發(fā)酵對鮮濕米粉品質(zhì)影響研究進展

馬霞，張緬緬，何艷，顧永興，陳麗花*

（1.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院生物工程系，上海201418；2.上海躍進食品有限公司，上海200400）

發(fā)酵對鮮濕米粉品質(zhì)影響研究進展

馬霞1，張緬緬1，何艷1，顧永興2，陳麗花1*

（1.上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院生物工程系，上海201418；2.上海躍進食品有限公司，上海200400）

米粉發(fā)酵后可獲得更好的口感和品質(zhì)。了解發(fā)酵對米粉理化性質(zhì)的影響，不僅可以為傳統(tǒng)米粉發(fā)酵工藝的改良提供理論依據(jù)，還可促進現(xiàn)代生物技術(shù)的介入和應(yīng)用。本文綜述了發(fā)酵米粉的微生物及工藝，以及發(fā)酵對大米的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪和最終米粉產(chǎn)品品質(zhì)影響方面的研究進展，對于選育出優(yōu)良發(fā)酵菌種，改善米粉發(fā)酵品質(zhì)進而可以進行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)起到重要的作用。

發(fā)酵；米粉；理化性質(zhì)；品質(zhì)

在加工谷物類食品領(lǐng)域里，發(fā)酵是一種較為傳統(tǒng)的方法，人們可以通過發(fā)酵來改善產(chǎn)品的風(fēng)味和口感、改變產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)、提高產(chǎn)品的微生物安全性及營養(yǎng)價值[1]。

鮮濕米粉是一種口感和風(fēng)味俱佳的食品，屬于大米深加工產(chǎn)品，消費群體廣大。隨著生活節(jié)奏的加快，處于亞健康狀態(tài)的人群數(shù)不斷攀升，從日常的飲食起居去調(diào)節(jié)身體狀態(tài)，漸漸成為營養(yǎng)師關(guān)注及學(xué)者研究的熱點。發(fā)酵米粉是將整粒大米浸泡較長時間，進行自然發(fā)酵，這樣可以使米粉獲得更好的質(zhì)構(gòu)特性，也可以使米粉的口感更加的筋道，有嚼頭[2-3]。但是，目前大多發(fā)酵米粉的生產(chǎn)規(guī)模很小，基本上是手工作坊，而且產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定。要想使發(fā)酵米粉得到大規(guī)模生產(chǎn)，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，工業(yè)化純種發(fā)酵或混合菌種發(fā)酵是一種可行的方法[4-5]。因此，弄清楚在發(fā)酵過程中起作用的微生物以及這些微生物的特性是必要的。本研究從米粉發(fā)酵的微生物、發(fā)酵對米粉理化性質(zhì)及最終米粉產(chǎn)品品質(zhì)影響方面，對前人的研究成果進行綜述與分析，期望為相關(guān)研究提供有用的參考。

1 微生物及發(fā)酵工藝

為了擴大米粉的生產(chǎn)工藝，國內(nèi)已經(jīng)進行了一些相關(guān)的研究。北京大學(xué)生物系在1980年就對酸漿法生產(chǎn)綠豆粉絲進行了相關(guān)的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，酸漿法可以促使乳酸菌產(chǎn)生的淀粉凝集素將淀粉凝集成塊狀，沉淀淀粉，這樣可以有效地使淀粉與蛋白等成分分離。但是之后并沒有更深入的研究[6]。為了找到引起米粉腐敗的微生物，施安輝等[7]對微生物進行了一系列的分離研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，可以使米粉發(fā)生腐敗變質(zhì)的微生物主要是芽孢桿菌，酵母菌和霉菌等。2006年，魯戰(zhàn)會等[8]針對發(fā)酵米粉過程中起到主要作用的微生物有哪些這一問題，系統(tǒng)地進行了微生物的分離研究實驗。結(jié)果顯示為胚芽乳桿菌等12株乳酸桿菌，鳥鏈球菌等5株乳酸鏈球菌，釀酒酵母等9株酵母菌。目前，乳酸菌作為發(fā)酵米粉的優(yōu)勢菌種，得到了很大的關(guān)注。閔偉紅[9]針對乳酸菌發(fā)酵進行了一系列研究，研究結(jié)果表明，以大米中2×106CFU/g的接種量接種乳酸菌，并將接種后的大米浸泡12 h進行發(fā)酵，生產(chǎn)出的米粉，無論是在口感方面，還是在拉伸性能方面，都大大地優(yōu)于自然發(fā)酵的米粉。所以，要想開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的發(fā)酵米粉，從微生物方向出發(fā)研究，具有十分重要的意義[10-12]。

2 發(fā)酵對大米理化性質(zhì)的影響

大米粉的成分有淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等。發(fā)酵可以通過改變米粉的相關(guān)化學(xué)成分，從而起到改善米粉的理化性質(zhì)的作用，并最終影響米粉的產(chǎn)品品質(zhì)。

2.1 對淀粉的影響

淀粉是大米的主要成分，也是構(gòu)成米粉的基礎(chǔ)。研究結(jié)果顯示，自然發(fā)酵不能很大程度地降解淀粉，也不能顯著地分解支鏈淀粉，所以總淀粉含量和直鏈淀粉的含量并沒有明顯地改變[13-15]。但周顯青等[16]研究發(fā)現(xiàn)，微生物發(fā)酵可使大米粉中的淀粉含量有所升高，其中乳酸菌發(fā)酵樣品的淀粉增幅大于自然發(fā)酵和酵母發(fā)酵。袁美蘭[17]也對玉米自然發(fā)酵過程中的淀粉含量變化進行研究，結(jié)果顯示，發(fā)酵過程中直鏈淀粉的變化沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性。通過上述研究表明，微生物種類、發(fā)酵條件、淀粉來源等因素可能都會對發(fā)酵過程中淀粉含量的變化起到一定的影響。

淀粉分子結(jié)構(gòu)的改變，會對淀粉特性的影響較大[18-20]，如果從發(fā)酵對直鏈和支鏈淀粉影響的角度出發(fā)進行研究，對于揭示發(fā)酵對淀粉的改性機理意義重大。

2.2 對蛋白質(zhì)的影響

大米中的蛋白質(zhì)大多與直鏈淀粉相結(jié)合，對米粉的理化性質(zhì)影響顯著[21]。無論是發(fā)酵過程，還是非發(fā)酵過程，都可顯著降低蛋白質(zhì)含量。發(fā)酵前期階段蛋白質(zhì)以溶出為主，兩者下降的程度相似；但發(fā)酵后期，發(fā)酵樣品中的蛋白質(zhì)含量則會呈現(xiàn)急劇下降的趨勢。因為微生物的生長需要必要的營養(yǎng)物質(zhì)（如碳源、氮源等）。而微生物在大米中進行發(fā)酵時，蛋白質(zhì)是大米可以提供的唯一氮源，所以發(fā)酵過程可顯著降低大米中蛋白質(zhì)的含量[13]。閔偉紅[9]研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵過程中產(chǎn)酸作用也很明顯。發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸是一種具有α-羥基的羧酸，羥基可以通過與多肽鏈上的基團形成氫鍵，來促進蛋白質(zhì)溶出。

2.3 對脂肪和游離脂肪酸的影響

大米中的脂肪大多與直鏈淀粉以雙螺旋結(jié)構(gòu)的形式存在[22]，對大米制品的理化性質(zhì)影響也很大。發(fā)酵過程會導(dǎo)致脂肪含量減少，游離脂肪酸含量升高。導(dǎo)致脂肪含量減少的原因主要包括兩方面，一方面是游離脂肪酸的流失所致（脂肪含量的測定結(jié)果中包括游離脂肪酸的成分），另一方面則是脂肪氧化酶的分解作用，微生物發(fā)酵也降低了脂肪含量。脂肪和游離脂肪酸含量的變化會對米粉的氣味產(chǎn)生一定的影響，經(jīng)過長時間的發(fā)酵，游離脂肪酸會被分解成低分子的醛、酮類物質(zhì)，這些物質(zhì)會使粉體產(chǎn)生特殊氣味[23]。

3 發(fā)酵對米粉最終品質(zhì)的影響

3.1 流變性及質(zhì)構(gòu)性

微生物發(fā)酵對淀粉的改性作用只能通過其代謝產(chǎn)物進行。研究表明，可能影響到直鏈淀粉和支鏈淀粉性質(zhì)的因素都會影響到凝膠的流變性[24]。發(fā)酵產(chǎn)生的酸和酶改變了淀粉的分子結(jié)構(gòu)，使其水合能力增強，有利于保持凝膠水分，對維持凝膠結(jié)構(gòu)非常有利[25]。發(fā)酵后米粉的流變性能得到了明顯的改善，因為發(fā)酵使得淀粉顆粒變得更加均勻，更有利于淀粉糊化的均勻性，進而可形成均勻致密的凝膠[26]。流變儀研究結(jié)果表明，發(fā)酵可使米粉的最大拉伸應(yīng)變顯著增加，米粉的拉斷功和表觀彈性率相應(yīng)減?。桓泄僭u定結(jié)果顯示，發(fā)酵后的米粉口感更柔韌[13]；質(zhì)構(gòu)儀研究結(jié)果表明，發(fā)酵后米粉的回復(fù)性和彈性都得到了增強，米粉硬度降低[27]。

3.2 蒸煮品質(zhì)

目前，有關(guān)發(fā)酵對米粉蒸煮品質(zhì)影響的研究還較少。斷條率是衡量米粉蒸煮品質(zhì)的一個重要指標。有研究發(fā)現(xiàn)，米粉的斷條率與膠稠度呈正相關(guān)，與直鏈淀粉含量呈負相關(guān)[28]。發(fā)酵可以使淀粉更好地形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，具有改善米粉蒸煮品質(zhì)的能力。

3.3 食味品質(zhì)

米粉的食味品質(zhì)對消費者的接受程度起著至關(guān)重要的影響。發(fā)酵可以改變米粉的氣味、色澤等性質(zhì)，從而影響到米粉的食味品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵可顯著增強米粉的彈性和筋道感，還可減少大米中灰分，從而改善米粉色澤[29]。有對不同菌種發(fā)酵后的米粉進行比較研究，發(fā)現(xiàn)乳酸菌對米粉食味品質(zhì)的影響，主要體現(xiàn)在口感方面，經(jīng)乳酸菌發(fā)酵的米粉，彈力更強，口感更筋道。酵母發(fā)酵可產(chǎn)生柔和的酒香味，但對米粉凝膠質(zhì)構(gòu)改善不如自然發(fā)酵明顯；自然發(fā)酵米粉有不良氣味的存在，且彈性和筋道感不如乳酸菌發(fā)酵的米粉[30]。植物乳桿菌和嗜酸乳桿菌對米粉改性效果都優(yōu)于自然發(fā)酵，綜合評價較好，但嗜酸乳桿菌發(fā)酵后的米粉質(zhì)地較軟且黏，植物乳桿菌發(fā)酵米粉的彈性較大，所以植物乳桿菌的改性效果較好[14]。

4 結(jié)論及展望

發(fā)酵能顯著改變大米粉的理化性質(zhì)，進而使米粉在口感、風(fēng)味以及質(zhì)構(gòu)等方面得到了有效地改善。了解發(fā)酵對于米粉理化性質(zhì)及最終米粉產(chǎn)品品質(zhì)的影響，對選育優(yōu)良發(fā)酵菌種、改善米粉發(fā)酵品質(zhì)進而可以進行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)起到重要的作用。盡管近些年有過一些通過發(fā)酵改善米粉理化性質(zhì)的研究，但是這些研究還比較少，且仍舊停留在宏觀的水平上，甚至在一些領(lǐng)域里，不同的研究者會得出不同的結(jié)論，未來應(yīng)多從微觀角度去進一步研究米粉的發(fā)酵性質(zhì)，揭示出米粉的發(fā)酵機理，這對產(chǎn)品品質(zhì)米粉的改善具有更加深遠的意義。

參考文獻：

[1]佟立濤，周素梅，林利忠，等.常德鮮濕米粉發(fā)酵過程中的菌群變化[J].現(xiàn)代食品科技，2013，11（29）：2616-2620.

[2]周顯青，陶華堂，張玉榮.發(fā)酵米粉（條）品質(zhì)形成機理研究進展[J].糧食與飼料工業(yè)，2013（3）：22-25.

[3]周顯青，李亞軍，張玉榮.發(fā)酵對大米粉及其制品品質(zhì)影響研究進展[J].糧食與飼料工業(yè)，2011（3）：14-17.

[4]彭荷花.發(fā)酵米粉的微生物鑒定和品質(zhì)改善機理研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文，2006.

[5]史國英，余功明，胡春錦.廣西傳統(tǒng)發(fā)酵米粉中乳酸菌的分離鑒定[J].微生物學(xué)雜志，2012，32（5）：54-57.

[6]曹宗撰，盧光瑩，宋云，等.乳酸鏈球菌凝集淀粉顆粒機理的進一步研究[J].微生物學(xué)報，1980，20（3）：271-275.

[7]施安輝，肖海杰，王光玉，等.霉變粉皮的微生物區(qū)系分析及防酶措施[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，1998，24（6）：30-33.

[8]魯戰(zhàn)會，彭荷花，李里特，等.常德發(fā)酵米粉中的微生物分離純化與鑒定[J].中國糧油學(xué)報，2006，21（3）：23-26.

[9]閔偉紅.乳酸菌發(fā)酵改善米粉食用品質(zhì)機理的研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文，2003.

[10]劉慧，周茉，熊利霞，等.昆明酸漿米粉中優(yōu)良乳酸桿菌篩選及復(fù)合發(fā)酵劑的研制[J].中國釀造，2010，29（10）：106-110.

[11]李玉珍，肖懷秋，蘭立新.我國大米發(fā)酵食品研究進展[J].江蘇調(diào)味副食品，2008，25（6）：33-37.

[12]王云，姜容，雷凡，等.糯米粉儲藏特性的研究[J].中國釀造，2014，33（4）：101-105.

[13]李里特，魯戰(zhàn)會，閔偉紅，等.自然發(fā)酵對大米理化性質(zhì)的影響及其米粉凝膠機理研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2001，27（12）：1-6.

[14]魯戰(zhàn)會.生物發(fā)酵米粉的淀粉改性及凝膠機理的研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文，2002.

[15]丁文平，王月慧.浸泡發(fā)酵對米粉體系理化特性的影響[J].食品工業(yè)，2005（3）：5-7.

[16]周顯青，李亞軍，張玉榮.不同微生物發(fā)酵對大米理化特性及米粉食味品質(zhì)的影響[J].河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2010，31（1）：4-8.

[17]袁美蘭.乳酸發(fā)酵改善玉米淀粉凝膠質(zhì)地的機理研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士論文，2002.

[18]JANE J,CHEN Y Y,LEE L F,et al.Effects of amylopectin branch chain length and amylase content on the gelatinization and pasting properties of starch[J].Cereal Chem,1999,76(5):629-637.

[19]NARPINDER S,YOSHIKO N,NAOYOSHI I,et al.Fine structure, thermal and viscoelastic properties of starches separated from indica rice cultivars[J].Starch,2007,59:10-20.

[20]VANDEPUTTE G E,VERMEYLEN R,GEEROMS J,et al.Rice starches.I.Structural aspects provide insight into crystallinity characteristics andgelatinisationbehaviourofgranularstarch[J].J Cereal Sci, 2003,38:43-52.

[21]HAMAKER B H,GRIFFIN V K.Effect of disulfide bond-containing protein on rice starch gelatinization and pasting[J].Cereal Chem,1993, 70(4):377-380.

[22]于永紅，朱智偉，程方民.稻米的脂肪[J].中國稻米，2006（3）：12-13.

[23]李亞軍.發(fā)酵大米粉及其淀粉特性研究[D].鄭州：河南工業(yè)大學(xué)碩士論文，2010.

[24]LU Z H,SASAKI T,KOBYASHI N,et al.Elucidation of fermentation effect on rice noodles using combined dynamic viscoelasticity and thermal analyses[J].Cereal Chem,2009,86(1):70-75.

[25]張彥民，韓文鳳，邱潑，等.大米發(fā)酵對米粉凝膠品質(zhì)影響的研究[J].糧食加工，2010，35（1）：49-67.

[26]王鋒，魯戰(zhàn)會，薛文通，等.自然發(fā)酵對大米淀粉顆粒特性的影響[J].中國糧油學(xué)報，2003，6（18）：25-28.

[27]閔偉紅，李里特，劉平.乳酸菌發(fā)酵對米粉物性影響的研究[J].食品科學(xué)，2005，26（1）：97-99.

[28]吳衛(wèi)國，張喻，肖海秋，等.原料大米特性與米粉產(chǎn)品品質(zhì)關(guān)系的研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2005（9）：21-24.

[29]LU Z H,LI L T,MIN W H,et al.The effects of natural fermentation on the physical properties of rice flour and the rheological characteristics of rice noodles[J].Food Sci Technol,2005,40(9):985-990.

[30]閔偉紅，李里特，魯戰(zhàn)會，等.乳酸菌發(fā)酵改善米粉食用品質(zhì)的機理[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2003，29（6）：5-9.

MA Xia1,ZHANG Mianmian1,HE Yan1,GU Yongxing2,CHEN Lihua1*
(1.Department of Bioengineering,Shanghai Institute of Technology,Shanghai 201418,China; 2.Shanghai Yuejin Food Co.,Ltd.,Shanghai 200400,China)

Rice noodles could obtain better taste and quality after fermentation.To understand the effect of fermentation on physicochemical properties of rice flour not only can lay an important theoretical foundation for quality improvement of traditional fermented rice noodle product,but also promote the intervention and application of modern biotechnology.This paper summarized the microbe and process of fermented rice noodles and the effects of fermentation on starch,protein,fat of rice flour and the final qualities of rice products,which are useful for breeding starter strains and improving the quality of rice noodle,thereby play an important role for large-scale industrial production.

fermentation;rice noodles;physicochemical property;quality

TS219

A

0254-5071（2015）04-0005-03

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.04.002

2015-03-04

上海市聯(lián)盟計劃（LM201443）

馬霞（1971-），女，教授，博士，研究方向為發(fā)酵功能食品。

*通訊作者：陳麗花（1971-），女，副教授，博士，研究方向為食品工藝及其品質(zhì)控制。