苦荞麦发酵饮料研究进展

王艳丽 李正钰 姜南 吕佳梦 刘佳丽 闵钟熳

摘要：苦荞麦自古以来被称为“五谷之首”，它是所有粮食中唯一含有七大营养成分的谷物。以苦荞麦为原料进行发酵，制得苦荞麦发酵营养型饮料，不仅可以保留苦荞麦原有的营养成分，还能够提升苦荞麦的感官性状和活性功能，为苦荞麦食品深加工开发奠定一定的基础，为人类健康饮食提供了更多的选择。文章综述了苦荞麦发酵饮料工艺、发酵菌种以及功能应用成分，以期为苦荞麦发酵饮料的研制提供理论参考。

关键词：苦荞麦；发酵菌种；加工工艺；发酵饮料；功能成分

中图分类号：TS210 文献标志码：A

Research Progress on Tartary Buckwheat Fermented Beverage

Abstract： Tartary buckwheat has long been revered as the "representative of the five grains"， and it is the only grain among all grain types that contains seven major nutrients. Tartary buckwheat can be used as raw material for fermented nutritional beverage. The beverage not only retains the original nutritional components of Tartary buckwheat， but also enhances its sensory attributes and active function， laying a certain foundation for the deep processing and development of Tartary buckwheat food， and providing more choices for human health diet. This article reviewed the fermentation process， fermentative strains， and functional components of Tartary buckwheat fermented beverages， in order to provide theoretical reference for the development of Tartary buckwheat fermented beverages.

Keywords： Tartary buckwheat; fermentative strain; processing technology; fermented beverage; functional component

中国是种植苦荞麦的主要大国之一，苦荞麦学名叫鞑靼荞麦，是一种罕见的药食兼用作物[1]。苦荞麦的味道偏冷，有助于调理气机、缓解疼痛、健脾消湿，人们常称它为净肠草，可以用于治疗肠类疾病。苦荞麦富含蛋白质、生物类黄酮、多种氨基酸以及其他各类成分，这些都是其重要的营养组成部分。苦荞麦也被证实含有许多对人体健康有益的物质，目前已有研究证明其具有降低血糖、降血压、抗癌、抗菌等很好的辅助治疗功效[2， 3]。然而普通的苦荞麦因其味道苦涩而受到应用限制，研究人员利用不同加工工艺改善苦荞麦的口感及营养特性，通过发酵制得的苦荞麦饮料既经济又可以改善口感和风味。文章从苦荞麦发酵饮料的种类、工艺、发酵菌种及功能成分等方面进行综述，期望为今后苦荞麦发酵饮料及相关产品的研发奠定理论基础。

1 苦荞麦发酵饮料的种类

现阶段，以苦荞麦开发的饮品较多，如河北衡水山枝保健饮料公司推出的以蜂蜜、低聚糖等为原料制成的荞麦苗蜜汁饮品[4]、苦荞麦与绿茶混合制成的茶饮料[5]、荞麦啤酒、荞麦甜酒[6]等。据统计，自2016年开始，苦荞麦发酵饮料市场规模逐年增长。目前，苦荞麦发酵饮料的主要消费群体为年轻消费者，其健康、养生的属性成为了主要的关注点。苦荞麦发酵饮料行业近年来快速发展，市场规模呈现逐年增长的趋势。

1.1 纯苦荞麦发酵饮料

饮料配方是饮料成功生产的关键之一，对苦荞麦发酵饮料的口感和稳定性有着重要影响。苦荞麦发酵饮料在中国市场的发展时间相对较短，但近年来发展势头迅猛。李魁等[7]以苦荞麦制取发酵饮料，通过优化后，确定料水比是1∶10，苦荞麦发酵饮料的乳酸菌含量为3.2×108  CFU/mL，接种量为4%。为使苦荞麦饮料的口感更好，从色泽、香气、口感、异味、组织状态、总体评价6项指标进行综合感官评定，确定添加8%蔗糖，制得苦荞麦发酵饮料组织状态均匀细腻，柔顺可口，营养元素丰富，可以作为广大消费者日常所需的一种绿色营养健康饮品[8]。

1.2 苦荞麦发酵复合饮料

孙亚丽等[9]研究在苦荞麦添加量为1.0%，雪莲果添加量为10%，蔗糖添加量7%，于43℃恒温发酵7.0 h的条件下，考察双歧杆菌接种量对苦荞-雪莲果酸奶品质的影响，当菌种接种量为0.05%～0.15%时，随着接种量的增加，复合酸奶的感官评分先增加后减少。当双歧杆菌接种量为0.10%时，感官评分为81.1分，酸度为79° T，复合酸奶无分层，组织状态均匀，乳清析出较少，色泽均匀。

池慧芳[10]以嗜热链球菌为发酵菌种，采用鲜奶、黑米、苦荞麦、木糖醇为原料，通过磨浆、过滤、混合、均质、杀菌、冷却、发酵等工艺制成一种新型酸奶，在发酵温度43 ℃，发酵时间4 h时，以嗜热链球菌接种量为3%、4%和5%对酸奶的感官状态进行检验，确定酸奶生产的最佳接种量在4%时，酸奶具有良好的口感。

1.3 苦荞麦发酵保健功能饮料

以醋酸菌发酵、优化配方形成苦荞麦保健饮料。成剑峰[11]用苦荞麦和醋酸菌等为原料制备苦荞麦醋酸发酵饮料，确定其灭菌条件为20 min，90 ℃。经过调配后，该饮品色泽呈淡黄绿色、无悬浮、无沉淀。口感酸甜、协调。李正涛等[12]向鲜牛奶中加入乳酸菌，再加入糊化好的荞麦粉进行发酵，制成了一种适用于高血压、高血脂、高血糖人群使用的苦荞麦酸奶。

2 苦荞麦发酵饮料工艺

“植物奶”这一新名词，近年出现在大众视野。目前国内对谷物源发酵乳饮料的研究较多的有大米、小麦、麦芽和玉米。苦荞麦作为类谷物的一种全营养单体植物，开始逐渐应用于饮料工业中。苦荞麦发酵饮料的生产方式主要有两种，一种是在发酵调配完成后直接进行均质罐装；另一种是在发酵调配完成后，进行液化、糖化酶解，再完成均质罐装。这两种工艺方法主要区别在于是否酶解。未经液化工艺制得的饮料质地浓稠，酶解主要目的是使淀粉分解成小分子糖类，从而避免发生因淀粉老化而形成沉淀的现象，且部分蛋白质及纤维素等大分子物质也分解为小分子，同样可避免沉淀产生，使产品澄清透亮，提升苦荞发酵饮的稳定性。

2.1 发酵工艺

李魁等[7]以苦荞麦、奶粉、山药为原料，利用保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌发酵，生产苦荞麦酸乳饮料，并对其生产工艺进行了优化，发现在菌种接种量为4%、羧甲基纤维素钠（CMC）0.12%、发酵温度（38±1）℃、发酵时间12 h的条件下，产品性质均匀，具有良好的风味物质。

周文美等[13]以液态发酵法酿造出的荞麦饮料酒为基础，以苦荞麦和甜荞麦为原料，再用苦荞王白酒、酱香型白酒和蔗糖对其进行勾兑调味，最终确定加入苦荞王白酒30 mL/L、酱香型白酒30 mL/L、蔗糖60 g/L，得到口感、气味俱佳的荞麦饮料成品酒。

2.2 发酵联合酶解工艺

马坤等[14]利用高温α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶分别对苦荞麦进行液化和糖化。确定液化酶添加量为40 U/g，酶解时间为40 min时，糖化酶添加量300 U/g，酶解时间5.3 h，温度57.5 ℃，并用干酵母进行发酵，最适发酵温度为42～48 ℃，口感细腻，甜度适宜。

3 苦荞麦发酵菌种

苦荞麦饮料发酵菌种常采用真菌、乳酸菌、醋酸菌等。这些菌种在苦荞麦饮料中发酵，可以产生有益于健康的生物活性物质，同时更好地保留苦荞中的一些重要营养成分，如苦荞黄酮、含芦丁、槲皮素等。苦荞麦饮料发酵菌种可以通过从苦荞麦中分离、从其他发酵食品中提取或者通过基因工程的方法进行制备。在制作苦荞麦发酵饮料时，需要将苦荞麦浸泡、清洗、煮熟等处理，然后加入适量的发酵菌种和糖等配料，进行发酵和饮料的制作。

3.1 真菌

张艳艳等[15]通过分离纯化鉴定，优选5株红曲霉菌株，经发酵苦荞米，检测发酵后样品的色价、总黄酮、洛伐他汀、γ-氨基丁酸和桔青霉素等的含量，结果显示红曲霉菌株MZ20发酵样品MY20的色价、总黄酮和洛伐他汀的含量最高，样品MY7的γ-氨基丁酸含量最高，最终选择红曲霉菌株MZ20作为苦荞米的发酵菌株。胡欣洁等[16，17]从甜酒曲中筛选得到高糖化力菌种并优化组合，根霉∶毛霉质量配比为2∶1，利用微生物共生优势互补，以苦荞麦和糯米质量比1∶6混合蒸煮40 min，采用复合酒曲发酵，28 ℃，糖化7 d，发酵6 d，酒精度提高到20.2%，达到最优的协同作用。赵树欣等[18]较早尝试了红曲霉固态培养荞麦制曲、液态发酵荞麦红曲酒的发酵模式，氨基酸态氮含量为680 mg/L，莫纳可林含量为101.2 mg/L，总黄酮含量高达1067 mg/L。得到的产品风味丰富，质地均匀，深受消费者喜爱。

3.2 乳酸菌

王飞等[19]利用乳酸菌对苦荞麦进行发酵，所生产的苦荞麦酸奶酸甜可口，米香纯正，并且通过对乳酸菌和双歧杆菌在不同营养环境中的驯化，对比驯化前后乳酸菌的活菌数、凝乳时间、产酸能力、持水力、发酵粘度等，发现驯化后的菌种在苦荞麦浆牛乳混合液中的发酵能力明显增强，优于未驯化的菌种。

3.3 醋酸菌

孙瑶等[20]研究了苦荞麦、酥梨为原料制备苦荞复合醋。根据单因素试验结合响应面试验，优化苦荞复合醋的醋酸发酵工艺，得到最优发酵条件为醋酸菌接种量0.84%、发酵温度32.62 ℃、pH 5.12，在此条件下发酵获得的产品色泽淡黄，酸甜适度，兼有苦滋味和酥梨香味。以苦荞麦、酥梨为原料酿制的复合醋醅，能够将两者的香味及活性物质有效结合起来，是一种具有天然营养功效的新型复合型醋饮，为开发小杂粮功能化食品奠定基础。

4 苦荞麦发酵饮料功能性成分

凌梦硕等[21]采用单因子与正交实验，研究发现，苦荞麦籽粒及胚乳中的养分含量随发芽进程而变化，表现为含水量提高、蛋白质提高、淀粉降低、还原糖提高；总黄酮类含量呈现先下降后上升的趋势，籽粒中的蛋白质、淀粉和还原糖的含量都随着时间的推移而提高，其中的总黄酮含量达到1955 mg/100 g。最终测得的苦荞麦芽汁的最佳磨浆提取工艺参数为料液比1∶4（g/mL）、pH 7、温度50 ℃、时间3 min，在此条件下测得原料利用率73.38%，产品具有独特风味，营养价值高，具有很高的商业价值。

李魁等[7]利用氨基酸自动分析仪测定，发现苦荞麦发酵酸奶中氨基酸种类丰富。其适用于中老年人及氨基酸营养不足者，具有较好的补益调节及纠偏功效。采用荧光测定法并结合高效液相色谱法测定显示，苦荞麦酸奶中富含人体需要的各种维生素，尤其是维生素B2、维生素E（总）、维生素P以及维生素A含量较高，对维生素缺乏症有一定的食疗效果。研究发现，苦荞麦酸奶中含有丰富的矿物质，其中Ca含有137.2 mg/100 mL，含量最高，其次是Mg、Fe、K、Se、Zn，并含有一定量的Cu和Mn，能为人体提供必需的矿物质。

谭萍等[22]用DPPH自由基清除法测定了灭菌后荞麦茶饮料的抗氧化性。研究表明，通过分光光度计测定工作液吸光度值为0.723，饮品DPPH样液吸光度值为0.250，表明苦荞活性肽具有很好的抗氧化作用，自由基清除率达65.42%，可以开发具有活性肽的荞麦茶饮料。目前这种功能饮料还处在实验阶段，需通过动物试验进一步验证其安全性和功能性。

5 讨论与展望

苦荞麦发酵饮料具有较好的感官特性，且含有对人体健康有利的功能成分，符合饮品功能化的发展趋势。苦荞麦发酵饮料的加工工艺及配方研究方面已经具备一定基础，但市场产品较少，大多处于试验阶段，有待开发。苦荞麦和乳酸菌的发酵降低了原料自身的苦味，保证原料营养特点，可开发营养、口感、功能俱佳的新产品，丰富产品种类，具有潜在的经济效益。在人们对发酵健康饮品品质不断追求的推动下[23]，为促进苦荞麦发酵饮料的可持续发展，可以将研究重点转移到菌种的纯化与筛选上，并对产品功效的作用机制进行深层次的探索和挖掘。此外，充分利用发酵技术强化营养。可采用细胞学评价的方法，探究发酵过程中风味物质与功能因子的变化情况，科学调整原料营养组分，进一步优化产品功能。面对国外植物饮料营养、低热量产品的竞争，有必要采取巧妙定位、错位竞争等方式，打造具有中国特色的功能性差异化苦荞麦发酵饮料。

参考文献

[1] 梁平，陈亮. 药食两用，苦荞为佳[J]. 家庭医药.就医选药， 2023（7）：80.

[2] ZHU F. Chemical composition and health effects of Tartary buckwheat[J]. Food Chemistry， 2016， 203： 231-245.

[3] YAO P F， HUANG Y J， DONG Q X， et al. FtMYB6， a light-induced SG7 R2R3-MYB transcription factor， promotes flavonol biosynthesis in Tartary buckwheat （Fagopyrum tataricum）[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2020， 68（47）： 13685-13696.[PubMed]

[4] 刘仁杰， 贾帅， 赵铁玉， 等. 荞麦芽苗无糖饮料加工工艺研究[J]. 吉林农业大学学报， 2007， 29（5）： 581-584.

[5] 郭元新， 孙沛然， 李凤霞， 等. 发芽苦荞绿茶复合饮料的工艺研究[J]. 食品工业科技， 2012， 33（8）： 271-273.

[6] 洪文艳， 孙宇霞， 陈志强. 荞麦甜酒饮品的研制[J]. 中国酿造， 2005， 24（7）： 60-61.

[7] 李魁， 赵素娟， 路洪义. 双菌种发酵苦荞麦酸乳饮料及成分的研究[J]. 中国粮油学报， 2011， 26（10）： 88-92.

[8] 黎金， 张国权， 罗勤贵. 荞麦蛋白的碱性蛋白酶酶解动力学研究[J]. 中国粮油学报， 2009， 24（6）： 41-46.

[9] 孙亚利， 周文美， 刘丰， 等. 苦荞-雪莲果酸奶的研制[J]. 中国酿造， 2018， 37（11）： 186-190.

[10] 池慧芳. 黑米苦荞麦无糖酸奶的研究[J]. 食品工业， 2015， 36（11）： 122-124.

[11] 成剑峰. 苦荞麦醋酸发酵保健饮料[J]. 山西食品工业， 2001（3）： 17-18.

[12] 李正涛， 张忠， 吴兵， 等. 苦荞酸奶的研制[J]. 西昌学院学报（自然科学版）， 2006， 20（1）： 48-49， 53.

[13] 周文美， 程兰香， 彭海文， 等. 荞麦饮料酒调味的研究[J]. 中国酿造， 2013， 32（8）： 50-52.

[14] 马坤， 张晖， 王立， 等. 苦荞麦饮料的酶解工艺研究[J]. 食品工业科技， 2009， 30（10）： 265-266， 269.

[15] 张艳艳， 孙晓康， 张晓元， 等. 一株适用于苦荞米发酵的红曲霉菌株分离与筛选[J]. 食品与药品， 2023， 25（5）： 385-390.

[16] 胡欣洁， 刘云， 王安虎. 苦荞米酒发酵剂配比的优选[J]. 江苏农业科学， 2013， 41（7）： 254-256.

[17] 胡欣洁， 刘云. 苦荞米酒发酵工艺条件的优化[J]. 食品研究与开发， 2013， 34（3）： 43-47.

[18] 赵树欣， 李颖宪. 荞麦红曲酒的酿造[J]. 中国酿造， 2004， 23（9）： 31-32.

[19] 王飞. 苦荞麦营养保健酸奶的研制及品质分析[D]. 呼和浩特： 内蒙古农业大学， 2012.

[20] 孙瑶， 张美玲， 鄢家豪， 等. 响应面法优化苦荞麦复合醋的发酵工艺[J]. 广东化工， 2023， 50（9）： 51-55.

[21] 凌孟硕， 唐年初， 赵晨伟， 等. 苦荞麦萌发过程中营养物质的变化分布及磨浆提取工艺[J]. 食品科学， 2013， 34（22）： 92-96.

[22] 谭萍， 方玉梅， 周斯弼. 活性肽荞茶饮料配方研究[J]. 食品研究与开发， 2018， 39（2）： 114-118.

[23] de SOUZA E L， de OLIVEIRA K ?， de OLIVEIRA M E. Influence of lactic acid bacteria metabolites on physical and chemical food properties[J]. Current Opinion in Food Science， 2023， 49： 100981.