3]。然而普通的苦蕎麥因其味道苦澀而受到應用限制，研究人員利用不同加工工藝改善苦蕎麥的口感及營養(yǎng)特性，通過發(fā)酵制得的苦蕎麥飲料既經濟又可以改善口感和風味。文章從苦蕎麥發(fā)酵飲料的種類、工藝、發(fā)酵菌種及功能成分等方面進行綜述，期望為今后苦蕎麥發(fā)酵飲料及相關產品的研發(fā)奠定理論基礎。

1 苦蕎麥發(fā)酵飲料的種類

現(xiàn)階段，以苦蕎麥開發(fā)的飲品較多，如河北衡水山枝保健飲料公司推出的以蜂蜜、低聚糖等為原料制成的蕎麥苗蜜汁飲品[4]、苦蕎麥與綠茶混合制成的茶飲料[5]、蕎麥啤酒、蕎麥甜酒[6]等。據(jù)統(tǒng)計，自2016年開始，苦蕎麥發(fā)酵飲料市場規(guī)模逐年增長。目前，苦蕎麥發(fā)酵飲料的主要消費群體為年輕消費者，其健康、養(yǎng)生的屬性成為了主要的關注點?？嗍w麥發(fā)酵飲料行業(yè)近年來快速發(fā)展，市場規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長的趨勢。

1.1 純苦蕎麥發(fā)酵飲料

飲料配方是飲料成功生產的關鍵之一，對苦蕎麥發(fā)酵飲料的口感和穩(wěn)定性有著重要影響。苦蕎麥發(fā)酵飲料在中國市場的發(fā)展時間相對較短，但近年來發(fā)展勢頭迅猛。李魁等[7]以苦蕎麥制取發(fā)酵飲料，通過優(yōu)化后，確定料水比是1∶10，苦蕎麥發(fā)酵飲料的乳酸菌含量為3.2×108? CFU/mL，接種量為4%。為使苦蕎麥飲料的口感更好，從色澤、香氣、口感、異味、組織狀態(tài)、總體評價6項指標進行綜合感官評定，確定添加8%蔗糖，制得苦蕎麥發(fā)酵飲料組織狀態(tài)均勻細膩，柔順可口，營養(yǎng)元素豐富，可以作為廣大消費者日常所需的一種綠色營養(yǎng)健康飲品[8]。

1.2 苦蕎麥發(fā)酵復合飲料

孫亞麗等[9]研究在苦蕎麥添加量為1.0%，雪蓮果添加量為10%，蔗糖添加量7%，于43℃恒溫發(fā)酵7.0 h的條件下，考察雙歧桿菌接種量對苦蕎-雪蓮果酸奶品質的影響，當菌種接種量為0.05%～0.15%時，隨著接種量的增加，復合酸奶的感官評分先增加后減少。當雙歧桿菌接種量為0.10%時，感官評分為81.1分，酸度為79° T，復合酸奶無分層，組織狀態(tài)均勻，乳清析出較少，色澤均勻。

池慧芳[10]以嗜熱鏈球菌為發(fā)酵菌種，采用鮮奶、黑米、苦蕎麥、木糖醇為原料，通過磨漿、過濾、混合、均質、殺菌、冷卻、發(fā)酵等工藝制成一種新型酸奶，在發(fā)酵溫度43 ℃，發(fā)酵時間4 h時，以嗜熱鏈球菌接種量為3%、4%和5%對酸奶的感官狀態(tài)進行檢驗，確定酸奶生產的最佳接種量在4%時，酸奶具有良好的口感。

1.3 苦蕎麥發(fā)酵保健功能飲料

以醋酸菌發(fā)酵、優(yōu)化配方形成苦蕎麥保健飲料。成劍峰[11]用苦蕎麥和醋酸菌等為原料制備苦蕎麥醋酸發(fā)酵飲料，確定其滅菌條件為20 min，90 ℃。經過調配后，該飲品色澤呈淡黃綠色、無懸浮、無沉淀。口感酸甜、協(xié)調。李正濤等[12]向鮮牛奶中加入乳酸菌，再加入糊化好的蕎麥粉進行發(fā)酵，制成了一種適用于高血壓、高血脂、高血糖人群使用的苦蕎麥酸奶。

2 苦蕎麥發(fā)酵飲料工藝

“植物奶”這一新名詞，近年出現(xiàn)在大眾視野。目前國內對谷物源發(fā)酵乳飲料的研究較多的有大米、小麥、麥芽和玉米。苦蕎麥作為類谷物的一種全營養(yǎng)單體植物，開始逐漸應用于飲料工業(yè)中?？嗍w麥發(fā)酵飲料的生產方式主要有兩種，一種是在發(fā)酵調配完成后直接進行均質罐裝；另一種是在發(fā)酵調配完成后，進行液化、糖化酶解，再完成均質罐裝。這兩種工藝方法主要區(qū)別在于是否酶解。未經液化工藝制得的飲料質地濃稠，酶解主要目的是使淀粉分解成小分子糖類，從而避免發(fā)生因淀粉老化而形成沉淀的現(xiàn)象，且部分蛋白質及纖維素等大分子物質也分解為小分子，同樣可避免沉淀產生，使產品澄清透亮，提升苦蕎發(fā)酵飲的穩(wěn)定性。

2.1 發(fā)酵工藝

李魁等[7]以苦蕎麥、奶粉、山藥為原料，利用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵，生產苦蕎麥酸乳飲料，并對其生產工藝進行了優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)在菌種接種量為4%、羧甲基纖維素鈉（CMC）0.12%、發(fā)酵溫度（38±1）℃、發(fā)酵時間12 h的條件下，產品性質均勻，具有良好的風味物質。

周文美等[13]以液態(tài)發(fā)酵法釀造出的蕎麥飲料酒為基礎，以苦蕎麥和甜蕎麥為原料，再用苦蕎王白酒、醬香型白酒和蔗糖對其進行勾兌調味，最終確定加入苦蕎王白酒30 mL/L、醬香型白酒30 mL/L、蔗糖60 g/L，得到口感、氣味俱佳的蕎麥飲料成品酒。

2.2 發(fā)酵聯(lián)合酶解工藝

馬坤等[14]利用高溫α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶分別對苦蕎麥進行液化和糖化。確定液化酶添加量為40 U/g，酶解時間為40 min時，糖化酶添加量300 U/g，酶解時間5.3 h，溫度57.5 ℃，并用干酵母進行發(fā)酵，最適發(fā)酵溫度為42～48 ℃，口感細膩，甜度適宜。

3 苦蕎麥發(fā)酵菌種

苦蕎麥飲料發(fā)酵菌種常采用真菌、乳酸菌、醋酸菌等。這些菌種在苦蕎麥飲料中發(fā)酵，可以產生有益于健康的生物活性物質，同時更好地保留苦蕎中的一些重要營養(yǎng)成分，如苦蕎黃酮、含蘆丁、槲皮素等?？嗍w麥飲料發(fā)酵菌種可以通過從苦蕎麥中分離、從其他發(fā)酵食品中提取或者通過基因工程的方法進行制備。在制作苦蕎麥發(fā)酵飲料時，需要將苦蕎麥浸泡、清洗、煮熟等處理，然后加入適量的發(fā)酵菌種和糖等配料，進行發(fā)酵和飲料的制作。

3.1 真菌

張艷艷等[15]通過分離純化鑒定，優(yōu)選5株紅曲霉菌株，經發(fā)酵苦蕎米，檢測發(fā)酵后樣品的色價、總黃酮、洛伐他汀、γ-氨基丁酸和桔青霉素等的含量，結果顯示紅曲霉菌株MZ20發(fā)酵樣品MY20的色價、總黃酮和洛伐他汀的含量最高，樣品MY7的γ-氨基丁酸含量最高，最終選擇紅曲霉菌株MZ20作為苦蕎米的發(fā)酵菌株。胡欣潔等[16，17]從甜酒曲中篩選得到高糖化力菌種并優(yōu)化組合，根霉∶毛霉質量配比為2∶1，利用微生物共生優(yōu)勢互補，以苦蕎麥和糯米質量比1∶6混合蒸煮40 min，采用復合酒曲發(fā)酵，28 ℃，糖化7 d，發(fā)酵6 d，酒精度提高到20.2%，達到最優(yōu)的協(xié)同作用。趙樹欣等[18]較早嘗試了紅曲霉固態(tài)培養(yǎng)蕎麥制曲、液態(tài)發(fā)酵蕎麥紅曲酒的發(fā)酵模式，氨基酸態(tài)氮含量為680 mg/L，莫納可林含量為101.2 mg/L，總黃酮含量高達1067 mg/L。得到的產品風味豐富，質地均勻，深受消費者喜愛。

3.2 乳酸菌

王飛等[19]利用乳酸菌對苦蕎麥進行發(fā)酵，所生產的苦蕎麥酸奶酸甜可口，米香純正，并且通過對乳酸菌和雙歧桿菌在不同營養(yǎng)環(huán)境中的馴化，對比馴化前后乳酸菌的活菌數(shù)、凝乳時間、產酸能力、持水力、發(fā)酵粘度等，發(fā)現(xiàn)馴化后的菌種在苦蕎麥漿牛乳混合液中的發(fā)酵能力明顯增強，優(yōu)于未馴化的菌種。

3.3 醋酸菌

孫瑤等[20]研究了苦蕎麥、酥梨為原料制備苦蕎復合醋。根據(jù)單因素試驗結合響應面試驗，優(yōu)化苦蕎復合醋的醋酸發(fā)酵工藝，得到最優(yōu)發(fā)酵條件為醋酸菌接種量0.84%、發(fā)酵溫度32.62 ℃、pH 5.12，在此條件下發(fā)酵獲得的產品色澤淡黃，酸甜適度，兼有苦滋味和酥梨香味。以苦蕎麥、酥梨為原料釀制的復合醋醅，能夠將兩者的香味及活性物質有效結合起來，是一種具有天然營養(yǎng)功效的新型復合型醋飲，為開發(fā)小雜糧功能化食品奠定基礎。

4 苦蕎麥發(fā)酵飲料功能性成分

凌夢碩等[21]采用單因子與正交實驗，研究發(fā)現(xiàn)，苦蕎麥籽粒及胚乳中的養(yǎng)分含量隨發(fā)芽進程而變化，表現(xiàn)為含水量提高、蛋白質提高、淀粉降低、還原糖提高；總黃酮類含量呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢，籽粒中的蛋白質、淀粉和還原糖的含量都隨著時間的推移而提高，其中的總黃酮含量達到1955 mg/100 g。最終測得的苦蕎麥芽汁的最佳磨漿提取工藝參數(shù)為料液比1∶4（g/mL）、pH 7、溫度50 ℃、時間3 min，在此條件下測得原料利用率73.38%，產品具有獨特風味，營養(yǎng)價值高，具有很高的商業(yè)價值。

李魁等[7]利用氨基酸自動分析儀測定，發(fā)現(xiàn)苦蕎麥發(fā)酵酸奶中氨基酸種類豐富。其適用于中老年人及氨基酸營養(yǎng)不足者，具有較好的補益調節(jié)及糾偏功效。采用熒光測定法并結合高效液相色譜法測定顯示，苦蕎麥酸奶中富含人體需要的各種維生素，尤其是維生素B2、維生素E（總）、維生素P以及維生素A含量較高，對維生素缺乏癥有一定的食療效果。研究發(fā)現(xiàn)，苦蕎麥酸奶中含有豐富的礦物質，其中Ca含有137.2 mg/100 mL，含量最高，其次是Mg、Fe、K、Se、Zn，并含有一定量的Cu和Mn，能為人體提供必需的礦物質。

譚萍等[22]用DPPH自由基清除法測定了滅菌后蕎麥茶飲料的抗氧化性。研究表明，通過分光光度計測定工作液吸光度值為0.723，飲品DPPH樣液吸光度值為0.250，表明苦蕎活性肽具有很好的抗氧化作用，自由基清除率達65.42%，可以開發(fā)具有活性肽的蕎麥茶飲料。目前這種功能飲料還處在實驗階段，需通過動物試驗進一步驗證其安全性和功能性。

5 討論與展望

苦蕎麥發(fā)酵飲料具有較好的感官特性，且含有對人體健康有利的功能成分，符合飲品功能化的發(fā)展趨勢?？嗍w麥發(fā)酵飲料的加工工藝及配方研究方面已經具備一定基礎，但市場產品較少，大多處于試驗階段，有待開發(fā)?？嗍w麥和乳酸菌的發(fā)酵降低了原料自身的苦味，保證原料營養(yǎng)特點，可開發(fā)營養(yǎng)、口感、功能俱佳的新產品，豐富產品種類，具有潛在的經濟效益。在人們對發(fā)酵健康飲品品質不斷追求的推動下[23]，為促進苦蕎麥發(fā)酵飲料的可持續(xù)發(fā)展，可以將研究重點轉移到菌種的純化與篩選上，并對產品功效的作用機制進行深層次的探索和挖掘。此外，充分利用發(fā)酵技術強化營養(yǎng)?？刹捎眉毎麑W評價的方法，探究發(fā)酵過程中風味物質與功能因子的變化情況，科學調整原料營養(yǎng)組分，進一步優(yōu)化產品功能。面對國外植物飲料營養(yǎng)、低熱量產品的競爭，有必要采取巧妙定位、錯位競爭等方式，打造具有中國特色的功能性差異化苦蕎麥發(fā)酵飲料。

參考文獻

[1] 梁平，陳亮. 藥食兩用，苦蕎為佳[J]. 家庭醫(yī)藥.就醫(yī)選藥， 2023（7）：80.

[2] ZHU F. Chemical composition and health effects of Tartary buckwheat[J]. Food Chemistry， 2016， 203： 231-245.

[3] YAO P F， HUANG Y J， DONG Q X， et al. FtMYB6， a light-induced SG7 R2R3-MYB transcription factor， promotes flavonol biosynthesis in Tartary buckwheat （Fagopyrum tataricum）[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2020， 68（47）： 13685-13696.[PubMed]

[4] 劉仁杰， 賈帥， 趙鐵玉， 等. 蕎麥芽苗無糖飲料加工工藝研究[J]. 吉林農業(yè)大學學報， 2007， 29（5）： 581-584.

[5] 郭元新， 孫沛然， 李鳳霞， 等. 發(fā)芽苦蕎綠茶復合飲料的工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技， 2012， 33（8）： 271-273.

[6] 洪文艷， 孫宇霞， 陳志強. 蕎麥甜酒飲品的研制[J]. 中國釀造， 2005， 24（7）： 60-61.

[7] 李魁， 趙素娟， 路洪義. 雙菌種發(fā)酵苦蕎麥酸乳飲料及成分的研究[J]. 中國糧油學報， 2011， 26（10）： 88-92.

[8] 黎金， 張國權， 羅勤貴. 蕎麥蛋白的堿性蛋白酶酶解動力學研究[J]. 中國糧油學報， 2009， 24（6）： 41-46.

[9] 孫亞利， 周文美， 劉豐， 等. 苦蕎-雪蓮果酸奶的研制[J]. 中國釀造， 2018， 37（11）： 186-190.

[10] 池慧芳. 黑米苦蕎麥無糖酸奶的研究[J]. 食品工業(yè)， 2015， 36（11）： 122-124.

[11] 成劍峰. 苦蕎麥醋酸發(fā)酵保健飲料[J]. 山西食品工業(yè)， 2001（3）： 17-18.

[12] 李正濤， 張忠， 吳兵， 等. 苦蕎酸奶的研制[J]. 西昌學院學報（自然科學版）， 2006， 20（1）： 48-49， 53.

[13] 周文美， 程蘭香， 彭海文， 等. 蕎麥飲料酒調味的研究[J]. 中國釀造， 2013， 32（8）： 50-52.

[14] 馬坤， 張暉， 王立， 等. 苦蕎麥飲料的酶解工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技， 2009， 30（10）： 265-266， 269.

[15] 張艷艷， 孫曉康， 張曉元， 等. 一株適用于苦蕎米發(fā)酵的紅曲霉菌株分離與篩選[J]. 食品與藥品， 2023， 25（5）： 385-390.

[16] 胡欣潔， 劉云， 王安虎. 苦蕎米酒發(fā)酵劑配比的優(yōu)選[J]. 江蘇農業(yè)科學， 2013， 41（7）： 254-256.

[17] 胡欣潔， 劉云. 苦蕎米酒發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化[J]. 食品研究與開發(fā)， 2013， 34（3）： 43-47.

[18] 趙樹欣， 李穎憲. 蕎麥紅曲酒的釀造[J]. 中國釀造， 2004， 23（9）： 31-32.

[19] 王飛. 苦蕎麥營養(yǎng)保健酸奶的研制及品質分析[D]. 呼和浩特： 內蒙古農業(yè)大學， 2012.

[20] 孫瑤， 張美玲， 鄢家豪， 等. 響應面法優(yōu)化苦蕎麥復合醋的發(fā)酵工藝[J]. 廣東化工， 2023， 50（9）： 51-55.

[21] 凌孟碩， 唐年初， 趙晨偉， 等. 苦蕎麥萌發(fā)過程中營養(yǎng)物質的變化分布及磨漿提取工藝[J]. 食品科學， 2013， 34（22）： 92-96.

[22] 譚萍， 方玉梅， 周斯弼. 活性肽蕎茶飲料配方研究[J]. 食品研究與開發(fā)， 2018， 39（2）： 114-118.

[23] de SOUZA E L， de OLIVEIRA K ?， de OLIVEIRA M E. Influence of lactic acid bacteria metabolites on physical and chemical food properties[J]. Current Opinion in Food Science， 2023， 49： 100981.