張 鑫，任小杰，左志瓊，曾思恒，王風(fēng)青，畢長(zhǎng)富，何 娟

（1.四川輕化工大學(xué)生物工程學(xué)院，四川宜賓 644000；2.山東泰山生力源集團(tuán)股份有限公司，山東泰安 271000）

0 引言

山藥是我國(guó)衛(wèi)生部公布的藥食同源物品之一，又名薯蕷，處方用名山藥、生山藥、淮山藥、懷山藥、炒山藥，是薯蕷科多年生蔓生草本植物薯裁D-的根莖，性平，味甘，歸脾、肺、腎經(jīng)，全國(guó)各地均有栽培[1]。山藥中含有50%以上的皂苷類，除此之外還含有多糖[2]、黃酮、酚苷類[3]、甾醇[4]、淀粉、氨基酸[5]等化合物[6]，賦予山藥具有保肝[7]、降血糖[8-9]、抗氧化、抗炎癥[10-12]和免疫調(diào)節(jié)[13-14]、抗腫瘤[15-16]、降尿酸[17]等生理功能。微生物發(fā)酵會(huì)改變山藥本身的功能與藥效，還會(huì)引入新的功能因子，作為藥食同源物品，山藥相關(guān)發(fā)酵產(chǎn)品的研發(fā)受到了廣泛關(guān)注。以下對(duì)山藥發(fā)酵用菌種、發(fā)酵方式，醋類、酒類、酸奶、酵素及面包山藥發(fā)酵產(chǎn)品工藝等進(jìn)行歸納綜述，為山藥其他相關(guān)新型發(fā)酵產(chǎn)品的研發(fā)及其應(yīng)用提供參考。

1 山藥發(fā)酵菌種

不同的發(fā)酵基質(zhì)，化學(xué)組成種類及濃度也有差異，限定了可發(fā)酵菌種的種類。山藥可發(fā)酵菌種涵蓋了乳酸菌、酵母菌、曲霉菌、食用菌等多個(gè)屬種，賦予了豐富的山藥發(fā)酵產(chǎn)品類型。

山藥發(fā)酵用菌種見(jiàn)表1。

表1 山藥發(fā)酵用菌種

2 山藥發(fā)酵方式

根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)品種類，山藥發(fā)酵有以山藥汁或浸提液等為基質(zhì)的液態(tài)深層發(fā)酵，也有加入一定量水充分潤(rùn)濕后的固態(tài)發(fā)酵，還有以藥用真菌為發(fā)酵劑的新型雙向發(fā)酵方式。

2.1 液態(tài)發(fā)酵

山藥液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)品類型較為豐富。山藥液態(tài)深層發(fā)酵主要是以山藥汁、山藥浸提液和山藥酶解液為主要培養(yǎng)基，或是直接添加山藥粉至液體培養(yǎng)基中，根據(jù)產(chǎn)品需求，接入不同種類及濃度發(fā)酵劑，控制發(fā)酵條件，用以研制飲料、酵素、果醋等產(chǎn)品。呂芳等人[30]用安琪釀酒酵母對(duì)桑黃與山藥進(jìn)行液態(tài)發(fā)酵制備酒精飲料，產(chǎn)品澄清、色澤亮麗，有醇香和特殊的木之香，感官評(píng)價(jià)9.05 分。黃天等人[31]通過(guò)液態(tài)發(fā)酵，得到益生菌山藥飲料，產(chǎn)品風(fēng)味口感穩(wěn)定，組織狀態(tài)良好。有研究者還以山藥皮為原料，液態(tài)發(fā)酵制得口感醇厚的山藥皮醋[32]。李素芬等人[33]利用果酒TSY 干酵母對(duì)液化、糖化后的紫山藥漿液進(jìn)行發(fā)酵，制備具有濃郁果香和醇香低醇飲料。

2.2 固態(tài)發(fā)酵

以山藥粉為主要基質(zhì)，根據(jù)產(chǎn)品類型及發(fā)酵劑的營(yíng)養(yǎng)需求，補(bǔ)充必要的一些營(yíng)養(yǎng)成分，調(diào)整基質(zhì)含水量及pH 值，在特定溫度下固態(tài)發(fā)酵一定時(shí)間后，得到相應(yīng)產(chǎn)品，如酸奶，產(chǎn)品類型相對(duì)液態(tài)發(fā)酵比較單一。付榮霞等人[34]利用保加利亞乳桿菌與嗜熱鏈球菌量2 種菌株，以山藥漿為主要基質(zhì)，添加一定量脫脂奶粉、蔗糖進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，再加入復(fù)合膠制備得到質(zhì)地光滑均勻、彈韌性良好、營(yíng)養(yǎng)豐富的半透明乳白色果凍。董悅陽(yáng)等人[35]以山藥和牛奶為基質(zhì)，用酸奶發(fā)酵劑發(fā)酵制備得到組織細(xì)膩、感官評(píng)分為94.385 9 分的酸奶。

2.3 雙向發(fā)酵

雙向發(fā)酵是一種新型的固態(tài)發(fā)酵方式，其發(fā)酵劑通常是具有一定功能的真菌類，在利用基質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分使得菌絲大量生長(zhǎng)的同時(shí)，生成各種酶類物質(zhì)，使基質(zhì)的化學(xué)成分發(fā)生變化，得到具有一定藥效的菌質(zhì)[36]。李慧星等人[28]以山藥塊為基質(zhì)，接入真菌（靈芝、香菇、蛹蟲(chóng)草和銀耳菌），蛹蟲(chóng)草和銀耳快速生長(zhǎng)，形成抗氧化活性較高的菌質(zhì)。余夢(mèng)瑤等人[27]也以含水量為50%的山藥作為基質(zhì)，真菌茯苓為發(fā)酵劑進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵得到良好的菌質(zhì)。

3 山藥發(fā)酵產(chǎn)品

3.1 醋類

食醋是一種不可或缺的調(diào)味料，已經(jīng)有3 000 多年的歷史。傳統(tǒng)的食醋以多種谷物為原料，通過(guò)固態(tài)發(fā)酵而得，產(chǎn)品口感醇厚且營(yíng)養(yǎng)豐富。隨著發(fā)酵技術(shù)的不斷發(fā)展，以各種水果為原料，通過(guò)液態(tài)發(fā)酵的果醋，備受年輕人的喜愛(ài)，在市場(chǎng)上占據(jù)了一席之地。近年來(lái)，人們健康意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，使得食醋的原料轉(zhuǎn)向了藥食同源的植物，研發(fā)出了兼具調(diào)味和保健的功能性食醋[37]。山藥發(fā)酵食醋，有濃郁山藥風(fēng)味的同時(shí)，具有釀造食醋的的香氣和柔和口感，富含了山藥的多種功能性成分，有很好的發(fā)展前景。王巖[38]以紫山藥和香芋為主要原料，糖度為16.0%，接種量為3.0%，于28.0 ℃條件下發(fā)酵96.0 h后，調(diào)整初始酒精度為10.0%，接種量6.0%，32.0 ℃條件下發(fā)酵120.0 h 制得澄清效果理想的紫山藥香芋醋。李大為等人[39]用懷山藥作為基質(zhì)，酵母菌與醋酸菌的接種量分別為7.0%和8.0%，初始糖濃度為16%，初始酒精體積分?jǐn)?shù)為9.0%，酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵溫度均為30 ℃制備懷山藥醋。懷山藥醋成分分析檢測(cè)結(jié)果顯示與山藥原漿相比，酒精發(fā)酵液中醇類和烷烴類化合物種類較多，相對(duì)含量也較高；相較于酒精發(fā)酵液，醋酸發(fā)酵液中醇類物質(zhì)含量降低，酸類和酯類物質(zhì)含量升高[40]。孟秀梅等 人[41]以淮山藥漿為原料，初始糖度調(diào)整為16%，按3%的接種量接入酵母菌，于28 ℃下發(fā)酵96 h，調(diào)整酒精度為10%，按5%的接種量接入醋酸菌，于32 ℃下發(fā)酵120 h，此時(shí)醋酸含量為57.45 g/L，加入1.2%的蛋清液，4～5 ℃沉淀5 d，所得山藥醋透明度高，透光率高達(dá)91%。張海玲等人[42]將山藥汁與梨汁以1∶3（V∶V） 進(jìn)行混合，發(fā)酵劑接種量均為0.3 g/L，調(diào)整初始糖度為15%，接入酵母菌于28 ℃下發(fā)酵8 d后，接入醋酸菌32 ℃下發(fā)酵11 d，制得山藥梨復(fù)合型果醋。杜娟等人[43]山藥胡蘿卜原料果醋的醋酸發(fā)酵階段工藝進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果顯示初始pH 值為4.0，醋酸菌接種量為7%，于34 ℃下發(fā)酵，果醋轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到52.675%，果醋酸甜適中，果香濃郁，具有胡蘿卜特有的風(fēng)味。

3.2 酸奶

酸奶是現(xiàn)在生活中不可缺少的發(fā)酵產(chǎn)品之一，由于含有乳原本的營(yíng)養(yǎng)，同時(shí)引入了益生菌及新的功能因子，深受消費(fèi)者的喜愛(ài)。將藥食同源山藥作為原料之一，發(fā)酵制備具有特有風(fēng)味的功能性酸奶，是近些年的研究熱點(diǎn)。

山藥發(fā)酵制備酸奶見(jiàn)表2。

3.3 酒類

山藥為薯類，主要化學(xué)成分是淀粉，可以作為釀酒原料之一。山藥酒是以山藥為主要原料，接種酵母發(fā)酵后得到的蒸餾酒、發(fā)酵酒，或是蒸餾酒浸提后制備的配制酒，含有山藥原本的豐富營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有一定的保健功效，越來(lái)越受消費(fèi)者的喜愛(ài)。目前，研發(fā)的山藥酒類有清酒、啤酒、果酒、黃酒、米酒、奶酒及保健酒等。

山藥發(fā)酵酒類產(chǎn)品見(jiàn)表3。

3.4 植物酵素

植物酵素是以一種或多種新鮮果蔬、谷物、藥食同源中草藥等食材為原料，外加或不加糖類物質(zhì)，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵而成的，具有一定功能性的發(fā)酵產(chǎn)品[71]。酵素中含有黃酮類、多糖類、酚類、有機(jī)酸類及酶類等物質(zhì)，具有很好的抗氧化活性，可以改善人體機(jī)能[72-74]。氣調(diào)糖化牛蒡、山藥與紫皮葡萄，添加質(zhì)量比為50∶45∶5，再加入20%的白糖，于25 ℃發(fā)酵50 d 制得牛蒡山藥復(fù)合酵素，產(chǎn)品清香爽口，且具有葡萄酒的特色[75]。以10%的接種量，將發(fā)酵劑接入到山藥茯苓水提液中，于31 ℃下發(fā)酵72 h，此時(shí)酵素液中總多糖含量是發(fā)酵前的2.725 倍，高達(dá)23.97%[76]。調(diào)整懷山藥汁初始糖度為12%，均質(zhì)并殺菌后，接入6%的發(fā)酵劑，于42 ℃恒溫發(fā)酵30 h，此時(shí)酵素液SOD 的活性為15.35 U/mL[77]。

3.5 面包

將山藥粉添加至面粉中制作面包，能改善面包的風(fēng)味和口感。許俊齊等人[78]在面粉中添加28%白砂糖、9%山藥粉，2.2%的干酵母粉，和面25 min，發(fā)酵70 min，焙烤15 min，所制面包感官表現(xiàn)突出。100 g 山藥、薏米及高筋面包混合粉，三者質(zhì)量比是7∶9∶84，加入28%牛奶，20%水、18%白砂糖、15%黃油、10%雞蛋、4%烘焙乳粉、1.5%酵母、1%食鹽、0.4%改良劑，制作的面包組織均勻、口感較好，有淡淡的山藥與薏米風(fēng)味[79]。馬榮琨等人[80]在面粉中，按照質(zhì)量比分別添加15%蒜薹漿，15%山藥漿，20%白砂糖，35%水，發(fā)酵70 min，烘烤12 min，所制面包具有一定的抗氧化性。

除此之外，山藥發(fā)酵產(chǎn)品還有山藥泡菜[81]、山藥米發(fā)糕[82]、山藥果凍[34]及各種山藥軟飲料[30-32]等。山藥發(fā)酵產(chǎn)品的制備，大多是以不同品種的山藥作為主要原料或是主要輔料，采用相關(guān)產(chǎn)品特定工藝，利用特定的發(fā)酵劑發(fā)酵后，最終獲得含有山藥特殊風(fēng)味及特定功能的產(chǎn)品。

4 結(jié)語(yǔ)

功能性食品的概念自20 世紀(jì)70 年代被提出，在食品行業(yè)中受到廣泛關(guān)注，與普通食品的差別就在于含有生物活性物質(zhì)或功能性成分[83-84]。利用藥食同源物品，研制各種功能性食品或者飲品，特別是相關(guān)發(fā)酵食品，是目前食品發(fā)展的趨勢(shì)與熱點(diǎn)。藥食同源物品，本就含有多種活性成分，通過(guò)微生物發(fā)酵，對(duì)天然的活性成分進(jìn)行修飾，可能會(huì)轉(zhuǎn)化為價(jià)值更高的新功效成分，或是提高特定有效成分含量，從而提升其價(jià)值。山藥作為藥食同源物品之一，以此研發(fā)的酒類、醋類、酸奶、酵素、面包等多種功能性發(fā)酵產(chǎn)品，市場(chǎng)前景廣闊。