腐乳的营养价值及其生理活性
2016-10-12田盼盼单长海莫开菊
庄 洋,田盼盼,单长海,莫开菊*
(1.湖北民族学院生物科学与技术学院,湖北恩施445000;2.湖北民族学院科技学院,湖北恩施445000;3.恩施州质量监督检验所,湖北恩施445000)
腐乳的营养价值及其生理活性
庄 洋1,田盼盼2,单长海3,莫开菊1*
(1.湖北民族学院生物科学与技术学院,湖北恩施445000;2.湖北民族学院科技学院,湖北恩施445000;3.恩施州质量监督检验所,湖北恩施445000)
综述了腐乳的分类,发酵常用菌.归纳了各发酵方法所涉及到的发酵菌种以及对该发酵方法的优缺点进行了陈述,并对腐乳发酵过程中各种营养成分的变化进行了归纳总结,然后对其各营养因子的生理功能进行了介绍,同时还对腐乳发酵过程中可能产生的不良因子进行了概括并探讨了一些解决措施.最后对腐乳的研究进展做了追述.本文还对腐乳在我国的生产进行了总结,对腐乳今后的研究和发展方向进行了初步探讨,旨在对今后的腐乳生产及消费做出指导.
腐乳;分类;发酵;营养;功能;进展
腐乳的制作原料为豆腐,与豆豉、酱油、豆酱并称为我国四大传统发酵豆制品,其种类因地域而异,风味独特而多样,备受消费者喜爱,在国外享有中国奶酪(Chinese cheese)的美称[1].腐乳,又称霉豆腐、豆腐乳、南乳,最早出现在我国前汉时期,后传至日本、韩国、越南、菲律宾、印度尼西亚、泰国[2]等东南亚国家.
豆制品营养丰富,不含胆固醇,是优质蛋白质的理想来源.腐乳不仅具有豆制品的优点,而且由于微生物的作用,分解了部分大分子物质,产生了各种氨基酸和多肽等,有利于人体的消化吸收,同时还产生特殊的鲜香味,促进人体食欲.近年来的研究进一步发现,发酵豆制品具有许多独特的生理调节功能,如抗氧化抗衰老、降血压、防癌防突变等.因此本文综述腐乳的研究进展,展示学术界的研究成果,为我国优秀传统食品的现代化研究做出探讨.
1 腐乳分类
腐乳按其色泽风味通常可分为白腐乳、红腐乳、青腐乳三大类.白腐乳又称白方,在腐乳腌制过程的后期,不添加任何着色剂,汤料以黄酒、酒酿、白酒、食用酒精、香料为主制而成的腐乳.其代表为桂林腐乳.桂林腐乳有悠久的历史,远在宋代就颇负盛名,是"桂林三宝"之一,质地细滑松软,腐乳块小,表面橙黄透明,味道鲜美奇香,既可即食,又可作为烹饪佐料.1937年5月,在上海举行的全国手工艺产品展览会上,桂林腐乳因其形、色、香、味超群出众而受到特别推崇,蜚声海外,受到港澳、东南亚及日本人的欢迎.
红腐乳又称红方,在腐乳腌制过程的后期,汤料配以优质白酒和红曲浸润数月后酿制而成,是最为传统的一种腐乳.红腐乳的表面呈自然红色,切面微黄,口感醇厚,具有独特的风味,除了佐餐外还常用于烹饪调味.制造红腐乳的原料除了黄豆外还可用芋类.
青腐乳又称青方,在腐乳腌制过程的后期,常以低度盐水为汤料,酿制而成的腐乳具有表面呈青色,具有特有的气味等特点.
另外由于我国地域的差异,在南方为了确保保鲜效果和产品色泽,也有一种红油腐乳,其汤料用辣椒油替代,口味以辣为主.
2 腐乳的生产及菌种
我国腐乳生产的类型可根据发酵腐乳还是否有微生物的参与而分为发酵型和腌制型两大类,发酵型是先经过发酵阶段后再腌制,发酵型腐乳又可分为纯种接种型和天然接种型两种,前者通常为现代化加工模式,后者属于作坊或者家庭自制产品.腌制型主要是豆腐不经过发酵阶段而直接进入腌制.
用于腐乳发酵的菌种有很多,如日本、台湾等地选用米曲霉(Aspergillus oryzae)、紫红曲霉(Monascus purpureus)、红曲霉(Monascus anka)[3]等.韩国有林生毛霉(Mucor silvaticus)、华根霉(Rhizopus chinenisis)、普雷恩毛霉(Mucor praimi)[4]等.发酵的细菌有枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)、短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)[5]等.而我国大陆一般使用五通桥毛霉(Mucor wutumgkiao)、总状毛霉(Mucor racemosus)、腐乳毛霉(Mucor sufu)、雅致放射毛霉(Actinomucor elegans)、黄色毛霉(Mucor flavus)[6]等霉菌进行发酵.在台湾、日本、韩国还流行着酶法发酵,这种方法是将糖浆与霉菌混合制成蛋白酶制剂喷撒在豆腐上而不是直接接种霉菌[7].
依据腐乳发酵菌的菌种不同,还可分为毛霉型、根霉型和细菌型[8].毛霉型腐乳是我国最主要的腐乳品种之一;根霉型是利用根霉菌来生产腐乳,由于根霉具有耐高温的特点,是我国夏季生产腐乳的主要微生物;细菌型则将纯种细菌接种到豆腐上让其生长繁殖,从而产生大量的酶将其分解发酵而成腐乳,其产品主要有浏阳霉豆腐和黑龙江克东腐乳等少数几家.
不同菌种发酵的腐乳具有不同的特点,毛霉型腐乳主要使用毛霉发酵,毛霉能产生较丰富的蛋白酶,能够充分的分解蛋白质从而具有较好的品质,根霉型腐乳总的来说和毛霉差不多,但蛋白酶源没有毛霉菌丰富,对蛋白质的分解不如毛霉菌,而根霉菌也有自己的优势,根霉耐高温,能适宜夏季腐乳的生产,且脂肪酶和糖苷酶产量比毛霉高,能更好的分解脂肪和糖苷.细菌型腐乳在发酵过程中能产生大量的谷氨酸和赖氨酸,故口味鲜美,但成型差[9].
酶促腐乳是由于现代新兴技术的应用而产生,采用的是直接向豆腐中添加酶制剂以达到发酵腐乳的目的.曹端博[10]通过单因素和响应面分析对酶促腐乳水解过程中的影响因素进行的考察.确定了酶发酵腐乳的最佳条件.酶发酵完成后,只需在75℃灭酶20min即可进入后期腌制阶段.
3 腐乳的营养价值
3.1 腐乳的氨基酸及多肽营养
腐乳源于豆腐发酵而成,因此含有丰富的蛋白质,并且,腐乳中的蛋白营养与豆腐相比更加丰富.腐乳中的霉菌能产生肽酶或蛋白酶,能有效的将豆腐中的蛋白质分解成游离氨基酸或短肽,其中有一种很重要的复合多肽-大豆蛋白肽,具有多种生理功能:促进脂肪代谢和抗肥胖作用;降血压作用;降血脂和胆固醇作用;低过敏性;易消化吸收性;促进矿物质吸收的作用;增强运动员肌肉和消除疲劳作用[11].早在1979年陈琼华[12]就做了关于腐乳的生理实验,使用毛霉菌发酵后未加腌制者和同批豆腐分别喂食小鼠,一段时间后反过来喂食,最后结果表明,小鼠喂食腐乳者食量超过喂食豆腐者,而体重的变化更为明显,生长实验证明豆腐经发酵后其蛋白质有效率提高60%.尤其在氮平衡实验中,腐乳中蛋白质的利用率更是豆腐的4倍.而在随后的何冰芳等[13]人的研究中,指出豆腐蛋白质中苯丙氨酸和酪氨酸含量分别为0.44g/100g和0.00g/100g,而经霉菌发酵后,其含量分别为2.13g/100g和1.5g/100g,苯丙氨酸为人体的必需氨基酸,而酪氨酸仅能由苯丙氨酸合成,也可视为必需氨基酸.苯丙氨酸+酪氨酸是豆腐蛋白质中限制性氨基酸,它是决定豆腐蛋白质利用率的主要因素.当豆腐发酵成为腐乳时,其蛋白质中苯丙氨酸+酪氨酸由0.449g/100 g增高至3.639 g/ 100g、增加了7.25倍.从而使腐乳中蛋白质的利用率(也即营养价值)提高了许多倍.同时,还有一些其它必需氨基酸含量的上升.总的来说,腐乳中蛋白质含量高达12%~22%,18种氨基酸齐全.100g腐乳中必需氨基酸含量可供成人一日之需.
曹蕾蕾[14]用少孢根霉发酵腐乳的研究中,将豆腐霉后腌制50天成熟.水溶性蛋白质、氨基酸态氮及总酸各含量分别由1.71g/100g、0.03g/100g和0.11g/100g增至43.17g/100g、1.54g/100g和1.42g/100g.
在我国,以细菌发酵型的腐乳主要为黑龙江的藤黄微球菌发酵的腐乳.在陈曦[15]的研究中,藤黄微球菌制备腐乳发酵90d成熟.水分含量、酸度和氨基态氮分别为59.3%(≤72.00%)、0.6512g/100g腐乳(≤1.2 g/ 100g腐乳)和0.5023g/100g腐乳(≥0.45g/100g腐乳),游离氨基酸含量为578.3 mg/100 g腐乳,必需氨基酸含量为249.8mg/100g腐乳,其中呈鲜味的谷氨酸含量最多,其次为呈甜味的赖氨酸.相较于霉菌发酵所得量有明显差异.在刘韫贤等[16]人以枯草芽孢杆菌为发酵菌发酵腐乳的研究中,优化了其发酵工艺,同时探讨了质构与品质间的关系.综合比较得细菌型腐乳含大量呈鲜味的谷氨酸和呈甜味的赖氨酸,故味道鲜美,但成型差.而李娟娟[17]在前人的研究基础上,改用玫瑰考克氏菌(Kocuria rosea)进行腐乳发酵,取得了不错的进展,在腐乳成熟后,游离氨基酸总量为2070mg/100g腐乳,必需氨基酸总量988.7 mg/100 g腐乳,同样,其中谷氨酸和赖氨酸含量最丰富.
比较得毛霉对豆腐中蛋白质的分解效果优于根霉和细菌,综合品质较好,而细菌发酵的腐乳含大量谷氨酸和赖氨酸,味道更鲜美.
3.2 腐乳的维生素营养
何冰芳[13]等在研究腐乳发酵过程中发现,豆腐经发酵后,维生素B2含量增加4~6倍,维生素B2不仅可以增进食欲,而且还可以促进蛋白质的利用.维生素B12也增加了许多倍.维生素B12与蛋白质生物合成有密切关系.同时,李幼筠[18]也指出腐乳中VB2含量为130 μg/100 g~360 μg/100 g,是豆腐的3~7倍,青腐乳中VB12的含量为9.8mg/100g~18.8mg/100g,而红腐乳中VB12含量为0.42mg/100g~0.78mg/100g.且腐乳中还含有锌6~8mg/100g,铁13mg/100g~16mg/100 g,钙108 mg/100 g~134 mg/100 g,硫胺素10.04 mg/100 g~0.09mg/100g,烟酸0.5mg/100g~1.1mg/100g等,其含量都高于一般食品.
曹蕾蕾[14]研究的根霉发酵腐乳中维生素B1、B2及B12分别由发酵前0.29mg/100g、0.04mg/100g及0.23 μg/100g,增加至0.35mg/100g、0.28mg/100g及0.38μg/100g;pH由4.2升高至5.71.这与毛霉菌发酵类似.
在一般的植物性食品中都缺少维生素B2,而植物性食品腐乳中维生素B2含量丰富,因此建议素食人群可以多吃腐乳以补充维生素B2.
3.3 腐乳发酵前后主要营养成分的变化
由于微生物的发酵作用,将豆腐中大量不易被人体吸收的大分子物质分解为小分子营养素,有利于人体的消化吸收,同时由于有益微生物的生命活动也为腐乳中增添了许多豆腐中本身不含有或者含有量较少的营养物质.
表1 腐乳发酵前后的营养成分变化Tab.1 Nutrition changes after fermentation of pick1ed sufu
4 腐乳的生理功能
4.1 降血压
近年来,腐乳的菌种筛选和功能因子的探究已是热门话题,在李幼筠[18]的研究中,豆腐中的大豆多肽经发酵后主要转化为3~6个氨基酸组成的小肽,主要出峰位置的相对分子质量在300~700 Da之间,相对分子质量主要以1000Da为主.因此更容易被人体消化吸收.而对其功能性的研究多集中于大豆多肽的降血压功能.大豆多肽因具有抑制血管紧张素转换酶(ACE酶)的活性而达到降血压的功能.ACE可以通过刺激肾上腺皮质,使其分泌醛固酮,从而引起血压升高.在Kuba等[20]的研究中,先用蒸馏水提取出腐乳中具有抵制ACE活性的粗酶样,然后使用反向高效液相色谱(RP-HPLC)以及凝胶色谱(GPC)进行分离,确定了I1e-Phe-Leu以及Trp-Leu这2种多肽为ADC抑制活性肽.同时确定了其来源,分别为β-伴大豆球蛋白的α以及β亚基来源的I1e-Phe-Leu和大豆球蛋白的B-、B1A-、BX-亚基来源的Trp-Leu.Juan等[21]发现ACE的抑制活性高低与发酵选用的发酵时间、提取溶剂、微生物有关.而在马艳丽[22]的研究中还证实ACE的抑制活性与乙醇、红曲、面曲等后酵辅料也有关系.
4.2 降低胆固醇
脂肪能够被脂肪酶水解生成脂肪酸和甘油,腐乳中含有油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸,但不含胆固,且具有清除过多胆固醇的功效.大豆低聚糖具有改善人的消化系统功.不饱和脂肪酸和大豆低聚糖都能降低血清胆固醇,能够在一定程度上防止血管硬化,高血压和冠心病[2].
4.3 抗氧化及防治与雌激素水平下降有关的疾病
大豆异黄酮是大豆生长过程中形成的次生代谢产物,属于多酚类化合物,未发酵大豆制品中的异黄酮主要以糖苷的形式存在,在人体的消化吸收率较低,发酵时在真菌产生的β-葡萄糖苷水解酶的作用下,异黄酮葡萄糖苷被大量水解生成游离型异的黄酮苷原,黄酮苷原能直接被人体消化吸收.因此,发酵后的腐乳能够为人体提供更多的游离型异黄酮苷原以实现其生理活性.
在Huang[23]等人的研究中,腐乳在后熟温度为45℃时,异黄酮葡萄糖苷从白坯中占总异黄酮含量的40.32g/100g下降至9.78g/100g,而游离型异黄酮苷原则从3.17g/100g上升至39.88 g/100 g.同时,腐乳经发酵后,大豆皂苷、蛋白黑素等活性物质的含量都有明显改善[24].
曹蕾蕾[14]用少孢根霉发酵腐乳的研究中,腐乳在达到成熟标准后.此时的还原糖含量及大豆异黄酮总含量分别由2.05g/100g、724.44μg/g降至0.42g/100g和345.05μg/g.
在全明海等[25]以雅致放射毛霉和少根根霉对自由基清除能力的比较研究中表明,雅致放射毛霉型腐乳要优于少根根霉型腐乳.而抗氧化作用是由于大豆异黄酮由糖甙向甙元转化以及蛋白水解产生的多肽而产生的[26].
在Kyoung[4]等人的研究中也表明,经细菌发酵后大豆异黄酮含量有明显改善.且经发酵后的腐乳的抗氧化活性和清除自由基的能力有所提升.
4.4 防癌抗突变
近年来,腐乳的抗癌抗突变和对动物免疫系统的调节功能也得到报道.Moy等[27]使用甲醇对腐乳有效成分进行提取,作用于直接突变剂4-硝基喹啉N-氧化物(4-NQO)以及间接突变剂二甲基氨基苯甲醛(DMAB),使用的突变验证细胞为鼠伤寒沙门氏菌TA100(Salmonella typhimurium TA 100),结果表明甲醇提取物能抑制两种诱变剂对菌体细胞产生的毒性以及致突性,且甲醇提取物本身没有毒性和致突性.Sakudo等[28]人对患病毒性流感小鼠生存率影响的研究表明,腐乳水溶性提取物能够提高感染病毒小鼠的生存率,缓解病毒流感症状同时减缓其体重衰减的速率,但其本身不能破坏病毒结构.因此推测为腐乳中具有某种能够提高机体免疫力的功能的因子,这种功能因子能够让动物体的自身免疫系统免疫流感病毒,推测该因子可能是一种功能性的小分子肽.腐乳中抗癌抗突变和对动物免疫系统的调节功能因子的具体成分还不清楚,值得做进一步的探讨.
5 腐乳的其它相关研究
在毛霉菌的发酵中,存在的主要问题是毛霉生长温度为15~25℃,使其不能在炎热季节用于腐乳生产[29].结果导致了许多工厂夏季停产,造成管理不善和经济损失.而根霉可以用于夏季高温时腐乳的生产[30],在30~40℃时均能很好地生长.滕钰等[31]试图通过毛霉和根霉的共同发酵来解决这一问题,最终测得到雅致放射毛霉与米根霉1∶1混合,孢子浓度1.5×107个/mL时,得到的菌系能耐高温,蛋白酶活力与其相差不大,其他酶系活力略高.
周鸿翔[32]对酶促膏状腐乳中相关酶的作用做了研究,研究表明在脂肪酶0.11%,α-淀粉酶为0.24%,蛋白酶为0.6%时制作的膏状腐乳品质最好且达到行业标准.而鲁绯[33]对雅致放射毛霉的胞外蛋白酶进行了特性研究,表明传统发酵中的发酵条件并没有达到雅致放射毛霉的胞外蛋白酶的最适条件,因此可以想像,在使用酶发酵时可以调节发酵条件以达到酶发酵的最适条件,最大限度的利用酶活,达到缩短生产周期的目的.
腐乳存在如此多优点的同时,也存在着一定的安全隐患.生物胺具有重要的生理活性和毒理效应,在低剂量时是人体不可缺少的生理活性物质,然而如果高剂量摄入的话就会引起肠胃不适、血压变化、头疼、过敏等不良症状,甚至危及生命.刘振峰[34]在研究中建立了腐乳和臭干中10种生物胺(尸胺、腐胺、组胺、亚精胺、色胺、精胺、酪胺、2-苯乙胺、5-羟基色胺和胍基丁胺)的高效液相色谱法,并对市场上28种样品做了检测.其指出不同样品中生物胺含量各异,而白方引起组胺中毒的风险最高.同时还指出,生物胺含量与发酵菌种、发酵时间、发酵温度、盐含量、储存时间等都有关系,然而腐乳理化指标与生物胺含量无直接关系.因此,腐乳宜吃但不宜多吃,在生产的时候也应该采取合理的措施(如采用纯种发酵或酶等)以降低生物胺的含量.
6 总结与展望
经毛霉菌、根霉菌或细菌发酵后的腐乳的品质与发酵前都有明显的改变,且不同的发酵方式产生的效果不同,各有优缺点.总的来说,毛霉菌发酵对腐乳品质的改变最大,这也是目前腐乳发酵的主流方式.
腐乳具有很高的营养价值和生理活性因子,如18种氨基酸和多种维生素能补充人体日常所需,大豆异黄酮、低聚糖、短肽等具有自由基清除、降血糖、降血压、抗癌等功能.但是目前对腐乳功能性的研究大多数都只停留在粗提混合物上的研究,鲜有研究报道具体是腐乳中的哪些成分产生及如何行使这些生理功能活性的,因此对于产生这些功能因子的分子作用机理并不是十分清楚.所以,在将来的研究中,对于活体中各功能因子的吸收率,以及在活体内各种功能因子的实际作用效果的研究将十分有必要.
在工业生产中,由于不同菌种的发酵的优缺点各不相同,所以自然发酵能在平衡优缺点时取得较好的发酵效果,然而,在使用自然发酵时,腐乳容易受杂菌污染,发酵后腐乳的品质不一,都会限制自然发酵在工业生产中的应用.同时,自然发酵也会污染到一些致病微生物或产生生物胺等一些有害物质,而使用纯种发酵或酶发酵时就不会存在此类问题.因此,腐乳发酵工业的必然趋势将会是纯种发酵或酶发酵.在今后的腐乳发酵中,除了筛选优质菌种外,还可以开发多菌种联合发酵,以达到最好的发酵效果,以产生最佳的经济效益.同时,要规范行业检测标准,优化包装,在包装上标出最佳食用量等有用信息.找准传统食品与现代工业的结合点,创出有档次、有特色的产品,在激烈的市场竞争中求得生存和发展.
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责任编辑:高 山
Nutritional Value and PhYsiological ActivitY of Sufu
ZHUANG Yang1,TIAN Panpan2,SHAN Changhai3,MO Kaiju1*
(1.Schoo1 of Bio1ogica1 Science and Techno1ogy,Hubei University for Nationa1ities,Enshi 445000,China;2.Science and Techno1ogy Co11ege of Hubei University for Nationa1ities,Enshi 445000,China;3.Enshi State Qua1ity Supervision and Inspection Institute of Hubei Province,Enshi 445000,China)
This paper summarizes the c1assification of common bacteria fermented pick1ed sufu and the fermentation methods re1ated to fermentation,the advantages and disadvantages of the methods and the fermentation process in a variety of nutrients changes and then introduces its physio1ogica1 function of its nutrition factor.At the same time,it a1so summarizes the possib1e adverse factors during the fermentation of sufu and discusses some measures to so1ve.Then the research progress of pick1ed sufu is discussed.And the pick1ed sufu production in China is summarized to provide guidance for the production and consumption of pick1ed sufu.
sufu;c1assification;fermentation;nutrition;function;progress
TS214.2
A
1008-8423(2016)02-0179-05
10.13501/j.cnki.42-1569/n.2016.06.017
2016-05-03.
恩施州科学技术局项目(恩州科业[2014]18号).
庄洋(1990-),男,硕士生,主要从事林特食品加工的研究;*
莫开菊(1965-),博士,教授,主要从事于食品加工及资源开发的研究.