药食同源山药发酵制品研究进展

张 鑫，任小杰，左志琼，曾思恒，王风青，毕长富，何 娟

（1.四川轻化工大学生物工程学院，四川宜宾 644000；2.山东泰山生力源集团股份有限公司，山东泰安 271000）

0 引言

山药是我国卫生部公布的药食同源物品之一，又名薯蓣，处方用名山药、生山药、淮山药、怀山药、炒山药，是薯蓣科多年生蔓生草本植物薯裁D-的根茎，性平，味甘，归脾、肺、肾经，全国各地均有栽培[1]。山药中含有50%以上的皂苷类，除此之外还含有多糖[2]、黄酮、酚苷类[3]、甾醇[4]、淀粉、氨基酸[5]等化合物[6]，赋予山药具有保肝[7]、降血糖[8-9]、抗氧化、抗炎症[10-12]和免疫调节[13-14]、抗肿瘤[15-16]、降尿酸[17]等生理功能。微生物发酵会改变山药本身的功能与药效，还会引入新的功能因子，作为药食同源物品，山药相关发酵产品的研发受到了广泛关注。以下对山药发酵用菌种、发酵方式，醋类、酒类、酸奶、酵素及面包山药发酵产品工艺等进行归纳综述，为山药其他相关新型发酵产品的研发及其应用提供参考。

1 山药发酵菌种

不同的发酵基质，化学组成种类及浓度也有差异，限定了可发酵菌种的种类。山药可发酵菌种涵盖了乳酸菌、酵母菌、曲霉菌、食用菌等多个属种，赋予了丰富的山药发酵产品类型。

山药发酵用菌种见表1。

表1 山药发酵用菌种

2 山药发酵方式

根据发酵产品种类，山药发酵有以山药汁或浸提液等为基质的液态深层发酵，也有加入一定量水充分润湿后的固态发酵，还有以药用真菌为发酵剂的新型双向发酵方式。

2.1 液态发酵

山药液态发酵产品类型较为丰富。山药液态深层发酵主要是以山药汁、山药浸提液和山药酶解液为主要培养基，或是直接添加山药粉至液体培养基中，根据产品需求，接入不同种类及浓度发酵剂，控制发酵条件，用以研制饮料、酵素、果醋等产品。吕芳等人[30]用安琪酿酒酵母对桑黄与山药进行液态发酵制备酒精饮料，产品澄清、色泽亮丽，有醇香和特殊的木之香，感官评价9.05 分。黄天等人[31]通过液态发酵，得到益生菌山药饮料，产品风味口感稳定，组织状态良好。有研究者还以山药皮为原料，液态发酵制得口感醇厚的山药皮醋[32]。李素芬等人[33]利用果酒TSY 干酵母对液化、糖化后的紫山药浆液进行发酵，制备具有浓郁果香和醇香低醇饮料。

2.2 固态发酵

以山药粉为主要基质，根据产品类型及发酵剂的营养需求，补充必要的一些营养成分，调整基质含水量及pH 值，在特定温度下固态发酵一定时间后，得到相应产品，如酸奶，产品类型相对液态发酵比较单一。付荣霞等人[34]利用保加利亚乳杆菌与嗜热链球菌量2 种菌株，以山药浆为主要基质，添加一定量脱脂奶粉、蔗糖进行固态发酵，再加入复合胶制备得到质地光滑均匀、弹韧性良好、营养丰富的半透明乳白色果冻。董悦阳等人[35]以山药和牛奶为基质，用酸奶发酵剂发酵制备得到组织细腻、感官评分为94.385 9 分的酸奶。

2.3 双向发酵

双向发酵是一种新型的固态发酵方式，其发酵剂通常是具有一定功能的真菌类，在利用基质的营养成分使得菌丝大量生长的同时，生成各种酶类物质，使基质的化学成分发生变化，得到具有一定药效的菌质[36]。李慧星等人[28]以山药块为基质，接入真菌（灵芝、香菇、蛹虫草和银耳菌），蛹虫草和银耳快速生长，形成抗氧化活性较高的菌质。余梦瑶等人[27]也以含水量为50%的山药作为基质，真菌茯苓为发酵剂进行固态发酵得到良好的菌质。

3 山药发酵产品

3.1 醋类

食醋是一种不可或缺的调味料，已经有3 000 多年的历史。传统的食醋以多种谷物为原料，通过固态发酵而得，产品口感醇厚且营养丰富。随着发酵技术的不断发展，以各种水果为原料，通过液态发酵的果醋，备受年轻人的喜爱，在市场上占据了一席之地。近年来，人们健康意识的逐渐增强，使得食醋的原料转向了药食同源的植物，研发出了兼具调味和保健的功能性食醋[37]。山药发酵食醋，有浓郁山药风味的同时，具有酿造食醋的的香气和柔和口感，富含了山药的多种功能性成分，有很好的发展前景。王岩[38]以紫山药和香芋为主要原料，糖度为16.0%，接种量为3.0%，于28.0 ℃条件下发酵96.0 h后，调整初始酒精度为10.0%，接种量6.0%，32.0 ℃条件下发酵120.0 h 制得澄清效果理想的紫山药香芋醋。李大为等人[39]用怀山药作为基质，酵母菌与醋酸菌的接种量分别为7.0%和8.0%，初始糖浓度为16%，初始酒精体积分数为9.0%，酒精发酵和醋酸发酵温度均为30 ℃制备怀山药醋。怀山药醋成分分析检测结果显示与山药原浆相比，酒精发酵液中醇类和烷烃类化合物种类较多，相对含量也较高；相较于酒精发酵液，醋酸发酵液中醇类物质含量降低，酸类和酯类物质含量升高[40]。孟秀梅等 人[41]以淮山药浆为原料，初始糖度调整为16%，按3%的接种量接入酵母菌，于28 ℃下发酵96 h，调整酒精度为10%，按5%的接种量接入醋酸菌，于32 ℃下发酵120 h，此时醋酸含量为57.45 g/L，加入1.2%的蛋清液，4～5 ℃沉淀5 d，所得山药醋透明度高，透光率高达91%。张海玲等人[42]将山药汁与梨汁以1∶3（V∶V） 进行混合，发酵剂接种量均为0.3 g/L，调整初始糖度为15%，接入酵母菌于28 ℃下发酵8 d后，接入醋酸菌32 ℃下发酵11 d，制得山药梨复合型果醋。杜娟等人[43]山药胡萝卜原料果醋的醋酸发酵阶段工艺进行了优化，结果显示初始pH 值为4.0，醋酸菌接种量为7%，于34 ℃下发酵，果醋转化率可以达到52.675%，果醋酸甜适中，果香浓郁，具有胡萝卜特有的风味。

3.2 酸奶

酸奶是现在生活中不可缺少的发酵产品之一，由于含有乳原本的营养，同时引入了益生菌及新的功能因子，深受消费者的喜爱。将药食同源山药作为原料之一，发酵制备具有特有风味的功能性酸奶，是近些年的研究热点。

山药发酵制备酸奶见表2。

3.3 酒类

山药为薯类，主要化学成分是淀粉，可以作为酿酒原料之一。山药酒是以山药为主要原料，接种酵母发酵后得到的蒸馏酒、发酵酒，或是蒸馏酒浸提后制备的配制酒，含有山药原本的丰富营养物质，具有一定的保健功效，越来越受消费者的喜爱。目前，研发的山药酒类有清酒、啤酒、果酒、黄酒、米酒、奶酒及保健酒等。

山药发酵酒类产品见表3。

3.4 植物酵素

植物酵素是以一种或多种新鲜果蔬、谷物、药食同源中草药等食材为原料，外加或不加糖类物质，经长时间发酵而成的，具有一定功能性的发酵产品[71]。酵素中含有黄酮类、多糖类、酚类、有机酸类及酶类等物质，具有很好的抗氧化活性，可以改善人体机能[72-74]。气调糖化牛蒡、山药与紫皮葡萄，添加质量比为50∶45∶5，再加入20%的白糖，于25 ℃发酵50 d 制得牛蒡山药复合酵素，产品清香爽口，且具有葡萄酒的特色[75]。以10%的接种量，将发酵剂接入到山药茯苓水提液中，于31 ℃下发酵72 h，此时酵素液中总多糖含量是发酵前的2.725 倍，高达23.97%[76]。调整怀山药汁初始糖度为12%，均质并杀菌后，接入6%的发酵剂，于42 ℃恒温发酵30 h，此时酵素液SOD 的活性为15.35 U/mL[77]。

3.5 面包

将山药粉添加至面粉中制作面包，能改善面包的风味和口感。许俊齐等人[78]在面粉中添加28%白砂糖、9%山药粉，2.2%的干酵母粉，和面25 min，发酵70 min，焙烤15 min，所制面包感官表现突出。100 g 山药、薏米及高筋面包混合粉，三者质量比是7∶9∶84，加入28%牛奶，20%水、18%白砂糖、15%黄油、10%鸡蛋、4%烘焙乳粉、1.5%酵母、1%食盐、0.4%改良剂，制作的面包组织均匀、口感较好，有淡淡的山药与薏米风味[79]。马荣琨等人[80]在面粉中，按照质量比分别添加15%蒜薹浆，15%山药浆，20%白砂糖，35%水，发酵70 min，烘烤12 min，所制面包具有一定的抗氧化性。

除此之外，山药发酵产品还有山药泡菜[81]、山药米发糕[82]、山药果冻[34]及各种山药软饮料[30-32]等。山药发酵产品的制备，大多是以不同品种的山药作为主要原料或是主要辅料，采用相关产品特定工艺，利用特定的发酵剂发酵后，最终获得含有山药特殊风味及特定功能的产品。

4 结语

功能性食品的概念自20 世纪70 年代被提出，在食品行业中受到广泛关注，与普通食品的差别就在于含有生物活性物质或功能性成分[83-84]。利用药食同源物品，研制各种功能性食品或者饮品，特别是相关发酵食品，是目前食品发展的趋势与热点。药食同源物品，本就含有多种活性成分，通过微生物发酵，对天然的活性成分进行修饰，可能会转化为价值更高的新功效成分，或是提高特定有效成分含量，从而提升其价值。山药作为药食同源物品之一，以此研发的酒类、醋类、酸奶、酵素、面包等多种功能性发酵产品，市场前景广阔。