邢雪娟++張偉++任超++劉麗霞++王治榮++吳紅

[摘 要]采用正交實(shí)驗(yàn)研究了發(fā)酵工藝參數(shù)對(duì)苦蕎釀茶中黃酮浸出量的影響。需控制適宜的發(fā)酵溫度、通氣比和攪拌速率參數(shù)，以改善比耗氧速率，提高黃酮的浸出量；在最優(yōu)的浸出條件下，獲得的苦蕎釀茶中黃酮浸出量是傳統(tǒng)烘焙法的2.6倍。

[關(guān)鍵詞]苦蕎釀茶 黃酮浸出量 發(fā)酵

中圖分類號(hào)：TG333.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）18-0292-01

黃酮類化合物是一類在自然界廣泛分布的多酚類物質(zhì)。它是一種很強(qiáng)的抗氧化劑，具有清除自由基、抗氧化、抗突變、抗腫瘤、抗病毒和調(diào)節(jié)免疫等功能。而苦蕎麥中含有豐富的黃酮類化合物，其含量一般在0.9%—1.2%之間，其分子量小，能被人體迅速吸收達(dá)到消除疲勞、防動(dòng)脈硬化、擴(kuò)張毛細(xì)血管、活化大腦及其他臟器細(xì)胞的效果。

苦蕎通常通過(guò)自然法浸泡為人們所飲用，但其存在有效成分利用低、易上火等問(wèn)題。而發(fā)酵工程能有效解決這些問(wèn)題，其產(chǎn)品不僅抗氧化能力強(qiáng)，且易于吸收，但目前缺乏采用發(fā)酵方式來(lái)提高苦蕎釀茶中黃酮利用率的文獻(xiàn)報(bào)道。本文對(duì)通過(guò)發(fā)酵工藝形成的苦蕎釀茶，研究不同發(fā)酵工藝參數(shù)對(duì)苦蕎釀茶中黃酮浸出量的影響，以期提高苦蕎釀茶中黃酮的利用率，為生產(chǎn)和同行提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1原料與試劑

干酵母，市售大涼山苦蕎麥種子，三氯化鋁，乙酸鉀，蘆丁，市售苦蕎烘焙茶。

儀器與設(shè)備：風(fēng)吹式去石機(jī)，不銹鋼電蒸鍋，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，恒溫水浴振蕩器，臺(tái)式高速離心機(jī)，錘式旋風(fēng)磨，攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

先將一定量的苦蕎在風(fēng)吹式去石機(jī)上進(jìn)行除雜和擦洗，加入液固比為3：1的蒸餾水浸泡12h，然后撈出過(guò)濾后置于蒸鍋中，經(jīng)蒸熟化后攤開(kāi)晾冷待用。

通過(guò)對(duì)影響黃酮浸出量的發(fā)酵溫度、酵母用量、通氣比、發(fā)酵時(shí)間和攪拌速率參數(shù)開(kāi)展L16（45）正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素及水平分別為：發(fā)酵溫度（25℃、30℃、35℃、40 ℃）、酵母用量（0.2%、0.5%、0.8%、1.1%）、通氣比（0vvm、0.5 vvm、0.8 vvm、1.2 vvm）、發(fā)酵時(shí)間（5d、10d、15d、20d）和攪拌速率（50 r/min、100 r/min、150 r/min、200 r/min）。然后對(duì)試驗(yàn)獲得的樣品在85℃條件下烘干，測(cè)定其中的黃酮浸出量。最后通過(guò)最優(yōu)條件進(jìn)行15d的穩(wěn)定試驗(yàn)，并與市售的苦蕎烘焙茶中的黃酮浸出量進(jìn)行對(duì)比。

黃酮浸出量的測(cè)定參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T1295-2007《蕎麥及其制品中總黃酮含量的測(cè)定》，本文通過(guò)檢測(cè)樣品浸泡液中黃酮的含量，計(jì)算樣品中黃酮的浸出量。

2 結(jié)果與討論

2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果（見(jiàn)表1）

由表1可見(jiàn)，發(fā)酵過(guò)程影響黃酮浸出量的主要因素由大到小為：發(fā)酵溫度、酵母用量、通氣比、發(fā)酵時(shí)間和攪拌速率，其中發(fā)酵溫度影響表現(xiàn)最為顯著，最優(yōu)的浸出條件為：發(fā)酵溫度35℃、酵母用量0.8%、發(fā)酵時(shí)間15d、通氣比為0.5 vvm、攪拌速率100 r/min。

由于發(fā)酵過(guò)程苦蕎中的大分子物質(zhì)如淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、糖類等物質(zhì)與微生物發(fā)生一系列的酶促氧化反應(yīng)，且苦蕎茶發(fā)酵為有氧發(fā)酵，菌種的攝氧量將直接決定發(fā)酵的效果，其可由式1進(jìn)行表示。其中，r為攝氧量，mmol·L-1·h-1；Q為比耗氧速率，mmol·g-1·h-1；X為菌種質(zhì)量濃度，g·L-1。

（1）

由式1可見(jiàn)，比耗氧速率一定的條件下，體系的攝氧量與菌種濃度呈正相關(guān)性，但當(dāng)菌種的數(shù)量超過(guò)比耗氧最大值時(shí)，比耗氧速率的傳遞成為限制環(huán)節(jié)，故表1中最佳的酵母用量為0.8%。

而比耗氧速率主要受菌齡、代謝產(chǎn)物和菌種生長(zhǎng)條件的影響，由于發(fā)酵為逐批次的生產(chǎn)過(guò)程，菌齡主要保證除去生長(zhǎng)旺盛時(shí)期的氧供給，便能保證體系的氧供給，防止發(fā)生厭氧發(fā)酵產(chǎn)物為乙醇等產(chǎn)物，其會(huì)進(jìn)一步氧化使得體系pH增大，從而破壞黃酮的浸出。同時(shí)，菌種活性受pH、溫度等外界影響因素較大，苦蕎發(fā)酵體系pH主要受代謝產(chǎn)物的影響，其又與溫度、比耗氧量的影響相關(guān)，由表1可見(jiàn)，最佳適合酵母生長(zhǎng)的溫度為35℃。

為達(dá)到最佳的比含氧量速率的最佳狀況，需改善體系氧的傳質(zhì)作用，增大體系氧的來(lái)源，其可由式2的體積傳氧速率進(jìn)行表示[11]。其中Nα為體積傳氧速率，kmol·m-3·h-1；KLα為以（C*-CL）為推動(dòng)力的體積溶氧系數(shù)，10-3·h-1；C*為體系中氧的飽和濃度，kmol·L-1；CL為發(fā)酵液主流中的氧濃度，kmol·L-1。

（2）

由式2可見(jiàn)，影響氧傳質(zhì)的主要因素為溶氧系數(shù)和氧濃度差，其中C*受溫度和氧分壓的影響，考慮代謝產(chǎn)物需求等條件，其不易改變；降低CL則是通過(guò)降低通氣量或降低攪拌方式實(shí)現(xiàn)，而增加KLα則是通過(guò)增大氧與界面接觸面積和延長(zhǎng)接觸時(shí)間方式實(shí)現(xiàn)，最常見(jiàn)為調(diào)節(jié)攪拌速率和通氣比至最優(yōu)范圍，表1中的最優(yōu)攪拌速率和通氣比分別為100 r/min和0.5 vvm。

2.2 穩(wěn)定及對(duì)比試驗(yàn)

控制發(fā)酵溫度為35℃、酵母用量為0.8%、發(fā)酵時(shí)間為15d、通氣比為0.5vvm和攪拌速率為100r/min條件下開(kāi)展穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，其所獲產(chǎn)品的黃酮浸出量與通過(guò)焙燒法所獲得的結(jié)果，見(jiàn)表2。

由表2可見(jiàn)，通過(guò)發(fā)酵方式獲得苦蕎釀茶中黃銅含量約是傳統(tǒng)烘焙法的2.6倍，其原因主要為通過(guò)一系列酶促氧化和微生物活動(dòng)可使苦蕎中的大分子物質(zhì)，如淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪和糖等，在微生物作用下分解成簡(jiǎn)單物質(zhì)，如有機(jī)酸類、氨基酸類、醇類、核酸類、生物活性物質(zhì)等，這一系列變化，破壞了苦蕎原有的組織結(jié)構(gòu)，建立了離子交換通道，利用浸泡過(guò)程黃酮交換溶出，而烘焙法獲得苦蕎結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，離子通道不暢通，成為浸出的主要限制環(huán)節(jié)。

3 結(jié)論

（1）影響黃酮浸出的主要因素由大到小為： 發(fā)酵溫度、酵母用量、通氣比、發(fā)酵時(shí)間和攪拌速率，其中發(fā)酵溫度影響表現(xiàn)最為顯著，最優(yōu)的浸出條件為：發(fā)酵溫度35℃、酵母用量0.8%、發(fā)酵時(shí)間15d、通氣比為0.5 vvm、攪拌速率100 r/min。

（2）當(dāng)酵母用量達(dá)0.8%后，需控制適宜的發(fā)酵溫度、通氣比和攪拌速率參數(shù)，以改善比耗氧速率，提高黃酮的浸出量。

（3）在最優(yōu)的浸出條件下，獲得的苦蕎釀茶中黃酮浸出量是傳統(tǒng)苦蕎烘焙茶獲得的2.6倍。

參考文獻(xiàn)

[1]林建原，季麗紅.響應(yīng)面優(yōu)化銀杏葉中黃酮的提取工藝[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2013，2：83-90.

[2]延璽，劉會(huì)青，鄒永青，等.黃酮類化合物生理活性及合成研究進(jìn)展[J].有機(jī)化學(xué)，2008，28（9）：1534-1544.

作者簡(jiǎn)介：

姓名：邢雪娟 （1979—），女，本科，高級(jí)工程師 ，主要業(yè)績(jī)：食品安全監(jiān)測(cè)，研究領(lǐng)域：食品安全、食品工藝改進(jìn)。