李偉偉，曲俊雅，周才瓊,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶,400715) 2(西南大學(xué) 食品科學(xué)與工程國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，重慶,400715)3(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，暨重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶,400715)

膳食纖維是人類“第七大營養(yǎng)素”，在預(yù)防和治療肥胖、糖尿病和腸道疾病等方面具有特殊功效，有調(diào)節(jié)血糖、降低膽固醇，延緩小腸對(duì)葡萄糖的吸收，增強(qiáng)腸道蠕動(dòng)，防止結(jié)腸癌和預(yù)防便秘等功能，但不同膳食纖維功能特性和感官特性不同，可溶性膳食纖維(soluble dietary fiber，SDF)比不溶性膳食纖維(insoluble dietary fiber，IDF)有更強(qiáng)的功能性[1-3]，IDF口感粗糙，而SDF口感細(xì)膩。因此，提升食物源膳食纖維中SDF含量，可提升膳食纖維功能作用和增進(jìn)人們接受能力，所以提高SDF含量的膳食纖維改性研究是近幾年的研究熱點(diǎn)[4]。

作為大豆加工的副產(chǎn)品，膳食纖維占豆渣干基重的60%～70%，是一種廉價(jià)而又極好的天然膳食纖維源[5]。豆渣膳食纖維和大多數(shù)植物性食物纖維一樣，主要是IDF和SDF含量較低，只有大約6%，既降低了豆渣的可接受性，營養(yǎng)價(jià)值也受影響。由于豆渣口感粗糙及含水量高，不宜貯存和直接食用。因此，豆渣一般作為動(dòng)物飼料賤賣或直接丟棄，造成了資源的極大浪費(fèi)及在一定程度上的環(huán)境污染[6]。但是豆渣作為一種低脂低糖低能量髙膳食纖維食物資源，符合人們追求“三低一高”的完美食物的要求，有重要的開發(fā)利用價(jià)值[7]。目前報(bào)道的對(duì)豆渣膳食纖維進(jìn)行改性的方法主要有高溫、高壓、發(fā)酵、酶解、均質(zhì)、離子液體處理或這幾種方法聯(lián)合處理等[8-10]。其中，發(fā)酵法不僅可提高SDF含量，還可去除部分抗?fàn)I養(yǎng)因子，產(chǎn)生一些對(duì)人體有益的小分子物質(zhì)，已成為目前膳食纖維改性的有效方法之一。

一方面，膳食纖維改性通過提升SDF含量占比改進(jìn)其功能特性；另一方面，備受關(guān)注的是通過改性，有效改善膳食纖維的理化性質(zhì)，如持水力和膨脹力等[11-12]，以提升膳食纖維的加工特性和可接受性，以更好地應(yīng)用于食品加工。為此，本研究采用真菌單獨(dú)發(fā)酵及真菌結(jié)合乳酸菌聯(lián)合發(fā)酵制備改性豆渣膳食纖維，并分析其食品化學(xué)特性及微觀結(jié)構(gòu)變化，為發(fā)酵豆渣膳食纖維應(yīng)用于食品加工提供有關(guān)食品化學(xué)的基礎(chǔ)研究數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

豆渣：購于重慶北碚天生農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)豆腐坊。

米曲霉(Aspergillusoryzae3.951)，黑曲霉(Aspergillusniger)，毛霉(Mucorsp.)和乳酸菌(嗜熱鏈球菌(StreptococcusthermophilusCH-1)，保加利亞乳桿菌(LactobacillusbulgaricusLb0925B)，均由西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院食品發(fā)酵研究室提供。

1.2 主要試劑

KH2PO4、K2HPO4、H2SO4、HCl、NaOH、30～60 ℃沸程石油醚、丙酮：為分析純，成都市科龍化工試劑廠。

耐高溫α-淀粉酶(250 NFU/mg)，胰蛋白酶(300 NFU/mg),胃蛋白酶(250 NFU/mg)北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司。馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基，MRS培養(yǎng)基。

1.3 主要儀器設(shè)備

電子天平(FA2004A型)，上海精天電子儀器有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG 9140A型)，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；臺(tái)式高速離心機(jī)(5810型)，德國Eppendorf公司；冷凍干燥機(jī)，上海東星建材試驗(yàn)設(shè)備有限公司；全自動(dòng)凱氏定氮儀(Kjel Flex K-360型)，瑞士Buchi公司；馬爾文激光粒度儀(ZEN3690)，英國馬爾文儀器公司；馬弗爐(4-10型)，北京市永光明儀器廠；循環(huán)水式多用真空泵(SHZ-Ⅲ)，上海亞榮生化儀器廠；萬用電爐(DL 1)，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；原子吸收分光光度計(jì)(Z-5000)，日本日立有限公司；恒溫振蕩器(2D-85)，金壇市富華儀器有限公司等。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 孢子懸浮液制備

1.4.1.1 米曲霉、黑曲霉和毛霉孢子懸浮液制備[13]

將米曲霉、黑曲霉和毛霉分別在馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)斜面培養(yǎng)基上活化，分別挑取活化好的菌絲接種到裝有麩皮的培養(yǎng)基[14](m麩皮∶m水=1∶1.2)的三角瓶上進(jìn)行擴(kuò)培。活化和擴(kuò)培條件均為:溫度28 ℃、時(shí)間3 d。最后向三角瓶加入適量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的生理鹽水，振蕩，無菌紗布過濾，將濾液收集到三角瓶中并用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%的生理鹽水稀釋，制成2×107～5×107個(gè)/mL孢子懸浮液以備發(fā)酵豆渣使用。

1.4.1.2 乳酸菌孢子懸浮液制備[15]

在無菌條件下稱取2.5 g乳酸菌發(fā)酵劑，與22.5 mL質(zhì)量濃度為8.5 g/L NaCl溶液充分混勻；吸取上述溶液1 mL與9 mL滅菌的質(zhì)量濃度為8.5 g/L NaCl溶液充分混勻，依次稀釋到濃度為10-7,選取2～3個(gè)適宜稀釋濃度，取0.1 mL加入到MRS培養(yǎng)基中，用涂布棒進(jìn)行涂布,在37 ℃厭氧培養(yǎng)2 d，觀察菌落生長狀況。

取固體培養(yǎng)基中的乳酸菌菌種于液體培養(yǎng)基中，37 ℃靜置培養(yǎng)18 h得到乳酸菌發(fā)酵種子液。

1.4.2 發(fā)酵豆渣的制備

1.4.2.1 真菌發(fā)酵豆渣的制備[16-18]

稱取150 g適當(dāng)水分含量的新鮮豆渣于500 mL三角瓶中，6層紗布封口，在121 ℃高壓滅菌鍋內(nèi)蒸煮20 min，冷卻至室溫后，分別加入黑曲霉、米曲霉和毛霉孢子懸浮液，以加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%無菌水的豆渣為對(duì)照，混勻后置恒溫恒濕培養(yǎng)箱培養(yǎng)，分析不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)豆渣IDF的影響，確定最佳發(fā)酵時(shí)間為3 d，并分別得到黑曲霉發(fā)酵豆渣(H)、米曲霉發(fā)酵豆渣(M’)、毛霉發(fā)酵豆渣(M)3個(gè)樣品。每個(gè)處理重復(fù)3次，合并、凍干、備用。以未發(fā)酵處理豆渣為對(duì)照(CK)。

黑曲霉發(fā)酵：溫度28 ℃、相對(duì)濕度90%，接種量2%，孢子數(shù)107個(gè)/mL；米曲霉發(fā)酵：溫度28 ℃、相對(duì)濕度75%，接種量6%，孢子數(shù)107個(gè)/mL；毛霉發(fā)酵：溫度28 ℃、相對(duì)濕度70%，接種量2%，孢子數(shù)107個(gè)/mL。

1.4.2.2 霉菌結(jié)合乳酸菌聯(lián)合發(fā)酵豆渣制備

分別稱取50 g凍干的霉菌發(fā)酵樣品H、M’和M，分別加入水使含水量達(dá)到40%，置磨砂廣口瓶中，6層紗布封口，121 ℃高壓滅菌鍋內(nèi)蒸煮20 min，冷卻至室溫，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的乳酸菌發(fā)酵液，混勻后用滅菌的棕櫚葉子封口倒扣在無菌生理鹽水中于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d，分別得黑曲霉+乳酸菌、米曲霉+乳酸菌和毛霉+乳酸菌3種聯(lián)合乳酸菌發(fā)酵后的樣品HR、M’R和MR，每個(gè)處理重復(fù)3次，合并，凍干，粉碎備用[19]。以未發(fā)酵處理豆渣為對(duì)照組(CK)。

1.4.3 主要測(cè)定指標(biāo)

1.4.3.1 基礎(chǔ)成分分析

水分：GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》；脂肪：GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》；蛋白質(zhì)：GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；灰分：GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》；膳食纖維：GB/T 5009.88—2014《食品中膳食纖維的測(cè)定》

碳水化合物含量/%=[1-(含水量+脂質(zhì)+蛋白質(zhì)+灰分)]×100[20]

1.4.3.2 發(fā)酵豆渣粒徑和顯微觀察

發(fā)酵豆渣粒徑：樣品均勻分散于超純水中，超聲波清洗機(jī)超聲10 min，待均勻后進(jìn)行梯度稀釋，重復(fù)上述步驟，稀釋到適宜濃度，上機(jī)測(cè)定，每個(gè)樣品重復(fù)3次并讀數(shù)。

發(fā)酵豆渣顯微觀察：取0.1 g過80目篩的豆渣粉于小燒杯中，加入10 mL蒸餾水，充分振蕩攪拌均勻，用微量移液槍吸取少量樣品于載玻片上，蓋上蓋玻片，置于載物臺(tái)上，用熒光顯微鏡觀察，由于放大倍數(shù)較高，所以要在油鏡下觀察并拍攝豆渣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，放大倍數(shù)為100倍。

1.4.3.3 豆渣水合性質(zhì)[21]

豆渣水溶指數(shù)：精確稱取適量豆渣樣品放入200 mL燒杯中，向燒杯中加入50 mL蒸餾水，攪拌均勻。放入90 ℃恒溫水浴中持續(xù)攪拌振蕩30 min，4 500 r/min離心15 min，取上清液放入烘箱，103 ℃烘干至質(zhì)量恒定，稱量殘留物質(zhì)量，根據(jù)式(1)計(jì)算豆渣水溶指數(shù)：

(1)

式中：WS,豆渣的水溶性，%；m1,豆渣樣品的質(zhì)量，g；m2,殘留物質(zhì)量，g。

豆渣膨脹力：準(zhǔn)確稱取豆渣樣品放入25 mL量筒，加入15 mL蒸餾水，振蕩使其充分溶解，25 ℃下放置24 h。讀取樣品在量筒中自由膨脹后的體積，據(jù)式(2)計(jì)算膨脹力。

(2)

式中：E，豆渣膨脹力，mL/g；m，豆渣樣品的質(zhì)量，g；v，豆渣在量筒中膨脹后的體積，mL。

豆渣持水力：稱取豆渣樣品置于恒重離心管中，加入30 mL蒸餾水，振蕩均勻，室溫下放置24 h，4500 r/min離心20 min，除去上清液，用濾紙吸干離心管上的液體，稱量離心管和殘?jiān)傎|(zhì)量，根據(jù)式(3)計(jì)算持水力。

(3)

式中：WHC，豆渣的持水力，g/g；m，豆渣樣品的質(zhì)量，g；m1，離心管恒重后的質(zhì)量，g；m2，經(jīng)處理恒重后的離心管和殘?jiān)目傎|(zhì)量，g。

1.4.3.4 發(fā)酵豆渣吸附特性

吸附不飽和脂肪能力[22]：取豆渣樣品置于恒重離心管中，加入5 mL食用大豆油混合均勻，放置30 min，每5 min振蕩1次。4 500 r/min下離心25 min，除去上層游離脂肪，稱量離心管和殘?jiān)傎|(zhì)量。以1 g豆渣樣品所結(jié)合脂肪質(zhì)量為豆渣持油力，按式(4)計(jì)算：

(4)

式中：OHC，豆渣持油力，g/g；m，豆渣樣品的質(zhì)量，g；m1，離心管恒重后的質(zhì)量，g；m2，經(jīng)處理恒重后的離心管和殘?jiān)目傎|(zhì)量，g。

吸附飽和脂肪能力[22]：取50 mL恒重離心管，質(zhì)量記做W1；準(zhǔn)確稱取適量樣品于恒重離心管中，豆渣質(zhì)量記作W2。加入豬油24 g，于37 ℃恒溫水溶鍋靜置1 h，4 000 r/min離心20 min，將上層油倒掉，用濾紙吸干殘?jiān)挠坞x豬油，稱重得W3。根據(jù)式(5)計(jì)算吸附飽和脂肪能力。

(5)

吸附膽固醇能力[23]：取鮮雞蛋蛋黃并進(jìn)行準(zhǔn)確稱重，用9倍質(zhì)量蒸餾水充分?jǐn)嚧蛑脸嗜橐籂?。精確稱取適量豆渣樣品于200 mL三角瓶中，加入50 g稀釋蛋黃液，攪拌均勻，分別調(diào)節(jié)體系pH值為1.5 (模擬人體胃液環(huán)境)和7.6 (模擬人體小腸環(huán)境)，置37 ℃恒溫?fù)u床中振蕩2 h，于4 000 r/min下離心20 min，取上清液，采用鄰苯二甲醛作顯色劑，在550 nm下比色。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算蛋黃液中膽固醇含量和吸附后上清液中膽固醇含量，根據(jù)式(6)計(jì)算膽固醇吸附量。

膽固醇吸附量/(mg·g-1)=

(6)

吸附亞硝酸鹽能力：精確稱取樣品1 g于100 mL干燥錐形瓶中，加入50 mL 100 μmol/L的亞硝酸鈉溶液，調(diào)節(jié)體系pH值為1.5 (模擬人體胃液環(huán)境)和7.6 (模擬人體小腸環(huán)境)，置于37 ℃恒溫?fù)u床中振蕩2 h，于4 000 r/min下離心20 min，取上清液，通過鹽酸萘乙二胺比色法測(cè)定亞硝酸根含量。通過標(biāo)準(zhǔn)曲線換算蛋黃液中亞硝酸根含量和吸附后上清液中亞硝酸根含量，根據(jù)式(7)計(jì)算亞硝酸根吸附量[24]。

亞硝酸根吸附量/(mg·g-1)=

(7)

1.4.3.5 發(fā)酵豆渣抗氧化能力

準(zhǔn)確稱取豆渣樣品10 mg于10 mL恒重離心管中，加入2.5 mL 0.2 mol/L(pH值6.6)的PBS緩沖液、2.5 mL 10 g/L的K3[Fe(CN)6]溶液后混勻，50 ℃水浴20 min，冷卻后再加入100 g/L的TCA溶液2.5 mL，混勻靜置10 min，以3 000 r/min離心10 min，取2.5 mL上清液通過鐵氰化鉀比色法測(cè)定，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線換算得到Vc當(dāng)量濃度[25]。

1.5 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。數(shù)據(jù)分析應(yīng)用SPSS軟件單因素方差分析和顯著性檢驗(yàn)(p<0.05)，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(SD)來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵豆渣基礎(chǔ)成分分析

2.1.1 發(fā)酵豆渣宏量營養(yǎng)素及灰分含量分析

真菌及真菌聯(lián)合乳酸菌發(fā)酵豆渣宏量營養(yǎng)素及灰分含量分析如表1所示。水分和灰分含量分別在5.36%～6.26%和3.24%～3.79%，表明發(fā)酵對(duì)豆渣灰分含量影響較小(p> 0.05)。蛋白質(zhì)含量在發(fā)酵中顯著下降(p<0.05)，經(jīng)真菌發(fā)酵后含量為CK組的71.31%～82.0%，繼續(xù)采用乳酸菌發(fā)酵，蛋白質(zhì)含量繼續(xù)下降，為CK的61.81%～70.20%，M’及M’R組蛋白質(zhì)降低最多。豆渣發(fā)酵后多數(shù)處理脂肪含量下降，經(jīng)真菌發(fā)酵及真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵后脂肪含量分別為CK組的91.68%～105.19%和72.92%～77.34%，表明豆渣脂肪含量下降主要受乳酸菌發(fā)酵影響。這些變化可能與微生物胞外酶及微生物本身代謝繁殖消耗有關(guān)。真菌發(fā)酵與真菌+乳酸菌發(fā)酵處理組蛋白質(zhì)和脂肪含量的下降導(dǎo)致發(fā)酵豆渣碳水化合物相對(duì)含量不同程度增加(p<0.05)。

表1 發(fā)酵豆渣宏量營養(yǎng)素及灰分含量分析 單位：%

注:數(shù)值表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)。同一列內(nèi)不同小寫字母代表差異顯著(p<0.05)。字母相同則代表差異不顯著(p>0.05)。下表同。

2.1.2 發(fā)酵豆渣膳食纖維含量分析

如表2所示，發(fā)酵豆渣總膳食纖維含量在64.17%～65.35%，略高于CK組，表明發(fā)酵對(duì)豆渣總膳食纖維含量幾乎沒有影響；但從SDF和IDF分布可看出，發(fā)酵可顯著提升SDF含量和降低IDF含量(p<0.05)，原因可能是IDF大部分是大分子物質(zhì)，經(jīng)過發(fā)酵分解之后就會(huì)降解，暴露極性基團(tuán)，使可溶性提高，SDF含量升高，所以總膳食纖維的含量保持穩(wěn)定。

表2 發(fā)酵豆渣膳食纖維含量分析單位：g/100g干基

注：TDF總膳食纖維Total dietary fiber。

經(jīng)真菌發(fā)酵和真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵后豆渣SDF含量分別為CK的3.17～3.35倍和4.28～4.61倍，IDF分別為CK的76.54%～79.87%和63.74%～68.64%；3種真菌發(fā)酵樣品之間沒有顯著差異(p>0.05)，3種真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵樣品之間也沒有顯著差異(p>0.05)，但黑曲霉發(fā)酵及黑曲霉結(jié)合乳酸發(fā)酵樣品SDF含量均最高。從SDF角度考慮，黑曲霉及黑曲霉結(jié)合乳酸發(fā)酵效果較好。

2.2 發(fā)酵豆渣粒徑和顯微結(jié)構(gòu)

2.2.1 發(fā)酵豆渣粒徑分析

發(fā)酵顯著降低了豆渣粒徑，真菌發(fā)酵豆渣和真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣粒徑分別為CK組的45.01%～49.06%和31.21%～33.65%(圖1)。

圖1 發(fā)酵豆渣粒徑分析Fig.1 Particle size analysis of fermented soybean residue

分別以黑曲霉和黑曲霉結(jié)合乳酸菌發(fā)酵的豆渣粒徑最低。膳食纖維粒徑越小，比表面積越大，持水、持油能力就越強(qiáng)，口感越細(xì)膩。所以發(fā)酵可提升豆渣感官品質(zhì)。發(fā)酵豆渣粒徑減小的原因可能是微生物生長及微生物胞外酶代謝產(chǎn)生小分子物質(zhì)，特別是與黑曲霉產(chǎn)生的胞外酶活性較高有關(guān)。文獻(xiàn)[13]報(bào)道黑曲霉產(chǎn)生纖維素酶和半纖維素酶活力更高,這2種酶在促進(jìn)不溶性膳食纖維的降解方面起了重要作用,促進(jìn)了不溶性膳食纖維大分子的降解,產(chǎn)生的豆渣粒徑相對(duì)較小[13]。加上乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸促使纖維素大分子進(jìn)一步分解，引發(fā)粒徑減小，進(jìn)一步增強(qiáng)了纖維結(jié)構(gòu)的蓬松度[26]。

2.2.2 發(fā)酵豆渣顯微觀察

圖2所示，未發(fā)酵豆渣(CK)組為致密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，沒有明顯的斷層和破碎等。真菌發(fā)酵(M、H、M’)豆渣表面多呈蜂窩狀，同時(shí)可觀察到部分較小的碎片，豆渣內(nèi)部原本致密的結(jié)構(gòu)變得蓬松易碎。3種真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣MR、HR和M’R破碎為小塊結(jié)構(gòu)，可以觀察到比較多的碎片。說明真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵可有效改變豆渣結(jié)構(gòu)而影響其食品化學(xué)特性。

圖2 發(fā)酵豆渣的顯微觀察Fig.2 Microscopic observation of fermented soybean residue

2.3 發(fā)酵豆渣水合性質(zhì)分析

如表3所示，真菌發(fā)酵豆渣水溶指數(shù)、膨脹力和持水力均不同程度地提高，分別為CK的1.76～2.40倍、1.54～1.95倍和1.40～1.82倍。真菌發(fā)酵組中黑曲霉發(fā)酵豆渣水溶指數(shù)、膨脹力和持水力均最高；真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣水溶指數(shù)、持水力和膨脹力繼續(xù)增加，分別為CK組的3.35～4.04倍、1.87～2.43倍和1.77～2.08倍，黑曲霉結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣水溶指數(shù)、膨脹力和持水力最高。

發(fā)酵豆渣水合性質(zhì)的改善與微生物代謝導(dǎo)致大分子物質(zhì)分解有關(guān)。這些大分子物質(zhì)的分解使豆渣細(xì)胞壁破裂，顆粒變小，增加了其與水接觸的表面積；此外，豆渣的水溶性還與纖維素結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性相關(guān)。而發(fā)酵可使纖維素有序結(jié)構(gòu)變得無序，使纖維素分子長鏈斷裂，微晶結(jié)構(gòu)破壞。

表3 發(fā)酵豆渣水合性質(zhì)Table 3 Changes of hydration properties of fermentedsoybean dregs

顯微觀察也顯示發(fā)酵豆渣表面多呈蜂窩狀，表面的孔洞數(shù)量和體積均有不同程度的提高，使結(jié)構(gòu)變得蓬松，水分子更易進(jìn)到內(nèi)部，提高豆渣持水力和膨脹力。真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣水合性質(zhì)的改善，與乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)酸及胞外酶作用有關(guān)，通過利用豆渣中的蛋白質(zhì)、淀粉等產(chǎn)酸，使部分IDF降解；同時(shí)，酸是質(zhì)子的良好供體，能使纖維素糖苷鍵斷裂，產(chǎn)生新的還原端，使IDF轉(zhuǎn)化為SDF。所以提升了豆渣的水合性質(zhì)，改善了豆渣膳食纖維的功能性[27-28]。

2.4 發(fā)酵豆渣吸附特性分析

2.4.1 發(fā)酵豆渣吸附脂質(zhì)的能力

如圖3所示，真菌和真菌聯(lián)合乳酸菌發(fā)酵豆渣不同程度地提升了脂質(zhì)吸附能力。真菌發(fā)酵豆渣吸附膽固醇、不飽和脂肪和飽和脂肪的能力分別為CK組的1.63～1.70倍、1.16～1.28倍和1.16～1.25倍；真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵吸附脂質(zhì)能力更高，分別為CK組的1.94～2.01倍、1.77～1.82倍和1.20～1.31倍。表明發(fā)酵豆渣可很好提升吸附膽固醇的能力。

圖3 發(fā)酵豆渣吸附脂質(zhì)能力Fig.3 The ability of fermented soybean residue to adsorb lipid

黑曲霉和黑曲霉結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣均有較強(qiáng)的吸附膽固醇的能力及吸附飽和脂肪的能力。因此，發(fā)酵豆渣可用于降血脂和體重控制。吸附脂質(zhì)能力的增加主要與顆粒的表面性質(zhì)有關(guān)，也可能與總電荷密度、組成成分的親水性能等有關(guān)[29]。發(fā)酵會(huì)使纖維素大分子的致密結(jié)構(gòu)被破壞，表面積增加，組織更加疏松，能更好地吸附和結(jié)合脂類物質(zhì)。發(fā)酵豆渣SDF含量增加可能也是吸附脂質(zhì)能力提高的原因[30]。

2.4.2 發(fā)酵豆渣吸附亞硝酸鹽的能力

圖4 發(fā)酵豆渣吸附亞硝酸鹽能力Fig.4 The ability of fermented soybean residue to adsorb nitrite

2.5 發(fā)酵豆渣抗氧化性分析

如圖5所示，真菌發(fā)酵豆渣以及真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣總還原力均不同程度地提升，分別為CK的1.37～1.51倍和1.67～1.87倍，黑曲霉以及黑曲霉結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣總還原力最高。YANG等[31]認(rèn)為在發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生一些酮類物質(zhì),這類還原性物質(zhì)可通過提供電子使自由基變?yōu)榉€(wěn)定的物質(zhì),從而中斷自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),導(dǎo)致發(fā)酵后的樣品具有較強(qiáng)的還原能力。除此之外,由于乳酸菌及真菌代謝產(chǎn)生胞外酶及產(chǎn)酸等，降解蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)產(chǎn)生較小的肽類物質(zhì)和氨基酸等，這些氨基酸中有一些具有還原性，如色氨酸、亮氨酸和酪氨酸等使豆渣具有較強(qiáng)的還原力[32-33]。在發(fā)酵的過程中，微生物所分泌的各種酶類物質(zhì),如纖維素酶、蛋白酶、糖化酶的產(chǎn)生,降解大分子物質(zhì)產(chǎn)生更多的肽、有機(jī)酸、還原糖、氨基酸及釋放結(jié)合型酚類物質(zhì)，使發(fā)酵豆渣抗氧化活性提升。

真菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)酶種類及活性有差異，導(dǎo)致真菌發(fā)酵豆渣的抗氧化能力具有一定差異。黑曲霉發(fā)酵以及黑曲霉結(jié)合乳酸菌發(fā)酵改善效果最好。這與黑曲霉發(fā)酵后對(duì)豆渣中膳食纖維含量、粒徑、水合性質(zhì)以及吸附能力等有關(guān)[34]。

圖5 發(fā)酵豆渣總還原力分析Fig.5 Analysis of total reduction force of fermented soybean residue

3 結(jié)論

豆渣作為一種廉價(jià)的豆類加工副產(chǎn)品，富含膳食纖維，但主要是IDF，口感粗糙。通過不同加工技術(shù)改進(jìn)豆渣膳食纖維理化特性，改進(jìn)豆渣膳食纖維營養(yǎng)及感官品質(zhì)，可提升豆渣的再加工利用價(jià)值。本研究以不同真菌接種發(fā)酵豆渣及真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣發(fā)現(xiàn)，根據(jù)3種真菌產(chǎn)酶特性及聯(lián)合乳酸菌接種發(fā)酵產(chǎn)酸特性，真菌及結(jié)合乳酸菌發(fā)酵可引起豆渣大分子的降解，使某些特征基團(tuán)暴露，引發(fā)功能性改善。通過發(fā)酵，豆渣中所含有的蛋白質(zhì)、脂肪和IDF等大分子降解，SDF升高。這種變化可破壞豆渣顆粒結(jié)構(gòu)，同時(shí)增強(qiáng)豆渣的感官品質(zhì)。粒徑分析和顯微觀察也顯示發(fā)酵降低了豆渣膳食纖維粒徑使比表面積增加，結(jié)構(gòu)變得蓬松易碎，發(fā)酵豆渣結(jié)合水分和吸附脂類物質(zhì)的能力更強(qiáng)，特別是結(jié)合水分的能力和吸附膽固醇的能力。豆渣發(fā)酵既可改善豆渣感官品質(zhì)粗糙的問題，又能提高豆渣的功能特性。

本研究結(jié)果顯示，真菌結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣各項(xiàng)特性優(yōu)于真菌發(fā)酵豆渣，黑曲霉以及黑曲霉結(jié)合乳酸菌發(fā)酵豆渣效果最好。