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        固態(tài)與液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)蜂糧的營養(yǎng)成分對比

        2019-10-29 00:40:42王順喜夏曉華段傳人
        中國釀造 2019年10期
        關(guān)鍵詞:總糖液態(tài)固態(tài)

        張 娟,李 丹,王順喜,夏曉華,段傳人

        (1.重慶大學(xué) 生物工程學(xué)院,重慶 400030;2.重慶蜂谷美地生態(tài)養(yǎng)蜂有限公司,重慶 404508)

        蜂糧顧名思義為蜜蜂的食物,是幼蜂的主要食物來源,對于蜂群的繁衍生息具有重要作用[1]。蜜蜂在蜂巢中將采集到的花粉團(tuán)咬碎后用蜂蠟封藏,封藏的花粉團(tuán)在微生物的作用下,經(jīng)過一定時(shí)間的發(fā)酵便形成了蜂糧[2-3]。蜂糧的保健作用是近年來才被開發(fā)的,蜂糧具有豐富的營養(yǎng)并且能夠提高人體抵抗力,目前已經(jīng)成為一種極具開發(fā)前景的產(chǎn)品[4-5]。近些年,蜂糧商品在巴西、新加坡等國家已有上市,但是蜂糧商品在我國市場幾乎沒有。

        雖然天然蜂糧的產(chǎn)量比較穩(wěn)定,但是由于以下原因無法像其他蜂產(chǎn)品一樣可以容易地獲取:一是因?yàn)樘烊环浼Z被蜜蜂封在蜂房中,人為收集會破壞蜂房結(jié)構(gòu),影響蜂群的生活習(xí)性;二是天然蜂糧的產(chǎn)量低,僅僅只是供應(yīng)幼蟲的營養(yǎng),人為強(qiáng)取會影響整個(gè)蜂群的繁衍生息;三是天然蜂糧的成分復(fù)雜,且含有蜂卵等不易去除的雜質(zhì),因而對生產(chǎn)加工要求高[6-7]。所以要進(jìn)行人工發(fā)酵蜂糧,人工發(fā)酵蜂糧的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面:一是人工發(fā)酵蜂糧的原料是花粉,來源不受限制,可進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn);二是人工發(fā)酵蜂糧是用純天然花粉進(jìn)行發(fā)酵,不添加任何添加劑,從而保證發(fā)酵產(chǎn)品營養(yǎng)成分貼近于天然蜂糧。本研究對人工蜂糧的兩種發(fā)酵方式(固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵)的乳酸菌活菌數(shù)以及主要的營養(yǎng)成分進(jìn)行了對比分析,為后續(xù)人工蜂糧大規(guī)模生產(chǎn)提供參考依據(jù)[8-10]。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        菌種:從天然蜂糧中提取出植物乳桿菌(Lactobacillus plantarum)為發(fā)酵菌株。

        MRS固體培養(yǎng)基:蛋白胨10g/L,牛肉5g/L,葡萄糖20g/L,吐溫-80 1 mL,酵母粉4 g/L,瓊脂粉15 g/L,乙酸鈉5 g/L,檸檬酸三銨2 g/L,硫酸鎂0.2 g/L,磷酸氫二鉀2 g/L,硫酸錳0.05 g/L,pH 6.2。

        硫酸、乙醇、硼酸、蒽酮、氫氧化鈉(分析純):重慶川東化工廠。

        1.2 儀器與設(shè)備

        SW-CJ-1BU/18U型超凈工作臺:蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司;SHP-250型生化培養(yǎng)箱:上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;LDZX-50KBS型立式壓力蒸汽滅菌鍋:上海申安醫(yī)療器械廠;THZ-C型搖床:北京寅韜興業(yè)科技有限公司;30L-7000c發(fā)酵罐:上海保興生物設(shè)備有限公司;日立835-50型氨基酸自動分析儀:日本日立公司;723N 型可見分光光度計(jì):上海光學(xué)儀器一廠;SHZ-D真空泵:上海暉創(chuàng)化學(xué)儀器有限公司。

        1.3 實(shí)驗(yàn)方法

        1.3.1 菌種培養(yǎng)

        在超凈工作臺內(nèi)挑取1~2環(huán)保藏在斜面上的植物乳桿菌接種于MRS平板上,置于37 ℃的生化培養(yǎng)箱中倒置培養(yǎng)12 h。然后挑取2~3環(huán)已經(jīng)活化的菌株到30 mL MRS液體培養(yǎng)基中,在37 ℃條件下?lián)u床培養(yǎng)12 h,制成濃度約為106個(gè)/mL的菌懸液[11]。

        1.3.2 固態(tài)發(fā)酵方法

        稱取50 g花粉倒入錐形瓶內(nèi),與20%的無菌水混勻高壓滅菌之后,待溫度降至40 ℃左右加入9%的乳酸菌培養(yǎng)液后置于35 ℃的生化培養(yǎng)箱中發(fā)酵8 d,發(fā)酵結(jié)束后對發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行冷凍真空干燥[9,12]。

        1.3.3 液態(tài)發(fā)酵方法

        稱取花粉500 g經(jīng)研磨、過篩后,倒入發(fā)酵罐內(nèi),加入料液比為0.13∶1(g∶mL)的無菌水充分混勻后高壓滅菌30 min。冷卻后,接入10%的乳酸菌培養(yǎng)液,設(shè)定發(fā)酵罐溫度為33 ℃,攪拌轉(zhuǎn)速為445 r/min,待發(fā)酵罐顯示屏上連續(xù)2 d之內(nèi)的pH變化<0.02時(shí)停止發(fā)酵,發(fā)酵結(jié)束后對發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行離心、冷凍真空干燥處理[6,13]。

        1.3.4 蜂糧中乳酸菌活菌數(shù)的測定

        稱取5.0 g蜂糧倒入三角瓶(裝有適量玻璃珠)中,然后加入15 mL蒸餾水進(jìn)行振蕩,使樣品被研磨成均勻的稀釋液。用梯度稀釋法再次進(jìn)行稀釋,稀釋梯度分別為10-1,10-2,10-3,……10-9,在超凈工作臺內(nèi)吸取100 μL各個(gè)梯度的樣品到MRS固體培養(yǎng)基上,涂布均勻后將平板放入37 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)2 d后選擇蜂糧含菌量大概在10個(gè)/cm2的梯度平板為適宜濃度,兩個(gè)平板為一個(gè)濃度,結(jié)果取平均值[14-15]。

        1.3.5 蜂糧感官評定

        (1)感官評定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

        感官評定主要考慮蜂糧產(chǎn)品的顏色、香氣、口感,具體的評價(jià)方法為:采用標(biāo)準(zhǔn)比色卡對蜂糧的顏色進(jìn)行對比之后,在距離鼻子0.5 cm處通過嗅覺感受香氣,然后稱取5 g蜂糧取食感受蜂糧的口感。每項(xiàng)指標(biāo)滿分5分,請5名專業(yè)的食品評判員對這三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行打分,評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示[16]。

        表1 蜂糧感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of bee bread

        (2)感官評定指標(biāo)權(quán)重

        為了把握單個(gè)指標(biāo)在總評價(jià)中的相對水平,請8名從事食品檢測和評價(jià)的工作人員對以上三個(gè)感官評價(jià)因素進(jìn)行打分,從而確定蜂糧感官評價(jià)時(shí)各因素的權(quán)重。

        1.3.6 蜂糧中總糖含量的測定

        采用蒽酮比色法[17-18]對蜂糧中的總糖含量進(jìn)行測定。在試管中加入0.2 g新鮮蜂糧,加入5 mL蒸餾水,振蕩均勻后管口加蓋在沸水浴煮沸10 min,流水冷卻至室溫,過濾,將濾液配制成25 mL的水溶液。然后取上述溶液0.1 mL,然后加0.9 mL的蒸餾水進(jìn)行稀釋,按標(biāo)準(zhǔn)曲線測定的方法,測定溶液的吸光度值,并重復(fù)操作3次??偺呛康挠?jì)算公式如下:

        1.3.7 總蛋白含量的測定

        采用凱氏定氮法對花粉、天然蜂糧、固態(tài)以及液態(tài)發(fā)酵的蜂糧進(jìn)行蛋白質(zhì)含量的測定[19]。

        1.3.8 氨基酸含量的測定對花粉、天然蜂糧、固態(tài)以及液態(tài)發(fā)酵的蜂糧進(jìn)行氨基酸含量的測定[20]。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 固態(tài)發(fā)酵與液態(tài)發(fā)酵蜂糧中乳酸菌活菌數(shù)的曲線分析

        對固態(tài)及液態(tài)發(fā)酵過程中每一天的蜂糧進(jìn)行乳酸菌活菌數(shù)的測定,連續(xù)測定8 d,測定結(jié)果如圖1所示。

        圖1 兩種發(fā)酵方式蜂糧中乳酸菌活菌數(shù)的曲線Fig.1 Curve of viable lactic acid bacteria count in bee bread by two fermentation methods

        根據(jù)圖1的曲線可以觀察到,固態(tài)發(fā)酵過程中蜂糧中乳酸菌的活菌數(shù)在發(fā)酵第7天達(dá)到最大值為1.65×107CFU/g,液態(tài)發(fā)酵條件下,蜂糧中乳酸菌活菌數(shù)在發(fā)酵第3天達(dá)到最大值為2.12×107CFU/g,且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于固態(tài)發(fā)酵。這說明液態(tài)發(fā)酵條件更有利于乳酸菌的生長繁殖,因而經(jīng)液態(tài)發(fā)酵的蜂糧中的活菌數(shù)更多。

        2.2 兩種發(fā)酵方式發(fā)酵蜂糧的感官評分

        8名工作人員對蜂糧3個(gè)感官因素的評價(jià)結(jié)果見表2。

        表2 感官評定的指標(biāo)權(quán)重Table 2 Index weight of sensory evaluation

        綜合表1和表2,經(jīng)過計(jì)算,蜂糧的顏色、香味、口味的權(quán)重系數(shù)分別為0.29、0.27、0.44。設(shè)蜂糧顏色評分為X,香味評分為Y,口味評分為Z,則蜂糧綜合感官評分公式為:蜂糧綜合感官評分=0.29X+0.27Y+0.44Z。

        請專業(yè)的食品評判員對固態(tài)和液態(tài)發(fā)酵的蜂糧進(jìn)行感官評分,再根據(jù)綜合計(jì)算公式得到感官評分,結(jié)果如表3所示。

        表3 兩種發(fā)酵方式蜂糧感官評分對比Table 3 Comparison of sensory score of bee bread between two fermentation methods

        根據(jù)表3的結(jié)果可知,從顏色來看,經(jīng)固態(tài)發(fā)酵的蜂糧顏色較液態(tài)發(fā)酵的顏色淺;從香味來看,液態(tài)發(fā)酵的蜂糧香氣更濃;從口感分析,液態(tài)發(fā)酵的蜂糧的口感更好。綜合分析,相比于固態(tài)發(fā)酵,液態(tài)發(fā)酵的蜂糧的感官評分更高,得分為4.44分。

        2.3 總糖含量

        為了研究發(fā)酵對花粉中總糖含量的影響,對天然花粉、天然蜂糧、固態(tài)發(fā)酵以及液態(tài)發(fā)酵的人工蜂糧進(jìn)行總糖含量的測定,測定結(jié)果如表4所示。

        表4 花粉、天然蜂糧、固態(tài)發(fā)酵蜂糧以及液態(tài)發(fā)酵蜂糧的總糖含量對比Table 4 Comparison of total sugar content of pollen,natural bee bread,solid-state and liquid-state fermented bee bread

        由表4可知,經(jīng)過發(fā)酵后的花粉的總糖含量升高,且人工發(fā)酵的蜂糧中的總糖含量高于天然蜂糧;液態(tài)發(fā)酵的蜂糧中的總糖含量略微高于固態(tài)發(fā)酵。這可能是因?yàn)橐簯B(tài)發(fā)酵更為徹底,使得蜂糧中的可溶性糖含量尤其是果糖含量增多。

        2.4 總蛋白含量

        為了探究發(fā)酵對花粉中總蛋白含量的影響,對花粉、天然蜂糧、固態(tài)以及液態(tài)發(fā)酵的蜂糧進(jìn)行總蛋白含量的測定,測定的結(jié)果如表5所示。

        表5 花粉、天然蜂糧、固態(tài)以及液態(tài)發(fā)酵蜂糧中總蛋白含量的對比Table 5 Comparison of total protein content in pollen,natural bee bread,solid-state and liquid-state fermented bee bread

        根據(jù)表5的數(shù)據(jù)可以得知,經(jīng)過發(fā)酵后的蜂糧總蛋白的含量有輕微上升,并且可以看出液態(tài)發(fā)酵的蜂糧中總蛋白含量略高于固態(tài)發(fā)酵。分析可能是因?yàn)橐簯B(tài)發(fā)酵加入的乳酸菌培養(yǎng)液較多,而培養(yǎng)液中有含氮物質(zhì),經(jīng)過發(fā)酵后轉(zhuǎn)變成了某種有機(jī)氮分子,從而使得總蛋白含量升高。

        2.5 氨基酸含量

        為了探究發(fā)酵對花粉中氨基酸含量的影響,對花粉、天然蜂糧、固態(tài)以及液態(tài)發(fā)酵的蜂糧中氨基酸含量進(jìn)行測定,測定的結(jié)果如表6所示。

        表6 花粉、天然蜂糧、固態(tài)以及液態(tài)發(fā)酵蜂糧中氨基酸含量的對比Table 6 Comparison of amino acid contents in pollen,natural bee bread,solid-state and liquid-state fermented bee bread g/100 g

        根據(jù)表6的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),人工發(fā)酵蜂糧中各種氨基酸含量豐富,尤其是天冬氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸含量較高,而這些氨基酸對增強(qiáng)免疫能力有很大幫助。并且可以看出固態(tài)發(fā)酵的蜂糧中氨基酸含量不及液態(tài)發(fā)酵氨基酸含量高。原因可能為乳酸菌培養(yǎng)液中的含氮分子經(jīng)過一系列反應(yīng)生成了各種氨基酸。

        3 結(jié)論

        通過考察蜂糧發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì),對蜂糧的總糖含量、總蛋白含量以及氨基酸含量進(jìn)行了分析測定。實(shí)驗(yàn)證明了人工發(fā)酵蜂糧中的總糖、總蛋白含量以及氨基酸含量均優(yōu)于天然蜂糧和花粉;使用同樣的乳酸菌對同種花粉進(jìn)行發(fā)酵的結(jié)果表明,無論是蜂糧中總糖含量、總蛋白含量還是氨基酸含量,液態(tài)發(fā)酵的蜂糧的結(jié)果都明顯高于固態(tài)發(fā)酵。這是由于液態(tài)發(fā)酵經(jīng)過攪拌,乳酸菌與花粉的接觸面積變大,有利于花粉的充分發(fā)酵。從大規(guī)模生產(chǎn)的角度上來考慮,液態(tài)發(fā)酵乳酸菌繁殖快,能夠提高生產(chǎn)效率;另一方面液態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)的蜂糧感官評分以及主要營養(yǎng)成分,如總糖、總蛋白以及氨基酸含量都高于固態(tài)發(fā)酵,保證了人工發(fā)酵蜂糧的質(zhì)量。因此用液態(tài)發(fā)酵蜂糧的方式具有更多的優(yōu)勢,可用此進(jìn)行蜂糧的大規(guī)模生產(chǎn)。

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