艾葉發酵麥醬的現代工藝及抗氧化活性

許丹妮，廖承譜，蘇秀芳，梁云貞

（1.廣西民族師范學院化學與化工學院，廣西崇左532200；2.廣西高校桂西南特色植物資源化學重點實驗室培育基地，廣西崇左532200；3.崇左市食品藥品檢驗所，廣西崇左532200）

調味料醬在中國有著悠久的使用歷史，在現代，依然是人們日常餐桌中極為重要的調味品。傳統醫學認為，發酵的醬，味咸、性寒，能解藥物及蛇、蟲、蜂毒等，有除熱解毒之功效，內服可以解暑熱、內臟郁熱及各種藥毒、食毒等[1]。傳統的醬類產品是以糧食或油料作物為原料，經微生物發酵而制成的一種半固體或半流動狀態的黏稠狀的，具有特殊色、香、味的調味品。當前市場上銷售的傳統醬產品主要有甜面醬[2]、黃豆醬[3]、蠶豆醬[4]、辣椒醬[5]、花生醬[6]、芝麻醬[7]等。隨著民眾健康意識的提高，人們的飲食更注重的是綠色、健康、保健功能。結合醬在人們日常生活中的地位與人們飲食的改變，功能性的調味醬發展呈現上升的趨勢，熱度不減，如張守文等[8]開發五谷雜糧健康調味醬。蒲麗麗等[9]將銀杏加入到面粉中一同發酵制得銀杏甜面醬，以及扇貝面醬[10]、雙孢蘑菇面醬[11]、薏米保健面醬[12]、蛹蟲草面醬[13]等，品種日益豐富。

用艾葉發酵麥醬，查閱國內外文獻鮮有發現相關制作的研究報道。艾草（Artemisia argyi），又名艾蒿，為菊科的多年生草本植物，在我國有著悠久的食用歷史，早在《食療本草》、《本草圖經》中就有記載。艾葉又是常用中藥之一，歷版中國藥典均有收載[14]，載其味苦、辛，性溫，具有散寒止痛，溫經止血之功效[15]，現代對艾葉的食品開發如姚金俠[16]將艾葉作為原料添加到面包中制成艾葉面包，制品既有面包的香甜又有艾葉的獨特清香味。鄧志勇等[17]將艾草和南瓜添加到蛋糕中，制成特色風味的營養保健蛋糕。孟俊祥等[18]使用艾葉粉和馬鈴薯淀粉制作出艾草粉絲。這些創新符合人們飲食消費觀念的改變，也滿足人們對口感和增加營養和保健功能等方面的需求，使得對艾草深加工產業的發展開辟出了新的途徑。

艾葉發酵麥醬于20世紀60年代～70年代曾在廣西與越南邊境的崇左天等一帶盛行，由于工序復雜，耗時長，現代少有人做，手藝面臨失傳，其中一位德高望重的創始人今年99歲高齡，曾經制作的艾葉麥醬色、香、味獨特，在當地有很好的口碑，其食與藥的融合，正是迎合綠色健康食品發展，符合現在提倡的飲食健康保健理念。本文在傳承傳統制作工藝的基礎上，創新研究其現代工藝，并進行理化檢測與抗氧化活性的檢測，為今后開發艾葉麥醬現代化生產提供科學的理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料

艾葉：崇左市天等縣城麗川獨秀峰山腳；小麥：河南商丘；食鹽：市售。

1.2 主要試劑

酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、無水葡萄糖（分析純）：天津市政遠化學試劑有限公司；牛血清白蛋白標準品、考馬斯亮藍（分析純）：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）、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、鄰苯三酚、七水合硫酸亞鐵、鹽酸（分析純）：成都市科龍化工試劑廠。

1.3 主要儀器

FWW177粉碎機：寧波新芝生物科技股份有限公司；YP20002電子天平：上海光正醫療儀器有限公司；WGL-230B電熱鼓風干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；ZDY-502水分滴定儀：梅特勒－托力多儀器上海股份有限公司；HH-S4型數顯恒溫水浴鍋、80-2離心沉淀器：金壇市醫療儀器廠；SX-G03163馬弗爐：上海圣科儀器設備有限公司；UV-6100S紫外可見分光光度計：上海元析儀器有限公司。

1.4 試驗方法

1.4.1 艾葉發酵麥醬制作工藝流程

艾葉發酵麥醬制作工藝流程中，原輔料的前處理、蒸料，艾葉發酵麥醬傳承傳統工藝自然發酵5 d～7 d，出現白色菌絲，麥餅變軟，初具淡淡醬香味即發酵成功，白色菌絲如圖1所示。后續工藝為了更科學的掌握加鹽量、加水量，以及改變傳統工藝依賴陽光曬醬的不便，考察在不改變傳統風味的前提下，研究加鹽量、加水量、水浴發酵替代曬醬的最佳工藝。

1.4.2 艾葉發酵麥醬單因素試驗

1.4.2.1 食鹽添加量

圖1 白色菌絲Fig.1 White hyphae

稱取5 g發酵麥餅于燒杯中，共5組，設計食鹽添加量為6%、8%、10%、12%、14%，分別溶于 10倍量的冷開水，加入發酵麥餅中，于35℃的水浴中發酵7 d。

1.4.2.2 水浴發酵溫度

根據傳統麥醬日曬溫度規律，于5組5 g發酵麥餅中，分別加入發酵麥餅10倍的水以及10%食鹽量，將其分別置于 27、32、37、42、47 ℃的水浴中發酵 7 d。

1.4.2.3 加水量

于5組5 g發酵麥餅中，分別加入10%的食鹽量，設計加水量為2、4、6、8、10倍，于 35℃的水浴中發酵7 d。

1.4.2.4 感官評定方法

以本校食品與生物工程學院10名具備專業素質的師生組成感官評定小組對成品進行評分，評分指標為10分制，評定樣品以代號表示，評定小組對樣品進行3次評分，結果取平均值。評分標準見表1。

表1 艾葉發酵麥醬感官評分標準Table 1 Sense estimate standard of Artemisia argyi fermented wheat sauce

1.4.3 艾葉發酵麥醬現代工藝優化

以感官評定小組對成品進行評分（10分制）為指標，以加鹽量、水浴發酵溫度、加水量進行三因素三水平的正交試驗，優化艾葉發酵麥醬現代工藝。艾葉發酵麥醬L9（33）試驗因素水平見表2。

1.4.4 艾葉麥醬理化指標檢測

以艾葉發酵麥醬的最佳工藝制作所得產品進行理化指標檢測：水分、還原糖參照國標SB/T 10308-1999《甜面醬檢測方法》，食鹽、灰分、氨基酸、脂肪測定參照國標GB/T 12456-2008《食品安全國家標準食品中總酸的測定》；總酸采用滴定法測定，蛋白質采用考馬斯亮藍法測定[19]。

表2 艾葉發酵麥醬L9（33）試驗因素水平表Table 2Level table of experimental factors in L9（33）of Artemisia argyi fermented wheat sauce

1.4.5 抗氧化活性

對艾葉發酵麥醬成品進行抗氧化活性研究，其中DPPH自由基清除率參照J.M.Broncano，J.Otte等[20]的方法；羥基自由基（·OH）清除率參照王繼宏等[21]的方法；超氧陰離子（O2-）自由基清除率參照許申鴻等[22]的方法；還原能力參照張瑞娟[23]和Yen G C等[24]的方法稍作改進；亞硝基（NO2-）清除率參照梁少茹[25]的方法。

1.4.6 數據分析

試驗數據均為3個平行樣的均值，采用Excel 2010處理數據、繪圖并進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 艾葉發酵麥醬單因素試驗

2.1.1 加鹽量對艾葉發酵麥醬感官品質的影響

在添加10倍量的冷開水，于35℃的水浴發酵7 d，研究艾葉發酵麥醬添加不同食鹽量產品的感官評價與評分結果見表3。

由表3中可看出，食鹽與發酵麥餅的比例在8%～12%時，其色澤、滋味、香味以及體態方面的品質評分較高，在12%～14%，添加食鹽增大，麥醬口感偏咸，故評分稍低。適量的添加食鹽可以有效的抑制霉菌的生長，過量添加食鹽會影響口感，也不符合低鹽飲食的健康方式，綜合考慮選擇食鹽與發酵麥餅的比例8%～12%為考察范圍。

表3 加鹽量對艾葉發酵麥醬感官品質的影響Table 3 Effect of salt content on sensory quality of Artemisia argyi fermented wheat sauce

2.1.2 水浴發酵溫度對艾葉發酵麥醬感官品質的影響

以發酵麥餅10倍的水以及10%食鹽量，研究不同水浴溫度發酵7 d的產品感官評價與評分結果見表4。

表4 發酵溫度對艾葉麥醬感官品質的影響Table 4 Effect of fermentation temperature on sensory quality of Artemisia argyi fermented wheat sauce

由表4可知，水浴發酵的溫度控制在32℃～42℃時，麥醬的感官品質較好。在27℃時，溫度較低可能持續發酵較差，體態偏稀，在47℃時，溫度高水分散失快，味咸，體態偏稠，故選擇水浴發酵溫度32℃～42℃為考察范圍。

2.1.3 加水量對艾葉發酵麥醬感官品質的影響

以10%發酵麥餅的食鹽量，于35℃的水浴中發酵7 d，研究不同添加水量的產品感官評價與評分結果見表5。

由表5可以看出，2倍～4倍的水添加量，麥醬感官品質評分較低，可能是加水量少導致鹽濃度較高味偏咸，持續發酵不充分，光澤度低，體態偏稠，在6倍～10倍時，麥醬感官品質評分較高，故選擇水的添加量為發酵麥餅質量的6、8、10倍為考察范圍。

表5 水添加量對艾葉麥醬感官品質的影響Table 5 Effect of water addition on sensory quality of Artemisia argyi fermented wheat sauce

2.2 艾葉發酵麥醬的正交試驗

正交試驗結果與分析見表6。正交試驗方差分析見表7。

表6 正交試驗結果與分析Table 6 The orthogonal experimental result and analysis

續表6 正交試驗結果與分析Continue table 6 The orthogonal experimental result and analysis

表7 正交試驗方差分析Table 7 Variance analysis of the orthogonal experiment

由表6和表7分析可知，影響艾葉發酵麥醬感官品質的因素大小依次為B＞A＞C，3個因素影響顯著（P＜0.05）。由K值分析得出最佳工藝組合為A2B3C1，以A2B3C1組合進行了重復性驗證試驗，試驗結果的感官評價為9.5分，由此確定艾葉發酵麥醬的最佳工藝為加鹽量為10%、水浴發酵溫度為42℃，水添加量為艾葉發酵麥餅的6倍，發酵7 d。

2.3 艾葉麥醬理化性質檢測

艾葉麥醬理化指標檢測結果見表8。

表8 艾葉麥醬理化指標檢測結果Table 8 Results of physical and chemical indexes of Artemisia argyi fermented wheat sauce

由表8可知，艾葉麥醬的水分值為41.02%；食鹽為10.66%；酸度為3.46%；參考SB/T 10296-2009《甜面醬檢測標準》水分≤55%，食鹽≥7.0%，酸度≥0.3%。還原糖為2.59%。灰分為1.78%，參考《食品檢驗—糧油及其制品酒類調味品醬貨腌制品》，灰分質量分數一般在1.5%～3.0%。氨基酸態氮為2.43%，參考GB218-2014《食品安全國家標準 釀造醬》，氨基酸態氮≥0.3%；蛋白質為18.53 μg/g；粗脂肪為4.70%；各項指標均符合標準要求。

2.4 艾葉麥醬抗氧化活性研究

2.4.1 艾葉麥醬對DPPH自由基的清除能力

艾葉麥醬對DPPH自由基的清除能力見圖2。

圖2 艾葉麥醬對DPPH自由基的清除能力Fig.2 DPPH radical-scavenging activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

評價天然抗氧化劑的抗氧化活性，在國內外應用較多的是DPPH法，DPPH法是一種快速、簡便、靈敏、可行的方法[26]。DPPH清除自由基的機理是在加氫抗氧劑存在下，DPPH還原為DPPH-H，導致紫色褪色，從而抑制氧化反應的傳播[27]。結果由圖2可知，在所選濃度范圍內，艾葉麥醬對DPPH自由基的清除能力呈現一定量效關系，隨著濃度的增大清除能力增強，與VC清除率相比較小，VC在 10 μg/mL～60 μg/mL 的濃度范圍對DPPH自由基的清除率增長趨勢較快，在60 μg/mL后，清除率緩慢增長趨于穩定，而艾葉麥醬對DPPH自由基清除率在100 μg/mL達最大值（75.88±0.026）%；說明艾葉麥醬對DPPH自由基的清除率弱于VC但有一定的抗氧化能力。

2.4.2 艾葉麥醬對羥基自由基（·OH）的清除能力

艾葉麥醬清除羥基自由基（·OH）的能力見圖3。

圖3 艾葉麥醬清除羥基自由基（·OH）的能力Fig.3 Hydroxy radical-scavenging activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

羥自由基是一種氧化活性很強的氧化劑，可通過細胞膜與脂質、DNA以及蛋白質等生物大分子對組織造成損傷，或引起氧化損傷[28]，導致多種疾病的發生，檢測某一化合物或提取物清除·OH的能力是檢驗其抗氧化活性的重要指標之一。結果由圖3可知，艾葉麥醬的羥自由基清除率低于VC，VC在80 μg/mL～100 μg/mL濃度范圍羥自由基清除率變化緩慢，在100 μg/mL 最大值為（87.73±0.994）%，而艾葉麥醬在10 μg/mL～60 μg/mL濃度范圍羥自由基清除率呈濃度正相關性，在 80 μg/mL～100 μg/mL 濃度范圍羥自由基清除率增長緩慢，在100 μg/mL最大值為（71.09±0.998）%，說明艾葉麥醬具有清除羥基自由基（·OH）的能力但弱于VC的清除能力。

2.4.3 艾葉麥醬對超氧陰離子自由基（·O2-）的清除能力

艾葉麥醬清除超氧陰離子自由基（·O2-）的能力見圖4。

圖4 艾葉麥醬清除超氧陰離子自由基（·O2-）的能力Fig.4 Superoxide anion radical-scavenging（·O2-）activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

超氧陰離子在人體內有一定數量的存在，不發生化學變化對人體無害，但能通過歧化作用和其他類型的反應產生過氧化氫和羥自由基，是體內形成自由基的來源，且·O2-可通過破壞DNA和細胞膜導致機體嚴重損害[29]。結果由圖4可知，VC對超氧陰離子自由基（·O2-） 的清除率從 10 μg/mL～60 μg/mL 時增加趨勢較快，60 μg/mL后變化趨勢平緩，在 100 μg/mL時清除率達最大值為（86.64±0.996）%，而艾葉麥醬清除率在20 μg/mL～100 μg/mL 呈濃度相關性，在100 μg/mL，清除率達最大值為（80.08±0.988）%，相比VC較弱，但也說明艾葉麥醬具有清除超氧陰離子自由基（·O2-）的能力。

2.4.4 艾葉麥醬對Fe3+的還原能力

艾葉發酵麥醬還原能力見圖5。

圖5 艾葉發酵麥醬還原能力Fig.5 Fe3+reducing capacity activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

某一化合物或提取物的還原能力可能是其抗氧化活性的一個重要指標，ZHANG Z F等[30]認為還原性能通常與還原劑的存在有關，還原劑可以通過破壞自由基鏈來給出氫原子并發揮抗氧化作用。結果由圖5可知，在所選濃度范圍內，艾葉麥醬的還原能力弱于VC，VC還原能力在 20 μg/mL～100 μg/mL 之間變化趨勢平緩，艾葉麥醬還原能力隨著質量濃度的增大而增強，在 100 μg/mL 時，還原能力最強為（66.50±0.996）%，說明艾葉麥醬具有一定的還原能力發揮抗氧化作用。

2.4.5 艾葉麥醬對NO2-清除能力

艾葉麥醬清除NO2-的能力見圖6。

亞硝酸鹽在胃酸作用下與蛋白質分解產物二級胺反應生成亞硝胺，亞硝胺具有強烈的致癌作用[31]，因此研究對NO2－的清除作用具有重要意義。結果由圖6可知，艾葉麥醬對亞硝基（NO2－）清除率弱于VC的清除率，VC的清除率隨著濃度的增加變化緩和，在100 μg/mL清除率為（89.91±0.988）%，艾葉麥醬對亞硝基（NO2－）清除率在 10 μg/mL～40 μg/mL 濃度范圍增強較快，在60 μg/mL～100 μg/mL 濃度范圍清除能力增強趨勢緩慢，在 100 μg/mL 時，清除率最高為（67.32±0.079）%，說明艾葉麥醬對亞硝基（NO2－）具有一定的清除能力但與VC相比相對較弱。

圖6 艾葉麥醬清除NO2-的能力Fig.6 NO2-radical-scavenging activities of Artemisia argyi fermented wheat sauce

3 結論

本試驗遵循艾葉發酵麥醬傳統工藝基礎上，采用單因素試驗與正交試驗優化了艾葉麥醬的后階段發酵工藝，結果確定艾葉發酵麥醬的最佳工藝為加鹽量10%、加水量為發酵麥餅質量的6倍、水浴發酵溫度42℃，發酵7d，所得成品品質佳，感官評價好，與傳統制作的風味相近。產品理化檢測指標的結果為艾葉麥醬的水分含量41.02%、食鹽10.66%、酸度3.46%、還原糖2.59%、灰分1.78%、氨基酸態氮2.43%、蛋白質18.53 μg/g、脂肪4.70%，均符合國家標準的質量要求，抗氧化試驗結果表明艾葉麥醬具有一定的抗氧化功能。通過本試驗使艾葉發酵麥醬現代工藝條件更具體量化，且不受自然天氣影響又能縮短發酵周期，可為開發保健功能的艾葉麥醬產品生產工藝提供理論依據，同時將進一步促進開發藥食同源植物艾葉的新用途。