四種真菌發酵豆渣的營養品質和功能特性研究

田歡 韓國瑋 馮明

摘要：大豆是我國主要栽培的農作物之一，富含營養物質，近些年隨著國際形勢的變化，我國開始重視對大豆副產物豆渣的開發和利用，以提高大豆副產物豆渣的利用效率。該研究基于此，以4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）對大豆豆渣進行發酵，分別在第1，2，3，4，5天進行采樣，對發酵過程中豆渣蛋白質含量、蛋白質降解率、必需氨基酸含量、必需氨基酸上升率、脂肪含量、脂肪降解率、不飽和氨基酸含量和不飽和氨基酸上升率的變化規律進行研究。結果表明，在4種真菌的發酵條件下，豆渣中的蛋白質和脂肪含量隨發酵時間的增加呈現下降的趨勢，氨基酸、必需氨基酸和不飽和氨基酸含量均隨發酵時間的增加呈現一定的上升趨勢，且植物乳桿菌對豆渣的發酵效果尤為明顯，為豆渣的開發利用提供了理論基礎。

關鍵詞：豆渣；真菌；發酵；營養成分；利用率

中圖分類號：TS210.9????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）08-0077-04

Nutritional Quality and Functional Characteristics of Bean Dregs

Fermented by Four Kinds of Fungi

TIAN Huan1， HAN Guo-wei1， FENG Ming2

（1.Shanxi Vocational College of Tourism， Taiyuan 030031， China; 2.Changzhi

Vocational and Technical College， Changzhi 046000， China）

Abstract： Soybean is one of the main cultivated crops in China， which is rich in nutrients. With the change of international situation in recent years， the development and utilization of soybean by-products — bean dregs have been paid more attention in China， in order to improve the utilization efficiency of soybean by-products — bean dregs. Based on this， in this study， four kinds of fungi A （Lactobacillus casei）， B （Aspergillus oryzae）， C （Mucor radiata） and D （Lactobacillus plantarum） are used to ferment bean dregs. Samples are taken on the 1st， 2nd， 3rd， 4th， 5th day respectively and the change rules of protein content， protein degradation rate， essential amino acid content， essential amino acid increase rate， fat content， fat degradation rate， unsaturated amino acid content and unsaturated amino acid increase rate of bean dregs during the fermentation process are studied. The results show that under the fermentation conditions of the four kinds of fungi， the content of protein and fat in bean dregs shows a downward trend with the increase of fermentation time， the content of amino acids， essential amino acids and unsaturated amino acids all shows a certain upward trend with the increase of fermentation time， and the fermentation effect of Lactobacillus plantarum on bean dregs is particularly obvious， which has provided a theoretical basis for the development and utilization of bean dregs.

Key words： bean dregs; fungi; fermentation; nutrient; utilization rate

收稿日期：2023-02-15

基金項目：文化和旅游部2019年“雙師型”師資人才培養項目（WLRCS2019-053）

作者簡介：田歡（1990—），女，山西太原人，講師，碩士，研究方向：烹調工藝與營養。

大豆是我國主要的作物之一，含有豐富的營養物質，其中最具有代表性的有蛋白質和脂肪等，是人體多種營養物質的來源[1—2]。豆渣中的氨基酸比例和人體所需的氨基酸比例相似，易被人體吸收和利用，此外，豆渣中富含不飽和脂肪酸，能夠降低人體膽固醇和預防人體動脈硬化等[3—4]。

大豆中富含多種植物蛋白，常常被加工成豆類產品[5]。豆渣是加工大豆的過程中所產生的副產物，含有多種大豆本身的營養物質，具有很高的開發和利用價值[6]。我國是大豆的生產和加工大國，每年都會產生大量的豆渣，這些豆渣若不能得到很好的開發利用，一方面將會對環境造成影響，另一方面也會對資源造成嚴重浪費[7]。豆渣中含有大量的水分，若不能及時利用，極易造成腐敗變質[8]。目前我國的豆渣主要通過烘干制作成動物飼料，但烘干之后，大豆中的營養物質流失較大。也有一些地方將豆渣作為食物直接食用，但直接食用豆渣，口感很粗糙，很少有人能夠接受[9—10]。

微生物發酵是目前最有效的技術，通過微生物發酵，能夠將豆渣中的蛋白質和脂肪分解成小分子物質，從而更加有效地對豆渣中的營養成分進行吸收利用[11]。微生物的轉化能力與其自身的代謝能力有關，若想要豆渣被高效利用，微生物的種類非常重要，選擇合適的菌種能夠更加高效地對豆渣中的營養成分進行分解[12]。

本研究以4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）對大豆豆渣進行發酵，并分析發酵過程中各營養成分的變化情況，以篩選出一種高效分解豆渣中營養成分的真菌。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

豆渣、干酪乳桿菌（A）、米曲霉（B）、放射毛霉（C）、植物乳桿菌（D）、馬鈴薯、瓊脂、葡萄糖、甲基紅、硼酸、氫氧化鈉、鹽酸、苯酚、氯化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉等。

1.2 試驗儀器

恒溫搖床、氨基酸分析儀、氣相色譜儀、超凈工作臺、高溫高壓滅菌鍋等。

1.3 試驗方法

1.3.1 豆渣發酵

取10 g豆渣，加入50 mL水混勻，再加入3 g淀粉攪拌均勻，調節pH為6左右，定容至70 mL，將混合液移入到300 mL的燒瓶中，采用高壓滅菌，冷卻后待用。

將0.1%的菌種接入豆渣中，在25 ℃條件下培養1，2，3，4，5 d分別取樣，對樣品中的各個成分進行測定。

1.3.2 豆渣中營養成分測定

1.3.2.1 豆渣中蛋白質測定

根據國家標準GB 5009.5—2016進行測定。

1.3.2.2 豆渣中氨基酸測定

根據國家標準GB 5009.124—2016進行測定。

1.3.2.3 豆渣中脂肪含量測定

根據國家標準GB 5009.6—2016進行測定。

1.3.2.4 豆渣中脂肪酸含量測定

根據國家標準GB 5009.168—2016進行測定。

2 結果和討論

2.1 不同菌株對豆渣中蛋白質含量和代謝速率的影響

豆渣中的主要營養成分是蛋白質，在微生物的作用下，能夠很快地將這些蛋白質代謝成肽類，進而分解成氨基酸，增強人體對豆渣中營養物質的消化和利用[13]，本研究通過對比4種菌株在發酵豆渣過程中蛋白質含量和蛋白質降解速率的差異，從而分析4種菌株對豆渣中蛋白質的轉化效率。

由圖1可知，豆渣中的蛋白質含量隨著發酵時間的增加呈現下降的趨勢。當發酵至第5天時，A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）4種微生物分解的豆渣中的蛋白質含量分別為20，18，15，10 g/100 g，其中D（植物乳桿菌）中蛋白質含量最低，A（干酪乳桿菌）中蛋白質含量最高，即蛋白質含量的排序為D

由圖2可知，不同種類的真菌對豆渣中的蛋白質降解率不一致，D（植物乳桿菌）降解豆渣中蛋白質率明顯高于其他3種真菌，其次是C，之后依次是B和A。蛋白質被分解之后形成氨基酸，在很大程度上能夠提高豆渣的營養成分。

2.2 ?不同菌株對豆渣中人體必需氨基酸含量和上升率的影響

蛋白質一直以來以氨基酸的形式被人體吸收和利用，人體的必需氨基酸不能通過自身合成，需要從食物中吸收而獲得，若不能吸收足夠的氨基酸，人體的大腦和器官則容易受到損傷，血液循環系統受到影響，人體免疫能力也會下降[14—15]。蛋白質的營養價值則由必需氨基酸的種類和含量來決定，通過微生物發酵豆渣，將大豆中的豆渣分解成肽類和氨基酸，從而提高豆渣中的必需氨基酸含量。通過4種微生物對豆渣進行發酵，從而影響其必需氨基酸的含量。

由圖3可知，隨著發酵時間的增加，豆渣中的必需氨基酸含量呈現上升的趨勢， 當發酵至第5天時，A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）4種微生物發酵的豆渣中的必需氨基酸含量分別為9，12，11，12.5 g/100 g，其中D（植物乳桿菌）發酵的豆渣中必需氨基酸含量最高，而采用A（干酪乳桿菌）發酵的豆渣中必需氨基酸含量最少。

由圖4可知，無論使用哪種微生物進行發酵，豆渣中的氨基酸都呈現出明顯的上升趨勢，上升率最高的是D（植物乳桿菌），其次是B（米曲霉），之后是C（放射毛霉）和A（干酪乳桿菌）。采用微生物發酵明顯增加了豆渣中的營養成分。

2.3 不同菌株對豆渣中脂肪含量和降解率的影響

脂肪是豆渣中主要的營養成分之一，微生物能夠通過脂肪酶的作用，將脂肪分解成脂肪酸，從而增加豆渣中的營養物質種類[16]。通過研究4種微生物對豆渣中脂肪含量的影響，從而分析4種微生物對豆渣中的脂肪轉化率。4種真菌對豆渣中脂肪含量的影響見圖5。

由圖5可知，隨著發酵時間的增加，豆渣中的脂肪含量呈現下降的趨勢，當發酵至第5天時，A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）發酵的豆渣中的脂肪含量分別是5，4，2，1 g/100 g，其中D（植物乳桿菌）發酵的豆渣中脂肪含量最低，A（干酪乳桿菌）中的脂肪含量較高。

由圖6可知，使用不同的菌株發酵豆渣，豆渣中的脂肪降解率存在明顯差異，A（干酪乳桿菌）的脂肪降解率為60%，B（米曲霉）的脂肪降解率為70%，C（放射毛霉）的脂肪降解率為75%，D（植物乳桿菌）的脂肪降解率為90%，其中D（植物乳桿菌）的脂肪降解率最高，A（干酪乳桿菌）的脂肪降解率最低。

2.4 不同菌株對豆渣中不飽和脂肪酸含量和上升率的影響

不飽和脂肪酸是維持人體健康的必需營養成分之一，其成分和含量直接影響食物的營養價值。不飽和脂肪酸是人體生長發育的必需氨基酸，不能通過自身合成，是正常的生命活動中不可或缺的營養物質，需要從食物中獲取[17]。不飽和氨基酸能夠促進人體進行膽固醇代謝活動，在抗炎、降血脂和抗腫瘤方面具有一定生物活性功效。通過研究4種真菌發酵過程中豆渣中不飽和脂肪酸含量的變化，分析4種真菌對豆渣中脂肪轉化率的影響。4種真菌對豆渣中不飽和氨基酸含量的影響見圖7。

由圖7可知，隨著發酵時間的增加，豆渣中的不飽和氨基酸含量呈現上升的趨勢，當發酵至第5天時，4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）發酵的豆渣中不飽和氨基酸含量分別為10，8，13，15 g/100 g，在D（植物乳桿菌）發酵條件下豆渣中不飽和氨基酸含量最高。

由圖8可知，不同的真菌種類，豆渣中的不飽和氨基酸上升率存在一定程度的差異，與豆渣中原來的不飽和氨基酸含量進行比較，4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）中的不飽和氨基酸含量分別上升了1.3，0.5，1.5，2.8倍。

3 小結

隨著我國豆制品加工規模的逐漸擴大，副產物利用的問題也逐漸顯現出來。豆渣是豆制品生產過程中主要的副產物，實現其高效高值利用一直是受關注的問題。隨著我國大豆產業規模化被提上日程，提高了豆渣的利用效率，以緩解我國畜牧業對大豆蛋白的需求。

近些年，我國在豆渣食品方面的研究已經取得了一定的進展，采用微生物發酵技術，改善豆渣的風味和口感。李曉敏等[18]采用米曲酶和黑曲酶對豆渣進行發酵處理，降低了豆渣的顆粒度，從而改善了豆渣的口感；隨后，李佩燚等[19]利用曲酶對豆渣進行發酵，發現經過發酵之后的豆渣富含彈性，沒有大豆腥味，與傳統的豆醬風味相似。在微生物發酵的條件下，大豆豆渣中的蛋白被水解成肽類，肽類進一步被水解成氨基酸，同時也能夠將脂肪轉化成脂肪酸，明顯提高了豆渣的品質和生物利用效率。

本研究以4種真菌A（干酪乳桿菌）、B（米曲霉）、C（放射毛霉）和D（植物乳桿菌）對豆渣進行發酵，分別在第1，2，3，4，5天進行采樣，分析了發酵過程中豆渣中蛋白質含量、蛋白質降解率、必需氨基酸含量、必需氨基酸上升率、脂肪含量、脂肪降解率、不飽和氨基酸含量和不飽和氨基酸上升率的變化規律。結果表明，在4種真菌的發酵條件下，豆渣中的蛋白質和脂肪含量隨著發酵時間的增加呈現下降的趨勢，氨基酸、必需氨基酸和不飽和氨基酸含量均隨著發酵時間的增加呈現一定趨勢的上升，且植物乳桿菌對豆渣的發酵效果尤為明顯。

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