黃世瑜，鄧源喜，王家良，許暉，陳俠

(蚌埠學(xué)院 食品與生物工程學(xué)院，安徽 蚌埠 233030)

納豆是以大豆為原料，通過納豆菌發(fā)酵而成。納豆?fàn)I養(yǎng)豐富，特別是納豆激酶有很好的保健作用[1,2]。但是，由于納豆發(fā)酵過程中會產(chǎn)生較重的令人不愉快的氨味，所以，很難讓眾多消費(fèi)者接受。為了解決這一問題，人們在不同方面做了很多的工作，有從改善菌種入手，更多的是通過添加輔料來改善納豆的風(fēng)味[3,4]。近年來，蕎麥納豆[5]、花生納豆[6]、薏米納豆[7,8]等都有相關(guān)的報(bào)道，胚芽納豆的研究很少見，市場上也未見有胚芽納豆的銷售。小麥胚芽是加工小麥粉時的副產(chǎn)品，小麥的主要營養(yǎng)成分都集中在胚芽中，被譽(yù)為“人類天然的營養(yǎng)寶庫”[9,10]。小麥胚芽不僅營養(yǎng)價值高，而且與大豆?fàn)I養(yǎng)成分有所不同，尤其是含糖量較大豆高[11]。在原料中添加適量胚芽，可調(diào)節(jié)大豆發(fā)酵，降低不愉快的氨味，制作出風(fēng)味良好、營養(yǎng)價值更高的新品納豆。

1 材料與方法

1.1 主要試驗(yàn)材料與試劑

東北黃豆(大小適中、沒有霉變或破損)：蚌埠大潤發(fā)超市；小麥胚芽：安徽雁湖面粉(集團(tuán))有限公司；納豆芽孢桿菌、蛋白胨、瓊脂、氯化鈉、氫氧化鈉：蚌埠學(xué)院食品研發(fā)實(shí)驗(yàn)室。

1.2 主要儀器與設(shè)備

FA2204B電子天平 上海越平科學(xué)儀器有限公司；SL-525臺秤 武義縣金宇衡器有限公司；YXQ-LS全自動高壓滅菌鍋 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；HZ-9211K恒溫振蕩培養(yǎng)箱 太倉市科教器材廠；SHP-80恒溫發(fā)酵箱 上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；101-OAB電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；SK6880型分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 種子液的制備及生長曲線的測定

1.3.1.1 種子液的制備

將實(shí)驗(yàn)室保存完好的斜面固體培養(yǎng)基中的納豆菌放在電熱恒溫培養(yǎng)箱中37 ℃恒溫培養(yǎng)24 h進(jìn)行菌種活化。再從斜面培養(yǎng)基中挑取適量的納豆菌接入LB液體培養(yǎng)基(50 mL/250 mL)中，搖勻后放入全溫振蕩器中37 ℃，150 r/min振蕩培養(yǎng)[12]。

1.3.1.2 生長曲線的測定

每間隔2 h取樣稀釋1次，稀釋倍數(shù)為10倍，然后用分光光度計(jì)記錄其在660 nm處的吸光度，以時間為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)制作納豆芽孢桿菌的生長曲線，確定最佳種子液[13]。

1.3.2 胚芽納豆的制作工藝流程及操作說明

1.3.2.1 工藝流程

納豆菌

↓

原料預(yù)處理→蒸煮→冷卻→分裝→接種→發(fā)酵→低溫后熟→成品。

1.3.2.2 操作說明

胚芽淘洗后，加適量清水浸泡2 h，蒸煮約60 min；大豆清洗后，加適量清水浸泡18 h，蒸煮約50 min，原料經(jīng)蒸煮后熟而不爛，顆粒完整。冷卻近50 ℃，按胚芽和大豆需要的質(zhì)量比分裝，按需要的接種量接種納豆菌，拌勻。在試驗(yàn)設(shè)定的溫度下發(fā)酵相應(yīng)的時間。發(fā)酵完成后，在4 ℃條件下后熟24 h[14]。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

分別對大豆和胚芽的質(zhì)量比(9∶1，4∶1，7∶3，3∶2，1∶1)、液體納豆菌的接種量(10%，12%，14%，16%，18%)、發(fā)酵時間(14，18，22，26，30 h)、 發(fā)酵溫度(33，35，37，39，41 ℃)4個因素進(jìn)行考察試驗(yàn)，通過感官評定確定最佳單因素水平。

1.3.4 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取大豆胚芽質(zhì)量比(A)、接種量(B)、發(fā)酵時間(C)、發(fā)酵溫度(D)4個因素進(jìn)行4因素3水平L9(34)正交試驗(yàn)，確定胚芽納豆的最佳發(fā)酵條件。

1.3.5 評價指標(biāo)

1.3.5.1 感官評價指標(biāo)

由食品專業(yè)相關(guān)人員10人，組成感官評定小組。從口感(35分)、氣味(35分)、拉絲(20分)、色澤(10分)4個方面來進(jìn)行評價，各自打分，取其平均值，滿分為100分。感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 胚芽納豆感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of wheat germ natto

1.3.5.2 粘多糖產(chǎn)率測定

粘多糖的產(chǎn)率是評價納豆品質(zhì)的主要理化指標(biāo)，是決定胚芽納豆?fàn)I養(yǎng)品質(zhì)的一個重要因素。采用干燥法測定粘多糖的含量。稱取10 g的成品一式兩份，一份直接在105 ℃干燥箱中烘至恒重，另一份用清水慢慢洗去表面的粘液，然后移入干燥箱中烘至恒重，所得二者數(shù)據(jù)之差即為粘多糖產(chǎn)率。重復(fù)3次，求平均值。

1.3.5.3 其他相關(guān)指標(biāo)測定

水分：按GB/T 5009.3-2010規(guī)定的方法測定；氨基酸態(tài)氮：按GB/T 5009.39-2003規(guī)定的方法測定；總砷：按GB/T 5009.11-2003規(guī)定的方法測定；鉛：按GB/T 5009.12-2003規(guī)定的方法測定；黃曲霉毒素B1按GB/T 5009.22-2003規(guī)定的方法測定；大腸菌群：按GB/T 4789.3-2003規(guī)定的方法測定；沙門氏菌：按GB/T 4789.4-2016規(guī)定的方法測定；志賀氏菌：按GB/T 4789.5-2003規(guī)定的方法測定；金黃色葡萄球菌：按GB/T 4789.10-2010規(guī)定的方法測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 納豆芽孢桿菌生長曲線測定結(jié)果

按照1.3.1的方法測定的納豆芽孢桿菌生長曲線結(jié)果見圖1。

圖1 納豆芽孢桿菌生長曲線Fig.1 Growth curve of Bacillus natto

由圖1可知，納豆芽孢桿菌的對數(shù)生長期為6～18 h，18 h后菌種的OD值開始下降，菌種開始進(jìn)入衰亡期，所以選擇生長較旺盛的16 h的納豆芽孢桿菌為最佳種子液。

2.2 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 質(zhì)量比對胚芽納豆感官品質(zhì)的影響

根據(jù)1.3.2的工藝流程和操作說明進(jìn)行試驗(yàn)，大豆和胚芽的質(zhì)量比對產(chǎn)品的感官評分結(jié)果見圖2。

圖2 質(zhì)量比對胚芽納豆感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of mass ratio on sensory quality of germ natto

由圖2可知， 大豆和胚芽的質(zhì)量比為4∶1時，感官評分最高，質(zhì)量比為1∶1時感官評分最低。胚芽富含多糖，蛋白質(zhì)含量低于大豆，胚芽的營養(yǎng)成分對納豆的發(fā)酵產(chǎn)生一定的影響。少量多糖可促進(jìn)納豆菌發(fā)酵，提高產(chǎn)品質(zhì)量。隨著胚芽量的增加，糖量增加，可能導(dǎo)致納豆菌繁殖速度過快，發(fā)酵過頭，氨味加重。繼續(xù)增加胚芽的添加量，又會使物料中蛋白質(zhì)量相對降低，粘液是發(fā)酵時納豆菌吞噬蛋白的產(chǎn)物，導(dǎo)致粘液少，拉絲短。

2.2.2 接種量對胚芽納豆感官品質(zhì)的影響

根據(jù)1.3.2的工藝流程和操作說明進(jìn)行試驗(yàn)，接種量對胚芽納豆感官品評的影響結(jié)果見圖3。

圖3 接種量對胚芽納豆感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of inoculation amount on sensory quality of germ natto

由圖3可知，當(dāng)接種量為14%時，胚芽納豆的感官評分最高。當(dāng)菌種的含量不足14%時，可能納豆發(fā)酵不充分，產(chǎn)品口感較硬，所產(chǎn)生的拉絲較短；反之，接種量過高，蛋白質(zhì)分解過度，開始分解氨基酸產(chǎn)生氨，納豆色澤加深，氨味加重，感官品質(zhì)下降[15]。

2.2.3 發(fā)酵時間對胚芽納豆感官品質(zhì)的影響

根據(jù)1.3.2的工藝流程和操作說明進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)酵時間對胚芽納豆感官品評的影響結(jié)果見圖4。

圖4 發(fā)酵時間對胚芽納豆感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of fermentation time on sensory quality of germ natto

由圖4可知，胚芽納豆的最佳發(fā)酵時間為22 h。發(fā)酵時間過短，發(fā)酵不完全，產(chǎn)生的粘液比較少，口感較硬；發(fā)酵時間過長，發(fā)酵過度，褐色加深，粘液雖多但沒有韌性，拉絲短。

2.2.4 發(fā)酵溫度對胚芽納豆感官品質(zhì)的影響

根據(jù)1.3.2的工藝流程和操作說明進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)酵溫度對胚芽納豆感官品評的影響結(jié)果見圖5。

圖5 發(fā)酵溫度對胚芽納豆感官品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of fermentation temperature on sensory quality of germ natto

由圖5可知，當(dāng)發(fā)酵溫度為37 ℃時發(fā)酵結(jié)果最佳，感官評分最高。發(fā)酵溫度低時，產(chǎn)生的粘液較少，口感較硬；隨著發(fā)酵溫度的提高，發(fā)酵速度加快，溫度繼續(xù)增高，可能菌種活性受影響，盡管納豆桿菌可忍受約50 ℃高溫，但分解能力隨之降低。

2.3 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取大豆胚芽質(zhì)量比(A)、液體納豆菌接種量(B)、發(fā)酵時間(C)、發(fā)酵溫度(D)4個因素進(jìn)行4因素3水平L9(34)正交試驗(yàn)，通過感官評分的高低確定胚芽納豆的最佳發(fā)酵條件。正交試驗(yàn)因素水平及結(jié)果分別見表2和表3。

表2 胚芽納豆正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test for wheat germ natto

表3 胚芽納豆正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Orthogonal test results and analysis of wheat germ natto

續(xù) 表

由表2和表3可知，4個因素對胚芽納豆品質(zhì)的影響程度為B>A>C>D，即接種量>大豆胚芽質(zhì)量比>發(fā)酵時間>發(fā)酵溫度。胚芽納豆的最佳發(fā)酵工藝組合為A2B2C2D2，即接種量為14%，大豆胚芽質(zhì)量比為4∶1，發(fā)酵時間為22 h，發(fā)酵溫度為37 ℃。此時制作出的胚芽納豆品質(zhì)最好，產(chǎn)品氨味淡，色澤金黃，口感酥軟潤滑，粘液多，輕輕攪拌可見細(xì)長的拉絲。

2.4 最佳發(fā)酵條件驗(yàn)證性試驗(yàn)

由于最佳發(fā)酵工藝組合A2B2C2D2不在正交試驗(yàn)表中，為了驗(yàn)證其正交試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以對最佳發(fā)酵條件做驗(yàn)證性試驗(yàn)。對最佳發(fā)酵條件做了3組同水平試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 最佳發(fā)酵條件驗(yàn)證試驗(yàn)Table 4 Verification test of optimum fermentation conditions

由表4可知，最佳發(fā)酵條件試驗(yàn)的平均值是86分，結(jié)果高于正交試驗(yàn)組合，所以正交試驗(yàn)相對準(zhǔn)確。

2.5 粘多糖含量比較

根據(jù)1.3.5.2的試驗(yàn)方法，對最佳工藝條件下得到的胚芽納豆和傳統(tǒng)納豆(不添加胚芽)分別進(jìn)行粘多糖產(chǎn)率的測定，結(jié)果見表5和表6。

表5 胚芽納豆粘多糖測定結(jié)果Table 5 Determination results of mucopolysaccharide in wheat germ natto g

續(xù) 表

表6 傳統(tǒng)納豆粘多糖測定結(jié)果Table 6 Determination results of mucopolysaccharide in traditional natto g

由表5和表6可知，胚芽納豆的粘多糖含量平均為7.4%,傳統(tǒng)納豆的粘多糖平均含量為6.1%,加入胚芽的納豆粘多糖產(chǎn)率明顯比傳統(tǒng)納豆的含量高。因而，胚芽納豆的營養(yǎng)價值更高。

2.6 其他相關(guān)指標(biāo)測定結(jié)果

根據(jù)1.3.5.3的測定方法，胚芽納豆有關(guān)理化指標(biāo)及衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)檢測結(jié)果見表7，均符合SB/T 10528-2009《納豆》的要求。

表7 胚芽納豆理化指標(biāo)和衛(wèi)生指標(biāo)Table 7 Physicochemical indicators and hygiene indicators of germ natto

3 結(jié)論

納豆?fàn)I養(yǎng)豐富，但通常有令人不愉快的口感，且市場上納豆品種單一。本研究在傳統(tǒng)納豆制作基礎(chǔ)之上，在原料中添加一定量的胚芽，從納豆的發(fā)酵工藝入手，通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，確定了胚芽納豆制作的最佳工藝。試驗(yàn)結(jié)果表明：大豆和胚芽的質(zhì)量比為4∶1，接種量為14%，發(fā)酵時間為22 h，發(fā)酵溫度為37 ℃，獲得的產(chǎn)品品質(zhì)最佳，并且粘多糖產(chǎn)率高于傳統(tǒng)納豆。產(chǎn)品金黃色，口感潤滑，風(fēng)味良好，富含粘液，輕輕攪拌可見較長的拉絲，相關(guān)理化指標(biāo)以及衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。本文為納豆新品種開發(fā)提供了一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)，為小麥胚芽的利用也提供了一條途徑。