冠突散囊菌發酵制備燕麥面醬工藝研究

唐梓堯，劉素純*，林 輝，伍婷玉，鄧 林

（湖南農業大學 食品科學技術學院，湖南 長沙410128）

燕麥（Avena sativa）又名雀麥、野麥，屬于八大類糧食作物之一的禾谷類作物，含有β-葡萄糖、高蛋白、維生素和多酚等營養物質[1-3]，具有降血脂、控制糖尿病、抗癌等保健功效[4]。由于加工工藝落后以及產品創新性不足，國內生產的燕麥產品比較單一，主要為燕麥片、燕麥粉，所以燕麥資源可開發利用余地還很大[5-7]。中國發酵醬制品有著悠久的歷史，種類繁多，主要為大豆醬、辣椒醬、蠶豆醬、海鮮醬、甜面醬等[8-10]。世界各國也對發酵醬制品進行了大量的研究，研究發現，發酵醬制品中含有多種具有保健功能的成分，這些成分具有抗癌[11]、抗氧化[12]、預防心血管疾病[13]、提高免疫力[14]等作用。冠突散囊菌（Eurotium cristatum）是茯磚茶發花過程中形成的優勢菌[15-16]，研究表明冠突散囊菌能利用淀粉、單寧和葡萄糖作為碳源，并能旺盛生長[17]，其次級代謝產物具有多種生物活性，不僅具有抗氧化的功能，還對其他微生物的生長有明顯抑制作用[18]，且不產生有毒物質[19]。

本研究擬采用冠突散囊菌發酵燕麥，結合燕麥及冠突散囊菌兩者的特性制備營養更加豐富、生物活性物更加突出的發酵醬，并利用單因素試驗及感官分析的方法分析冠突散囊菌發酵時間、鹽水腌制濃度、腌制溫度、腌制時間對燕麥面醬品質的影響，確定發酵工藝參數，制備具有營養保健作用的燕麥面醬，以滿足人們的健康需求，提升燕麥的利用價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

裸燕麥：黑龍江黑土香燕麥產業股份有限公司；冠突散囊菌（Eurotium cristatum）：從湖南安化白沙溪茶廠的茯磚茶分離。

沒食子酸（分析純）：北京索萊寶科技有限公司；次甲基藍：中國醫藥（集團）上海化學試劑公司；鄰苯二甲酸氫鉀（分析純）：天津市北方天醫化學試劑廠；福林酚試劑、甲醇、甲醛、葡萄糖、無水乙醇、氫氧化鈉、五水合硫酸銅、無水碳酸鉀、酒石酸鉀鈉（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

SPX-25085-Ⅱ生化培養箱：上海新苗醫療器械制造有限公司；SW-CJ-2G雙人單面（水平）凈化工作臺：江蘇通凈凈化設備有限公司；LMQ.C立式高壓滅菌器：山東新華醫療器械股份有限公司；PC-240D磁力加熱攪拌器：美國康寧公司；FW135中草藥粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司；XMTD數顯恒溫水浴鍋：上海浦東物理光學儀器廠；RXⅡSeries高速低溫冷凍離心機：日本HITACHI公司；722N可見分光光度計：上海菁華科技儀器有限公司；101-2AB電熱鼓風干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；TE214S分析天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；

1.3 方法

1.3.1 冠突散囊菌發酵燕麥制備燕麥面醬工藝流程

原料（燕麥）→清洗→浸泡20 h→蒸煮（121 ℃/20 min）→冷卻→接種（5%冠突散囊菌劑）→28 ℃保溫發酵5 d制坯→燕麥按照1∶2（g∶g）的配比加入8%鹽水，45 ℃條件下腌制→用研缽細磨→燕麥面醬

1.3.2 燕麥面醬發酵工藝優化單因素試驗

（1）發酵時間對燕麥面醬營養成分的影響

25 ℃條件下浸泡20 h，瀝干水，裝瓶，置121 ℃、20 min滅菌，燕麥經接種冠突散囊菌后在28 ℃條件下分別發酵3 d、4 d、5 d、6 d、7 d，燕麥與10%鹽水配比為1∶2（g∶g），混勻，在45 ℃條件下腌制25 d，之后對其進行感官評價和理化指標（還原糖、多酚、氨基酸態氮含量）測定，以確定最優的發酵時間。（2）鹽水濃度對燕麥面醬營養成分的影響

燕麥經接種冠突散囊菌后在28 ℃條件下發酵5 d，發酵后燕麥按照配比1∶2（g∶g）分別加入6%、8%、10%、12%、14%鹽水，混勻，在45 ℃條件下腌制25 d，對其進行感官評價和理化指標（還原糖、多酚、氨基態氮含量）測定，以確定最優的鹽水濃度。

（3）腌制時間對醬營養成分的影響

燕麥經接種冠突散囊菌后在28 ℃條件下發酵5 d，加入發酵后燕麥1∶2（g∶g）的10%鹽水與發酵燕麥混勻，在45 ℃條件下分別腌制15 d、20 d、25 d、30 d、35 d，對其進行感官評價和理化指標（還原糖、多酚、氨基態氮含量）測定，以確定最優的腌制時間。

（4）腌制溫度對燕麥面醬營養成分的影響

燕麥經接種冠突散囊菌后在28 ℃下發酵5 d，加入發酵后燕麥1∶2（g∶g）的10%鹽水與發酵燕麥混勻，分別在40 ℃、45 ℃、50 ℃條件下腌制25 d，對其進行感官評價和理化指標（還原糖、多酚、氨基態氮含量）測定，以確定最優的腌制溫度。

1.3.3 分析檢測

還原糖的測定采用斐林法[20]；多酚含量的測定參照郝教敏等[21]的檢測方法，以標準沒食子酸質量濃度（x）為橫坐標，以吸光度值（y）為縱坐標繪制沒食子酸標準曲線，得標準曲線回歸方程為y=109.11x+0.011 6（R2=0.998 3）；氨基酸態氮的測定采用甲醛值法[22]。

1.3.4 感官評定

參照付雯[23]的評定方法，邀請10名同學對燕麥面醬樣品的色澤、香氣、滋味、體態4個項目進行感官評定，以各項得分之和為燕麥面醬感官評分（滿分100分），結果取平均值，燕麥面醬感官評定的評分標準見表1。

表1 燕麥面醬感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standards of oat flour paste

2 結果與分析

2.1 發酵時間對燕麥面醬營養成分的影響

2.1.1 不同發酵時間對燕麥面醬還原糖及多酚含量的影響

如圖1所示，隨著發酵時間的延長，燕麥面醬中還原糖含量先升高后降低，在發酵5 d時，燕麥面醬中還原糖含量達到最高，為21.86%。說明冠突散囊菌生長旺盛，將淀粉轉化形成了更多的還原糖。隨著發酵時間的延長，營養物質耗盡，產生的代謝物將作為菌體營養成分而被利用造成代謝物的降低。

如圖1所示，燕麥面醬中多酚含量先升高后降低，在發酵5 d時，多酚含量達到最高，為4.595 mg/g，在該優化條件下，冠突散囊菌能充分生長，可使其細胞壁分解或形成代謝產物，有利于多酚物質累積[24]。經檢測，原料燕麥中多酚含量僅為0.658 mg/g。故利用冠突散囊菌發酵燕麥制備燕麥面醬大大提高了多酚含量，增強了其保健功能。

圖1 不同發酵時間對燕麥面醬還原糖及多酚含量的影響Fig. 1 Effect of different fermentation time on reducing sugar and polyphenol contents of oat flour paste

2.1.2 不同發酵時間對燕麥面醬氨基酸態氮含量及感官品質的影響

如圖2所示，隨著發酵時間的延長，燕麥面醬中氨基酸態氮含量先升高后降低，在發酵5 d時，燕麥面醬中氨基酸態氮含量最多，為0.34g/100g，目前商業行業標準SB/T10296—2009《甜面醬》中規定的氨基酸態氮含量為0.30 g/100 g。說明在該條件下，冠突散囊菌能充分生長，提高蛋白質的分解速率，增加氨基酸態氮含量。

如圖2所示，發酵5 d時，燕麥面醬的感官品質最好，感官評分為92.8分，醬體為紅褐色、有光澤，醬香濃郁，鮮味明顯，無異味，黏稠適度，均勻無雜質。

圖2 發酵時間對燕麥面醬氨基酸態氮含量及感官品質的影響Fig. 2 Effect of fermentation time on amino acid nitrogen contents and sensory quality of oat flour paste

發酵時間的長短影響燕麥面醬的品質，發酵時間過短，菌絲還沒有大量繁殖，營養物質形成量少。發酵時間過長，冠突散囊菌大量繁殖，冠突散囊菌之間對養料和氧氣產生競爭，導致后發酵后養分的減少。故選擇發酵時間為5 d。

2.2 不同鹽水濃度對燕麥面醬營養成分的影響

2.2.1 不同鹽水濃度對燕麥面醬還原糖含量及多酚含量的影響

如圖3所示，隨著鹽水濃度在6%～14%范圍內增加，燕麥面醬中多酚含量先升高后降低。當鹽水濃度為10%時，燕麥面醬中多酚含量達到最高，為4.595 mg/g；當鹽水濃度在6%～8%時，燕麥面醬中還原糖含量隨鹽水濃度增加而增加，當鹽水濃度為8%時，燕麥面醬中還原糖含量最高，為22.14%，當鹽水濃度＞8%后，可能是淀粉酶的活性受到抑制，醬料中還原糖含量反而會減少。

圖3 鹽水濃度對燕麥面醬中還原糖及多酚含量的影響Fig. 3 Effect of brine concentration on reducing sugar and polyphenol contents of oat flour paste

2.2.2 不同鹽水濃度對燕麥面醬氨基酸態氮含量及感官品質的影響

如圖4所示，當鹽水濃度為8%時，氨基酸態氮含量最高，為0.38 g/100 g，可能是低濃度鹽水對酶活性影響不大，當鹽水濃度＞8%之后，醬中氨基酸態氮含量減少，可能是隨著鹽水濃度的增加，蛋白酶活性受到抑制[25]；鹽水濃度為8%時，燕麥面醬的感官品質最好，醬體為紅褐色，咸甜適宜，黏稠適度。

圖4 鹽水濃度對燕麥面醬氨基酸態氮含量和感官品質的影響Fig. 4 Effect of brine concentration on amino acid nitrogen contents and sensory quality of oat flour paste

鹽水濃度是影響面醬品質的重要因素，鹽水濃度過低，面醬易腐敗變質，鹽水濃度過高，不僅抑制微生物生長，降低酶的活力[26]，還影響面醬口感。故可選擇鹽水濃度為8%。

2.3 不同腌制時間對燕麥面醬營養成分的影響

2.3.1 不同腌制時間對燕麥面醬還原糖含量及多酚含量的影響

如圖5所示，隨著腌制時間的延長，燕麥面醬中還原糖含量先升高后降低，在腌制時間25 d時，還原糖含量達到最高，為21.86%，腌制時間＞25 d后，還原糖含量略有下降，這是由于前期發酵過程中淀粉酶的積累使還原糖含量增加，后因微生物生長，如酵母菌、細菌的生長，需要大量的糖類物質，同時還有部分充當底物參與到酒精、乳酸等發酵，賦予甜面醬甜味，以及參與醬醪色素的合成[27]；隨著腌制時間的延長，燕麥面醬中多酚含量先升高后降低，在腌制時間25 d時，多酚含量達到最高，可能是由于發酵過程中微生物的代謝活動使燕麥中生物活性物質改性且發酵使燕麥細胞壁分解，多酚被釋放出來[28]，而腌制時間＞25 d之后，多酚含量開始下降，可能是多酚在發酵的過程中發生自然氧化[29]。

圖5 腌制時間對燕麥面醬還原糖及多酚含量的影響Fig. 5 Effect of pickling time on reducing sugar and polyphenol contents of oat flour paste

2.3.2 不同腌制時間對燕麥面醬氨基酸態氮含量及感官品質的影響

如圖6所示，隨著腌制時間在15～25 d的延長，燕麥醬中氨基酸態氮含量隨之升高，在腌制時間為25 d時，氨基酸態氮含量達到最高，為0.36 g/100 g，腌制時間＞25 d之后，氨基酸態氮含量趨于平穩。可能是由于醬中各種成分的積累引起蛋白酶活力的下降，從而使氨基酸態氮含量的增加變緩，而發酵后期由于氨基酸發生脫羧、脫氨與氧化等反應[30]，導致發酵后期氨基酸態氮含量下降；腌制時間為25 d時，燕麥面醬的感官品質最好，醬體色澤鮮艷，有濃郁醬香，鮮味突出，無異味。

腌制時間對燕麥面醬品質具有很大影響，腌制時間過短，面醬中的大分子物質還沒有完全被分解為能夠被人體吸收的小分子營養物質，且不利于呈色以及產生醬香味。腌制時間過長，面醬中產生的小分子營養物質又被微生物利用，且會使醬體顏色過深，甚至產生苦味。故選擇腌制時間為25 d。

圖6 腌制時間對燕麥面醬中氨基酸態氮含量及感官品質的影響Fig. 6 Effect of pickling time on amino acid nitrogen and sensory quality of oat flour paste

2.4 不同腌制溫度對燕麥面醬營養成分的影響

如表2所示，隨著腌制溫度的增加，燕麥面醬中還原糖含量先升高后趨于穩定，腌制溫度為45℃時，還原糖含量最高，為21.86%，可能是溫度影響淀粉酶的活性，從而影響還原糖的含量；隨著腌制溫度的增加，燕麥醬中多酚含量先升高后降低，在腌制溫度45 ℃時多酚含量最高，為4.595 mg/g，可能是溫度通過影響微生物的代謝活動，從而影響多酚物質轉化；隨著腌制溫度的增加，燕麥面醬中氨基酸態氮含量先升高后降低，可能是溫度影響蛋白酶活性，蛋白酶系的最適宜溫度一般在40～45 ℃，若溫度過高，則會導致酶失活；腌制溫度為45 ℃時，燕麥面醬的感官最好，醬體色澤鮮艷，為紅褐色，有濃郁醬香，有鮮味，無異味。高溫下所得產品風味不濃厚，且色澤偏深，低溫有利于風味濃厚，但所需時間較長。

表2 腌制溫度對燕麥面醬營養成分的影響Table 2 Effect of pickling temperature on nutritional ingredient of oat flour paste

結果表明，腌制溫度過低或過高，都會使酶活性降低，影響燕麥面醬品質。故選擇45 ℃為最佳腌制溫度。

3 結論

通過對比不同參數的變化效果，確定了冠突散囊菌發酵燕麥制備燕麥面醬的最佳條件為前發酵時間為5 d，與8%鹽水混合，45 ℃條件下腌制25 d。按此工藝制備燕麥面醬，還原糖含量為22.14%，氨基酸態氮含量為0.38 g/100 g，多酚含量高達4.154 mg/g。氨基酸態氮含量滿足國標要求（≥0.30 g/100 g）。原料燕麥中多酚含量為0.658 mg/g，而由冠突散囊菌發酵后制得的燕麥面醬中多酚含量約為原料燕麥中多酚含量的6倍。在此條件下，燕麥面醬感官評分為92.9分，色澤鮮艷，呈紅褐色，醬香濃郁，咸甜適宜，黏稠適度。該研究為燕麥的深加工提供了理論依據。