洛陽傳統(tǒng)綠豆酸漿營養(yǎng)成分分析與品質(zhì)多樣性

李璇，韓四海*，李鑫玲，潘春蕊，陶玉欣，劉建學(xué)

1(河南科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，河南 洛陽，471023)2(食品加工與安全國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，河南 洛陽，471023) 3(河南省食品原料工程技術(shù)研究中心，河南 洛陽，471023)

漿面條也稱“漿飯”，其酸味獨(dú)特，老少皆宜，是洛陽的特色傳統(tǒng)面食。漿面條因其味美而受到人們的喜愛，洛陽有俗語“漿飯熱三遍，拿肉都不換”。煮面條時用一種發(fā)酵的綠豆酸漿，而不是清水，酸漿的品質(zhì)決定了漿面條的味道和質(zhì)量。

綠豆酸漿的制作一般采用家庭作坊式，通常是自然發(fā)酵。制作酸漿時，用石磨把用水浸泡至膨脹的綠豆磨成粗漿，再過濾去除豆渣放入缸內(nèi)。等待2 d左右，漿水自然發(fā)酵變酸，就可以用來煮漿面條了。漿面條的制作技藝也入選了洛陽市非物質(zhì)文化遺產(chǎn)[1-2]。

綠豆酸漿的歷史雖然悠久，但由于其生產(chǎn)方式陳舊、工藝落后，生產(chǎn)仍處于初級階段，對自然條件和人工操作依賴較大，其產(chǎn)品品質(zhì)既不穩(wěn)定、也較難提高。洛陽綠豆酸漿的相關(guān)研究內(nèi)容還是空白。本實(shí)驗(yàn)主要對洛陽綠豆酸漿中的營養(yǎng)成分進(jìn)行分析和評價，以期為綠豆酸漿產(chǎn)品的開發(fā)，以及具有地方特色的傳統(tǒng)制作工藝的繼承和發(fā)揚(yáng)提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

4種洛陽綠豆酸漿樣品,于2019年3月分別購于張記漿坊(洛陽敦志街13號)、連生街6號漿坊、順城東街5號漿坊和南關(guān)漿坊(洛陽市老城區(qū)濱河北路與鳳化街交叉口附近)。

洛陽綠豆酸漿的制作工藝是將綠豆加水浸泡12 h左右，浸泡后的綠豆用石磨或磨漿機(jī)磨成粗漿，用籮篩或紗布過濾去渣，將濾渣反復(fù)加水研磨并過濾3～4遍后，放入發(fā)酵缸內(nèi)，最終綠豆與水的質(zhì)量比為1∶20左右。用老漿接種或自然發(fā)酵，2 d左右制成酸漿。

1.2 儀器與設(shè)備

SX2-10-12N馬弗爐，上海一恒科技有限公司；GZX-9420MBE電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；J-110001電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限責(zé)任公司；pH計(jì)，北京華科儀科技股份有限公司；K9840自動凱氏定氮儀，山東歐萊德儀器有限公司；Optima 8000DV電感耦合等離子發(fā)射光譜儀，美國PerkinElmer公司；A300全自動氨基酸分析儀，德國MembraPure公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

依據(jù)GB 5009.3—2016中的直接干燥法[3]測定了樣品的水分含量。依據(jù)GB/T 12456—2008中的pH電位法[4]測定了樣品的總酸含量，并以乳酸計(jì)。依據(jù)GB5009.4—2016的方法[5]測定了樣品的灰分含量。依據(jù)GB5009.7—2016中的直接滴定法[6]測定了樣品的還原糖含量。依據(jù)GB5009.9—2016中的酸水解法[7]測定了樣品的淀粉含量。依據(jù)GB5009.6—2016中的酸水解法[8]測定了樣品的脂肪含量。用pH計(jì)測定pH值。用自動凱氏定氮儀測定蛋白質(zhì)含量。

7種礦物元素Ca、Mg、Zn、Fe、Se、Mn和Cu的含量依據(jù)GB 5009.268—2016的電感耦合等離子發(fā)射光譜法 (inductively coupled plasma optical emission spectrometry,ICP-OES)[9]進(jìn)行測定，樣品采用濕式消解法處理。

依據(jù)GB 5009.124—2016的方法[10]測定了樣品中氨基酸的含量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每個樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 25.0對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行One-Way ANOVA的單因素方差分析，并進(jìn)行Duncan′s多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，差異顯著性水平為P<0.05，差異極顯著性水平為P<0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本營養(yǎng)成分分析

豆汁兒是北京特色的傳統(tǒng)風(fēng)味飲品，也是比較著名的綠豆發(fā)酵食品。它是以綠豆為原料，經(jīng)浸泡、磨漿、沉淀，取上層澄清液進(jìn)行發(fā)酵和熬制的一種以酸味為主，摻雜著些許臭味的糊狀流體食品[11-12]。據(jù)報(bào)道，北京豆汁兒的水分含量為95.9%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))[13]，在其加工過程中，生、熟豆汁兒的還原糖含量分別是0.05 mg/mL和0.02 mg/mL，淀粉含量都是5.95 mg/mL，粗蛋白含量分別是12.69 mg/mL和12.46 mg/mL[11]。

對同是綠豆發(fā)酵制得的洛陽綠豆酸漿這一傳統(tǒng)地方特色食品的基本營養(yǎng)成分進(jìn)行檢測和分析。如表1所示，洛陽綠豆酸漿中水分含量較高，達(dá)到95.56～98.75 g/100 g樣品，與北京豆汁兒相近。綠豆酸漿的灰分含量為0.16～0.22 g/100 g樣品。還原糖含量為0.21～0.37 g/100 g樣品，淀粉含量為1.62～1.74 g/100 g樣品，脂肪含量為0.11～0.15 g/100 g樣品，蛋白質(zhì)含量為0.66～1.40 g/100 g樣品。洛陽綠豆酸漿的還原糖和淀粉含量都高于北京豆汁兒，而蛋白質(zhì)含量相近。

表1 洛陽綠豆酸漿基本營養(yǎng)成分 單位：g/100g

由圖1可知，不同作坊生產(chǎn)的綠豆酸漿中pH值在4.19～4.83，總酸(以乳酸計(jì))為0.35～0.67 g/100 mL樣品。張記漿坊生產(chǎn)的綠豆酸漿的總酸(0.67 g/100 mL)顯著高于其他作坊(P<0.05)，最低為南關(guān)漿坊，其總酸含量為0.35 g/100 mL樣品。北京豆汁兒在發(fā)酵21 h左右，pH降至最低4.02，在發(fā)酵18 h左右，總酸最高為0.39%[11-12]，洛陽綠豆酸漿的pH值高于北京豆汁兒，而總酸含量高于或與北京豆汁兒相近。

圖1 洛陽綠豆酸漿的pH值和總酸含量Fig.1 pH values and total acid of of Luoyang mung bean sour liquid注：不同小寫字母者表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母者表示差異極顯著(P<0.01)

洛陽綠豆酸漿和北京豆汁兒都是傳統(tǒng)的以綠豆為原料，經(jīng)過發(fā)酵制得的酸味食品。但在制作工藝上，北京豆汁兒是在綠豆研磨和淀粉沉淀后，取上層澄清液進(jìn)行發(fā)酵；而洛陽綠豆酸漿是在綠豆研磨后直接發(fā)酵，在發(fā)酵和分層后，可獲得酸漿和淀粉。發(fā)酵工藝和地方傳統(tǒng)發(fā)酵微生物菌群的不同，使得綠豆酸漿和北京豆汁兒都具有地方特色和多樣性。

2.2 礦物元素含量分析

應(yīng)用ICP-OES 法測定洛陽綠豆酸漿中7種礦物質(zhì)元素Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Se和Zn的含量，結(jié)果如表2所示。洛陽綠豆酸漿中Ca含量最高，達(dá)到144.17～319.42 mg/L，Mg含量次之，為86.58～118.33 mg/L。洛陽綠豆酸漿的微量元素中，Zn含量較高，為6.25～11.00 mg/L；Fe含量為2.75～3.42 mg/L，Cu含量為0.75～1.67 mg/L，Mn含量為0.25～0.50 mg/L。在順城東街5號漿坊和張記漿坊中檢測出Se元素，含量分別為1.67 mg/L和0.33 mg/L。洛陽綠豆酸漿中各礦物元素含量較為豐富，不同漿坊的樣品礦物質(zhì)元素的差別，可能源于綠豆原料的品種，制漿用水的來源和發(fā)酵微生物群落的差異等。

表2 洛陽綠豆酸漿中的礦物元素 單位：mg/L

2.3 氨基酸成分分析

2.3.1 氨基酸種類和含量分析

典型的洛陽綠豆酸漿的氨基酸分離譜圖如圖2所示，各個氨基酸分離效果較好。表3為4家洛陽綠豆酸漿樣品中游離氨基酸含量的定量結(jié)果。4個樣品中含量最多的均為谷氨酸。張記漿坊、連生街6號漿坊和順城東街5號漿坊的綠豆酸漿中含量較高的氨基酸還有天冬氨酸、脯氨酸和亮氨酸。南關(guān)漿坊的樣品中氨基酸含量較高的還有亮氨酸和脯氨酸，較低的是天冬氨酸。張記漿坊的總氨基酸含量為1 042.36 mg/100 mL，是4家洛陽綠豆酸漿樣品中最多的，其次為連生街6號漿坊和順城東街5號漿坊，分別為901.29 mg/100 mL和859.50 mg/100 mL，含量最少的是南關(guān)漿坊。洛陽綠豆酸漿的總氨基酸含量略低于喬太生等[13]報(bào)道的北京豆汁中的1 351.9 mg/100 mL。綠豆[14]和北京豆汁兒[13]中氨基酸含量較多也是谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸和精氨酸等。

表3 洛陽綠豆酸漿中的氨基酸含量Table 3 The amino acids content in Luoyang mung bean sour liquid

圖2 典型的洛陽綠豆酸漿的氨基酸分離譜圖Fig.2 Typical chromatograms of amino acids in Luoyang mung bean sour liquid注：此樣品來自張記漿坊

氨基酸含量的差異與食品原料、發(fā)酵菌種和發(fā)酵方式等都有一定聯(lián)系[15]。4家洛陽綠豆酸漿樣品中必需氨基酸含量占總氨基酸含量的38.4%～49.4%，南關(guān)漿坊樣品中的必需氨基酸所占比重最大，為49.4%，但其總氨基酸含量低；而其他3家漿坊的樣品中必需氨基酸占總氨基酸含量比例都接近40%，即綠豆酸漿中的蛋白質(zhì)比例與WHO/FAO規(guī)定的EAA/TAA=40%和EAA/NAA=60%的理想蛋白質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[15]較接近。

2.3.2 呈味氨基酸組成分析

對滋味有作用的氨基酸可以分為三類：(1)包括天冬氨酸(Asp)和谷氨酸(Glu)在內(nèi)的酸味和鮮味氨基酸(sour and MSG-like amino acids，SMAA)；(2)包括蘇氨酸(Thr)、絲氨酸(Ser)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)和脯氨酸(Pro)在內(nèi)的甜味氨基酸(sweet amino acids，SAA)；(3)包括纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、異亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、苯丙氨酸(Phe)、組氨酸(His)、賴氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)在內(nèi)的苦味氨基酸(bitter amino acids，BAA)[15-16]。

滋味活性值(taste active value，TAV)是指各種氨基酸的含量與其在水中的呈味閾值的比值，結(jié)果如表4所示。當(dāng)氨基酸的TAV>1時，認(rèn)為其對呈味有作用，而氨基酸的TAV>1時，認(rèn)為其對呈味沒有作用。谷氨酸、纈氨酸和賴氨酸的TAV值在4家洛陽綠豆酸漿樣品中均較高，說明這3種氨基酸對綠豆酸漿的滋味起的作用較大。張記漿坊樣品中谷氨酸(6.44)、纈氨酸(1.89)、賴氨酸(1.42)和天冬氨酸(1.12)這4種氨基酸TAV較高，對滋味起作用的氨基酸種類最多。連生街6號漿坊和順城東街5號漿坊樣品中對滋味有貢獻(xiàn)的氨基酸都是3種，南關(guān)漿坊樣品中對滋味有貢獻(xiàn)的氨基酸只有1種即谷氨酸(2.07)。其中谷氨酸和天冬氨酸起酸味和鮮味的作用，纈氨酸和賴氨酸起苦味的作用，在4家漿坊的樣品中，谷氨酸的TAV明顯高于其他氨基酸，可能是綠豆酸漿具有酸味和鮮味的原因。因張記漿坊的樣品中對滋味起作用的氨基酸種類較多且TAV較大，推測其在滋味上比其他3家更豐富。除南關(guān)漿坊外，苦味氨基酸雖在其他3家漿坊樣品中均起滋味作用，但是可能與滋味間的相互作用有關(guān)，酸漿中鮮有苦味感。由洛陽綠豆酸漿樣品的各種呈味氨基酸的TAV可看出其味道較復(fù)雜，主要以酸味和鮮味為主，形成了洛陽綠豆酸漿獨(dú)特的酸香味。

表4 洛陽綠豆酸漿中游離氨基酸的呈味分析Table 4 The flavor analysis of free amino acids in Luoyang mung bean sour liquid

2.4 洛陽綠豆酸漿品質(zhì)的多樣性分析

為分析洛陽綠豆酸漿品質(zhì)的多樣性，對4家洛陽綠豆酸漿樣品的還原糖、淀粉、脂肪、總酸、蛋白質(zhì)和氨基酸含量采用主成分分析(principal component analysis，PCA)法進(jìn)行降維處理，旋轉(zhuǎn)后因子載荷、特征值及因子貢獻(xiàn)率如表5所示。前2個主成分因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)88.911%，基本上包含了6個指標(biāo)的大部分信息，因此選擇前2個主成分作為指標(biāo)對其品質(zhì)進(jìn)行綜合評價。第1主成分因子貢獻(xiàn)率達(dá)63.223%，主要代表還原糖、總酸、脂肪、氨基酸、淀粉和蛋白質(zhì)，反映了各營養(yǎng)物質(zhì)對綠豆酸漿的第1主成分因子均有貢獻(xiàn)；第2主成分因子貢獻(xiàn)率達(dá)25.688%，主要代表蛋白質(zhì)、氨基酸和總酸，可能與營養(yǎng)和口感相關(guān)。

表5 旋轉(zhuǎn)后因子載荷矩陣、特征值及貢獻(xiàn)率Table 5 Rotated factor loading, eigenvalues and variance contribution rates of principal components

4家洛陽綠豆酸漿的因子得分和綜合得分如表6所示，張記漿坊和順城東街5號漿坊的樣品在第1因子上得分最高，張記漿坊和連生街6號漿坊的樣品在第2因子上得分較高，說明4家洛陽綠豆酸漿樣品在營養(yǎng)與口感上具有多樣性。以不同因子貢獻(xiàn)率為權(quán)重，根據(jù)每個樣品前2個主因子得分與相應(yīng)權(quán)重乘積的相加得到綠豆酸漿品質(zhì)的綜合得分，4家洛陽綠豆酸漿樣品品質(zhì)和口感具有多樣性，傳統(tǒng)的發(fā)酵和制作工藝的繼承和發(fā)展，形成了其豐富多樣的品質(zhì)和各自獨(dú)特的風(fēng)味。

表6 洛陽綠豆酸漿因子得分及品質(zhì)綜合得分Table 6 Component score and quality comprehensive score of Luoyang mung bean sour liquid

3 結(jié)論

綠豆作為綠豆酸漿的發(fā)酵原料，其營養(yǎng)成分較全面，有著高蛋白、中淀粉和低脂肪的特點(diǎn)，也含有維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維等。近年來研究發(fā)現(xiàn)，綠豆中還含有酚酸類和黃酮類等酚類化合物、超氧化物歧化酶和植物甾醇等多種活性物質(zhì)等[17]。以綠豆?jié){水為發(fā)酵原料的北京豆汁兒，已經(jīng)從營養(yǎng)與制作工藝[12, 18-19]、微生物多樣性與分離鑒定[20-22]、風(fēng)味物質(zhì)鑒定[23-26]等多方面進(jìn)行了研究。

漿面條是洛陽的特色傳統(tǒng)面食，因其酸香味美而受到人們的喜愛。但洛陽綠豆酸漿的營養(yǎng)成分和價值的相關(guān)研究還是空白。對4家漿坊的洛陽綠豆酸漿的還原糖、淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、氨基酸和礦物質(zhì)元素等含量進(jìn)行檢測和分析，表明洛陽綠豆酸漿含有較豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，且不同漿坊生產(chǎn)的酸漿品質(zhì)多樣。樣品中谷氨酸、纈氨酸和賴氨酸的TAV較高，主要以酸味和鮮味為主，形成了洛陽綠豆酸漿獨(dú)特的酸香味。

分析洛陽綠豆酸漿的常規(guī)營養(yǎng)成分，發(fā)現(xiàn)不同漿坊對傳統(tǒng)的發(fā)酵和制作工藝的繼承和發(fā)展，形成了其豐富多樣的品質(zhì)、口感和風(fēng)格。對綠豆酸漿營養(yǎng)成分研究為繼承和發(fā)揚(yáng)具有地方特色的洛陽綠豆酸漿的傳統(tǒng)制作工藝提供科學(xué)的依據(jù)。