單 婷 婷, 蘆 明 春, 李 永 淳, 張 春 枝, 魚 紅 閃, 金 鳳 燮

( 大連工業(yè)大學(xué) 生物工程學(xué)院, 遼寧 大連 116034 )

0 引 言

大醬發(fā)酵起源于我國,已有幾千年的歷史,現(xiàn)在已普及到日本、韓國、東南亞等國家。大醬在發(fā)酵過程中生成很多活性物質(zhì),對人類健康、保健起到了重要的作用。而大醬發(fā)酵的主要原料大豆中含有2%的配糖體(苷類),主要成分是異黃體酮苷和大豆皂苷[1]。大豆異黃酮一般情況下主要以糖結(jié)合的苷類形式存在,以染料木苷和大豆苷為主,約占總量的97%～98%,而游離型的苷元僅占2%～3%。大豆異黃酮是天然雌激素,可防治乳腺癌、子宮內(nèi)膜炎、更年期綜合征、骨質(zhì)疏松、血脂升高等[2]。大豆皂苷是由低聚糖與齊墩果烯三萜縮合形成的一類化合物,目前所知的大豆皂苷的生理活性作用包括抗脂質(zhì)氧化、降低過氧化脂質(zhì)、抗血栓、減肥、抗疲勞、抗癌、抗艾滋病毒等[3-4]。

帶有糖基的大豆異黃酮和大豆皂苷是大豆食品中豆腥味(DMF,dry mouth feel)的主要成分,糖基越大豆腥味越大,并妨礙人體對其吸收。若大豆發(fā)酵過程中部分水解大豆皂苷糖鏈,可降低溶血作用,大豆異黃酮水解糖基變成苷元,其雌激素受體結(jié)合能力提高30倍。不僅消除了豆腥味,易被人體吸收,也提高了其生理活性[1-2]。本實(shí)驗(yàn)室魚紅閃[5]研究大醬發(fā)酵過程中大豆皂苷的變化和殘留的皂苷,但目前還沒有對生產(chǎn)出生理功能更強(qiáng)的大醬制品進(jìn)行系統(tǒng)性研究?；谏鲜銮闆r,本文主要考察了大醬發(fā)酵過程中大豆異黃酮和大豆皂苷的轉(zhuǎn)化情況,以期在其發(fā)酵過程中生產(chǎn)出更多更有效的生理活性物質(zhì),為今后生產(chǎn)大豆發(fā)酵食品提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

豆粕,大石橋市環(huán)城油脂有限責(zé)任公司；大米、食鹽,市售；大豆皂苷標(biāo)準(zhǔn)品,Wako Chemicals公司；大豆異黃酮標(biāo)準(zhǔn)品,大連綠峰天然生物制品有限公司；SPX-250型生化培養(yǎng)箱,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；紫外分析儀HS-3001,上海光譜儀器有限公司；凝膠圖像分析系統(tǒng),美國UVP公司；薄層層析板Kiesel gel 60 F254,德國Merck公司；有機(jī)試劑,均為分析純。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 菌體的培養(yǎng)

1.2.1.1 培養(yǎng)基

斜面培養(yǎng)基:V(麥芽汁)∶V(水)=1∶4,55 ℃糖化3～4 h,糖化后過濾,濾液煮沸,按2%的體積分?jǐn)?shù)加入瓊脂,繼續(xù)加熱,待完全溶化后,趁熱分裝,121 ℃滅菌20 min后,擺成斜面待用。

固體培養(yǎng)基:在250 mL三角瓶中加入20 g豆粕,去離子水10 mL,攪拌均勻放置2～3 h,121 ℃滅菌20 min,待用。

1.2.1.2 培養(yǎng)方法

斜面培養(yǎng):將制成的斜面培養(yǎng)基,28 ℃培養(yǎng)箱中空培一夜,確保斜面無菌,接入Aspergillusoryzesp. 3042菌,28 ℃培養(yǎng)7 d。

固體培養(yǎng):將Aspergillusoryzesp. 3042接種于已滅菌的固體培養(yǎng)基中,于28 ℃培養(yǎng)5 d。

1.2.2 大醬的制備

種曲:將100 g豆粕、50 mL水裝入1 000 mL三角瓶中,攪拌均勻放置2～3 h,于121 ℃滅菌20 min,冷卻后接入Aspergillusoryzesp. 3042菌,于28 ℃培養(yǎng)4 d,制成種曲,平行制備12份。

制曲:原料采用兩種配比方案,一種是采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%種曲和50%蒸熟大米作為原料,另一種是采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%種曲和30%蒸熟大米作為原料。

大醬的發(fā)酵:取上述兩種曲子各1 000 g,補(bǔ)加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的水和12%的食鹽?；靹蚝笱b入小壇子中,用塑料封口,在30 ℃下進(jìn)行30 d的發(fā)酵。

1.2.3 大豆異黃酮和大豆皂苷的提取[6]

上述兩種大醬發(fā)酵過程中,每隔5 d取樣一次,取發(fā)酵中大醬各2 g,加入8倍體積75%的乙醇常溫浸提1 d,濾液濃縮蒸干溶于水,石油醚脫脂,乙酸乙酯萃取分層,上層為大豆異黃酮溶液,水飽和正丁醇萃取,正丁醇層為大豆皂苷溶液。

1.2.4 薄層層析法

微量點(diǎn)樣器吸取標(biāo)準(zhǔn)品及提取出的大豆異黃酮溶液,點(diǎn)樣于薄層層析板,然后置于盛有展開劑[V(乙酸乙酯)∶V(丁酮)∶V(甲醇)∶V(水)= 10∶7∶1∶1]的層析缸中展開,在紫外線254 nm下觀測斑點(diǎn),確定大豆異黃酮苷的轉(zhuǎn)化情況[7]。

微量點(diǎn)樣器吸取標(biāo)準(zhǔn)品及提取出的大豆皂苷溶液,點(diǎn)樣于薄層層析板,然后置于盛有展開劑[V(氯仿)∶V(甲醇)∶V(水)=65∶35∶10]的層析缸中展開,經(jīng)10%硫酸加熱顯色后,觀測斑點(diǎn)的變化情況,確定大豆皂苷的轉(zhuǎn)化情況。

1.2.5 BandScan軟件分析法

利用BandScan軟件分析大豆異黃酮苷和大豆皂苷的轉(zhuǎn)化率。

1.2.6 大醬發(fā)酵過程中的感官指標(biāo)

上述兩種大醬發(fā)酵過程中,每隔5 d進(jìn)行一次感官評定,評定指標(biāo)包括色澤、氣味和口味,并進(jìn)行比較。

1.2.7 大醬成品成分分析

大醬發(fā)酵30 d后,對其水分、食鹽、氨基態(tài)氮、酸度以及還原糖和總糖的含量進(jìn)行分析。

1.2.7.1 水 分

水分用直接干燥法進(jìn)行測定[8]。

1.2.7.2 食 鹽

取10 g大醬,加入150 mL蒸餾水,混勻后煮沸2 h,冷卻,定容至250 mL。取2 mL定容液,以硝酸銀滴定法進(jìn)行了氯化鈉含量的測定[8]。

1.2.7.3 氨基酸態(tài)氮

采用中國黃豆醬標(biāo)準(zhǔn)(ZBX66019—87)的規(guī)定進(jìn)行了測定。取10 g大醬,加入150 mL蒸餾水,混勻后煮沸2 h,冷卻,定容至250 mL。取20 mL定容液,以甲醛滴定法進(jìn)行了氨基態(tài)氮的測定[8]。

1.2.7.4 酸 度

取10 g大醬,用0.05 mol/L NaOH溶液進(jìn)行滴定。以滴定至pH 8.2時(shí)消耗0.05 mol/L NaOH溶液的毫升數(shù)來計(jì)算總酸含量[8]。

1.2.7.5 還原糖及總糖

利用3,5-二硝基水楊酸法測定大醬中還原糖和總糖的含量。

2 結(jié)果與討論

2.1 大醬發(fā)酵過程中大豆異黃酮的轉(zhuǎn)化

以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%蒸熟大米和70%豆粕以及50%蒸熟大米和50%豆粕作為原料,經(jīng)Aspergillusoryzesp. 3042菌曲進(jìn)行大醬發(fā)酵,其過程中5、10、15、30 d分別取樣分析大豆異黃酮的轉(zhuǎn)化,結(jié)果如圖1所示。由圖1可見,發(fā)酵過程中隨著天數(shù)的增加大豆異黃酮苷逐漸轉(zhuǎn)化為大豆異黃酮苷元。發(fā)酵5 d時(shí),多數(shù)大豆苷轉(zhuǎn)化為大豆素、染料木苷轉(zhuǎn)化為染料木素；10 d時(shí)全部轉(zhuǎn)化；10～30 d無明顯變化,轉(zhuǎn)化率約為90%。

底,大豆異黃酮標(biāo)準(zhǔn)品；3∶7,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蒸熟大米和70%豆粕發(fā)酵；5∶5,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的蒸熟大米和50%豆粕發(fā)酵

2.2 大醬發(fā)酵過程中大豆皂苷的轉(zhuǎn)化

大醬發(fā)酵過程中,5、10、15、30 d分別取樣分析大豆皂苷的轉(zhuǎn)化,如圖2所示。

底,大豆皂苷標(biāo)準(zhǔn)品；3∶7,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蒸熟大米和70%豆粕發(fā)酵；5∶5,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的蒸熟大米和50%豆粕發(fā)酵

由圖2可見,大醬發(fā)酵過程中大豆皂苷的組分發(fā)生了明顯的變化。發(fā)酵5 d時(shí),5個(gè)大豆皂苷斑點(diǎn)消失,其糖基發(fā)生了改變,轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的皂苷苷元；10～30 d的發(fā)酵過程中,大豆皂苷的組分沒有明顯變化,轉(zhuǎn)化率約為50%。

2.3 大醬發(fā)酵過程中的感官指標(biāo)

分別采用兩種不同配比原料,在大醬發(fā)酵過程中每5 d進(jìn)行色澤、氣味、口味的感官評定,指標(biāo)如表1所示。發(fā)酵過程中兩種原料的感官基本相同,15～30 d為大醬風(fēng)味形成期,30 d時(shí)第二種配比方案的大醬口味較第一種的甜。

表1 大醬感官指標(biāo)

2.4 大醬成品成分分析

大醬發(fā)酵30 d后,對其水分、食鹽、氨基態(tài)氮和酸度以及還原糖和總糖的含量進(jìn)行測定,結(jié)果如表2所示。在兩種大醬的發(fā)酵過程中,食鹽和水分變化不明顯,水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)約是60%,食鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)是8.0%～10.2%。酸度質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.14%～0.23%,氨基態(tài)氮在發(fā)酵30 d時(shí)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)0.6%以上,符合國家標(biāo)準(zhǔn),發(fā)酵30 d后制成大醬。從大醬成品成分的變化,可確定本實(shí)驗(yàn)的大醬發(fā)酵是正常的發(fā)酵。

表2 大醬成品成分分析

3 結(jié) 論

以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蒸熟大米和70%豆粕以及50%蒸熟大米和50%豆粕作為原料,經(jīng)Aspergillusoryzesp. 3042菌曲進(jìn)行大醬發(fā)酵,分析發(fā)酵過程中的大豆異黃酮和大豆皂苷的轉(zhuǎn)化情況。

大醬在發(fā)酵5 d時(shí),多數(shù)大豆苷轉(zhuǎn)化為大豆素、染料木苷轉(zhuǎn)化為染料木素,10 d時(shí)全部轉(zhuǎn)化,10～30 d無明顯變化,轉(zhuǎn)化率約為90%；發(fā)酵過程中大豆皂苷的組分也發(fā)生了明顯變化,發(fā)酵5 d時(shí),5個(gè)大豆皂苷斑點(diǎn)消失,其糖基發(fā)生了改變,轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的皂苷苷元,10～30 d的發(fā)酵過程中,大豆皂苷的組分沒有明顯變化,轉(zhuǎn)化率約為50%。

采用兩種配比方案發(fā)酵的大醬在發(fā)酵30 d時(shí),對其水分、食鹽、氨基態(tài)氮和酸度以及還原糖和總糖的含量進(jìn)行測定,結(jié)果符合國家標(biāo)準(zhǔn),是正常發(fā)酵,都生產(chǎn)出了味鮮醇厚、咸淡適口、生理功能更高的大醬制品。

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