小麥胚芽納豆的制作

黃世瑜，鄧源喜，王家良，許暉，陳俠

(蚌埠學院 食品與生物工程學院，安徽 蚌埠 233030)

納豆是以大豆為原料，通過納豆菌發酵而成。納豆營養豐富，特別是納豆激酶有很好的保健作用[1,2]。但是，由于納豆發酵過程中會產生較重的令人不愉快的氨味，所以，很難讓眾多消費者接受。為了解決這一問題，人們在不同方面做了很多的工作，有從改善菌種入手，更多的是通過添加輔料來改善納豆的風味[3,4]。近年來，蕎麥納豆[5]、花生納豆[6]、薏米納豆[7,8]等都有相關的報道，胚芽納豆的研究很少見，市場上也未見有胚芽納豆的銷售。小麥胚芽是加工小麥粉時的副產品，小麥的主要營養成分都集中在胚芽中，被譽為“人類天然的營養寶庫”[9,10]。小麥胚芽不僅營養價值高，而且與大豆營養成分有所不同，尤其是含糖量較大豆高[11]。在原料中添加適量胚芽，可調節大豆發酵，降低不愉快的氨味，制作出風味良好、營養價值更高的新品納豆。

1 材料與方法

1.1 主要試驗材料與試劑

東北黃豆(大小適中、沒有霉變或破損)：蚌埠大潤發超市；小麥胚芽：安徽雁湖面粉(集團)有限公司；納豆芽孢桿菌、蛋白胨、瓊脂、氯化鈉、氫氧化鈉：蚌埠學院食品研發實驗室。

1.2 主要儀器與設備

FA2204B電子天平 上海越平科學儀器有限公司；SL-525臺秤 武義縣金宇衡器有限公司；YXQ-LS全自動高壓滅菌鍋 上海博迅實業有限公司；HZ-9211K恒溫振蕩培養箱 太倉市科教器材廠；SHP-80恒溫發酵箱 上海森信實驗儀器有限公司；101-OAB電熱鼓風干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；SK6880型分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 種子液的制備及生長曲線的測定

1.3.1.1 種子液的制備

將實驗室保存完好的斜面固體培養基中的納豆菌放在電熱恒溫培養箱中37 ℃恒溫培養24 h進行菌種活化。再從斜面培養基中挑取適量的納豆菌接入LB液體培養基(50 mL/250 mL)中，搖勻后放入全溫振蕩器中37 ℃，150 r/min振蕩培養[12]。

1.3.1.2 生長曲線的測定

每間隔2 h取樣稀釋1次，稀釋倍數為10倍，然后用分光光度計記錄其在660 nm處的吸光度，以時間為橫坐標，吸光度為縱坐標制作納豆芽孢桿菌的生長曲線，確定最佳種子液[13]。

1.3.2 胚芽納豆的制作工藝流程及操作說明

1.3.2.1 工藝流程

納豆菌

↓

原料預處理→蒸煮→冷卻→分裝→接種→發酵→低溫后熟→成品。

1.3.2.2 操作說明

胚芽淘洗后，加適量清水浸泡2 h，蒸煮約60 min；大豆清洗后，加適量清水浸泡18 h，蒸煮約50 min，原料經蒸煮后熟而不爛，顆粒完整。冷卻近50 ℃，按胚芽和大豆需要的質量比分裝，按需要的接種量接種納豆菌，拌勻。在試驗設定的溫度下發酵相應的時間。發酵完成后，在4 ℃條件下后熟24 h[14]。

1.3.3 單因素試驗

分別對大豆和胚芽的質量比(9∶1，4∶1，7∶3，3∶2，1∶1)、液體納豆菌的接種量(10%，12%，14%，16%，18%)、發酵時間(14，18，22，26，30 h)、 發酵溫度(33，35，37，39，41 ℃)4個因素進行考察試驗，通過感官評定確定最佳單因素水平。

1.3.4 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選取大豆胚芽質量比(A)、接種量(B)、發酵時間(C)、發酵溫度(D)4個因素進行4因素3水平L9(34)正交試驗，確定胚芽納豆的最佳發酵條件。

1.3.5 評價指標

1.3.5.1 感官評價指標

由食品專業相關人員10人，組成感官評定小組。從口感(35分)、氣味(35分)、拉絲(20分)、色澤(10分)4個方面來進行評價，各自打分，取其平均值，滿分為100分。感官評分標準見表1。

表1 胚芽納豆感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of wheat germ natto

1.3.5.2 粘多糖產率測定

粘多糖的產率是評價納豆品質的主要理化指標，是決定胚芽納豆營養品質的一個重要因素。采用干燥法測定粘多糖的含量。稱取10 g的成品一式兩份，一份直接在105 ℃干燥箱中烘至恒重，另一份用清水慢慢洗去表面的粘液，然后移入干燥箱中烘至恒重，所得二者數據之差即為粘多糖產率。重復3次，求平均值。

1.3.5.3 其他相關指標測定

水分：按GB/T 5009.3-2010規定的方法測定；氨基酸態氮：按GB/T 5009.39-2003規定的方法測定；總砷：按GB/T 5009.11-2003規定的方法測定；鉛：按GB/T 5009.12-2003規定的方法測定；黃曲霉毒素B1按GB/T 5009.22-2003規定的方法測定；大腸菌群：按GB/T 4789.3-2003規定的方法測定；沙門氏菌：按GB/T 4789.4-2016規定的方法測定；志賀氏菌：按GB/T 4789.5-2003規定的方法測定；金黃色葡萄球菌：按GB/T 4789.10-2010規定的方法測定。

2 結果與分析

2.1 納豆芽孢桿菌生長曲線測定結果

按照1.3.1的方法測定的納豆芽孢桿菌生長曲線結果見圖1。

圖1 納豆芽孢桿菌生長曲線Fig.1 Growth curve of Bacillus natto

由圖1可知，納豆芽孢桿菌的對數生長期為6～18 h，18 h后菌種的OD值開始下降，菌種開始進入衰亡期，所以選擇生長較旺盛的16 h的納豆芽孢桿菌為最佳種子液。

2.2 單因素試驗結果

2.2.1 質量比對胚芽納豆感官品質的影響

根據1.3.2的工藝流程和操作說明進行試驗，大豆和胚芽的質量比對產品的感官評分結果見圖2。

圖2 質量比對胚芽納豆感官品質的影響Fig.2 Effect of mass ratio on sensory quality of germ natto

由圖2可知， 大豆和胚芽的質量比為4∶1時，感官評分最高，質量比為1∶1時感官評分最低。胚芽富含多糖，蛋白質含量低于大豆，胚芽的營養成分對納豆的發酵產生一定的影響。少量多糖可促進納豆菌發酵，提高產品質量。隨著胚芽量的增加，糖量增加，可能導致納豆菌繁殖速度過快，發酵過頭，氨味加重。繼續增加胚芽的添加量，又會使物料中蛋白質量相對降低，粘液是發酵時納豆菌吞噬蛋白的產物，導致粘液少，拉絲短。

2.2.2 接種量對胚芽納豆感官品質的影響

根據1.3.2的工藝流程和操作說明進行試驗，接種量對胚芽納豆感官品評的影響結果見圖3。

圖3 接種量對胚芽納豆感官品質的影響Fig.3 Effect of inoculation amount on sensory quality of germ natto

由圖3可知，當接種量為14%時，胚芽納豆的感官評分最高。當菌種的含量不足14%時，可能納豆發酵不充分，產品口感較硬，所產生的拉絲較短；反之，接種量過高，蛋白質分解過度，開始分解氨基酸產生氨，納豆色澤加深，氨味加重，感官品質下降[15]。

2.2.3 發酵時間對胚芽納豆感官品質的影響

根據1.3.2的工藝流程和操作說明進行試驗，發酵時間對胚芽納豆感官品評的影響結果見圖4。

圖4 發酵時間對胚芽納豆感官品質的影響Fig.4 Effect of fermentation time on sensory quality of germ natto

由圖4可知，胚芽納豆的最佳發酵時間為22 h。發酵時間過短，發酵不完全，產生的粘液比較少，口感較硬；發酵時間過長，發酵過度，褐色加深，粘液雖多但沒有韌性，拉絲短。

2.2.4 發酵溫度對胚芽納豆感官品質的影響

根據1.3.2的工藝流程和操作說明進行試驗，發酵溫度對胚芽納豆感官品評的影響結果見圖5。

圖5 發酵溫度對胚芽納豆感官品質的影響Fig.5 Effect of fermentation temperature on sensory quality of germ natto

由圖5可知，當發酵溫度為37 ℃時發酵結果最佳，感官評分最高。發酵溫度低時，產生的粘液較少，口感較硬；隨著發酵溫度的提高，發酵速度加快，溫度繼續增高，可能菌種活性受影響，盡管納豆桿菌可忍受約50 ℃高溫，但分解能力隨之降低。

2.3 正交試驗結果

在單因素試驗的基礎上，選取大豆胚芽質量比(A)、液體納豆菌接種量(B)、發酵時間(C)、發酵溫度(D)4個因素進行4因素3水平L9(34)正交試驗，通過感官評分的高低確定胚芽納豆的最佳發酵條件。正交試驗因素水平及結果分別見表2和表3。

表2 胚芽納豆正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test for wheat germ natto

表3 胚芽納豆正交試驗結果與分析Table 3 Orthogonal test results and analysis of wheat germ natto

續 表

由表2和表3可知，4個因素對胚芽納豆品質的影響程度為B>A>C>D，即接種量>大豆胚芽質量比>發酵時間>發酵溫度。胚芽納豆的最佳發酵工藝組合為A2B2C2D2，即接種量為14%，大豆胚芽質量比為4∶1，發酵時間為22 h，發酵溫度為37 ℃。此時制作出的胚芽納豆品質最好，產品氨味淡，色澤金黃，口感酥軟潤滑，粘液多，輕輕攪拌可見細長的拉絲。

2.4 最佳發酵條件驗證性試驗

由于最佳發酵工藝組合A2B2C2D2不在正交試驗表中，為了驗證其正交試驗結果的準確性，所以對最佳發酵條件做驗證性試驗。對最佳發酵條件做了3組同水平試驗，試驗結果見表4。

表4 最佳發酵條件驗證試驗Table 4 Verification test of optimum fermentation conditions

由表4可知，最佳發酵條件試驗的平均值是86分，結果高于正交試驗組合，所以正交試驗相對準確。

2.5 粘多糖含量比較

根據1.3.5.2的試驗方法，對最佳工藝條件下得到的胚芽納豆和傳統納豆(不添加胚芽)分別進行粘多糖產率的測定，結果見表5和表6。

表5 胚芽納豆粘多糖測定結果Table 5 Determination results of mucopolysaccharide in wheat germ natto g

續 表

表6 傳統納豆粘多糖測定結果Table 6 Determination results of mucopolysaccharide in traditional natto g

由表5和表6可知，胚芽納豆的粘多糖含量平均為7.4%,傳統納豆的粘多糖平均含量為6.1%,加入胚芽的納豆粘多糖產率明顯比傳統納豆的含量高。因而，胚芽納豆的營養價值更高。

2.6 其他相關指標測定結果

根據1.3.5.3的測定方法，胚芽納豆有關理化指標及衛生學指標檢測結果見表7，均符合SB/T 10528-2009《納豆》的要求。

表7 胚芽納豆理化指標和衛生指標Table 7 Physicochemical indicators and hygiene indicators of germ natto

3 結論

納豆營養豐富，但通常有令人不愉快的口感，且市場上納豆品種單一。本研究在傳統納豆制作基礎之上，在原料中添加一定量的胚芽，從納豆的發酵工藝入手，通過單因素試驗及正交試驗，確定了胚芽納豆制作的最佳工藝。試驗結果表明：大豆和胚芽的質量比為4∶1，接種量為14%，發酵時間為22 h，發酵溫度為37 ℃，獲得的產品品質最佳，并且粘多糖產率高于傳統納豆。產品金黃色，口感潤滑，風味良好，富含粘液，輕輕攪拌可見較長的拉絲，相關理化指標以及衛生學指標均符合國家標準。本文為納豆新品種開發提供了一定的實驗依據，為小麥胚芽的利用也提供了一條途徑。