大酱发酵过程中活性物质的变化

单 婷 婷, 芦 明 春, 李 永 淳, 张 春 枝, 鱼 红 闪, 金 凤 燮

( 大连工业大学 生物工程学院, 辽宁 大连 116034 )

0 引 言

大酱发酵起源于我国,已有几千年的历史,现在已普及到日本、韩国、东南亚等国家。大酱在发酵过程中生成很多活性物质,对人类健康、保健起到了重要的作用。而大酱发酵的主要原料大豆中含有2%的配糖体(苷类),主要成分是异黄体酮苷和大豆皂苷[1]。大豆异黄酮一般情况下主要以糖结合的苷类形式存在,以染料木苷和大豆苷为主,约占总量的97%～98%,而游离型的苷元仅占2%～3%。大豆异黄酮是天然雌激素,可防治乳腺癌、子宫内膜炎、更年期综合征、骨质疏松、血脂升高等[2]。大豆皂苷是由低聚糖与齐墩果烯三萜缩合形成的一类化合物,目前所知的大豆皂苷的生理活性作用包括抗脂质氧化、降低过氧化脂质、抗血栓、减肥、抗疲劳、抗癌、抗艾滋病毒等[3-4]。

带有糖基的大豆异黄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,并妨碍人体对其吸收。若大豆发酵过程中部分水解大豆皂苷糖链,可降低溶血作用,大豆异黄酮水解糖基变成苷元,其雌激素受体结合能力提高30倍。不仅消除了豆腥味,易被人体吸收,也提高了其生理活性[1-2]。本实验室鱼红闪[5]研究大酱发酵过程中大豆皂苷的变化和残留的皂苷,但目前还没有对生产出生理功能更强的大酱制品进行系统性研究。基于上述情况,本文主要考察了大酱发酵过程中大豆异黄酮和大豆皂苷的转化情况,以期在其发酵过程中生产出更多更有效的生理活性物质,为今后生产大豆发酵食品提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

豆粕,大石桥市环城油脂有限责任公司；大米、食盐,市售；大豆皂苷标准品,Wako Chemicals公司；大豆异黄酮标准品,大连绿峰天然生物制品有限公司；SPX-250型生化培养箱,上海跃进医疗器械厂；紫外分析仪HS-3001,上海光谱仪器有限公司；凝胶图像分析系统,美国UVP公司；薄层层析板Kiesel gel 60 F254,德国Merck公司；有机试剂,均为分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 菌体的培养

1.2.1.1 培养基

斜面培养基:V(麦芽汁)∶V(水)=1∶4,55 ℃糖化3～4 h,糖化后过滤,滤液煮沸,按2%的体积分数加入琼脂,继续加热,待完全溶化后,趁热分装,121 ℃灭菌20 min后,摆成斜面待用。

固体培养基:在250 mL三角瓶中加入20 g豆粕,去离子水10 mL,搅拌均匀放置2～3 h,121 ℃灭菌20 min,待用。

1.2.1.2 培养方法

斜面培养:将制成的斜面培养基,28 ℃培养箱中空培一夜,确保斜面无菌,接入Aspergillusoryzesp. 3042菌,28 ℃培养7 d。

固体培养:将Aspergillusoryzesp. 3042接种于已灭菌的固体培养基中,于28 ℃培养5 d。

1.2.2 大酱的制备

种曲:将100 g豆粕、50 mL水装入1 000 mL三角瓶中,搅拌均匀放置2～3 h,于121 ℃灭菌20 min,冷却后接入Aspergillusoryzesp. 3042菌,于28 ℃培养4 d,制成种曲,平行制备12份。

制曲:原料采用两种配比方案,一种是采用质量分数为50%种曲和50%蒸熟大米作为原料,另一种是采用质量分数为70%种曲和30%蒸熟大米作为原料。

大酱的发酵:取上述两种曲子各1 000 g,补加质量分数为50%的水和12%的食盐。混匀后装入小坛子中,用塑料封口,在30 ℃下进行30 d的发酵。

1.2.3 大豆异黄酮和大豆皂苷的提取[6]

上述两种大酱发酵过程中,每隔5 d取样一次,取发酵中大酱各2 g,加入8倍体积75%的乙醇常温浸提1 d,滤液浓缩蒸干溶于水,石油醚脱脂,乙酸乙酯萃取分层,上层为大豆异黄酮溶液,水饱和正丁醇萃取,正丁醇层为大豆皂苷溶液。

1.2.4 薄层层析法

微量点样器吸取标准品及提取出的大豆异黄酮溶液,点样于薄层层析板,然后置于盛有展开剂[V(乙酸乙酯)∶V(丁酮)∶V(甲醇)∶V(水)= 10∶7∶1∶1]的层析缸中展开,在紫外线254 nm下观测斑点,确定大豆异黄酮苷的转化情况[7]。

微量点样器吸取标准品及提取出的大豆皂苷溶液,点样于薄层层析板,然后置于盛有展开剂[V(氯仿)∶V(甲醇)∶V(水)=65∶35∶10]的层析缸中展开,经10%硫酸加热显色后,观测斑点的变化情况,确定大豆皂苷的转化情况。

1.2.5 BandScan软件分析法

利用BandScan软件分析大豆异黄酮苷和大豆皂苷的转化率。

1.2.6 大酱发酵过程中的感官指标

上述两种大酱发酵过程中,每隔5 d进行一次感官评定,评定指标包括色泽、气味和口味,并进行比较。

1.2.7 大酱成品成分分析

大酱发酵30 d后,对其水分、食盐、氨基态氮、酸度以及还原糖和总糖的含量进行分析。

1.2.7.1 水 分

水分用直接干燥法进行测定[8]。

1.2.7.2 食 盐

取10 g大酱,加入150 mL蒸馏水,混匀后煮沸2 h,冷却,定容至250 mL。取2 mL定容液,以硝酸银滴定法进行了氯化钠含量的测定[8]。

1.2.7.3 氨基酸态氮

采用中国黄豆酱标准(ZBX66019—87)的规定进行了测定。取10 g大酱,加入150 mL蒸馏水,混匀后煮沸2 h,冷却,定容至250 mL。取20 mL定容液,以甲醛滴定法进行了氨基态氮的测定[8]。

1.2.7.4 酸 度

取10 g大酱,用0.05 mol/L NaOH溶液进行滴定。以滴定至pH 8.2时消耗0.05 mol/L NaOH溶液的毫升数来计算总酸含量[8]。

1.2.7.5 还原糖及总糖

利用3,5-二硝基水杨酸法测定大酱中还原糖和总糖的含量。

2 结果与讨论

2.1 大酱发酵过程中大豆异黄酮的转化

以质量分数为30%蒸熟大米和70%豆粕以及50%蒸熟大米和50%豆粕作为原料,经Aspergillusoryzesp. 3042菌曲进行大酱发酵,其过程中5、10、15、30 d分别取样分析大豆异黄酮的转化,结果如图1所示。由图1可见,发酵过程中随着天数的增加大豆异黄酮苷逐渐转化为大豆异黄酮苷元。发酵5 d时,多数大豆苷转化为大豆素、染料木苷转化为染料木素；10 d时全部转化；10～30 d无明显变化,转化率约为90%。

底,大豆异黄酮标准品；3∶7,质量分数为30%的蒸熟大米和70%豆粕发酵；5∶5,质量分数为50%的蒸熟大米和50%豆粕发酵

2.2 大酱发酵过程中大豆皂苷的转化

大酱发酵过程中,5、10、15、30 d分别取样分析大豆皂苷的转化,如图2所示。

底,大豆皂苷标准品；3∶7,质量分数为30%的蒸熟大米和70%豆粕发酵；5∶5,质量分数为50%的蒸熟大米和50%豆粕发酵

由图2可见,大酱发酵过程中大豆皂苷的组分发生了明显的变化。发酵5 d时,5个大豆皂苷斑点消失,其糖基发生了改变,转化成相应的皂苷苷元；10～30 d的发酵过程中,大豆皂苷的组分没有明显变化,转化率约为50%。

2.3 大酱发酵过程中的感官指标

分别采用两种不同配比原料,在大酱发酵过程中每5 d进行色泽、气味、口味的感官评定,指标如表1所示。发酵过程中两种原料的感官基本相同,15～30 d为大酱风味形成期,30 d时第二种配比方案的大酱口味较第一种的甜。

表1 大酱感官指标

2.4 大酱成品成分分析

大酱发酵30 d后,对其水分、食盐、氨基态氮和酸度以及还原糖和总糖的含量进行测定,结果如表2所示。在两种大酱的发酵过程中,食盐和水分变化不明显,水分质量分数约是60%,食盐质量分数是8.0%～10.2%。酸度质量分数为0.14%～0.23%,氨基态氮在发酵30 d时质量分数达0.6%以上,符合国家标准,发酵30 d后制成大酱。从大酱成品成分的变化,可确定本实验的大酱发酵是正常的发酵。

表2 大酱成品成分分析

3 结 论

以质量分数为30%的蒸熟大米和70%豆粕以及50%蒸熟大米和50%豆粕作为原料,经Aspergillusoryzesp. 3042菌曲进行大酱发酵,分析发酵过程中的大豆异黄酮和大豆皂苷的转化情况。

大酱在发酵5 d时,多数大豆苷转化为大豆素、染料木苷转化为染料木素,10 d时全部转化,10～30 d无明显变化,转化率约为90%；发酵过程中大豆皂苷的组分也发生了明显变化,发酵5 d时,5个大豆皂苷斑点消失,其糖基发生了改变,转化成相应的皂苷苷元,10～30 d的发酵过程中,大豆皂苷的组分没有明显变化,转化率约为50%。

采用两种配比方案发酵的大酱在发酵30 d时,对其水分、食盐、氨基态氮和酸度以及还原糖和总糖的含量进行测定,结果符合国家标准,是正常发酵,都生产出了味鲜醇厚、咸淡适口、生理功能更高的大酱制品。

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[3] YOSHIKI Y, KINUMI M, KAHARA T, et al. Chemiluminescence of soybean saponins in the presence of active oxygen species[J]. Plant Science, 1996, 116(1):125-129.

[4] 吉城由美子,加原卓,大久保一良. 大豆配糖体成分の活性酸素消去能[J]. 大豆月報, 1996(8/9):20-29.

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[8] 胡振洲. 调味品及酱货腌制品质量检验[M]. 北京:中国计量出版社, 2006:109-121.