天贝菌的生物特性研究与应用

赵节昌，李勇，时培宁，侯进慧，张泽菊，厉洪洋

（徐州工程学院 食品工程学院，江苏 徐州 221111）

天贝（Tempeh）起源于东南亚一带，是一种以大豆为发酵基质，将大豆用水浸泡去皮，高温蒸煮杀菌后，放凉至室温接种根霉菌，再裹上香蕉树等阔叶树的叶子，于室温下经固态发酵，而制得的一种高蛋白大豆发酵食品，是类似于我国古代豆豉的产品。在天贝的发酵过程中，霉菌会产生蛋白酶、肽酶等多种酶类，分解大豆蛋白产生寡肽、多肽、氨基酸等，淀粉酶水解糖类化合物，产物有利于人体的消化吸收，蛋白质的消化吸收率能达到93.8%［1，2］。天贝菌发酵后的食品，烟酸、核黄素、维生素B6、维生素B12的含量丰富。20世纪90年代后期，在美国主流烹饪书籍中，天贝是热门的食材，天贝成为健康饮食追求者和素食者的必备食品。天贝内含有丰富的异黄酮，对防治肥胖、糖尿病、高血脂、高血压和心脑血管病变均有明显作用，因此开发天贝发酵食品前景广阔［3－5］。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 主要原辅料

东北大豆、面粉、天贝发酵剂、去离子水、超纯水、植物油、黄豆酱、猪肉、辣椒粉、胡椒粉、白砂糖、食用盐、味精、香辛料、生姜、花椒粉等。

1.1.2 主要试剂

甲醛、L-乳酸、无水乙醇、氢氧化钠（粒）、石油醚、KOH、乙酸铵、甲醇、乙腈、乙酸等；标准品麦角固醇、染料木素、大豆苷元等，购自成都德思特生物技术有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平、精密pH计、电热恒温培养箱、低速离心机、电热鼓风干燥箱、紫外分光光度计等实验室设备；DZF6020冷冻干燥机 德国Christ公司；CW2000超声微波协同萃取仪 上海新拓分析仪器科技有限公司；Agilent 1100高效液相色谱仪 美国 Agilent公司。

1.3 天贝菌培养方法

1.3.1 天贝制作的工艺流程［6－8］

精选大豆→泡豆→煮豆→沥干冷却→调节pH→添加面粉与发酵剂→分装→发酵。

1.3.2 操作要点与方法

选豆、泡豆与去皮：选颗粒饱满的大豆，淘洗，去杂质。做大豆泡发的预实验，以确定大豆的浸泡时间。称取30g干大豆，清洗后，在室温浸泡，每2h记录吸水量，绘制浸泡大豆的吸水率图，得到大豆的浸泡条件为：室温豆、水比1∶3浸泡12h最佳。再将膨润的大豆手工去除种皮制成豆瓣。

煮豆与沥干冷却：将处理好的豆瓣放入锅中，加入3倍体积水煮至沸腾并维持30min，以使大豆蛋白质变性，软化大豆组织，使天贝菌更好地生长繁殖，并起杀菌作用。再沥干水分，冷却至室温。

调节pH：按实验条件加入乳酸调节pH，营造酸性环境，以满足天贝菌生长的需要，并起到抑制杂菌生长的作用。

添加面粉与发酵剂：按要求添加炒制灭菌后的面粉，加入发酵剂，原辅料混合均匀。

分装：将处理好的发酵基质等量装入已灭过菌的带孔（孔距约2cm）的自封袋中，厚度约2cm。

发酵：按要求在恒温培养箱中发酵培养。达到时间终点取出即为成品。再冷冻干燥、粉碎，置于冰柜中保存，以便后期测定数据和进一步加工。

1.4 HPLC法测大豆苷元、染料木素含量方法

1.4.1 色谱条件

色谱柱：Hypelsil BDS G8（250mm×4.6mm×5μm）；流动相：乙腈-2mmol／L乙酸铵（体积比35∶65）；流速：0.9mL／min；检测波长：260nm；灵敏度：0.2AUFS；柱温：25℃；进样量：10μL。

1.4.2 绘制大豆苷元、染料木素标准曲线

配制标准液：取大豆苷元、染料木素标准品，用二甲亚砜溶液配制成1mmol／L的标准储备液，－20℃冰箱保存。用甲醇分别将1mmol／L的标准储备液稀释至 1，4，10，20，100，300，500μmol／L 待 测 液。10μL进样，以峰面积A为横坐标，以异黄酮浓度c为纵坐标做标准曲线。

1.4.3 样品中大豆苷元、染料木素含量测量方法

准确称取样品粉末1.00g，置于50mL锥形瓶中，加3mL 1mol／L盐酸，混匀。加12mL乙腈，振荡30min，静置5min。取上清液，用0.45μm滤膜过滤，HPLC进样10μL。

1.5 天贝酱的制作工艺及方法

1.5.1 操作要点

炒酱：锅内烧热后，倒入植物油，油温升至130℃时，放入辣椒粉、适量姜末，不断搅拌。待流出辣椒红油后，倒入切成丁的新鲜天贝和一定量的黄豆酱，翻炒以保持酱受热均匀。待能闻到酱香后，停止加热。然后进行调味，将白砂糖、食盐、香辛料、味精加入，翻炒均匀即可。

装罐、排气：把炒制好的天贝酱趁热装入准备好的洗净的罐中，然后置于90℃的热水中，进行水浴加热，保持罐中酱体的中心温度在85℃以上，排气8min，然后取出，迅速旋紧瓶盖。

杀菌：将排气后的天贝酱在1.01MPa，121℃的条件下，杀菌30min。

冷却：灭菌后的产品，取出后要迅速冷却，温度降至25℃，即可放入仓库。

1.5.2 天贝酱的正交试验方法

以炒制出符合大众口味的天贝酱为目的，挑选黄豆酱添加量、辣椒添加量、白砂糖添加量、胡椒粉添加量4个因素进行L9（34）正交试验。

2 结果与分析

2.1 绘制大豆苷元、染料木素标准曲线

由HPLC法测得大豆苷元的峰面积与浓度、染料木素的峰面积与浓度数据，绘制大豆苷元、染料木素标准曲线图，见图1。

图1 大豆苷元、染料木素标准曲线图

由图1可知，大豆苷元的回归方程：y＝0.0565x＋0.3287（式中：x为峰面积；y为大豆苷元浓度，μmol／L）。染料木素的回归方程：y＝0.0397x－0.5294（式中：x为峰面积；y为染料木素浓度，μmol／L）。

HPLC法测得的大豆苷元和染料木素的峰面积图谱见图2。

图2 大豆苷元和染料木素的峰面积图谱

2.2 天贝发酵的正交试验结果与分析

2.2.1 天贝菌生物量换算

由紫外分光光度法测得天贝纯菌丝体的吸光值A为0.307，根据回归方程计算得每1g天贝菌丝体中含麦角固醇0.23mg。根据每1g天贝菌丝体中麦角固醇含量计算得到样品中菌丝体的含量。

2.2.2 天贝发酵的正交试验结果

以培养温度、时间、接种量、乳酸和面粉添加量为5个因素，以氨基酸态氮、大豆苷元、染料木素、天贝菌为指标的L16（45）正交试验结果见表1。

表1 以氨基酸态氮、大豆苷元、染料木素、天贝菌含量为指标的正交试验结果表

续 表

由表1可知，所选4个检测指标都随发酵温度的升高而增大，因此试验的最佳环境温度选为37.5℃。天贝菌含量受发酵时间的影响最为显著，其他3个指标受时间的影响也较为显著，且4个指标均以32h为拐点，故选定最佳发酵时间为32h。天贝菌含量受发酵剂添加量的影响最大，但考虑生产成本，选定最佳发酵剂添加量为1.5%。大豆苷元、染料木素、天贝菌生物量3个指标均在1.0%的乳酸添加量时达到最佳。而氨基酸态氮含量随乳酸添加量的增加而逐渐减小，故选定最佳乳酸添加量为1.0%。氨基酸态氮与天贝菌含量在面粉添加量为2.0%时达到最低点。而大豆苷元含量在面粉添加量为1.0%时达到最高点，且与面粉添加量为2.0%时的差距较小。染料木素含量则在面粉添加量为2.0%时最高。考虑到面粉对氨基酸态氮、天贝生物量的负影响以及生产成本选定最佳面粉添加量为1.0%。

2.3 天贝酱的正交试验结果与分析

以100g新鲜天贝的质量为基准，预试验确定了食盐、味精、香辛料、生姜、猪肉、花椒粉等的添加量分别为1%，0.5%，1%，3%，10%，1%，并对精炼植物油的添加量进行了单因素试验。以炒制出符合大众口味的天贝酱为目的，挑选黄豆酱添加量、辣椒添加量、白砂糖添加量、胡椒粉添加量4个因素进行L9（34）正交试验。天贝酱的正交试验结果见表2。

表2 天贝酱的正交试验结果表

由表2可知，天贝酱正交试验因素主次顺序为：C＞D＞B＞A。选择白砂糖添加量为4%，最后确定天贝酱的最佳配方为：食用油50%、黄豆酱40%、辣椒粉10%、白糖4%、胡椒粉4%、食盐1%、味精0.5%、香辛料1%、生姜3%、猪肉末10%、花椒粉1%。用最佳配方炒制出的天贝酱色泽油润，天贝味浓郁，口感醇厚，鲜香微辣，感官评分为96分。

3 结论

本文用L16（45）正交试验对天贝的生产工艺参数进行了优化，以最佳发酵条件生产的新鲜天贝制作了天贝酱产品，研究了天贝酱的最佳配方，炒制出的天贝酱营养丰富，鲜爽可口，其结论如下：

培养天贝最佳方案为37.5℃、时间32h、发酵剂添加量1.5%、乳酸添加量1.0%，面粉添加量1.0%。

紫外分光光度法测得最优方案培养的天贝中含天贝菌181.5532mg／g；以HPLC法测得天贝中含大豆苷元0.8901μg／g，染料木素1.1274μg／g；电位滴定法测得氨基酸态氮0.5728g／100g。

通过正交试验和感官评价，得出天贝酱的最佳配方为：食用油50%、黄豆酱40%、辣椒10%、白砂糖4%、胡椒粉4%、食盐1%、味精0.5%、香辛料1%、生姜3%、猪肉10%、花椒粉1%。炒制出的天贝酱色泽油润，天贝味浓郁，口感醇厚，鲜香微辣。