小麦胚芽纳豆的制作

黄世瑜，邓源喜，王家良，许晖，陈侠

(蚌埠学院 食品与生物工程学院，安徽 蚌埠 233030)

纳豆是以大豆为原料，通过纳豆菌发酵而成。纳豆营养丰富，特别是纳豆激酶有很好的保健作用[1,2]。但是，由于纳豆发酵过程中会产生较重的令人不愉快的氨味，所以，很难让众多消费者接受。为了解决这一问题，人们在不同方面做了很多的工作，有从改善菌种入手，更多的是通过添加辅料来改善纳豆的风味[3,4]。近年来，荞麦纳豆[5]、花生纳豆[6]、薏米纳豆[7,8]等都有相关的报道，胚芽纳豆的研究很少见，市场上也未见有胚芽纳豆的销售。小麦胚芽是加工小麦粉时的副产品，小麦的主要营养成分都集中在胚芽中，被誉为“人类天然的营养宝库”[9,10]。小麦胚芽不仅营养价值高，而且与大豆营养成分有所不同，尤其是含糖量较大豆高[11]。在原料中添加适量胚芽，可调节大豆发酵，降低不愉快的氨味，制作出风味良好、营养价值更高的新品纳豆。

1 材料与方法

1.1 主要试验材料与试剂

东北黄豆(大小适中、没有霉变或破损)：蚌埠大润发超市；小麦胚芽：安徽雁湖面粉(集团)有限公司；纳豆芽孢杆菌、蛋白胨、琼脂、氯化钠、氢氧化钠：蚌埠学院食品研发实验室。

1.2 主要仪器与设备

FA2204B电子天平 上海越平科学仪器有限公司；SL-525台秤 武义县金宇衡器有限公司；YXQ-LS全自动高压灭菌锅 上海博迅实业有限公司；HZ-9211K恒温振荡培养箱 太仓市科教器材厂；SHP-80恒温发酵箱 上海森信实验仪器有限公司；101-OAB电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司；SK6880型分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 试验方法

1.3.1 种子液的制备及生长曲线的测定

1.3.1.1 种子液的制备

将实验室保存完好的斜面固体培养基中的纳豆菌放在电热恒温培养箱中37 ℃恒温培养24 h进行菌种活化。再从斜面培养基中挑取适量的纳豆菌接入LB液体培养基(50 mL/250 mL)中，摇匀后放入全温振荡器中37 ℃，150 r/min振荡培养[12]。

1.3.1.2 生长曲线的测定

每间隔2 h取样稀释1次，稀释倍数为10倍，然后用分光光度计记录其在660 nm处的吸光度，以时间为横坐标，吸光度为纵坐标制作纳豆芽孢杆菌的生长曲线，确定最佳种子液[13]。

1.3.2 胚芽纳豆的制作工艺流程及操作说明

1.3.2.1 工艺流程

纳豆菌

↓

原料预处理→蒸煮→冷却→分装→接种→发酵→低温后熟→成品。

1.3.2.2 操作说明

胚芽淘洗后，加适量清水浸泡2 h，蒸煮约60 min；大豆清洗后，加适量清水浸泡18 h，蒸煮约50 min，原料经蒸煮后熟而不烂，颗粒完整。冷却近50 ℃，按胚芽和大豆需要的质量比分装，按需要的接种量接种纳豆菌，拌匀。在试验设定的温度下发酵相应的时间。发酵完成后，在4 ℃条件下后熟24 h[14]。

1.3.3 单因素试验

分别对大豆和胚芽的质量比(9∶1，4∶1，7∶3，3∶2，1∶1)、液体纳豆菌的接种量(10%，12%，14%，16%，18%)、发酵时间(14，18，22，26，30 h)、 发酵温度(33，35，37，39，41 ℃)4个因素进行考察试验，通过感官评定确定最佳单因素水平。

1.3.4 正交试验

在单因素试验的基础上，选取大豆胚芽质量比(A)、接种量(B)、发酵时间(C)、发酵温度(D)4个因素进行4因素3水平L9(34)正交试验，确定胚芽纳豆的最佳发酵条件。

1.3.5 评价指标

1.3.5.1 感官评价指标

由食品专业相关人员10人，组成感官评定小组。从口感(35分)、气味(35分)、拉丝(20分)、色泽(10分)4个方面来进行评价，各自打分，取其平均值，满分为100分。感官评分标准见表1。

表1 胚芽纳豆感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of wheat germ natto

1.3.5.2 粘多糖产率测定

粘多糖的产率是评价纳豆品质的主要理化指标，是决定胚芽纳豆营养品质的一个重要因素。采用干燥法测定粘多糖的含量。称取10 g的成品一式两份，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，所得二者数据之差即为粘多糖产率。重复3次，求平均值。

1.3.5.3 其他相关指标测定

水分：按GB/T 5009.3-2010规定的方法测定；氨基酸态氮：按GB/T 5009.39-2003规定的方法测定；总砷：按GB/T 5009.11-2003规定的方法测定；铅：按GB/T 5009.12-2003规定的方法测定；黄曲霉毒素B1按GB/T 5009.22-2003规定的方法测定；大肠菌群：按GB/T 4789.3-2003规定的方法测定；沙门氏菌：按GB/T 4789.4-2016规定的方法测定；志贺氏菌：按GB/T 4789.5-2003规定的方法测定；金黄色葡萄球菌：按GB/T 4789.10-2010规定的方法测定。

2 结果与分析

2.1 纳豆芽孢杆菌生长曲线测定结果

按照1.3.1的方法测定的纳豆芽孢杆菌生长曲线结果见图1。

图1 纳豆芽孢杆菌生长曲线Fig.1 Growth curve of Bacillus natto

由图1可知，纳豆芽孢杆菌的对数生长期为6～18 h，18 h后菌种的OD值开始下降，菌种开始进入衰亡期，所以选择生长较旺盛的16 h的纳豆芽孢杆菌为最佳种子液。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 质量比对胚芽纳豆感官品质的影响

根据1.3.2的工艺流程和操作说明进行试验，大豆和胚芽的质量比对产品的感官评分结果见图2。

图2 质量比对胚芽纳豆感官品质的影响Fig.2 Effect of mass ratio on sensory quality of germ natto

由图2可知， 大豆和胚芽的质量比为4∶1时，感官评分最高，质量比为1∶1时感官评分最低。胚芽富含多糖，蛋白质含量低于大豆，胚芽的营养成分对纳豆的发酵产生一定的影响。少量多糖可促进纳豆菌发酵，提高产品质量。随着胚芽量的增加，糖量增加，可能导致纳豆菌繁殖速度过快，发酵过头，氨味加重。继续增加胚芽的添加量，又会使物料中蛋白质量相对降低，粘液是发酵时纳豆菌吞噬蛋白的产物，导致粘液少，拉丝短。

2.2.2 接种量对胚芽纳豆感官品质的影响

根据1.3.2的工艺流程和操作说明进行试验，接种量对胚芽纳豆感官品评的影响结果见图3。

图3 接种量对胚芽纳豆感官品质的影响Fig.3 Effect of inoculation amount on sensory quality of germ natto

由图3可知，当接种量为14%时，胚芽纳豆的感官评分最高。当菌种的含量不足14%时，可能纳豆发酵不充分，产品口感较硬，所产生的拉丝较短；反之，接种量过高，蛋白质分解过度，开始分解氨基酸产生氨，纳豆色泽加深，氨味加重，感官品质下降[15]。

2.2.3 发酵时间对胚芽纳豆感官品质的影响

根据1.3.2的工艺流程和操作说明进行试验，发酵时间对胚芽纳豆感官品评的影响结果见图4。

图4 发酵时间对胚芽纳豆感官品质的影响Fig.4 Effect of fermentation time on sensory quality of germ natto

由图4可知，胚芽纳豆的最佳发酵时间为22 h。发酵时间过短，发酵不完全，产生的粘液比较少，口感较硬；发酵时间过长，发酵过度，褐色加深，粘液虽多但没有韧性，拉丝短。

2.2.4 发酵温度对胚芽纳豆感官品质的影响

根据1.3.2的工艺流程和操作说明进行试验，发酵温度对胚芽纳豆感官品评的影响结果见图5。

图5 发酵温度对胚芽纳豆感官品质的影响Fig.5 Effect of fermentation temperature on sensory quality of germ natto

由图5可知，当发酵温度为37 ℃时发酵结果最佳，感官评分最高。发酵温度低时，产生的粘液较少，口感较硬；随着发酵温度的提高，发酵速度加快，温度继续增高，可能菌种活性受影响，尽管纳豆杆菌可忍受约50 ℃高温，但分解能力随之降低。

2.3 正交试验结果

在单因素试验的基础上，选取大豆胚芽质量比(A)、液体纳豆菌接种量(B)、发酵时间(C)、发酵温度(D)4个因素进行4因素3水平L9(34)正交试验，通过感官评分的高低确定胚芽纳豆的最佳发酵条件。正交试验因素水平及结果分别见表2和表3。

表2 胚芽纳豆正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test for wheat germ natto

表3 胚芽纳豆正交试验结果与分析Table 3 Orthogonal test results and analysis of wheat germ natto

续 表

由表2和表3可知，4个因素对胚芽纳豆品质的影响程度为B>A>C>D，即接种量>大豆胚芽质量比>发酵时间>发酵温度。胚芽纳豆的最佳发酵工艺组合为A2B2C2D2，即接种量为14%，大豆胚芽质量比为4∶1，发酵时间为22 h，发酵温度为37 ℃。此时制作出的胚芽纳豆品质最好，产品氨味淡，色泽金黄，口感酥软润滑，粘液多，轻轻搅拌可见细长的拉丝。

2.4 最佳发酵条件验证性试验

由于最佳发酵工艺组合A2B2C2D2不在正交试验表中，为了验证其正交试验结果的准确性，所以对最佳发酵条件做验证性试验。对最佳发酵条件做了3组同水平试验，试验结果见表4。

表4 最佳发酵条件验证试验Table 4 Verification test of optimum fermentation conditions

由表4可知，最佳发酵条件试验的平均值是86分，结果高于正交试验组合，所以正交试验相对准确。

2.5 粘多糖含量比较

根据1.3.5.2的试验方法，对最佳工艺条件下得到的胚芽纳豆和传统纳豆(不添加胚芽)分别进行粘多糖产率的测定，结果见表5和表6。

表5 胚芽纳豆粘多糖测定结果Table 5 Determination results of mucopolysaccharide in wheat germ natto g

续 表

表6 传统纳豆粘多糖测定结果Table 6 Determination results of mucopolysaccharide in traditional natto g

由表5和表6可知，胚芽纳豆的粘多糖含量平均为7.4%,传统纳豆的粘多糖平均含量为6.1%,加入胚芽的纳豆粘多糖产率明显比传统纳豆的含量高。因而，胚芽纳豆的营养价值更高。

2.6 其他相关指标测定结果

根据1.3.5.3的测定方法，胚芽纳豆有关理化指标及卫生学指标检测结果见表7，均符合SB/T 10528-2009《纳豆》的要求。

表7 胚芽纳豆理化指标和卫生指标Table 7 Physicochemical indicators and hygiene indicators of germ natto

3 结论

纳豆营养丰富，但通常有令人不愉快的口感，且市场上纳豆品种单一。本研究在传统纳豆制作基础之上，在原料中添加一定量的胚芽，从纳豆的发酵工艺入手，通过单因素试验及正交试验，确定了胚芽纳豆制作的最佳工艺。试验结果表明：大豆和胚芽的质量比为4∶1，接种量为14%，发酵时间为22 h，发酵温度为37 ℃，获得的产品品质最佳，并且粘多糖产率高于传统纳豆。产品金黄色，口感润滑，风味良好，富含粘液，轻轻搅拌可见较长的拉丝，相关理化指标以及卫生学指标均符合国家标准。本文为纳豆新品种开发提供了一定的实验依据，为小麦胚芽的利用也提供了一条途径。