陳蒙慧， 江 迪， 關(guān)二旗， 李萌萌， 劉遠(yuǎn)曉， 張凱歌， 卞 科

（河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

小麥?zhǔn)俏覈膫鹘y(tǒng)糧食之一，我國小麥產(chǎn)量居世界前列。 據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021 年小麥總產(chǎn)量高達(dá)13694.45 萬t。 麥麩是小麥制粉過程中的主要副產(chǎn)物，產(chǎn)量約占小麥加工量的20%，年產(chǎn)量超2000 萬t[1]。 麥麩中含有豐富的膳食纖維、蛋白質(zhì)、B 族維生素及多酚類物質(zhì)， 其中膳食纖維作為“第七類營養(yǎng)素”，具有調(diào)節(jié)血糖水平、預(yù)防高血壓、促進(jìn)腸道蠕動(dòng)、防治便秘、預(yù)防結(jié)腸癌等功能[2-3]，因此在全麥?zhǔn)称芳肮δ苄允称烽_發(fā)方面具有很好的應(yīng)用潛力。 然而，麥麩中的纖維成分占麥麩的40%～50%，其中90%以上為不溶性膳食纖維，這類纖維既不能很好與淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)合，也不易被人體吸收利用，直接添加會(huì)導(dǎo)致制品口感粗糙，降低消費(fèi)者的接受度。 同時(shí)，麥麩中的抗?fàn)I養(yǎng)因子植酸能夠螯合金屬離子，易與鈣、鎂、鋅、鐵、鉀等離子形成植酸鹽[4]，導(dǎo)致礦物質(zhì)的生物利用度顯著降低[5]；且麥麩表面易附著真菌毒素、農(nóng)藥殘留、重金屬等有毒有害物質(zhì)，對(duì)食品安全也存在潛在威脅[6]。 過去麥麩常應(yīng)用于釀造行業(yè)及飼料業(yè)中， 在食品中應(yīng)用較少。近年來，隨著膳食結(jié)構(gòu)日益多樣化，全谷物類粗纖維制品開始受到人們的關(guān)注， 成為目前研究的熱點(diǎn)。 不少研究人員通過對(duì)麥麩進(jìn)行改性處理以提高麥麩的食用性及加工適應(yīng)性，進(jìn)而擴(kuò)大其在食品中的應(yīng)用范圍。

目前國內(nèi)外對(duì)麥麩的改性處理分為物理法、化學(xué)法和生物技術(shù)法[7]。 其中生物技術(shù)法是利用酵母菌、乳酸菌、霉菌等微生物的發(fā)酵作用或添加纖維素酶、木聚糖酶等酶制劑處理麥麩[8]，使麥麩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，是目前常用的一種方法，因其安全、高效的特點(diǎn)而受到了廣泛關(guān)注。 其中，乳酸菌是一類可利用碳水化合物產(chǎn)乳酸的益生菌，具有調(diào)節(jié)腸道菌群平衡、調(diào)節(jié)免疫力的功能特性[9]。 乳酸菌發(fā)酵過程分泌的酶可以破壞麥麩的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，打破分子間的化學(xué)鍵，從而使各種物質(zhì)游離出來[10]。 Zhao等采用乳酸菌發(fā)酵麥麩后，麥麩可溶性膳食纖維及水溶性阿拉伯木聚糖（SAX）質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加，同時(shí)抗?fàn)I養(yǎng)因子植酸降解率顯著提高[11]。 王太軍的研究表明，植物乳桿菌發(fā)酵麥麩后SAX、可溶性膳食纖維及總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加，此外，麥麩的持水力和保水性指數(shù)增加可改善其加工適應(yīng)性[12]。Spaggiari 等利用鼠李糖乳桿菌固態(tài)發(fā)酵麥麩， 發(fā)酵后植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低、SAX 質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加近3倍，且游離酚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加、抗氧化活性增強(qiáng)[13]。由此可見，乳酸菌發(fā)酵麥麩是一種極具潛力的麥麩改性方法。 但目前多針對(duì)單一乳酸菌的發(fā)酵效果進(jìn)行研究，且對(duì)發(fā)酵過程中麥麩組分的影響尚不明確。 因此，作者選用植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、戊糖片球菌及布氏乳桿菌4 株常見乳酸菌對(duì)麥麩進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵處理，探究發(fā)酵過程中不同乳酸菌對(duì)麥麩組分的影響，為提高麥麩的利用率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

麥麩：益海嘉里集團(tuán)；植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum，KM005155）、 戊糖片球菌（Pediococcus pentosaceus，KM005149）、布氏乳桿菌（Lactobacillus buchneri，KY828224）： 由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院飼料調(diào)制與加工實(shí)驗(yàn)室分離純化保藏； 鼠李糖乳桿菌（Lactobacillus rhamnosus，CGMCC 1.8882）： 中國普通微生物種保藏管理中心。

熱穩(wěn)定α-淀粉酶、蛋白酶、淀粉葡萄糖苷酶、福林酚、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、植酸標(biāo)準(zhǔn)品：北京索萊寶科技有限公司；碳酸鈉、三氯乙酸、磺基水楊酸、三氯化鐵：阿拉丁試劑有限公司；DPPH 試劑：TCI 試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

LRH-800 生化培養(yǎng)箱： 韶關(guān)泰宏公司；5810R高速離心機(jī)： 德國Eppendorf 儀器有限公司；UV-2000 紫外分光光度計(jì)：尤尼柯（上海）儀器有限公司；WZZ-2S 旋光儀：上海申光儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 乳酸菌培養(yǎng) 將菌株凍存液接種至5 mL MRS 液體培養(yǎng)基中，37 ℃培養(yǎng)24 h，培養(yǎng)2 代后轉(zhuǎn)入50 mL MRS 液體培養(yǎng)基中，37 ℃下培養(yǎng)24 h，梯度稀釋確定乳酸菌濃度，進(jìn)而確定添加量。

1.3.2 麥麩發(fā)酵 取50 g 麥麩，調(diào)節(jié)水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)至60%，分別設(shè)置植物乳桿菌（T1）、鼠李糖乳桿菌（T2）、戊糖片球菌（T3）、布氏乳桿菌（T4）處理組以及添加等量無菌水的對(duì)照組（CK）， 菌種接種量為1×108CFU/g。將混勻后的麥麩裝入10 cm×15 cm 聚乙烯袋中，每袋60 g，用真空包裝機(jī)抽成真空并封口，于37 ℃生化培養(yǎng)箱中進(jìn)行厭氧發(fā)酵，分別于8、16、24、32、40、48 h 開封取樣分析。 發(fā)酵后的麥麩于45 ℃恒溫干燥箱中干燥至質(zhì)量恒定， 粉碎后過80目篩備用。

1.3.3 麥麩發(fā)酵過程中乳酸菌菌落總數(shù)的測定發(fā)酵麥麩開封后取1 g 樣品于玻璃試管中，加入9 mL 無菌水混勻并進(jìn)行梯度稀釋。選取合適的稀釋樣品液0.06 mL 于MRS 平板上， 用涂布棒涂勻，每個(gè)梯度設(shè)置3 個(gè)平行。

1.3.4 發(fā)酵麥麩可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定稱取5.0 g 干燥后麥麩，加入50 mL 去離子水，混勻后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的熱穩(wěn)定α-淀粉酶，90 ℃恒溫水浴30 min 后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%蛋白酶， 混合均勻后于60 ℃恒溫水浴30 min；調(diào)節(jié)pH 至4.5，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的淀粉葡萄糖苷酶于60 ℃恒溫水浴30 min。冷卻至室溫，5000 g 離心10 min，上清液中加入4 倍體積預(yù)熱至60 ℃的體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液，沉淀2 h 后過濾，并分別用體積分?jǐn)?shù)78%的乙醇溶液、體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液沖洗沉淀2 次，沉淀于105 ℃烘干至質(zhì)量恒定。

式中：FS為可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；m 為恒定質(zhì)量后的沉淀質(zhì)量，g；M 為質(zhì)量恒定后的麥麩質(zhì)量，g。

1.3.5 發(fā)酵麥麩淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定 發(fā)酵麥麩淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)按照GB/T 20378—2006 測定。

1.3.6 發(fā)酵麥麩粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定 發(fā)酵麥麩蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)按照GB 5009.5—2016 測定。

1.3.7 發(fā)酵麥麩總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定

1）提取 準(zhǔn)確稱取2.0 g 干燥麥麩于100 mL離心管中，加入50 mL 體積分?jǐn)?shù)為80%的甲醇溶液后于45 ℃恒溫磁力攪拌器中提取1 h。 冷卻至室溫后4000 g 離心10 min， 收集上清液并于4 ℃冰箱保存待測。

2）測定 采用福林酚比色法。將提取液稀釋3 倍后吸取1 mL 于10 mL 容量瓶中， 加入0.5 mL福林酚試劑， 混勻后加入1.5 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%的Na2CO3溶液，用蒸餾水定容后搖勻，避光靜置1 h，在765 nm 處測定反應(yīng)液的吸光度， 以體積分?jǐn)?shù)80%的甲醇溶液作為空白對(duì)照。 以沒食子酸作為標(biāo)品， 繪制沒食子酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)和吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行計(jì)算。 總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)（mg/g）以每克麥麩干質(zhì)量含沒食子酸質(zhì)量計(jì)。

1.3.8 發(fā)酵麥麩DPPH 自由基清除能力的測定準(zhǔn)確稱取19.716 mg DPPH 溶于無水乙醇， 定容至250 mL 配成濃度為0.2 mmol/L 的DPPH 溶液。吸取2 mL 稀釋3 倍后的多酚提取液于5 mL 離心管中，加入2 mL DPPH 溶液混勻， 避光靜置30 min 后通過0.22 μm 的濾膜， 在517 nm 處測定吸光度。 同時(shí)，測定對(duì)照組（2.0 mL 樣品溶液+2.0 mL 無水乙醇）及空白組（2.0 mL DPPH 溶液+2.0 mL 無水乙醇）的吸光度，并根據(jù)下式計(jì)算樣品DPPH 自由基清除率：

式中：K 為DPPH 自由基清除率，%；A1為2 mL 樣品溶液與2 mL DPPH 溶液混合液的吸光度；A2為2 mL 樣品溶液與2 mL 無水乙醇混合溶液的吸光度；A0為2 mL 無水乙醇與2 mL DPPH 溶液的混合溶液的吸光度。

1.3.9 發(fā)酵麥麩植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定

1）提取 準(zhǔn)確稱取0.5 g 干燥麥麩于100 mL離心管中，加入50 mL 含有體積分?jǐn)?shù)1.3% 的HCl、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的Na2SO4溶液，磁力攪拌提取1 h，提取液在5000 g 離心10 min，上清液于4 ℃冰箱保存待測。

2）測定 參照嚴(yán)靜等的方法[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用IBM SPSS Statistics for Windows（Version 16.0）軟件進(jìn)行單因素方差分析，并做Duncan 多重比較，顯著水平設(shè)置為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 麥麩發(fā)酵過程中乳酸菌菌落總數(shù)

由圖1 可知，乳酸菌數(shù)量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長顯著增加，4 株乳酸菌在麥麩基質(zhì)中生長趨勢基本一致。 在厭氧條件下，乳酸菌能夠利用麥麩中的淀粉等碳水化合物生成乳酸降低基質(zhì)的pH 進(jìn)而抑制雜菌的生長。麥麩初始乳酸菌數(shù)量達(dá)到1×106以上，對(duì)照組與處理組菌落總數(shù)在24 h 內(nèi)顯著增加 （P＜0.05），24 h 后菌落總數(shù)無顯著差異（P>0.05），其中對(duì)照組乳酸菌菌落總數(shù)在整個(gè)發(fā)酵期間略低于處理組。

圖1 發(fā)酵過程中乳酸菌菌落總數(shù)Fig. 1 Dynamic changes of lactic acid bacteria count during anaerobic fermentation of wheat bran

2.2 發(fā)酵過程中可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

由圖2 可知，麥麩膳食纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著發(fā)酵時(shí)間的延長而顯著增加，乳酸菌發(fā)酵可顯著增加麥麩可溶性膳食纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（P＜0.05）。 Zhao 等用保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌復(fù)合菌發(fā)酵麥麩，發(fā)現(xiàn)麥麩中可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)由4.43%增加至8.36%[11]， 認(rèn)為可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加可能是因?yàn)槿樗峋l(fā)酵可產(chǎn)生降解大分子纖維的水解酶。 乳酸菌在生長過程中產(chǎn)生的纖維素水解酶如β-葡聚糖酶和木聚糖酶可以水解麥麩纖維素成分的β-糖苷鍵，破壞麥麩的細(xì)胞壁[15]，從而增加麥麩可溶性膳食纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；其次，麥麩自身的微生物體系較為復(fù)雜，發(fā)酵過程中麥麩基質(zhì)的變化也可激活麥麩中存在的酶，促進(jìn)麥麩的降解[16]。 此外，乳酸菌產(chǎn)乳酸后基質(zhì)pH 降低， 在酸性環(huán)境下糖苷鍵可斷裂產(chǎn)生新的還原性末端，降低了纖維類大分子的聚合度，同時(shí)也提高了水溶性膳食纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[17]。 與對(duì)照相比，T1、T2 處理組對(duì)膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高效果較為顯著（P＜0.01），發(fā)酵48 h 后分別達(dá)到6.53%和6.58%。 張書慶等分別采用短乳桿菌及植物乳桿菌發(fā)酵麥麩，發(fā)酵麥麩中可溶性膳食纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而增加[18]，與本研究結(jié)果一致。

圖2 麥麩發(fā)酵過程中可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化Fig. 2 Dynamic changes of soluble dietary fiber mass concentration during anaerobic fermentation of wheat bran

2.3 發(fā)酵過程中淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

由圖3 可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，麥麩淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低（P＜0.05）。 與對(duì)照組相比，發(fā)酵8 h 后，乳酸菌處理組中淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低（P＜0.05）。 發(fā)酵40 h 后各組中的淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化無顯著差異，其變化趨勢與乳酸菌菌落總數(shù)變化趨勢保持一致。 乳酸菌在厭氧的條件下迅速增殖成為麥麩發(fā)酵過程中的優(yōu)勢菌群[19]，在生長過程中消耗麥麩中的碳水化合物， 將碳水化合物轉(zhuǎn)化為乳酸、乙酸等有機(jī)酸。 在整個(gè)發(fā)酵組中，對(duì)照組的淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)始終高于其他乳酸菌處理組，附生的乳酸菌是麥麩自然厭氧發(fā)酵過程中的重要微生物種群，其效果受到乳酸菌多樣性、 數(shù)量以及發(fā)酵活性的影響。本研究中，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，最終對(duì)照組乳酸菌濃度達(dá)到1×109CFU/g 以上，但其發(fā)酵活性較差，對(duì)淀粉的利用較低，其淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于處理組。

2.4 發(fā)酵過程中粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

由表1 可知，各組麥麩經(jīng)發(fā)酵后蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加（P＜0.05），這與Coda 等的研究結(jié)果一致[20]。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，發(fā)酵麥麩的粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8 h 內(nèi)顯著增加，8～16 h 呈下降趨勢，16～24 h 呈上升趨勢，24 h 后麥麩粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著變化（P>0.05）。 麥麩發(fā)酵過程中粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化是微生物消耗蛋白質(zhì)和菌體蛋白質(zhì)的共同作用結(jié)果，在最初的8 h，乳酸菌處于生長初期，代謝較為旺盛，可消耗麥麩中的蛋白質(zhì)，因此麥麩中的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低；發(fā)酵中期乳酸菌生長進(jìn)入對(duì)數(shù)期，乳酸菌大量增殖，同時(shí)也可產(chǎn)生較多的菌體蛋白質(zhì)[21]，從而增加了基質(zhì)中蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；發(fā)酵后期乳酸菌生長進(jìn)入穩(wěn)定期，乳酸菌的生長及衰亡基本持平，因此蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著差異。 岳碧娥等在利用植物乳桿菌、乳酸片球菌和布氏乳桿菌進(jìn)行全株玉米青貯時(shí)發(fā)現(xiàn)全株玉米中的粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)出現(xiàn)小幅度下降，這是因?yàn)榛|(zhì)中存在的霉菌將蛋白質(zhì)類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為了無機(jī)氨態(tài)氮[22]。 有研究者用自然發(fā)酵和細(xì)菌發(fā)酵麥麩，發(fā)現(xiàn)麥麩的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，但隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，發(fā)酵麥麩的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈降低趨勢[23]。因此，發(fā)酵麥麩蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化可能與菌株的發(fā)酵類型有關(guān)，其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

2.5 發(fā)酵過程中總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其抗氧化活性的變化

不少研究表明，麥麩發(fā)酵后可顯著增加其酚類物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)[24-25]。 由圖4 可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長，麥麩總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著增加（P＜0.05）。發(fā)酵前麥麩中多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.34 mg/g， 在發(fā)酵的0～24 h內(nèi)乳酸菌生長較為迅速，更多的乳酸菌分泌酶作用于麥麩細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，打破分子間的連接鍵，從而增加酚類物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[26]，多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加速度較快；發(fā)酵48 h 后，麥麩中多酚類物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加約2 倍； 其中處理組中T1、T3、T4 組發(fā)酵麥麩中多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)略高于對(duì)照組及T2 組， 分別為3.86 mg/g、3.67 mg/g 及3.68 mg/g。此外，麥麩中的酚類化合物更多以結(jié)合態(tài)形式存在[27]，主要以共價(jià)鍵形式存在于膳食纖維基質(zhì)中[28]，通過微生物的發(fā)酵作用可以有效地降解纖維素，并打破酚類物質(zhì)與細(xì)胞壁多糖之間的聯(lián)系，從而增加酚類化合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[29]。 也有研究表明，采用乳酸菌發(fā)酵全麥面團(tuán)時(shí)，結(jié)合態(tài)酚類化合物轉(zhuǎn)化為游離態(tài)[30]，酚類物質(zhì)的生物可利用度顯著增加[31]。由此可見，總酚或游離酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加都可表明乳酸菌發(fā)酵對(duì)于改善麥麩酚類化合物的積極作用。

圖4 麥麩發(fā)酵過程中多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化Fig. 4 Dynamic changes of polyphenol mass concentration during anaerobic fermentation of wheat bran

樣品DPPH·清除率可以反映其抗氧化能力大小，樣品液可將DPPH·清除，降低紫色DPPH 溶液的吸光度，吸光度越低，表明其抗氧化能力越強(qiáng)[32]。由圖5 可知，麥麩經(jīng)發(fā)酵后DPPH·清除率顯著增加（P＜0.05），且清除率隨著發(fā)酵時(shí)間的延長顯著增加。其中， 處理組DPPH·清除率在16～32 h 內(nèi)迅速增加，這與多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加趨勢一致；0～16 h 內(nèi)，T3組較其他組表現(xiàn)出較高的DPPH·清除能力，整體來講，T1、T3、T4 組比T2 組和對(duì)照組DPPH·清除能力高， 發(fā)酵48 h 后麥麩DPPH·清除率分別可達(dá)65.44%、61.91%及65.82%。 多酚類物質(zhì)是麥麩中的具有抗氧化功能的生物活性物質(zhì)，通過各種糖苷鍵及化學(xué)鍵鏈接在一起[33]，麥麩經(jīng)過乳酸菌發(fā)酵后分子間的部分鏈接鍵斷裂，提高了酚類物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而提高了麥麩的DPPH·清除率。 馬健通過復(fù)合乳酸菌發(fā)酵麥麩， 酚酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、DPPH·清除率顯著提高[34]。這些結(jié)果表明，乳酸菌發(fā)酵對(duì)提高麥麩多酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)效果良好，與前人的結(jié)果一致，同時(shí)此結(jié)果也與發(fā)酵麥麩可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)趨勢一致。

圖5 發(fā)酵麥麩DPPH 自由基清除率Fig. 5 DPPH radical scavenging capacity of fermented wheat bran

2.6 發(fā)酵對(duì)麥麩植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由表2 可知，發(fā)酵后麥麩植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低（P＜0.05），且隨著發(fā)酵時(shí)間的增加而呈現(xiàn)降低趨勢，曹偉超等也表明乳酸菌具有降解植酸的作用[35]。其中在發(fā)酵8～16 h 內(nèi)植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低速度最快，發(fā)酵24 h 后乳酸菌處理組間植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著差異，這也與乳酸菌的生長趨勢基本一致。 在整個(gè)發(fā)酵期間，T3 組與T4 組發(fā)酵麥麩植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著差異（P>0.05）；發(fā)酵48 h 后，T2 組與對(duì)照組植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著差異。 麥麩中植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低有兩個(gè)方面的原因，麥麩糊粉層中含有內(nèi)源性植酸酶[36]，其最適pH 為4.8～5.5[37]，乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸可使麥麩基質(zhì)pH 降低， 此時(shí)麥麩內(nèi)源性植酸酶被激活促進(jìn)植酸降解；同時(shí)，乳酸菌發(fā)酵過程中還可產(chǎn)生其他降解植酸的酶。 此外，乳酸菌細(xì)胞內(nèi)含有低活性的植酸酶，但是細(xì)胞內(nèi)的植酸酶可能不會(huì)參與到細(xì)胞外麥麩植酸的降解，因此麥麩中植酸可能會(huì)被乳酸菌細(xì)胞吸收進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部[38]。 麥麩經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低對(duì)于麥麩中礦物質(zhì)及蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的吸收具有積極作用。

表2 發(fā)酵過程中植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化Table 2 Dynamic changes of phytic acid mass concentration during anaerobic fermentation of wheat bran

3 結(jié)語

乳酸菌作為食品工業(yè)中常見的益生菌，發(fā)酵麥麩對(duì)麥麩組分有一定的影響，且在改善麥麩的營養(yǎng)特性方面起到積極的效果，其增加麥麩可溶性膳食纖維的功能為麥麩在食品中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)，同時(shí)為提高麥麩的附加值提供了有效途徑。 作者以植物乳桿菌、鼠李糖乳桿菌、戊糖片球菌及布氏乳桿菌為發(fā)酵菌種，設(shè)置不同的發(fā)酵時(shí)間，探究乳酸菌發(fā)酵作用對(duì)麥麩組分動(dòng)態(tài)變化的影響。 麥麩經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后其可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)、蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)及DPPH 自由基清除能力顯著增加，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)及植酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著降低；此外，麥麩經(jīng)乳酸菌處理后其質(zhì)地蓬松、呈金黃色。 在發(fā)酵期間，麥麩各項(xiàng)組分的變化在24 h 內(nèi)較為顯著，這也與乳酸菌的生長趨勢一致。 就本實(shí)驗(yàn)使用的4 株乳酸菌而言，植物乳桿菌與布氏乳桿菌在提高麥麩可溶性膳食纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)及總酚質(zhì)量分?jǐn)?shù)方面效果較好，在實(shí)際生產(chǎn)過程中可提高麥麩的利用率。