微生物發(fā)酵法改良大豆肽風(fēng)味

豆康寧

(漯河醫(yī)學(xué)高等專(zhuān)科學(xué)校食品營(yíng)養(yǎng)系，漯河 462002)

大豆肽是由大豆蛋白經(jīng)蛋白酶酶解而得，在食品中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。大豆肽與還原糖經(jīng)過(guò)加熱反應(yīng)可制備肉味香精[1]。大豆肽與粉狀調(diào)味品的復(fù)配具有協(xié)同作用效果[2]，使調(diào)味品的風(fēng)味得到明顯提高。大豆肽具有生物活性功能[3]，能促進(jìn)微生物生長(zhǎng)和發(fā)育，同時(shí)，大豆肽更容易消化吸收，具有緩解疲勞作用[4]。

大豆肽在風(fēng)味上具有苦味和腥味，限制了其在食品中的推廣應(yīng)用。大豆蛋白疏水性氨基酸具有苦味，當(dāng)大豆蛋白被蛋白酶水解成相對(duì)分子質(zhì)量小的多肽時(shí)，疏水性氨基酸就會(huì)暴露出來(lái)，與味蕾發(fā)生接觸，則會(huì)產(chǎn)生苦味。但是，當(dāng)大豆肽氨基酸個(gè)數(shù)小于3時(shí)，苦味又下降了[5]。大豆肽是由大豆蛋白經(jīng)蛋白酶水解制備而得，在大豆處理加工過(guò)程中，其含有的脂肪氧化酶可酶促氧化不飽和脂肪酸，產(chǎn)生一些揮發(fā)物質(zhì)，形成特殊的豆腥味[6]。

目前，大豆肽脫苦的方法有活性炭吸附、超濾、有機(jī)溶劑提取、β-環(huán)狀糊精包埋法、酶解法、微生物法、風(fēng)味掩蓋法，微生物發(fā)酵法常用菌種為黑曲霉[7]，這些方法對(duì)大豆肽的脫苦具有一定效果，但并不理想。本實(shí)驗(yàn)以大豆肽為研究對(duì)象，究了乳酸菌和酵母菌兩次發(fā)酵工藝對(duì)大豆肽風(fēng)味的改良效果。

1 材料與方法

1.1 材料

大豆肽：平均相對(duì)分子質(zhì)量1 000，質(zhì)量分?jǐn)?shù)92%，河南省南街村(集團(tuán))有限公司；乳酸菌(保加利亞乳桿菌:嗜熱鏈球菌=1:1)：活菌數(shù)為1×1012個(gè)/g，安琪酵母股份有限公司；酵母菌：活性面包干酵母，活菌數(shù)為1×1012個(gè)/g，安琪酵母股份有限公司；葡萄糖：食品級(jí)，山東西唐生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

RYC-111型搖床：上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；X-22R型冷凍離心機(jī)：Allegra；FE20型pH計(jì)，上海闊思電子有限公司；SQ456-GC型毛細(xì)管氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：美國(guó)布魯克公司；agilent 7890A氣相色譜儀，附氫火焰離子化檢測(cè)器(FID)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 大豆肽發(fā)酵方法[8]

在錐形瓶中，用水配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的大豆肽溶液，添加大豆肽溶液3%的葡萄糖，搖勻后在高壓滅菌鍋中滅菌，待大豆肽溶液冷卻后，在無(wú)菌操作臺(tái)中接種大豆肽溶液1%的乳酸菌，然后放置在恒溫?fù)u床中發(fā)酵，發(fā)酵溫度42 ℃，發(fā)酵時(shí)間0～12 h，乳酸菌發(fā)酵結(jié)束后，用高壓滅菌鍋對(duì)大豆肽乳酸菌發(fā)酵液滅菌。滅菌后將大豆肽乳酸菌發(fā)酵液冷卻至28 ℃，在無(wú)菌操作臺(tái)中接種大豆肽溶液1%的酵母菌，添加大豆肽溶液5%的葡萄糖，搖勻后放置在恒溫?fù)u床中繼續(xù)發(fā)酵0～3 h，酵母菌發(fā)酵結(jié)束。

1.3.2 大豆肽溶液風(fēng)味評(píng)價(jià)方法

選擇12名優(yōu)秀飲料感官評(píng)價(jià)員，取平均值為風(fēng)味評(píng)價(jià)結(jié)果。風(fēng)味評(píng)定賦分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1[9]。

1.3.3 大豆肽溶液pH和總酸度的測(cè)定

采用pH計(jì)測(cè)定大豆肽溶液pH，采用酸堿滴定法測(cè)定大豆肽溶液的總酸度。具體操作方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)[10]。

表1 大豆肽溶液風(fēng)味評(píng)價(jià)賦分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4 大豆肽溶液中乙醇含量的測(cè)定及標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的建立

采用agilent 7890A氣相色譜儀測(cè)定乙醇含量，色譜分析條件見(jiàn)參考文獻(xiàn)[11]。用水分別配置以下不同濃度的乙醇溶液：2%、1%、0.5%、0.25%、0.125%、0.625%，建立乙醇濃度與氣相色譜出峰面積的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

1.3.5 大豆肽溶液氣質(zhì)色譜分析

將未發(fā)酵、乳酸菌發(fā)酵和酵母菌發(fā)酵的大豆肽溶液，用離心機(jī)分離得到上清液，然后用0.22 μm過(guò)濾膜過(guò)濾，得到GC-MS分析樣品。采用SQ456-GC型毛細(xì)管氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定分析。采用Wiley7n.1標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)檢索進(jìn)行定性；通過(guò)氣相色譜法按色譜峰面積計(jì)算各組分的相對(duì)含量。氣質(zhì)色譜方法參考文獻(xiàn)[12]。

1.3.6 大豆肽含量的測(cè)定

采用雙縮脲法測(cè)定大豆肽含量，見(jiàn)文獻(xiàn)[13]。

2 結(jié)果與討論

2.1 大豆肽在發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味的變化

大豆肽溶液在乳酸菌發(fā)酵和酵母菌發(fā)酵發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味變化見(jiàn)表2所示。

表2 大豆肽在發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味的變化

從表2可知，乳酸菌發(fā)酵8 h時(shí)，大豆肽溶液風(fēng)味最好。隨著乳酸菌的發(fā)酵，會(huì)產(chǎn)生酸類(lèi)、酯類(lèi)等物質(zhì)，使大豆肽溶液的苦味和腥味下降，且具有爽口的乳酸酸味[14]。酵母菌發(fā)酵2 h時(shí)，大豆肽溶液風(fēng)味最好。隨著酵母菌的發(fā)酵，會(huì)產(chǎn)生醇類(lèi)、酯類(lèi)等物質(zhì)，使大豆肽溶液的苦味和腥味下降，且具有乙醇的殺口感[15]。

本實(shí)驗(yàn)所配置的5%的大豆肽溶液中，發(fā)酵結(jié)束后，測(cè)定大豆肽的含量為3.2%，大豆肽含量下降36%，這部分大豆肽經(jīng)過(guò)微生物發(fā)酵，被微生物消耗或者分解成氨基酸。目前，大豆肽飲料中常用的脫苦方法是風(fēng)味掩蓋法，即添加糖、酸、酒精等調(diào)味劑來(lái)掩蓋大豆肽的不良風(fēng)味，當(dāng)溶液中大豆肽含量低于1%，具有較好的效果，但是當(dāng)大豆肽添加量超過(guò)1%時(shí)，該方法效果較差。

2.2 大豆肽在乳酸菌發(fā)酵過(guò)程中pH和總酸度的變化

由圖1可知，大豆肽溶液pH隨著乳酸菌的發(fā)酵不斷下降，總酸度不斷增加。發(fā)酵12 h后，pH下降到3.8，總酸度上升到2.1 g/L。這主要由乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生酸類(lèi)物質(zhì)的結(jié)果[16]。

圖1 大豆肽溶液在乳酸菌發(fā)酵過(guò)程中pH和總酸度的變化

2.3 大豆肽在酵母菌發(fā)酵過(guò)程中乙醇含量的變化

乙醇溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程式為Y=12 648.029 9X-91.032 609，R2=0.999 98。

大豆肽溶液在酵母菌發(fā)酵的過(guò)程中，乙醇含量的變化如圖2所示。

圖2 大豆肽發(fā)酵過(guò)程中乙醇含量的變化

由圖2可知，大豆肽溶液在酵母發(fā)酵的過(guò)程中，開(kāi)始發(fā)酵時(shí)，乙醇含量增加幅度較小，發(fā)酵1 h后，乙醇含量增加幅度較大。這是由于酵母在前期發(fā)酵主要以有氧發(fā)酵為主，產(chǎn)生氧氣和二氧化碳。發(fā)酵后期，溶液中氧氣消失，酵母菌以無(wú)氧發(fā)酵為主，產(chǎn)生乙醇和二氧化碳[17]。

2.4 大豆肽發(fā)酵前后風(fēng)味物質(zhì)的變化

未發(fā)酵的大豆肽、乳酸菌發(fā)酵的大豆肽、酵母菌發(fā)酵的大豆肽的GC-MS總離子流圖分別見(jiàn)圖3、圖4和圖5。GC-MS出峰物質(zhì)信息見(jiàn)表3～表5。

圖3 未發(fā)酵大豆肽溶液GC-MS總離子流圖

圖4 大豆肽溶液乳酸菌發(fā)酵8 h時(shí)GC-MS總離子流圖

圖5 大豆肽溶液酵母菌發(fā)酵2 h時(shí)GC-MS總離子流圖

表3中出峰物質(zhì)占比重較大的有7種，占總出峰物質(zhì)比例62.68%，分別是己醛、2-庚酮、甲基乙基甲酮、正己醇、1-辛烯-3-醇、苯甲醇、戊酸，這些物質(zhì)都具有刺激性香味。其他物質(zhì)占37.32%，其中部分物質(zhì)具有異味，如1-甲基萘、吲哚等。大豆肽具有腥味，這種腥味不僅是由以上7種主要成分造成，因?yàn)檫@7種物質(zhì)所占比例為僅為62.68%，這種腥味可能由所有揮發(fā)物的氣味合成而呈現(xiàn)出來(lái)[13]。

表4中的主要?dú)馕冻煞治镔|(zhì)有9種，分別是乙酸乙酯、2-羥基丙酸乙酯、3-甲基-2-丁酮、正己醇、乙酸、苯甲醛、3-甲基丁酸、4-甲基戊酸、己酸，這些物質(zhì)占總出峰物質(zhì)57.475%，這些主要成分中，有4種有機(jī)酸，是大豆肽發(fā)酵溶液呈酸味的主要物質(zhì)。這些主要成分中還含有酯類(lèi)、醇類(lèi)、酮類(lèi)物質(zhì)，具有一定的香味。因此，大豆肽溶液經(jīng)過(guò)乳酸菌發(fā)酵后，物質(zhì)成分發(fā)生較大的變化，大豆肽的苦味和腥味變得較輕，且具有爽口的酸味。

表3 未發(fā)酵大豆肽溶液氣質(zhì)色譜出峰物質(zhì)分析

表4 大豆肽乳酸菌發(fā)酵溶液氣質(zhì)色譜出峰物質(zhì)分析

表5 大豆肽酵母菌發(fā)酵溶液氣質(zhì)色譜出峰物質(zhì)分析

表5中的主要?dú)馕段镔|(zhì)成分有5種，分別是乙酸乙酯、乙醇、2-甲基-1丙醇、異戊醇、苯乙醇，這5種物質(zhì)占出峰總物質(zhì)的98.05%，占比重較大。這5種物質(zhì)中，乙酸乙酯具有水果香味，其他4種醇類(lèi)物質(zhì)具有酒香味，因此大豆肽氣味醇香。在口感上，有乳酸菌發(fā)酵的酸味物質(zhì)，有由酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的具有殺口感的醇類(lèi)物質(zhì)，綜合口感呈酸爽的殺口感。經(jīng)過(guò)酵母菌發(fā)酵后，大豆肽溶液的苦味和腥味消失，風(fēng)味得到明顯改善。

3 結(jié)論

在5%的大豆肽溶液中，添加1%的乳酸菌，3%的葡萄糖，在42 ℃下發(fā)酵8 h時(shí)，大豆肽的風(fēng)味最佳。大豆肽溶液在乳酸菌發(fā)酵的過(guò)程中，pH不斷下降，總酸度不斷增大。乳酸菌發(fā)酵滅菌后，添加1%的酵母菌，5%的葡萄糖，在28 ℃下發(fā)酵2 h時(shí)，大豆肽的風(fēng)味最佳。大豆肽在酵母菌發(fā)酵的過(guò)程中，乙醇含量不斷增加，大豆肽苦味和腥味消失，口感具有酸爽的殺口感，氣味具有酒香味，大豆肽風(fēng)味得到明顯改善。因此，乳酸菌和酵母菌二次發(fā)酵工藝法是大豆肽風(fēng)味改良的有效途徑。

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