總狀毛霉與魯氏酵母耦合發(fā)酵對(duì)豆粕營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味的增強(qiáng)效應(yīng)

張夢(mèng)媛,張 雨,丁常晟,康 旭,袁江蘭

(湖北工業(yè)大學(xué)生物工程與食品學(xué)院,湖北武漢 430068)

豆粕是大豆油加工的副產(chǎn)品,其蛋白質(zhì)含量超過(guò)40%,碳水化合物占10%～15%,并富含多種礦物質(zhì)、維生素和必需氨基酸,是理想的蛋白質(zhì)資源和動(dòng)物飼料原料[1-4]。原料豆粕含有多種抗?fàn)I養(yǎng)因子,如胰蛋白酶抑制劑、凝集素等,會(huì)造成動(dòng)物幼仔胃腸功能紊亂或腹瀉,從而降低豆粕的生物利用率,使其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值得不到充分體現(xiàn)[5-7]。微生物發(fā)酵可以在很大程度上解決這一問(wèn)題,同時(shí)微生物豐富的酶系還可將大豆蛋白、多糖等降解為多肽、氨基酸、低聚糖和單糖等,有效的生物轉(zhuǎn)化還可以產(chǎn)生更豐富的營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味成分,不僅有利于提高豆粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和利用率,還能顯著提高其風(fēng)味品質(zhì),改善其誘食性[7-8]。

發(fā)酵豆粕可直接用作動(dòng)物飼料基料,合理的菌種耦合和發(fā)酵工藝所得產(chǎn)品甚至可以作為代乳類動(dòng)物食品,不僅為動(dòng)物幼崽提供合理的營(yíng)養(yǎng),而且具有提高生物利用率、增加誘食性、增強(qiáng)免疫力等作用。近年來(lái)有關(guān)菌種發(fā)酵豆粕的研究報(bào)道較多,例如,黑曲霉固態(tài)發(fā)酵使豆粕氨基酸含量提高了35.76%,粗蛋白增加了38.23%,胰蛋白酶抑制劑含量從1820降至480 TIU/mg[9];枯草芽孢桿菌、酵母菌、乳酸菌混合發(fā)酵使豆粕氨基態(tài)氮含量提高了10.87倍,必需氨基酸含量提高了12.69%,胰蛋白酶抑制劑含量顯著降低,并且風(fēng)味有所改善[10]。但是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上這類產(chǎn)品還不夠成熟,現(xiàn)有產(chǎn)品在營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、抗?fàn)I養(yǎng)因子等方面還有很大的提升空間。菌種是發(fā)酵產(chǎn)品品質(zhì)的決定性因素,通常將豆粕進(jìn)行微生物發(fā)酵是為了降解其中的大分子蛋白和一些不易消化成分,毛霉有很好的產(chǎn)酶活性,可以有效降解大分子蛋白,但其發(fā)酵風(fēng)味并不令人愉悅。魯氏酵母通常用于食品發(fā)酵,它可產(chǎn)生令人愉悅的發(fā)酵風(fēng)味及色澤。將這兩種菌種耦合發(fā)酵豆粕,既可以使得豆粕中的大分子蛋白更好的得到降解,提高其消化吸收率,同時(shí)還可以解決發(fā)酵風(fēng)味問(wèn)題。

本文基于固態(tài)發(fā)酵,以毛霉為主要菌種,同時(shí)考察魯氏酵母耦合發(fā)酵及超聲前處理對(duì)發(fā)酵豆粕品質(zhì)的影響,探究目標(biāo)因素對(duì)發(fā)酵豆粕營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味品質(zhì)的增強(qiáng)作用以及對(duì)胰蛋白酶抑制劑的清除效果,以期為豆粕代乳類動(dòng)物飼料的研究和應(yīng)用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆豆粕 佳惠飼料有限公司;總狀毛霉(Mucorracemosus,菌種編號(hào)CICC40241)、孢子粉 沂水錦潤(rùn)生物科技有限公司;魯氏酵母(菌種編號(hào)CICC32899) 湖北安琪酵母有限公司;胰蛋白酶1∶250(Trypsin)、胰蛋白酶抑制劑、苯甲酰-L-精氨酸-對(duì)硝基苯胺(L-BAPA) 阿拉丁上海有限公司;干酪素 上海源葉生物科技有限公司;β-疏基乙醇、丙烯酰胺、三羥甲基氨基甲烷[NH2C(CH2OH)3,Tris]、5-磺基水楊酸、冰乙酸(CH3COOH)、福林酚試劑 均為分析純?cè)噭?國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

LHS-150SC恒溫恒濕箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;K9860立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠;L-8900全自動(dòng)氨基酸分析儀 日本Hitachi公司;DYY-8C電泳儀 北京六一有限公司;WFJ2000可見(jiàn)光分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備 以原料豆粕(S1)為對(duì)照。

未前處理毛霉發(fā)酵豆粕(S2)的制備:按豆粕∶水=1∶1 (w∶v)的比例在豆粕中加入去離子水,充分?jǐn)嚢杈鶆蚝笥?21 ℃滅菌20 min,冷卻后按照豆粕質(zhì)量的0.20%接入毛霉孢子粉,攪拌均勻后置于28 ℃,濕度為50%～60%的恒溫恒濕箱中培養(yǎng)和發(fā)酵,取樣時(shí)間分別為0、12、24、36、48、60、72 h,所有樣品于50 ℃烘48 h,然后研磨并過(guò)60目篩備用。

超聲前處理毛霉發(fā)酵豆粕(S3)的制備:與S2同法滅菌冷卻后的豆粕,采用32 kHz、180 W超聲處理15 min后再進(jìn)行接種發(fā)酵,后續(xù)操作同S2的制備。

超聲前處理毛霉和魯氏酵母混合發(fā)酵豆粕(S4)的制備:步驟同S3處理,只在接種時(shí)同時(shí)接入豆粕質(zhì)量0.20%的毛霉孢子粉和0.10%的魯氏酵母。

1.2.2 可溶性蛋白含量測(cè)定 采用考馬斯亮藍(lán)法[11-12]。分別取10 g發(fā)酵0、12、24、36、48、60、72 h的豆粕干粉樣品,加入200 mL蒸餾水,40 ℃水浴攪拌1 h,然后8000 r/min離心15 min,取上清液適度稀釋后測(cè)定。以自制牛血清白蛋白標(biāo)準(zhǔn)曲線為定量依據(jù),標(biāo)準(zhǔn)曲線方程:y=0.0106x+00095(R2=0.9973)。

1.2.3 蛋白酶活測(cè)定 采用GB/T 28715-2012《蛋白酶活力的測(cè)定》中福林酚法測(cè)定蛋白酶活力[13]。與1.2.2同法獲得上清液,用pH7.5磷酸鹽緩沖液適度稀釋后測(cè)定中性蛋白酶活力。蛋白酶活力單位(U)定義為:40 ℃、pH7.5條件下每分鐘從可溶性酪蛋白中水解生成1 μg酪氨酸所需要的酶量。

1.2.4 感官評(píng)價(jià) 取10 g發(fā)酵60 h的鮮豆粕樣品置于潔凈培養(yǎng)皿中并隨機(jī)編號(hào),隨機(jī)選擇12名的人員,將人員進(jìn)行培訓(xùn)后分為三組,對(duì)不同編號(hào)的樣品分別從色澤、質(zhì)地、味道、氣味四個(gè)方面進(jìn)行打分,每個(gè)項(xiàng)目滿分10分,總分40分,制定發(fā)酵豆粕感官質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1[14]。

表1 發(fā)酵豆粕感官質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表

1.2.5 SDS-PAGE分析 參照文獻(xiàn)[15]方法,取發(fā)酵60 h的豆粕S1、S2、S3、S4各2 g加入30 mL的0.01 mol/L磷酸緩沖液(pH7.4)28 ℃水浴攪拌1 h,然后8000 r/min離心15 min獲得上清液,即為電泳上樣樣品。電泳上樣樣品按1∶1的比例加入含有巰基乙醇的上樣緩沖液煮沸5 min,待冷卻后10000 r/min離心2 min后將10 μL樣品添加到聚丙烯酰胺凝膠上(分離膠和濃縮膠濃度分別為12%和4%)。

1.2.6 胰蛋白酶抑制劑活性測(cè)定 精確稱取1.0000 g發(fā)酵60 h的發(fā)酵豆粕干粉(精確至0.0002 g),粉碎并過(guò)60目篩,加入50 mL 0.01 mol/L NaOH溶液,25 ℃水浴攪拌提取1 h,然后1.0 mol/L NaOH溶液調(diào)pH至9.5～9.8,繼續(xù)提取2 h,3500 r/min離心10 min后取上清液。將上清液用0.01 mol/L NaOH溶液稀釋80倍,得到樣品稀釋液。

吸取0.5 mL稀釋液于試管中,加入去離子水0.5 mL。再加入1.0 mL 37 ℃預(yù)熱的0.1 mg/mL胰蛋白酶溶液,混勻,最后加入2.5 mL 37 ℃預(yù)熱的1.0% BAPA溶液,混勻?；旌弦毫⒓粗糜?7 ℃水浴孵育10 min,加入0.5 mL 30%醋酸溶液終止反應(yīng)。終止后的反應(yīng)體系于10000 r/min離心15 min,測(cè)定410 nm處的吸光值得到樣品稀釋液的吸光值(A3)。另取0.5 mL稀釋液,加去離子水0.5 mL,加入2.5 mL BAPA溶液,然后加入0.5 mL醋酸溶液,混勻后于37 ℃保溫10 min,再加入1.0 mL胰蛋白酶溶液,10000 r/min離心15 min,測(cè)定410 nm處的吸光度值[16],得樣品稀釋液的空白吸光值(A4)。同法可得標(biāo)準(zhǔn)胰蛋白酶抑制劑的吸光值(A1)及其空白吸光值(A2),計(jì)算胰蛋白酶抑制劑活性。一個(gè)胰蛋白酶抑制劑活力單位定義為:在pH8.20、37 ℃條件下反應(yīng)10 min,每10 mL反應(yīng)混合物在410 nm處吸光值產(chǎn)生0.01單位的變化。

胰蛋白酶抑制活性(TIU/g)

式中:D:樣品提取液的稀釋倍數(shù);m:樣品的質(zhì)量(g);50:每克發(fā)酵豆粕樣品使用的0.01 mol/L NaOH的提取體積(mL);0.01:一個(gè)胰蛋白酶抑制劑活力單位是使酶反應(yīng)產(chǎn)物光吸收值減少0.01。

1.2.7 氨基酸組成和含量測(cè)定 水解氨基酸測(cè)定:取發(fā)酵60 h的發(fā)酵豆粕干粉50 mg于20 mL安培管中,加入10 mL 6 mol/L HCl溶液,再加入1.0 g苯酚。充氮?dú)饧s5 min除去空氣,封管,110 ℃加熱水解24 h[17]。水解完成后,冷卻,搖勻,濾紙過(guò)濾,用超純水定量轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶,定容。取1 mL濾液于干凈培養(yǎng)皿中,60 ℃水浴蒸干水分,再加入約3 mL超純水,蒸干,重復(fù)1～2次以除去HCl,最后加入3 mL的樣品稀釋液攪拌均勻,0.22 μm濾膜過(guò)濾。氨基酸分析儀檢測(cè)其氨基酸組成和含量。

游離氨基酸測(cè)定:取上述樣品100 mg加入2 mL磺基水楊酸,混勻后靜置,然后15000 r/min離心15 min。取離心后上清液加入0.02 mol/L鹽酸溶液稀釋50倍,再用0.22 μm濾膜過(guò)濾,用氨基酸分析儀測(cè)定[18]。

1.2.8 味道強(qiáng)度值 氨基酸味道強(qiáng)度值(Taste active value,TAV)參考文獻(xiàn)[18]方法和公式計(jì)算。

1.3 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵豆粕蛋白酶活和可溶性蛋白的變化

由圖1可知,發(fā)酵12 h內(nèi),所有發(fā)酵樣品的蛋白酶活并無(wú)明顯提高,因?yàn)檫@一階段為毛霉孢子的萌發(fā)期及其新生菌絲的形成期;隨后蛋白酶活力迅速增加,并在60 h達(dá)到峰值,然后呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì),這與毛霉菌絲的生長(zhǎng)規(guī)律基本一致。發(fā)酵初期,各種條件適宜,菌絲生長(zhǎng)和細(xì)胞增殖迅速。發(fā)酵后期,毛霉生長(zhǎng)繁殖消耗了大量的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),培養(yǎng)基水分含量下降,pH也發(fā)生相應(yīng)變化,毛霉進(jìn)入其生活史后期,菌絲開(kāi)始分化產(chǎn)生孢子,逐漸停止產(chǎn)酶,因此蛋白酶活下降[19-20]。雖然發(fā)酵過(guò)程中蛋白酶的主要產(chǎn)生者是毛霉,但從S3和S4的比較可以看出,魯氏酵母對(duì)蛋白酶活也有一定貢獻(xiàn),并且當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過(guò)60 h以后產(chǎn)酶能力明顯下降。

圖1 豆粕發(fā)酵期間蛋白酶活和可溶性蛋白含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

發(fā)酵豆粕可溶性蛋白含量的變化規(guī)律與蛋白酶活基本一致。發(fā)酵過(guò)程中大豆蛋白被酶水解,分子量減小,各種功能性質(zhì)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化,最明顯的變化是蛋白質(zhì)的溶解性。當(dāng)大分子不溶性蛋白質(zhì)逐漸降解,分子量減小,溶解性增加,因此可檢測(cè)到的可溶性蛋白含量增加,并且在60 h達(dá)到最大,但繼續(xù)發(fā)酵至72 h可溶性蛋白質(zhì)含量均呈下降趨勢(shì),這與可溶性蛋白的進(jìn)一步降解有關(guān)。在發(fā)酵后期,隨著可溶性蛋白進(jìn)一步降解而成為各種多肽、寡肽或氨基酸,因此檢測(cè)到的可溶性蛋白含量下降。可溶性蛋白質(zhì)的變化規(guī)律與蛋白水解過(guò)程一致。

在所有取樣中,同一發(fā)酵時(shí)間的蛋白酶活力順序保持了高度一致:S4>S3>S2>S1,表明超聲前處理和雙菌種發(fā)酵在豆粕發(fā)酵中起到提高蛋白酶活力的作用。豆粕進(jìn)行超聲前處理后的毛霉菌絲生長(zhǎng)旺盛期(24～48 h)對(duì)蛋白酶活的影響顯著,發(fā)酵36 h,S3比S2的蛋白酶活增加了16.35%,可溶性蛋白增加了36.67%,48 h時(shí)酶活和可溶性蛋白分別增加了15.17%和36.26%。實(shí)驗(yàn)中可以觀察到,S3中毛霉的生長(zhǎng)狀況好于S2,表明超聲處理在一定程度上促進(jìn)了毛霉的生長(zhǎng)繁殖,這可能與超聲波對(duì)發(fā)酵原料豆粕的影響有關(guān)。由于超聲波處理在豆粕中產(chǎn)生的熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和空化效應(yīng)等,可能使豆粕的某些特性發(fā)生變化,包括豆粕蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化、豆粕樣品細(xì)胞變散、細(xì)胞破碎等,這些變化均會(huì)影響微生物對(duì)原料的利用,從而影響微生物的生長(zhǎng)狀況[21]。因此也更有利于酶的產(chǎn)生和蛋白質(zhì)的降解。相較于單菌種的毛霉發(fā)酵,毛霉和魯氏酵母雙菌種混合發(fā)酵對(duì)豆粕可溶性蛋白含量和蛋白酶活的提升效果均比較顯著。發(fā)酵60 h,S4較S3蛋白酶活增加了9.72%,可溶性蛋白含量增加了8.58%。由此可見(jiàn),將豆粕進(jìn)行超聲前處理和毛霉、魯氏酵母耦合發(fā)酵有助于豆粕發(fā)酵及其品質(zhì)改良。

2.2 發(fā)酵豆粕的感官評(píng)分變化

發(fā)酵樣品的感官質(zhì)量評(píng)分如圖2所示。由圖2可知,發(fā)酵豆粕四個(gè)方面的評(píng)分及總分均明顯高于未發(fā)酵豆粕。三種發(fā)酵豆粕S2、S3、S4均呈棕黃色,基質(zhì)內(nèi)外可見(jiàn)均勻分布的白色菌絲,有正常的豆粕發(fā)酵滋味和香氣,豆腥味消失。豆粕發(fā)酵過(guò)程中毛霉所產(chǎn)蛋白酶會(huì)水解蛋白質(zhì),造成風(fēng)味成分的變化,如發(fā)酵過(guò)程中酪氨酸的分解可能會(huì)產(chǎn)生苯酚,影響風(fēng)味;在毛霉發(fā)酵產(chǎn)物中,吲哚也是出現(xiàn)頻率較高的產(chǎn)物,它可能是由于色氨酸的裂解直接產(chǎn)生,低濃度的吲哚具有花香;毛霉發(fā)酵產(chǎn)生的酮類物質(zhì)以苯乙酮為主,具有香甜氣味[22-23]。這些毛霉發(fā)酵代謝產(chǎn)物賦予發(fā)酵豆粕特有的滋味和香氣。

圖2 發(fā)酵豆粕的感官評(píng)分

S4的感官質(zhì)量明顯優(yōu)于S3和S2,表明魯氏酵母明顯有助于發(fā)酵豆粕感官品質(zhì)的改良。魯氏酵母的主要作用是醇類發(fā)酵,并進(jìn)一步合成多種酯類香氣成分、甘油和多元醇以及其他酮、酚等物質(zhì),在發(fā)酵產(chǎn)物的品質(zhì)和感官評(píng)價(jià)中具有重要的作用[24-25]。魯氏酵母發(fā)酵最明顯的風(fēng)味產(chǎn)物是4-乙烯基愈創(chuàng)木酚,它伴有發(fā)酵香氣,略帶甜味。因此,魯氏酵母耦合發(fā)酵豆粕,對(duì)豆粕產(chǎn)品的風(fēng)味改善具有重要意義。

2.3 發(fā)酵豆粕蛋白SDS-PAGE分析

發(fā)酵豆粕水提上清液的SDS-PAGE結(jié)果如圖3所示。由S1的電泳結(jié)果可知,豆粕原料中可溶性蛋白主要包括7S和11S兩類抗原蛋白,其中7S抗原蛋白主要包括了三種亞基[26],分子量大于44.3 kDa。與未發(fā)酵豆粕S1進(jìn)行比較可知,三種發(fā)酵豆粕的蛋白質(zhì)均發(fā)生了明顯降解,44.3 kDa以上的蛋白條帶明顯變淡。

圖3 發(fā)酵豆粕水提液的SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳

S3、S4兩種發(fā)酵豆粕中7S蛋白條帶基本消失。11S蛋白的降解程度明顯低于7S蛋白,降解程度由高到低依次為S4、S3、S2。經(jīng)過(guò)發(fā)酵,Kunitz型胰蛋白酶抑制劑(KTI)所在位置的條帶也基本消失,表明大部分KTI發(fā)生降解,胰蛋白酶抑制劑活性基本消失。S3與S2、S4與S3的電泳結(jié)果也存在一定差異,說(shuō)明豆粕超聲波前處理和魯氏酵母耦合發(fā)酵均對(duì)豆粕降解有利。

2.4 發(fā)酵豆粕胰蛋白酶抑制劑酶活分析

胰蛋白酶抑制劑是一種蛋白質(zhì)類抗?fàn)I養(yǎng)因子,可以在發(fā)酵過(guò)程中被微生物分泌的蛋白酶降解[17]。由圖4可知,豆粕發(fā)酵后胰蛋白酶抑制劑活力均顯著降低,與S1(4375 TIU/g)相比較,S2(675 TIU/g)、S3(400 TIU/g)、S4(350 TIU/g)分別下降了84.57%、90.86%和92.00%,說(shuō)明發(fā)酵60 h后豆粕胰蛋白酶抑制劑基本失活,并且以S4的失活率最高。可見(jiàn)毛霉發(fā)酵極大程度消除了豆粕的抗?fàn)I養(yǎng)因子。這與文獻(xiàn)[27]中微生物發(fā)酵豆粕降低胰蛋白酶抑制劑含量的結(jié)論具有一致性。另外,由差異顯著性分析可知,S2胰蛋白酶抑制劑活性顯著低于S1(P<0.05),而S3和S4的差異并不顯著,可知豆粕中胰蛋白酶抑制劑的清除主要依賴于總狀毛霉,而魯氏酵母的作用不明顯,由此可推斷,發(fā)酵豆粕中胰蛋白酶抑制劑活性的降低由蛋白質(zhì)降解所致,由于毛霉的產(chǎn)蛋白酶能力強(qiáng),因此有效地降低了胰蛋白酶抑制劑活性,而魯氏酵母蛋白酶產(chǎn)生能力弱,因此對(duì)于清除胰蛋白酶抑制劑作用不明顯。

圖4 發(fā)酵豆粕的胰蛋白酶抑制劑活力

2.5 發(fā)酵豆粕氨基酸組成和含量變化規(guī)律

經(jīng)微生物發(fā)酵后,豆粕的大多數(shù)氨基酸組成和含量發(fā)生顯著變化,從而影響了豆粕的營(yíng)養(yǎng)和感官品質(zhì)。發(fā)酵豆粕水解氨基酸含量變化如表2所示,發(fā)酵豆粕總氨基酸含量顯著增加,S2、S3、S4比S1分別增加了13.64%、15.23%和22.92%;發(fā)酵后必需氨基酸含量顯著增加,S2、S3、S4含量分別為102.05、103.41、109.64 mg/g,較S1(96.71 mg/g)分別提高了5.52%、6.93%和13.37%,其中菌種耦合發(fā)酵對(duì)總氨基酸和必需氨基酸的增量作用顯著,而超聲前處理的影響并不顯著。三種發(fā)酵豆粕的必需氨基酸總量均達(dá)到總氨基酸含量33%以上,說(shuō)明毛霉發(fā)酵豆粕可以為動(dòng)物幼仔提供更合理而豐富的氨基酸營(yíng)養(yǎng)。

表2 發(fā)酵豆粕水解氨基酸組成和含量(mg/g)

發(fā)酵豆粕游離氨基酸的來(lái)源主要包括兩個(gè)方面:一是,豆粕蛋白高溫變性后,在發(fā)酵過(guò)程中微生物蛋白酶的作用下逐漸降解為游離氨基酸[28];二是微生物通過(guò)生物轉(zhuǎn)化合成游離氨基酸。由表3可知,原料豆粕S1中游離氨基酸含量較少,總游離氨基酸量?jī)H為13.37 mg/g,但經(jīng)過(guò)發(fā)酵,含量顯著增加,S2、S3、S4分別是S1的5.65、6.24、7.69倍,其中S2、S3、S4必需氨基酸含量分別為17.08、18.86、22.44 mg/g，較S1(3.62 mg/g)分別增加3.72、4.21、5.20倍?？傮w比較,發(fā)酵豆粕的滋味顯著優(yōu)于未發(fā)酵豆粕,但雙菌種發(fā)酵對(duì)豆粕游離氨基酸含量的提升作用更加顯著,綜合品質(zhì)改良也更加有效。毛霉和魯氏酵母耦合發(fā)酵使豆粕蛋白發(fā)生顯著降解,產(chǎn)生了豐富的游離氨基酸,不僅可以有效提高豆粕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,提高動(dòng)物幼仔對(duì)豆粕消化吸收率[29],還可以很大程度改善豆粕的感官品質(zhì),有利于提高動(dòng)物的誘食性。但超聲前處理的作用并不顯著。

表3 發(fā)酵豆粕游離氨基酸的組成和含量(mg/g)

2.6 發(fā)酵豆粕游離氨基酸對(duì)風(fēng)味品質(zhì)的影響

部分游離氨基酸能呈現(xiàn)不同味道,因此成為食品中重要的呈味物質(zhì)[30],如食品鮮味主要來(lái)源于天冬氨酸和谷氨酸,甜味主要來(lái)源于丙氨酸和甘氨酸等[18,31]。發(fā)酵豆粕的游離氨基酸呈味強(qiáng)度如表4所示。發(fā)酵豆粕中S4的鮮味氨基酸TAV值最大,達(dá)到87.39,鮮味強(qiáng)度是原料豆粕的11.99倍,其中谷氨酸是主要的貢獻(xiàn)鮮味的氨基酸,是發(fā)酵豆粕鮮味形成的重要成分,而S2、S3的鮮味氨基酸的呈味強(qiáng)度分別是S1的9.44、9.61倍。這一結(jié)果說(shuō)明毛霉和魯氏酵母混合發(fā)酵對(duì)發(fā)酵豆粕鮮味提升效果最好,明顯強(qiáng)于毛霉單菌種發(fā)酵豆粕,但超聲前處理的影響不顯著。

表4 發(fā)酵豆粕游離氨基酸呈味強(qiáng)度

甜味氨基酸的呈味強(qiáng)度相對(duì)較低,S2、S3、S4的游離氨基酸甜味呈味強(qiáng)度分別是原料豆粕S1的5.72、6.31、8.49倍,其中丙氨酸對(duì)發(fā)酵豆粕甜味貢獻(xiàn)最大。S4甜味氨基酸的TAV值明顯高于S2、S3,說(shuō)明魯氏酵母對(duì)提高發(fā)酵豆粕的甘甜味具有顯著作用,但前處理作用不顯著。同時(shí)還應(yīng)注意發(fā)酵豆粕的苦味氨基酸含量也顯著增加,S2、S3、S4的游離氨基酸苦味呈味強(qiáng)度分別是原料豆粕S1的4.77、5.25、4.57倍,其中S4的苦味強(qiáng)度低于S2、S3,表明毛霉和魯氏酵母雙菌種發(fā)酵對(duì)發(fā)酵豆粕的滋味有明顯的改良作用。苦味常常給食品帶來(lái)不良的味覺(jué)感受,雖然發(fā)酵后各種呈味氨基酸的呈味強(qiáng)度均顯著增強(qiáng),但鮮味和甜味強(qiáng)度的增幅顯著高于苦味強(qiáng)度,因此發(fā)酵豆粕的呈味得到顯著改善。綜合分析,S4的呈味感受最佳。

3 結(jié)論

本文以毛霉為主要菌種發(fā)酵豆粕,旨在改良豆粕營(yíng)養(yǎng)和風(fēng)味,以獲得營(yíng)養(yǎng)豐富、營(yíng)養(yǎng)抗性低、感官品質(zhì)優(yōu)良、誘食性好的動(dòng)物代乳食品原料。結(jié)果表明高產(chǎn)蛋白酶的毛霉與魯氏酵母相耦合,可使豆粕營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量增加、抗?fàn)I養(yǎng)因子胰蛋白酶抑制劑基本消除,并且風(fēng)味得到明顯改良,可有效實(shí)現(xiàn)豆粕品質(zhì)優(yōu)化的目標(biāo)。超聲前處理也有利于發(fā)酵并對(duì)發(fā)酵豆粕品質(zhì)有提高作用,但效果并不顯著。綜合分析認(rèn)為,毛霉和魯氏酵母耦合發(fā)酵豆粕能顯著改良豆粕品質(zhì)和風(fēng)味,為發(fā)酵豆粕的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供了參考。