艾叶发酵麦酱的现代工艺及抗氧化活性

许丹妮，廖承谱，苏秀芳，梁云贞

（1.广西民族师范学院化学与化工学院，广西崇左532200；2.广西高校桂西南特色植物资源化学重点实验室培育基地，广西崇左532200；3.崇左市食品药品检验所，广西崇左532200）

调味料酱在中国有着悠久的使用历史，在现代，依然是人们日常餐桌中极为重要的调味品。传统医学认为，发酵的酱，味咸、性寒，能解药物及蛇、虫、蜂毒等，有除热解毒之功效，内服可以解暑热、内脏郁热及各种药毒、食毒等[1]。传统的酱类产品是以粮食或油料作物为原料，经微生物发酵而制成的一种半固体或半流动状态的黏稠状的，具有特殊色、香、味的调味品。当前市场上销售的传统酱产品主要有甜面酱[2]、黄豆酱[3]、蚕豆酱[4]、辣椒酱[5]、花生酱[6]、芝麻酱[7]等。随着民众健康意识的提高，人们的饮食更注重的是绿色、健康、保健功能。结合酱在人们日常生活中的地位与人们饮食的改变，功能性的调味酱发展呈现上升的趋势，热度不减，如张守文等[8]开发五谷杂粮健康调味酱。蒲丽丽等[9]将银杏加入到面粉中一同发酵制得银杏甜面酱，以及扇贝面酱[10]、双孢蘑菇面酱[11]、薏米保健面酱[12]、蛹虫草面酱[13]等，品种日益丰富。

用艾叶发酵麦酱，查阅国内外文献鲜有发现相关制作的研究报道。艾草（Artemisia argyi），又名艾蒿，为菊科的多年生草本植物，在我国有着悠久的食用历史，早在《食疗本草》、《本草图经》中就有记载。艾叶又是常用中药之一，历版中国药典均有收载[14]，载其味苦、辛，性温，具有散寒止痛，温经止血之功效[15]，现代对艾叶的食品开发如姚金侠[16]将艾叶作为原料添加到面包中制成艾叶面包，制品既有面包的香甜又有艾叶的独特清香味。邓志勇等[17]将艾草和南瓜添加到蛋糕中，制成特色风味的营养保健蛋糕。孟俊祥等[18]使用艾叶粉和马铃薯淀粉制作出艾草粉丝。这些创新符合人们饮食消费观念的改变，也满足人们对口感和增加营养和保健功能等方面的需求，使得对艾草深加工产业的发展开辟出了新的途径。

艾叶发酵麦酱于20世纪60年代～70年代曾在广西与越南边境的崇左天等一带盛行，由于工序复杂，耗时长，现代少有人做，手艺面临失传，其中一位德高望重的创始人今年99岁高龄，曾经制作的艾叶麦酱色、香、味独特，在当地有很好的口碑，其食与药的融合，正是迎合绿色健康食品发展，符合现在提倡的饮食健康保健理念。本文在传承传统制作工艺的基础上，创新研究其现代工艺，并进行理化检测与抗氧化活性的检测，为今后开发艾叶麦酱现代化生产提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料

艾叶：崇左市天等县城丽川独秀峰山脚；小麦：河南商丘；食盐：市售。

1.2 主要试剂

酒石酸钾钠、亚铁氰化钾、无水葡萄糖（分析纯）：天津市政远化学试剂有限公司；牛血清白蛋白标准品、考马斯亮蓝（分析纯）：上海金穗生物科技有限公司；1，1-二苯基-2-苦苯肼自由基（DPPH）、亚硝酸钠、氢氧化钠、邻苯三酚、七水合硫酸亚铁、盐酸（分析纯）：成都市科龙化工试剂厂。

1.3 主要仪器

FWW177粉碎机：宁波新芝生物科技股份有限公司；YP20002电子天平：上海光正医疗仪器有限公司；WGL-230B电热鼓风干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司；ZDY-502水分滴定仪：梅特勒－托力多仪器上海股份有限公司；HH-S4型数显恒温水浴锅、80-2离心沉淀器：金坛市医疗仪器厂；SX-G03163马弗炉：上海圣科仪器设备有限公司；UV-6100S紫外可见分光光度计：上海元析仪器有限公司。

1.4 试验方法

1.4.1 艾叶发酵麦酱制作工艺流程

艾叶发酵麦酱制作工艺流程中，原辅料的前处理、蒸料，艾叶发酵麦酱传承传统工艺自然发酵5 d～7 d，出现白色菌丝，麦饼变软，初具淡淡酱香味即发酵成功，白色菌丝如图1所示。后续工艺为了更科学的掌握加盐量、加水量，以及改变传统工艺依赖阳光晒酱的不便，考察在不改变传统风味的前提下，研究加盐量、加水量、水浴发酵替代晒酱的最佳工艺。

1.4.2 艾叶发酵麦酱单因素试验

1.4.2.1 食盐添加量

图1 白色菌丝Fig.1 White hyphae

称取5 g发酵麦饼于烧杯中，共5组，设计食盐添加量为6%、8%、10%、12%、14%，分别溶于 10倍量的冷开水，加入发酵麦饼中，于35℃的水浴中发酵7 d。

1.4.2.2 水浴发酵温度

根据传统麦酱日晒温度规律，于5组5 g发酵麦饼中，分别加入发酵麦饼10倍的水以及10%食盐量，将其分别置于 27、32、37、42、47 ℃的水浴中发酵 7 d。

1.4.2.3 加水量

于5组5 g发酵麦饼中，分别加入10%的食盐量，设计加水量为2、4、6、8、10倍，于 35℃的水浴中发酵7 d。

1.4.2.4 感官评定方法

以本校食品与生物工程学院10名具备专业素质的师生组成感官评定小组对成品进行评分，评分指标为10分制，评定样品以代号表示，评定小组对样品进行3次评分，结果取平均值。评分标准见表1。

表1 艾叶发酵麦酱感官评分标准Table 1 Sense estimate standard of Artemisia argyi fermented wheat sauce

1.4.3 艾叶发酵麦酱现代工艺优化

以感官评定小组对成品进行评分（10分制）为指标，以加盐量、水浴发酵温度、加水量进行三因素三水平的正交试验，优化艾叶发酵麦酱现代工艺。艾叶发酵麦酱L9（33）试验因素水平见表2。

1.4.4 艾叶麦酱理化指标检测

以艾叶发酵麦酱的最佳工艺制作所得产品进行理化指标检测：水分、还原糖参照国标SB/T 10308-1999《甜面酱检测方法》，食盐、灰分、氨基酸、脂肪测定参照国标GB/T 12456-2008《食品安全国家标准食品中总酸的测定》；总酸采用滴定法测定，蛋白质采用考马斯亮蓝法测定[19]。

表2 艾叶发酵麦酱L9（33）试验因素水平表Table 2Level table of experimental factors in L9（33）of Artemisia argyi fermented wheat sauce

1.4.5 抗氧化活性

对艾叶发酵麦酱成品进行抗氧化活性研究，其中DPPH自由基清除率参照J.M.Broncano，J.Otte等[20]的方法；羟基自由基（·OH）清除率参照王继宏等[21]的方法；超氧阴离子（O2-）自由基清除率参照许申鸿等[22]的方法；还原能力参照张瑞娟[23]和Yen G C等[24]的方法稍作改进；亚硝基（NO2-）清除率参照梁少茹[25]的方法。

1.4.6 数据分析

试验数据均为3个平行样的均值，采用Excel 2010处理数据、绘图并进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 艾叶发酵麦酱单因素试验

2.1.1 加盐量对艾叶发酵麦酱感官品质的影响

在添加10倍量的冷开水，于35℃的水浴发酵7 d，研究艾叶发酵麦酱添加不同食盐量产品的感官评价与评分结果见表3。

由表3中可看出，食盐与发酵麦饼的比例在8%～12%时，其色泽、滋味、香味以及体态方面的品质评分较高，在12%～14%，添加食盐增大，麦酱口感偏咸，故评分稍低。适量的添加食盐可以有效的抑制霉菌的生长，过量添加食盐会影响口感，也不符合低盐饮食的健康方式，综合考虑选择食盐与发酵麦饼的比例8%～12%为考察范围。

表3 加盐量对艾叶发酵麦酱感官品质的影响Table 3 Effect of salt content on sensory quality of Artemisia argyi fermented wheat sauce

2.1.2 水浴发酵温度对艾叶发酵麦酱感官品质的影响

以发酵麦饼10倍的水以及10%食盐量，研究不同水浴温度发酵7 d的产品感官评价与评分结果见表4。

表4 发酵温度对艾叶麦酱感官品质的影响Table 4 Effect of fermentation temperature on sensory quality of Artemisia argyi fermented wheat sauce

由表4可知，水浴发酵的温度控制在32℃～42℃时，麦酱的感官品质较好。在27℃时，温度较低可能持续发酵较差，体态偏稀，在47℃时，温度高水分散失快，味咸，体态偏稠，故选择水浴发酵温度32℃～42℃为考察范围。

2.1.3 加水量对艾叶发酵麦酱感官品质的影响

以10%发酵麦饼的食盐量，于35℃的水浴中发酵7 d，研究不同添加水量的产品感官评价与评分结果见表5。

由表5可以看出，2倍～4倍的水添加量，麦酱感官品质评分较低，可能是加水量少导致盐浓度较高味偏咸，持续发酵不充分，光泽度低，体态偏稠，在6倍～10倍时，麦酱感官品质评分较高，故选择水的添加量为发酵麦饼质量的6、8、10倍为考察范围。

表5 水添加量对艾叶麦酱感官品质的影响Table 5 Effect of water addition on sensory quality of Artemisia argyi fermented wheat sauce

2.2 艾叶发酵麦酱的正交试验

正交试验结果与分析见表6。正交试验方差分析见表7。

表6 正交试验结果与分析Table 6 The orthogonal experimental result and analysis

续表6 正交试验结果与分析Continue table 6 The orthogonal experimental result and analysis

表7 正交试验方差分析Table 7 Variance analysis of the orthogonal experiment

由表6和表7分析可知，影响艾叶发酵麦酱感官品质的因素大小依次为B＞A＞C，3个因素影响显著（P＜0.05）。由K值分析得出最佳工艺组合为A2B3C1，以A2B3C1组合进行了重复性验证试验，试验结果的感官评价为9.5分，由此确定艾叶发酵麦酱的最佳工艺为加盐量为10%、水浴发酵温度为42℃，水添加量为艾叶发酵麦饼的6倍，发酵7 d。

2.3 艾叶麦酱理化性质检测

艾叶麦酱理化指标检测结果见表8。

表8 艾叶麦酱理化指标检测结果Table 8 Results of physical and chemical indexes of Artemisia argyi fermented wheat sauce

由表8可知，艾叶麦酱的水分值为41.02%；食盐为10.66%；酸度为3.46%；参考SB/T 10296-2009《甜面酱检测标准》水分≤55%，食盐≥7.0%，酸度≥0.3%。还原糖为2.59%。灰分为1.78%，参考《食品检验—粮油及其制品酒类调味品酱货腌制品》，灰分质量分数一般在1.5%～3.0%。氨基酸态氮为2.43%，参考GB218-2014《食品安全国家标准 酿造酱》，氨基酸态氮≥0.3%；蛋白质为18.53 μg/g；粗脂肪为4.70%；各项指标均符合标准要求。

2.4 艾叶麦酱抗氧化活性研究

2.4.1 艾叶麦酱对DPPH自由基的清除能力

艾叶麦酱对DPPH自由基的清除能力见图2。

图2 艾叶麦酱对DPPH自由基的清除能力Fig.2 DPPH radical-scavenging activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

评价天然抗氧化剂的抗氧化活性，在国内外应用较多的是DPPH法，DPPH法是一种快速、简便、灵敏、可行的方法[26]。DPPH清除自由基的机理是在加氢抗氧剂存在下，DPPH还原为DPPH-H，导致紫色褪色，从而抑制氧化反应的传播[27]。结果由图2可知，在所选浓度范围内，艾叶麦酱对DPPH自由基的清除能力呈现一定量效关系，随着浓度的增大清除能力增强，与VC清除率相比较小，VC在 10 μg/mL～60 μg/mL 的浓度范围对DPPH自由基的清除率增长趋势较快，在60 μg/mL后，清除率缓慢增长趋于稳定，而艾叶麦酱对DPPH自由基清除率在100 μg/mL达最大值（75.88±0.026）%；说明艾叶麦酱对DPPH自由基的清除率弱于VC但有一定的抗氧化能力。

2.4.2 艾叶麦酱对羟基自由基（·OH）的清除能力

艾叶麦酱清除羟基自由基（·OH）的能力见图3。

图3 艾叶麦酱清除羟基自由基（·OH）的能力Fig.3 Hydroxy radical-scavenging activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

羟自由基是一种氧化活性很强的氧化剂，可通过细胞膜与脂质、DNA以及蛋白质等生物大分子对组织造成损伤，或引起氧化损伤[28]，导致多种疾病的发生，检测某一化合物或提取物清除·OH的能力是检验其抗氧化活性的重要指标之一。结果由图3可知，艾叶麦酱的羟自由基清除率低于VC，VC在80 μg/mL～100 μg/mL浓度范围羟自由基清除率变化缓慢，在100 μg/mL 最大值为（87.73±0.994）%，而艾叶麦酱在10 μg/mL～60 μg/mL浓度范围羟自由基清除率呈浓度正相关性，在 80 μg/mL～100 μg/mL 浓度范围羟自由基清除率增长缓慢，在100 μg/mL最大值为（71.09±0.998）%，说明艾叶麦酱具有清除羟基自由基（·OH）的能力但弱于VC的清除能力。

2.4.3 艾叶麦酱对超氧阴离子自由基（·O2-）的清除能力

艾叶麦酱清除超氧阴离子自由基（·O2-）的能力见图4。

图4 艾叶麦酱清除超氧阴离子自由基（·O2-）的能力Fig.4 Superoxide anion radical-scavenging（·O2-）activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

超氧阴离子在人体内有一定数量的存在，不发生化学变化对人体无害，但能通过歧化作用和其他类型的反应产生过氧化氢和羟自由基，是体内形成自由基的来源，且·O2-可通过破坏DNA和细胞膜导致机体严重损害[29]。结果由图4可知，VC对超氧阴离子自由基（·O2-） 的清除率从 10 μg/mL～60 μg/mL 时增加趋势较快，60 μg/mL后变化趋势平缓，在 100 μg/mL时清除率达最大值为（86.64±0.996）%，而艾叶麦酱清除率在20 μg/mL～100 μg/mL 呈浓度相关性，在100 μg/mL，清除率达最大值为（80.08±0.988）%，相比VC较弱，但也说明艾叶麦酱具有清除超氧阴离子自由基（·O2-）的能力。

2.4.4 艾叶麦酱对Fe3+的还原能力

艾叶发酵麦酱还原能力见图5。

图5 艾叶发酵麦酱还原能力Fig.5 Fe3+reducing capacity activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

某一化合物或提取物的还原能力可能是其抗氧化活性的一个重要指标，ZHANG Z F等[30]认为还原性能通常与还原剂的存在有关，还原剂可以通过破坏自由基链来给出氢原子并发挥抗氧化作用。结果由图5可知，在所选浓度范围内，艾叶麦酱的还原能力弱于VC，VC还原能力在 20 μg/mL～100 μg/mL 之间变化趋势平缓，艾叶麦酱还原能力随着质量浓度的增大而增强，在 100 μg/mL 时，还原能力最强为（66.50±0.996）%，说明艾叶麦酱具有一定的还原能力发挥抗氧化作用。

2.4.5 艾叶麦酱对NO2-清除能力

艾叶麦酱清除NO2-的能力见图6。

亚硝酸盐在胃酸作用下与蛋白质分解产物二级胺反应生成亚硝胺，亚硝胺具有强烈的致癌作用[31]，因此研究对NO2－的清除作用具有重要意义。结果由图6可知，艾叶麦酱对亚硝基（NO2－）清除率弱于VC的清除率，VC的清除率随着浓度的增加变化缓和，在100 μg/mL清除率为（89.91±0.988）%，艾叶麦酱对亚硝基（NO2－）清除率在 10 μg/mL～40 μg/mL 浓度范围增强较快，在60 μg/mL～100 μg/mL 浓度范围清除能力增强趋势缓慢，在 100 μg/mL 时，清除率最高为（67.32±0.079）%，说明艾叶麦酱对亚硝基（NO2－）具有一定的清除能力但与VC相比相对较弱。

图6 艾叶麦酱清除NO2-的能力Fig.6 NO2-radical-scavenging activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

3 结论

本试验遵循艾叶发酵麦酱传统工艺基础上，采用单因素试验与正交试验优化了艾叶麦酱的后阶段发酵工艺，结果确定艾叶发酵麦酱的最佳工艺为加盐量10%、加水量为发酵麦饼质量的6倍、水浴发酵温度42℃，发酵7d，所得成品品质佳，感官评价好，与传统制作的风味相近。产品理化检测指标的结果为艾叶麦酱的水分含量41.02%、食盐10.66%、酸度3.46%、还原糖2.59%、灰分1.78%、氨基酸态氮2.43%、蛋白质18.53 μg/g、脂肪4.70%，均符合国家标准的质量要求，抗氧化试验结果表明艾叶麦酱具有一定的抗氧化功能。通过本试验使艾叶发酵麦酱现代工艺条件更具体量化，且不受自然天气影响又能缩短发酵周期，可为开发保健功能的艾叶麦酱产品生产工艺提供理论依据，同时将进一步促进开发药食同源植物艾叶的新用途。