周 熒,潘思軼*
大豆異黃酮組分在腐乳后酵過程中的變化
周 熒,潘思軼*
(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖北 武漢 430070)
研究腐乳后酵過程中大豆異黃酮組成和含量的變化。結(jié)果表明:在腐乳后酵過程中,大豆異黃酮總含量呈下降趨勢;當(dāng)食鹽含量較低時,糖苷(daidzin和genistin)分解較快;大豆異黃酮糖苷形式(daidzin和genistin)轉(zhuǎn)化為苷元形式(daidzein和genistein)。說明腐乳后酵有效提高了大豆異黃酮的生物活性。
腐乳;大豆異黃酮;后酵;食鹽
腐乳是我國傳統(tǒng)的大豆發(fā)酵食品,其風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)價值高、價格低廉,受到國內(nèi)外食品及營養(yǎng)學(xué)者的廣泛關(guān)注[1]。
大豆異黃酮(soybean isoflavones,ISO)是大豆中一類多酚化合物的總稱,是非固醇類物質(zhì),具有廣泛營養(yǎng)學(xué)價值及健康保護(hù)作用。大豆異黃酮的生物學(xué)活性主要包括抗血管生成、抑制細(xì)胞增殖和分化、抑制激素結(jié)合球蛋白(SHBG)合成、抗氧化活性等[2-3]。豆制品中大豆異黃酮的總回收率和分布概況取決于其加工技術(shù),如熱處理、消泡、酶水解和發(fā)酵[4-7]。
腐乳作為中國的傳統(tǒng)大豆發(fā)酵食品有著十分廣闊的發(fā)展空間,但是大豆異黃酮在腐乳發(fā)酵過程中的變化研究在國內(nèi)外鮮見報道。本實(shí)驗(yàn)主要研究腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分和含量的變化,以及食鹽含量對大豆異黃酮的影響。
1.1 材料與試劑
東北大豆 市售;毛霉 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)院研究室。
大豆異黃酮標(biāo)準(zhǔn)品 西安易樂生物科技有限公司;熟石膏、精制碘鹽、食用酒精、香辛料、面黃、紅曲均為市售。甲醇(色譜純) Dima Technology公司;乙醇(分析純) 上海振興化工一廠。
1.2 儀器與設(shè)備
1-4LD冷凍干燥機(jī) 德國Alpha公司;高效液相色譜儀 美國Waters公司。
1.3 方法
1.3.1 腐乳的制備[8]
1.3.1.1 孢子懸浮液的制備
1)PDA培養(yǎng)基制備:馬鈴薯200g,切成小塊,加水1000mL煮沸30min,濾去馬鈴薯塊,將濾液補(bǔ)足至1000mL,加葡萄糖20g,瓊脂15g,溶化后分裝,滅菌30min。2)固體斜面培養(yǎng):毛霉在PDA斜面培養(yǎng)基上30℃恒溫培養(yǎng)5d(菌種在4℃保藏,使用時需重新活化)。
3)經(jīng)過上述擴(kuò)大培養(yǎng)后,制備成孢子懸浮液。
1.3.1.2 腐乳白坯的制備
大豆經(jīng)篩選、浸泡、磨豆、濾漿、煮漿、過篩、石膏點(diǎn)漿、蹲腦、上榨、壓榨、降溫后劃塊使之成為4cm×4cm×3cm的白坯。
1.3.1.3 腐乳前酵的操作
將腐乳白坯接種配制好的孢子懸浮液,擺籠后,在28℃、相對濕度大于90%的條件下培養(yǎng)。36h后,白坯表面布滿菌絲,經(jīng)搓毛后即為腐乳毛坯。
1.3.1.4 腐乳鹽腌的操作
準(zhǔn)確計(jì)量毛坯,在壇底撒一層鹽,將毛坯整齊擺在上面,每擺一層撒一層鹽,下少上多,共腌制7d。
1.3.1.5 腐乳后酵的操作
將腐乳鹽坯撈起、瀝干、裝入400mL容量的腐乳專用玻璃方瓶中,每瓶裝鹽坯8塊,加入無鹽后酵湯料,用瓶蓋擰緊瓶口,放入25℃的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行腐乳后酵成熟。
1.3.1.6 腐乳發(fā)酵過程中的取樣方法
后酵50d,每5d取一次樣,每次取樣8塊。
1.3.2 腐乳發(fā)酵樣品中異黃酮的提取
樣品→真空冷凍干燥72h→粉碎機(jī)磨至80目→取5g粉樣,加入80%乙醇提取液200mL索氏提取7h→80℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得濃縮液,加甲醇復(fù)溶,定容至60mL→取少量上清液經(jīng)0.45μm濾膜過濾→轉(zhuǎn)入HPLC專用小瓶備用
1.3.3 大豆異黃酮高效液相色譜(HPLC)分析
色譜柱:Thermo-Hypersil GOLD(250mm×4.6mm,5μm);流動相A:體積分?jǐn)?shù)0.1%乙酸的水溶液,流動相B:甲醇溶液(流動相條件見表1);流量:0.8mL/min;柱溫:40℃;進(jìn)樣量:20μL;檢測波長:254nm。
表1 高效液相色譜儀的流動相條件Table 1 Mobile phase conditions of HPLC
1.3.4 腐乳中食鹽含量的測定
采用A g N O3滴定法[9]測定腐乳中食鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
2.1 不同食鹽含量的腐乳后酵過程中大豆異黃酮含量的變化由圖1可知,在腐乳后酵過程中,隨著發(fā)酵時間的延長,大豆異黃酮的總含量呈下降趨勢。由于大豆異黃酮的糖苷形式逐漸轉(zhuǎn)化成其苷元形式,而糖苷是大分子物質(zhì),其分子質(zhì)量大于苷元,所以大豆異黃酮的總含量有所減少;同時由于無鹽湯料的加入使一小部分大豆異黃酮溶入湯料中[8-10],從而使大豆異黃酮的含量有所減少,但后酵過程對大豆異黃酮含量的影響不大。
同時,食鹽含量為15%的樣品中大豆異黃酮的含量高于食鹽含量為10%的樣品,原因可能是:在腐乳后酵階段中,較高食鹽含量下的腐乳的發(fā)酵過程較緩慢,所以被微生物利用的大豆異黃酮較少,從而使未被利用和殘留的大豆異黃酮較多,導(dǎo)致腐乳中大豆異黃酮的含量較高。
2.2 不同食鹽含量的腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分daidzin的變化
圖2 腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分daidzin含量的變化Fig.2 Change in daidzin content of sufu during post-fermentation process
由圖2可知,腐乳在后酵過程中,大豆異黃酮組分daidzin的含量逐漸下降,直至無法檢出,說明在后酵階段daidzin幾乎完全分解。食鹽含量為10%腐乳中的daidzin和食鹽含量為15%腐乳中的daidzin分別在后酵第25天和第30天開始無法檢出,可以看出在腐乳后酵過程中食鹽含量較低時糖苷分解較快,這是由于食鹽
對抑制酶的活性有抑制作用[5,8,10],因此較高食鹽含量樣品的酶活較低,酶解時間較長。
2.3 不同食鹽含量的腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分daidzein的變化
圖3 腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分daidzein含量的變化Fig.3 Change in daidzein content of sufu during post-fermentation process
由圖3可知,腐乳在后酵過程中,隨著大豆異黃酮組分daidzin含量的逐漸降低,其相應(yīng)的苷元形式daidzein的含量明顯增加,并達(dá)到最大值后下降。由于毛霉在生長過程中產(chǎn)生大量的外源性β-葡萄糖苷酶,毛坯中大豆異黃酮糖苷daidzin迅速分解,而相應(yīng)的苷元daidzein的含量逐漸上升。食鹽含量為10%腐乳中的daidzein在后酵第20天達(dá)到最大值117.80μg/g,食鹽含量為15%腐乳中的daidzein在后酵第25天達(dá)到最大值119.96μg/g。
2.4 不同食鹽含量的腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分genistin的變化
圖4 腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分genistin含量的變化Fig.4 Change in genistin content of sufu during post-fermentation process
由圖4可知,腐乳在后酵過程中,大豆異黃酮組分genistin的含量逐漸下降,直至無法檢出,說明在后酵階段genistin幾乎完全分解。說明在后酵階段genistin幾乎完全分解。食鹽含量為10%腐乳中的genistin和食鹽含量為15%腐乳中的genistin分別在后酵第30天和第40天開始無法檢出,可以看出在腐乳后酵過程中食鹽含量較低時糖苷分解較快,這是由于食鹽對抑制酶的活性有抑制作用[5,8,10],因此較高食鹽含量樣品的酶活較低,酶解時間較長。
2.5 不同食鹽含量的腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分genistein的變化
圖5 腐乳后酵過程中大豆異黃酮組分genistein含量的變化Fig.5 Change in genistein content of sufu during post-fermentation process
如圖5所示,腐乳在后酵過程中,隨著大豆異黃酮組分genistin含量的逐漸降低,其相應(yīng)的苷元形式genistein的含量明顯增加,并達(dá)到最大值后下降。食鹽含量為10%腐乳中的genistein在后酵第35天達(dá)到最大值187.83μg/g,食鹽含量為15%腐乳中的genistein在后酵第25天達(dá)到最大值196.67μg/g。
有研究報告顯示,游離的異黃酮苷元比糖苷具有更廣泛的生物學(xué)活性,未被水解的糖苷具有較高的親水性與較大的分子質(zhì)量,而且在小腸中的吸收率遠(yuǎn)低于游離的苷元[11-14]。本研究發(fā)現(xiàn)腐乳后酵過程中大豆異黃酮糖苷形式幾乎完全分解轉(zhuǎn)化成為苷元形式,說明腐乳制造有效提高了大豆異黃酮的生物活性。
3.1 在腐乳后酵過程中,大豆異黃酮的總含量呈下降趨勢;但后酵過程對大豆異黃酮總含量的影響不大。
3.2 在后酵過程中食鹽含量較低時,糖苷(daidzin和genistin)分解較快。
3.3 在腐乳后酵過程中大豆異黃酮糖苷形式(daidzin和genistin)幾乎完全分解轉(zhuǎn)化成為苷元形式(daidzein和genistein),說明腐乳制造有效提高了大豆異黃酮的生物活性。
[1]HAN Beizhong, ROMBOUTS F M, NOUT M J R. A Chinese fermented soybean food[J]. International Journal of Food Microbiology, 2001, 65(1/2):1-10.
[2]崔洪斌. 大豆生物活性物質(zhì)的開發(fā)與應(yīng)用[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2001:1-12.
[3]劉志勝, 李里特, 辰巳英三. 大豆異黃酮及其生理功能研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技, 2000(1): 78-80.
[4]ANDERSON R, WOLF W. Composition changes in trypsin inhibitor, phytic acid, saponins and isoflavones related to soybean processing[J].
Journal of Nutrition, 1995, 125: 581s-588s.
[5]WANG H, MURPHY P A. Mass balance study of isoflavone during soybean processing[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1996, 44: 2377-2383.
[6]WANG H, MURPHY P A. Isoflavone content in commercial soybean foods[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1994a, 42: 1666-1673.
[7]WANG H, MURPHY P A. Isoflavone composition of American and Japanese soybeans in Iowa: Effects of variety; crop year, and location[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1994b, 42: 1674-1677.
[8]YIN Lijun, LI Lite, LI Zaigui. Changes in isoflavone contents and composition of sufu (fermented tofu) during manufacturing[J]. Food Chemistry, 2004, 87(4): 587-592.
[9]朱壽珩. 定量分析[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社, 1994.
[10]COWARD L, BARNES N C, KENNETH D R, et al. Genistein, daidzein, and theirβ- glycoside conjugates: Antitumor isoflavones in soybean foods from American and Asian diets[J]. J Agric Food Chem, 1993, 41: 1961-1967.
[11]HUTCHINS A M, SLAVIN J L, LAMPE J W. Urinary isoflavonoid phytoestrogen and lignan excretion after consumption of fermented and unfermented soy products[J]. J Am Diet Assoc, 1995, 95(5): 545-551.
[12]ONOZAWA M, FUKUDA K, OHTANI M, et al. Effect of soybean isoflavones on cell growth and apoptosis of the human prostatic cancer cell line LNCaP[J]. Japanese Journal of Clinical Oncology, 1998, 28: 360-363.
[13]PETERSON G, BARNES S. Genistein inhibition of the growth of human breast cancer cells: Independence from estrogen receptors and the multi-drug resistance gene[J]. Biochemical and Biophysical Research Communications, 1999, 179: 661-667.
[14]PISKULA M K, YAMAKOSHI J, IWAI Y. Daidzein and genistein but not their glucosides are absorbed from the rat stomach[J]. FEBS Letters, 1999, 447: 287-291.
Change in Isoflavone Composition in Sufu during Post-fermentation Process
ZHOU Ying,PAN Si-yi*
(College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)
In this study, the changes in type and amount of isoflavone in sufu (fermented bean curd) during post-fermentation process were measured. The results indicated that the total content of isoflavones in sufu exhibited a gradual decrease during post-fermentation process. A rapid degradation of isoflavone glucosides such as daidzin and genistin was observed under low salt conditions, which were completely transformed into isoflavone aglycones including daidzein and genistein during post-fermentation process. Therefore, post-fermentation might be beneficial to enhance the physiological function of sufu.
sufu;isoflavone;post-fermentation process;NaCl
O623.54
A
1002-6630(2010)21-0101-04
2010-01-28
湖北省科技廳重點(diǎn)科技專項(xiàng)(2006AA201B29);湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中心創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(2007-620)
周熒(1984—),女,碩士研究生,主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工化學(xué)研究。E-mail:sabrinazhou21@yahoo.com.cn
*通信作者:潘思軼(1964—),男,教授,博士,主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工化學(xué)研究。E-mail:pansiyi@mail.hzau.edu.cn