乳酸菌和米根霉混合固態(tài)發(fā)酵對黑青稞生化成分的動態(tài)變化

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(1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院,青海西寧 810016; 2.青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實驗室,青海省農(nóng)林科學(xué)院,青海西寧 810016; 3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室(西寧),青海西寧 810016)

青稞又稱裸大麥,是青藏高原地區(qū)的獨(dú)有物種資源,也是藏區(qū)人民的主要口糧[1]。黑青稞是一類極其珍貴的青稞種質(zhì)資源[2-4],具有多種益于人體健康的礦質(zhì)元素[5],如鋅、銅、鐵等,同時黑青稞具有高蛋白質(zhì)、高膳食纖維、高維生素、高β-葡聚糖[6]等特點(diǎn),富含獨(dú)特的花青素類物質(zhì)[7-10],具有較強(qiáng)的消除體內(nèi)自由基和抗氧化作用[11-13],能夠延緩衰老、預(yù)防癌癥[14]。當(dāng)前,青稞的加工方式主要以糧油制品、發(fā)酵青稞酒為研究重點(diǎn),同時針對β-葡聚糖[15-16]、青稞多肽等功能成分也有大量研究,但針對混菌型青稞發(fā)酵技術(shù)的研究則非常少。而目前對于黒青稞的研究也主要集中在農(nóng)藝性狀[17]、營養(yǎng)成分測定[18]、功能成分分離提取[19]等方面,其加工綜合利用研究相對較少,大多集中在黑青稞酒、黑青稞醋、黑青稞米、黑青稞片等產(chǎn)品,對于以固態(tài)黑青稞為研究對象對其發(fā)酵過程中生化成分變化的研究更是幾乎空白,亟需加強(qiáng)黑青稞發(fā)酵產(chǎn)品的研究及開發(fā),提高我國黑青稞資源的利用率。而固態(tài)發(fā)酵是一種成本較低、利用率較高、污染較少的生產(chǎn)方式,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)黑青稞資源的廣泛利用,還能提高原料的營養(yǎng)及功能性價值,具有廣闊的應(yīng)用前景。

當(dāng)前,乳酸菌是公認(rèn)的、安全的益生菌,其發(fā)酵制品深受大眾喜愛,且乳酸菌具有改善腸道微生態(tài)環(huán)境,增強(qiáng)免疫力和消除機(jī)體炎癥等多種生理活性。但由于其自身淀粉酶和蛋白酶相對不發(fā)達(dá),難以直接有效利用基質(zhì)中的營養(yǎng)成分,單獨(dú)發(fā)酵黑青稞成品品質(zhì)低、風(fēng)味差。前期試驗發(fā)現(xiàn),乳酸菌R1和乳酸菌R5發(fā)酵性能均較高,且發(fā)酵產(chǎn)物品質(zhì)均較好,但兩株菌區(qū)別在于混合發(fā)酵后黑青稞制品品質(zhì)不同,R1混合發(fā)酵后制品乙醇含量高,R5混合后制品含酸高、乙醇低,對于不同類型的黑青稞發(fā)酵制品,可以選擇不同的菌株進(jìn)行混合,為黑青稞制品類型的選擇提供依據(jù)。因此,本研究選擇固態(tài)發(fā)酵的傳統(tǒng)菌種—米根霉和乳酸菌混合發(fā)酵,探究黑青稞在混菌固態(tài)發(fā)酵過程中生化成分的變化規(guī)律,以達(dá)到乳酸菌固態(tài)發(fā)酵黑青稞的目的。以期為科學(xué)判斷黑青稞發(fā)酵產(chǎn)品終點(diǎn)和控制發(fā)酵過程提供了技術(shù)參數(shù),也為進(jìn)一步開發(fā)黑青稞功能性產(chǎn)品提供新的思路和研究方向。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

乳酸菌R1、R5由青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實驗室分離西藏靈菇乳得到,經(jīng)鑒定均為假腸膜明串珠菌;黑青稞(昆侖17號) 青海省農(nóng)林科學(xué)院作物育種栽培研究所提供;米根霉發(fā)酵劑 安琪酵母股份有限公司;葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥95.0%) 合肥博美生物科技有限責(zé)任公司;其他試劑 均為分析純。

pHS-3C型精密酸度計 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;LDZX-75KB型立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠;SW-CJ-2型雙人凈化工作臺 蘇州凈化設(shè)備有限公司;AL204型分析天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;N4S 紫外可見分光光度計 上海儀電分析儀器有限公司;LRH-150型生化培養(yǎng)箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;THZ-300C型恒溫振蕩器 上海一恒科學(xué)儀器有限公司;BCD-649WE型冰箱 青島海爾股份有限公司;DL-5M型高速臺式冷凍離心機(jī) 長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 培養(yǎng)基的配制 MRS培養(yǎng)基:蛋白胨10 g、牛肉膏10 g、酵母提取物5 g、K2HPO42 g、檸檬酸二銨2 g、乙酸鈉5 g、葡萄糖20 g、吐溫80 1 mL、MgSO4·7H2O 0.58 g、MnSO4·4H2O 0.25 g、瓊脂15 g、蒸餾水1 L,調(diào)節(jié)pH到6.2～6.4,121 ℃下滅菌30 min。

1.2.3 黑青稞發(fā)酵工藝流程 黑青稞挑選、去雜→清洗→浸泡→瀝干→蒸煮→冷卻→接菌→發(fā)酵→成品

挑選、清洗:選用黑青稞飽滿、去除泥土、沙塵,清洗后用紗布瀝干;浸泡:室溫下浸泡24 h;蒸煮:常壓下蒸煮20 min。

1.2.4 固體發(fā)酵

1.2.4.1 乳酸菌單獨(dú)發(fā)酵 稱取一定量的黑青稞于500 mL燒杯中,向其中加入體積比為1∶2的蒸餾水,并在室溫下浸泡24 h。用紗布瀝干水分后,置于蒸鍋中常壓下蒸煮20 min,并分裝于250 mL三角瓶中,冷卻后按5%(v/w)接種量分別接入乳酸菌R1和R5,置于30 ℃下培養(yǎng)箱中發(fā)酵,每隔12 h取樣。

1.2.4.2 米根霉單獨(dú)發(fā)酵 稱取一定量的黑青稞于500 mL燒杯中,向其中加入體積比為1∶2的蒸餾水,并在室溫下浸泡24 h。用紗布瀝干水分后,置于蒸鍋中常壓下蒸煮20 min,冷卻后按0.5%(w/w)的接種量接入米根霉,置于30 ℃下培養(yǎng)箱中發(fā)酵,每隔12 h取樣。

1.2.4.3 乳酸菌與米根霉混合發(fā)酵 稱取黑青稞于500 mL燒杯中,加入體積比為1∶2的蒸餾水,在室溫下浸泡24 h。用紗布瀝干水分后,置于蒸鍋中常壓下蒸煮20 min,冷卻后接入0.5%(w/w)的米根霉,并分別接入5%(v/w)的乳酸菌R1和R5,置于30 ℃下培養(yǎng)箱中發(fā)酵,每隔12 h取樣。

1.2.5 生化成分的測定 發(fā)酵取樣后,分別測定黑青稞在發(fā)酵過程中pH、總酸含量、乙醇含量、還原糖含量、氨基酸態(tài)氮含量等成分,明確單獨(dú)發(fā)酵、混合發(fā)酵的變化規(guī)律。

筆者相信，以村落民俗志為基礎(chǔ)的鄉(xiāng)村研究，在當(dāng)今中國重述“亞洲”、重寫“世界史”和“全球史”的學(xué)術(shù)熱潮中，不僅沒有過時，而且不可或缺。畢竟，體察中國國情，理解中國道路，提煉中國話語，仍要以“在村落里研究”[注][美]克利福德·格爾茨：《文化的解釋》，韓莉譯，譯林出版社，1999年，第29頁。 的鄉(xiāng)土中國學(xué)術(shù)實踐為立足點(diǎn)。

1.2.5.1 pH測定 取10 g發(fā)酵樣品,將其搗碎并加入100 mL無CO2的蒸餾水,邊浸泡邊搖動15 min,將其過濾,取濾液采用pHS-3C型精密酸度計直接測定[21]。

1.2.5.2 總酸的測定 采用0.1 mol/L NaOH滴定法測定發(fā)酵乳的酸度[22]。

式中:X為樣品總酸含量的質(zhì)量濃度,%;C為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;V為滴定消耗NaOH的體積,mL;V0為樣品稀釋液總體積,mL;VI為滴定時吸取樣液的體積,mL;m為樣品質(zhì)量,g;K為換算系數(shù),選用乳酸,折算系數(shù)為0.09。

1.2.5.3 乙醇含量測定 采用重鉻酸鉀氧化比色法。以乙醇為標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線[23]。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線可得回歸方程:y=0.5566x+0.01138,R2=0.9983。其中y為樣品吸光度A;x為樣品中乙醇含量(mg/mL)。

1.2.5.4 還原糖含量測定 采用3,5-二硝基水楊酸比色法[22]。以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線可得回歸方程:y=3.9771x-0.0138,R2=0.9961。式中:y為樣品吸光度A;x為樣品中葡萄糖含量(mg)。

1.2.5.5 氨基酸態(tài)氮含量測定 甲醛滴定法[22]。

式中:X1為氨基酸態(tài)氮含量,g/100 g;V1為待測液加入甲醛后滴定至pH9.2時NaOH的消耗量,mL;V2為空白樣加入甲醛后滴定至pH9.2時NaOH的消耗量,mL;V3為試樣稀釋液取用量,mL;V4為試樣稀釋液定容體積,mL;m為樣品質(zhì)量,g;0.014為1 mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液(C=1 mol/L)相應(yīng)的氮的含量,g。

1.2.6 感官評分 采用評分法進(jìn)行感官評定,以發(fā)酵得到的黑青稞產(chǎn)品的外觀(20分)、香氣(30分)、口感(40分)、質(zhì)地(10分)為評定指標(biāo),組織6名(3男3女)經(jīng)過基礎(chǔ)培訓(xùn)的人員對黑青稞發(fā)酵制品進(jìn)行評分,取平均值,評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 黑青稞發(fā)酵制品感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of fermented black highland barley

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均重復(fù)3 次。數(shù)據(jù)用Design-Expert 8.06進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑青稞發(fā)酵過程中pH的變化

黑青稞發(fā)酵過程中的pH與發(fā)酵菌株生長繁殖和代謝產(chǎn)物的積累密切相關(guān)。由圖1可知,當(dāng)兩株乳酸菌R1、R5單獨(dú)發(fā)酵黑青稞時,0～12 h黑青稞pH迅速下降,R1、R5發(fā)酵黑青稞的pH分別降低至(4.70±0.01)、(4.37±0.22),之后隨著發(fā)酵時間的延長其pH變化趨于穩(wěn)定;而米根霉單獨(dú)發(fā)酵黑青稞時,在0～24 h,其pH下降迅速,其后pH穩(wěn)定在4.41～4.64范圍內(nèi)。但從圖1可知在整個發(fā)酵過程中R5單獨(dú)發(fā)酵的黑青稞其pH始終低于R1、米根霉單獨(dú)發(fā)酵的結(jié)果,說明R5產(chǎn)酸能力與R1、米根霉相比較強(qiáng)。

將兩株乳酸菌R1、R5分別與米根霉進(jìn)行混合發(fā)酵黑青稞,由圖1可知,隨著發(fā)酵時間的延長其pH均呈現(xiàn)下降趨勢。0～12 h時R1+米根霉混合發(fā)酵黑青稞其pH迅速下降,之后趨于穩(wěn)定;而在0～48 h時R5+米根霉混合發(fā)酵黑青稞其pH下降迅速,48 h其pH為(4.17±0.06),其后趨于穩(wěn)定,且在整個發(fā)酵過程中,R5+米根霉發(fā)酵的黑青稞與菌株單獨(dú)發(fā)酵及R1+米根霉混合發(fā)酵相比,其pH最低,說明R5+米根霉混合發(fā)酵產(chǎn)酸能力最強(qiáng),這可能是由于R5本身產(chǎn)酸能力較高,在混合發(fā)酵中其產(chǎn)酸能力占優(yōu)勢,同時米根霉酶解產(chǎn)生的物質(zhì)能夠促進(jìn)R5發(fā)酵產(chǎn)酸,使整個發(fā)酵更完全。

圖1 黑青稞發(fā)酵過程中pH的變化Fig.1 Change in pH of fermented black highland barley during fermentation

2.2 黑青稞發(fā)酵過程中總酸含量的變化

黑青稞發(fā)酵過程中總酸含量的變化如圖2所示。由圖2可知,隨著發(fā)酵時間的延長,黑青稞的總酸含量均呈現(xiàn)逐漸增加趨勢。0～12 h,兩株乳酸菌R1、R5及米根霉單獨(dú)發(fā)酵黑青稞其總酸含量增加迅速,24 h時總酸含量已達(dá)到1.49%±0.13%(R1)、1.98%±0.04%(R5)、1.94%±0.05%(米根霉),其后隨著發(fā)酵時間的延長其總酸含量趨于穩(wěn)定,總酸含量變化規(guī)律與pH變化正好相反,同時R5總酸含量高于R1、米根霉,符合上述三株菌pH變化趨勢,R5產(chǎn)酸能力與R1、米根霉相比較強(qiáng)。

由圖2可知,混合發(fā)酵黑青稞過程中其總酸含量也均呈現(xiàn)上升趨勢,0～48 h時,R1+米根霉、R5+米根霉混合發(fā)酵的黑青稞其總酸含量增加緩慢,48 h后隨著發(fā)酵時間的延長其總酸含量迅速升高,兩組混合發(fā)酵菌株發(fā)酵黑青稞其總酸含量明顯高于三株單獨(dú)發(fā)酵菌株。另外,R5+米根霉混菌發(fā)酵得到的總酸含量最高,60 h時其總酸含量就已達(dá)到5.08%±0.04%,這可能是由于米根霉本身具有較高的酶系,能夠?qū)⒑谇囡牡矸鄯纸鉃樾》肿犹荚次镔|(zhì),同時乳酸菌R5本身具有較強(qiáng)的產(chǎn)酸能力,能夠直接利用這些物質(zhì),使得整個發(fā)酵更為充分,產(chǎn)酸較多。此結(jié)果說明添加乳酸菌R5能夠顯著增強(qiáng)其黑青稞發(fā)酵過程中總酸含量,能夠改善黑青稞發(fā)酵制品風(fēng)味。

圖2 黑青稞發(fā)酵過程中總酸含量的變化Fig.2 Change in total acidity of fermented black highland barley during fermentation

2.3 黑青稞發(fā)酵過程中乙醇含量的變化

黑青稞發(fā)酵過程中乙醇含量的變化如圖3所示。由圖3可知,隨著發(fā)酵時間的延長,黑青稞發(fā)酵過程中乙醇含量均先上升后趨于穩(wěn)定。菌株單獨(dú)發(fā)酵時,在0～36 h,R1發(fā)酵黑青稞其乙醇含量增加,其后隨著發(fā)酵時間的延長其乙醇含量趨于穩(wěn)定,36～72 h乙醇含量在0.45～0.53 mg/g之間;而R5在0～48 h隨著發(fā)酵時間的增加乙醇含量增加,48 h時乙醇含量已達(dá)到(2.53±0.22) mg/g,其后乙醇含量趨于穩(wěn)定;米根霉在0～24 h大量產(chǎn)生乙醇,24 h時已達(dá)到(7.85±0.02) mg/g,其后乙醇含量基本達(dá)到穩(wěn)定,其產(chǎn)乙醇含量明顯高于兩株乳酸菌。在菌株單獨(dú)發(fā)酵黑青稞過程中,米根霉代謝產(chǎn)乙醇含量最高,這可能與米根霉自身的糖化酶有關(guān),能夠高效利用黑青稞中的淀粉,達(dá)到高效乙醇發(fā)酵。

圖3 黑青稞發(fā)酵過程中乙醇含量的變化Fig.3 Change in alcohol content of fermented black highland barley during fermentation

混合發(fā)酵時,在0～24 h,兩組混合發(fā)酵得到的黑青稞其乙醇含量增加迅速,其后隨著發(fā)酵時間的延長其乙醇含量仍處于上升趨勢,但較為緩慢。48 h時,R1+米根霉、R5+米根霉發(fā)酵得到的黑青稞制品其乙醇含量分別為(9.23±0.33)、(8.47±0.39) mg/g;60 h后R1+米根霉混合發(fā)酵的黑青稞產(chǎn)乙醇含量相較于菌株單獨(dú)發(fā)酵及R5+米根霉混合發(fā)酵最高,達(dá)到(9.40±0.41) mg/g;而R5+米根霉混菌發(fā)酵的黑青稞其乙醇含量在整個發(fā)酵過程中均低于米根霉單獨(dú)發(fā)酵及R1+米根霉混合發(fā)酵。從以上結(jié)果可知,米根霉與黑青稞發(fā)酵產(chǎn)乙醇密切相關(guān),在米根霉單獨(dú)發(fā)酵時,其乙醇含量就已達(dá)到較高水平,而添加R1進(jìn)行混合發(fā)酵更能促進(jìn)發(fā)酵產(chǎn)乙醇,使黑青稞發(fā)酵制品更具風(fēng)味。但在R5+米根霉混合發(fā)酵時,其乙醇含量較低,這可能是由于R5本身具有較高的產(chǎn)酸能力,而產(chǎn)乙醇能力相對較弱,在與米根霉混合發(fā)酵時,能夠高效利用小分子碳源物質(zhì)產(chǎn)生更多的酸,致使乙醇含量相對較低,這對于研制低酒精黑青稞發(fā)酵制品更為有利。

2.4 黑青稞發(fā)酵過程中還原糖含量的變化

黑青稞發(fā)酵過程中還原糖含量的變化如圖4所示。由圖4可以看出,三株菌株單獨(dú)發(fā)酵時,隨著發(fā)酵時間的增加,兩株乳酸菌單獨(dú)發(fā)酵黑青稞的還原糖含量呈現(xiàn)逐漸降低趨勢,且在0～48 h乳酸菌R5發(fā)酵黑青稞的還原糖含量明顯低于R1,但48 h后,兩株菌發(fā)酵黑青稞的還原糖含量均趨于穩(wěn)定，且還原糖含量較為接近,48 h時分別為(0.22±0.01)(R1)、(0.20±0.01) mg/g(R5)。而米根霉單獨(dú)發(fā)酵黑青稞時,其還原糖含量隨著發(fā)酵時間的增加呈現(xiàn)出先增加后略下降趨勢,在48 h達(dá)到最大,為(6.94±0.22) mg/g。兩株乳酸菌發(fā)酵黑青稞其還原糖含量均下降,可能是由于菌株利用黑青稞中的碳源物質(zhì)進(jìn)行增菌和代謝產(chǎn)生乙醇及其他代謝產(chǎn)物,當(dāng)發(fā)酵時間達(dá)48 h,其后菌株發(fā)酵能力受發(fā)酵產(chǎn)物及環(huán)境的影響,其還原糖含量趨于穩(wěn)定。而米根霉發(fā)酵黑青稞其還原糖含量先增加后略下降,可能是由于米根霉具有較為發(fā)達(dá)的酶系,在發(fā)酵過程中能夠有效利用黑青稞中的淀粉成分并代謝產(chǎn)生還原糖,但當(dāng)發(fā)酵時間過長,其整個發(fā)酵體系不利于米根霉的生長及發(fā)酵,還原糖含量略有下降。

圖4 黑青稞發(fā)酵過程中還原糖含量的變化Fig.4 Changes in reducing sugar content of fermented black highland barley during fermentation

混合發(fā)酵時,隨著發(fā)酵時間的增加,黑青稞的還原糖含量均呈現(xiàn)出先增加后略下降趨勢。在0～24 h,R1+米根霉及R5+米根霉混合發(fā)酵得到還原糖逐漸增加,24 h時分別達(dá)到了(5.00±0.06)、(5.59±0.37) mg/g,36 h后兩種混合發(fā)酵得到的還原糖含量較為接近且逐漸趨于穩(wěn)定;兩種混合發(fā)酵與三株菌單獨(dú)發(fā)酵相比,其還原糖含量明顯高于兩株乳酸菌R1、R5,但卻低于米根霉單獨(dú)發(fā)酵黑青稞的結(jié)果,這可能是因為米根霉本身具備較高的糖化酶,分解產(chǎn)生還原糖含量較多,當(dāng)混合發(fā)酵時米根霉產(chǎn)生的還原糖利于其他菌株的發(fā)酵產(chǎn)酸及其他代謝產(chǎn)物,使得混合發(fā)酵的還原糖含量低于米根霉單獨(dú)發(fā)酵的結(jié)果,但混合發(fā)酵產(chǎn)生的物質(zhì)更為豐富,且適宜的還原糖含量有利于增加黑青稞發(fā)酵制品的甘甜口感,同時能夠延長發(fā)酵制品的貯藏時間[24]。而乳酸菌糖化分解能力差,還原糖含量低。因此,與菌株單獨(dú)發(fā)酵黑青稞相比,混合發(fā)酵從口感和營養(yǎng)角度更具優(yōu)勢。

2.5 黑青稞發(fā)酵過程中氨基酸態(tài)氮含量的變化

黑青稞發(fā)酵過程中氨基酸態(tài)氮含量的變化如圖5所示。由圖5可以看出,黑青稞發(fā)酵過程中隨著發(fā)酵時間的增加,其氨基酸態(tài)氮含量均呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。菌株單獨(dú)發(fā)酵時,三株菌發(fā)酵的黑青稞其氨基酸態(tài)氮含量明顯升高,0～48 h內(nèi)R1發(fā)酵的黑青稞其氨基酸態(tài)氮含量顯著高于R5、米根霉。在48 h時,氨基酸態(tài)氮含量分別達(dá)到了0.087(R1)、0.059(R5)、0.081 mg/g(米根霉)?；旌习l(fā)酵時,0～24 h,R5+米根霉發(fā)酵的黑青稞其氨基酸態(tài)氮含量與R1+米根霉混菌組合相比增加迅速,且R5+米根霉發(fā)酵得到的氨基酸態(tài)氮含量高于R1+米根霉混合發(fā)酵的結(jié)果;而當(dāng)發(fā)酵時間超過36 h,兩種混合發(fā)酵得到的氨基酸態(tài)氮含量接近,且在60 h時其氨基酸態(tài)氮含量基本一致,其氨基酸態(tài)氮含量分別為(0.11±0.002)(R1+米根霉)、(0.11±0.010) mg/g(R5+米根霉)。將三株菌單獨(dú)發(fā)酵的結(jié)果與兩種混合發(fā)酵相比,混合發(fā)酵得到的氨基酸態(tài)氮含量明顯高于菌株單獨(dú)發(fā)酵的結(jié)果。氨基酸態(tài)氮含量變化主要是由于微生物利用自身的蛋白酶系降解黑青稞蛋白,一部分小分子的氮源供微生物自身所用,另一部分分解成為游離氨基酸[25],豐富黑青稞發(fā)酵制品的風(fēng)味和口感,提高人體對黑青稞蛋白的利用率[26]。因此,混合發(fā)酵黑青稞制品更優(yōu)于菌株單一發(fā)酵的結(jié)果。

圖5 黑青稞發(fā)酵過程中氨基酸態(tài)氮含量的變化Fig.5 Changes in ammonium nitrogen content of fermented black highland barley during fermentation

2.6 混合菌株發(fā)酵黑青稞的感官評分

在前期研究過程中發(fā)現(xiàn),R1和R5單獨(dú)發(fā)酵的黑青稞其乙醇含量及還原糖含量較低,同時其發(fā)酵制品表現(xiàn)出明顯的酸味且發(fā)酵香味較淡,分別對米根霉單獨(dú)發(fā)酵、R1+米根霉混菌發(fā)酵、R5+米根霉混菌發(fā)酵進(jìn)行感官評定,結(jié)果如圖6所示。由圖6可知,不同發(fā)酵時間下得到的黑青稞發(fā)酵制品其感官性質(zhì)存在差異。隨著發(fā)酵時間的延長,其感官評分呈現(xiàn)先增加后降低趨勢。在發(fā)酵初期0～24 h,黑青稞發(fā)酵制品呈現(xiàn)質(zhì)地較硬,無發(fā)酵風(fēng)味及香味;在發(fā)酵36～48 h,其感官品質(zhì)顯著提高,黑青稞發(fā)酵制品呈現(xiàn)明顯的發(fā)酵香味、香甜可口、軟硬適中,品質(zhì)較佳;在發(fā)酵后期60 h后,感官評分較低,黑青稞發(fā)酵制品表現(xiàn)出具有較重的酸味、澀味,質(zhì)地較為軟爛。綜合比較,混合發(fā)酵得到的黑青稞發(fā)酵制品及感官品質(zhì)高于傳統(tǒng)米根霉單一發(fā)酵的制品,且R5+米根霉混合發(fā)酵48 h時,黑青稞發(fā)酵制品品質(zhì)最佳、口感最優(yōu)。

圖6 混合菌株發(fā)酵黑青稞的感官評分Fig.6 Sensory evaluation of fermented black highland barley fermented by mixed strains during fermentation

3 結(jié)論

本研究通過對2株乳酸菌R1、R5與1株米根霉單獨(dú)及混合發(fā)酵黑青稞進(jìn)行生化成分動態(tài)研究,結(jié)果表明,3株菌株單獨(dú)發(fā)酵過程中,R5發(fā)酵的黑青稞其pH明顯下降,最低達(dá)到4.32±0.01,且總酸含量顯著高于其余兩株菌,最終達(dá)到2.52%±0.12%,說明R5發(fā)酵產(chǎn)酸能力較強(qiáng);而米根霉發(fā)酵的黑青稞其還原糖含量及乙醇含量明顯高于R1、R5,最高分別達(dá)到(6.94±0.22)、(9.19±0.49) mg/g;R1、R5發(fā)酵得到的氨基酸態(tài)氮含量較為接近且高于米根霉,最終分別達(dá)到(0.10±0.01)、(0.11±0.01) mg/g。與單一菌株發(fā)酵黑青稞相比,混菌發(fā)酵能顯著提高黑青稞發(fā)酵制品的營養(yǎng)品質(zhì)并改善其風(fēng)味,其中R5+米根霉混合發(fā)酵的黑青稞制品在發(fā)酵過程中pH下降較快、產(chǎn)酸較多,pH由5.65±0.08降低至4.16±0.08,總酸含量由0.48%±0.03%增加至7.16%±0.03%,乙醇含量較低,最終僅為(8.25±0.35) mg/g,而氨基酸態(tài)氮含量與其他發(fā)酵結(jié)果接近,另外其感官品質(zhì)優(yōu)于其他發(fā)酵,48 h評分最高,達(dá)到(86±0.89)分,適宜發(fā)酵制備低酒精、高營養(yǎng)型黑青稞發(fā)酵制品。而R1+米根霉混合發(fā)酵的黑青稞制品產(chǎn)酸較少,但其乙醇含量最高,最終達(dá)到(9.80±0.60) mg/g,適宜發(fā)酵低酸、高酒精黑青稞發(fā)酵制品。綜合考慮,最終確定混合固態(tài)發(fā)酵48 h時其黑青稞制品營養(yǎng)品質(zhì)及感官特性最佳。根據(jù)發(fā)酵黑青稞產(chǎn)品的品質(zhì)及風(fēng)味要求,可選擇適宜的混合發(fā)酵菌株,該結(jié)果可為開發(fā)黑青稞產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。