微生物发酵法改良大豆肽风味的研究

豆康宁，马永超，金少举，徐松涛，李盘欣，黄亚男

(1.漯河医学高等专科学校，河南 漯河 462002；2.河南南街村(集团)有限公司，河南 漯河 462600)

大豆肽是由大豆蛋白经蛋白酶水解而得，在调味品中应用广泛。在肉味香精合成中，大豆肽与还原糖经过加热反应可得到肉味香精[1]。大豆肽与粉状调味品的复配具有协同作用效果[2]，在营养方便调味粉中，添加20%的大豆肽，调味品的风味得到明显提高，同时无大豆肽的苦味和腥味。大豆肽具有生物活性功能[3]，能促进微生物生长和发育，因此可用于生产酸奶、干酪、醋、酱油等发酵食品，以改善产品口感风味，提高产品品质。但是，大豆肽的风味具有苦味和腥气味，如果大量使用则限制其在调味品中的应用。本文采用发酵食品中常用的微生物乳酸菌和酵母菌，研究了乳酸菌发酵法、酵母菌发酵法和二次发酵法对大豆肽风味的改良，为大豆肽在调味品中的应用提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

大豆肽：平均分子量1000 D，含量98%，河南省南街村(集团)有限公司；乳酸菌(保加利亚乳杆菌∶嗜热链球菌为1∶1)，活菌数为1×1012个/g，安琪酵母股份有限公司；酵母菌：活性面包干酵母，活菌数为1×1012个/g，安琪酵母股份有限公司；葡萄糖(食品级)：山东西唐生物科技有限公司；水：一级纯水，实验室自制。

1.2 仪器与设备

YP3001N型电子分析天平 上海精密科学仪器有限公司；SZYDW型无菌操作台 苏州亿达净化实验室设备有限公司；LDZX-50KBS型高压灭菌锅 上海申安医疗器械厂；RYC-111型摇床 上海福玛实验设备有限公司；X-22R型冷冻离心机 Allegra公司；FE20型pH计 上海阔思电子有限公司；SQ456-GC型毛细管气相色谱-质谱联用仪 美国布鲁克公司。

1.3 实验方法

1.3.1 大豆肽乳酸菌发酵方法

在锥形瓶中，用一级纯水配制浓度为2%的大豆肽溶液，添加大豆肽溶液3%的葡萄糖，摇匀后，在高压灭菌锅中灭菌，待大豆肽溶液冷却后，在无菌操作台中接种大豆肽溶液1%的乳酸菌，然后放置在恒温摇床中发酵，发酵温度42 ℃[4]。

1.3.2 大豆肽酵母菌发酵方法

在锥形瓶中，用一级纯水配制浓度为2%的大豆肽溶液，添加大豆肽溶液5%的葡萄糖，摇匀后，在高压灭菌锅中灭菌，待大豆肽溶液冷却后，在无菌操作台中接种大豆肽溶液1%的酵母菌，然后放置在恒温摇床中发酵，发酵温度28 ℃。

1.3.3 大豆肽二次发酵方法

应用1.3.1方法，先将大豆肽用乳酸菌发酵8 h，灭菌、冷却至28 ℃，然后在无菌操作台中接种大豆肽溶液1%的酵母菌，添加大豆肽溶液5%的葡萄糖，摇匀后，放置在恒温摇床中继续发酵，发酵温度28 ℃。

1.3.4 大豆肽风味评价方法

选择12名优秀感官评价员，并将这12名训练好的评价员组成感官评定小组。样品采用随机编码，常温下进行品评。鉴别时需避免混杂外来气味并不断漱口以保持口腔清爽，取平均值为大豆肽风味评价结果。大豆肽风味评定赋分标准见表1[5]。

表1 大豆肽风味评价赋分标准

1.3.5 大豆肽溶液气质色谱分析

将未发酵、乳酸菌发酵、酵母菌发酵、二次发酵法发酵的大豆肽溶液，用离心机器分离得到上清液，然后用0.22 μm过滤膜过滤，得到GC-MS分析样品。采用SQ456-GC型毛细管气相色谱-质谱联用仪进行测定分析。定性与定量分析：采用直接进样方法进行 GC-MS分析，采用Wiley7n.1 标准谱库检索进行定性；通过气相色谱法按色谱峰面积计算各组分的相对含量[6]。

2 实验结果与讨论

2.1 大豆肽在微生物发酵过程中风味的变化

在乳酸菌发酵、酵母菌发酵和二次发酵法中，大豆肽风味的变化见表2～表4。

表2 大豆肽在乳酸菌发酵过程中风味的变化

由表2可知，乳酸菌发酵8 h时，大豆肽溶液风味最好。随着乳酸菌的发酵，会产生酸类、酯类等物质，使大豆肽溶液的苦味和腥味下降，且具有爽口的乳酸酸味[7]，过度发酵则酸味太重。

表3 大豆肽在酵母菌发酵过程中风味的变化

由表3可知，酵母菌发酵2 h时，大豆肽溶液风味最好。随着酵母菌的发酵，会产生醇类、酯类等物质，使大豆肽溶液的苦味和腥味下降，且具有乙醇的杀口感[8]。 酵母菌发酵时间超过2 h后，口感中乙醇味比较明显，具有一定的刺激感，这是由于乙醇含量较高造成的。

表4 大豆肽在二次发酵法发酵过程中风味的变化

由表4可知，大豆肽在乳酸菌发酵8 h后，用酵母菌继续发酵2 h时，大豆肽风味最佳，大豆肽溶液的苦味和腥味消失，比单一乳酸菌或酵母菌发酵效果更好。二次发酵法所得大豆肽溶液具有酸爽的杀口感，气味具有酒香味。

2.2 大豆肽发酵前后气味物质的变化

未发酵的大豆肽、乳酸菌发酵的大豆肽、酵母菌发酵的大豆肽、二次发酵法的大豆肽GC-MS总离子流图分别见图1～图4。GC-MS出峰物质信息见表5～表8。

图1 未发酵大豆肽溶液GC-MS总离子流图

图2 大豆肽溶液乳酸菌发酵8 h时GC-MS总离子流图

图3 大豆肽溶液酵母菌发酵2 h时GC-MS总离子流图

图4 大豆肽溶液二次发酵法发酵2 h时GC-MS总离子流图

序号出峰时间(min)名称分子式分子量相对含量(%)13.9973-甲基丁醛C5H10O86.130.6324.489亚硝基甲烷CH3NO261.040.88835.225戊醛C5H10O86.131.24747.652己醛C6H12O100.1620.997510.4212-庚酮C7H14O114.1913.395611.4731-戊醇C5H12O88.150.458711.562-戊醇C5H12O88.150.163811.6882-戊基呋喃C9H14O138.080.331911.862己酸乙酯C8H16O2144.210.5621012.453(E)-2-辛烯醇C8H16O128.220.2461112.636正戊醇C5H12O88.150.2651213.329甲基乙基甲酮C4H8O72.112.3371313.4593-羟基-2-丁酮C4H8O288.111.8281413.7491-辛烯-3-醇C8H16O128.210.9061514.282(E)-2-庚烯醛C7H12O112.161.1121614.3462,5-二甲基吡嗪C6H8N2108.141.9971715.083正己醇C6H14O102.183.7621815.6822-壬酮C9H18O142.240.8881915.752壬醛C9H18O142.241.4232015.7972-乙基-5-甲基吡嗪C7H10N2122.141.17

续 表

由表5可知，出峰物质占比重较大的有7种，占总出峰物质比例的62.68%，分别是己醛、2-庚酮、甲基乙基甲酮、正己醇、1-辛烯-3-醇、苯甲醇、戊酸，这些物质都具有刺激性香味；其他物质占37.32%，其中部分物质具有异味，如1-甲基萘、吲哚等。大豆肽腥味可能是由这些挥发物的气味合成而呈现出来的[9]。

表6 大豆肽乳酸菌发酵溶液气质色谱出峰物质分析

续 表

由表6可知，主要气味成分物质有9种，分别是乙酸乙酯、2-羟基丙酸乙酯、3-甲基-2-丁酮、正己醇、乙酸、苯甲醛、3-甲基丁酸、4-甲基戊酸、己酸，这些物质占总出峰物质的57.475%，这些主要成分中，有4种有机酸，是大豆肽发酵溶液呈酸味的主要物质。因此，大豆肽溶液经过乳酸菌发酵后，物质成分发生较大的变化，大豆肽的苦味和腥味变得较轻，且具有爽口的酸味。

表7 大豆肽溶液酵母菌发酵溶液气质色谱出峰物质分析

由表7可知，主要气味成分物质有3种，分别是乙醇、戊醇、苯乙醇，占总出峰物质的99.95%，乙醇为刺激性酒香味，戊醇略带异味，苯乙醇为花香味，这3种物质主要综合呈现酵母发酵的酒香味。因此，大豆肽溶液经过酵母菌发酵后，物质成分发生较大的变化，大豆肽的苦味和腥味变得较轻，且具有酒香味。

表8 大豆肽二次发酵法发酵溶液气质色谱出峰物质分析

续 表

由表8可知，主要气味物质成分有5种，分别是乙酸乙酯、乙醇、2-甲基-1丙醇、异戊醇、苯乙醇，这5种物质占出峰总物质的98.05%，占比重较大。这5种物质中，乙酸乙酯具有水果香味，其他4种醇类物质具有酒香味，因此大豆肽气味醇香。在口感上，有乳酸菌发酵的酸味物质，又有由酵母菌发酵产生的具有杀口感的醇类物质，综合口感呈酸爽的杀口感。经过二次发酵法后，大豆肽溶液的苦味和腥味消失，风味得到明显改善。

3 结论

在大豆肽风味的改良方法中，二次发酵法比单一乳酸菌或酵母菌的效果更好，其工艺参数是：在2%的大豆肽溶液中，添加1%的乳酸菌、3%的葡萄萄，在42 ℃下发酵8 h时；乳酸菌发酵灭菌冷却后，添加1%的酵母菌、5%的葡萄糖，在28 ℃下发酵2 h时。大豆肽经过二次发酵法发酵后，大豆肽的苦味和腥味消失，口感具有酸爽的杀口感，气味具有酒香味，大豆肽风味得到明显改善。因此，乳酸菌和酵母菌二次发酵法是大豆肽风味改良的有效途径。

参考文献：

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