豆豉的菌群动态变化及其功能性成分对α-葡萄糖苷酶抑制作用研究

摘要

豆豉起源于我国先秦时代,同酱油、腐乳和豆酱一样是我国特有的传统发酵豆制品。它是以整粒大豆(或豆瓣)为原料,经浸泡、蒸煮、制曲、发酵等工序加工而成的豆类发酵食品,其中以制曲和发酵最为重要。豆豉不仅营养和药用价值高,而且还具有缓解食欲不振和消化不良以及解毒等功效。
　　 目前,豆豉研究多停留在功能性成分分析方面,而豆豉生产过程中参与发酵的微生物研究仅见零星报道,且多采用传统分离方法。为监测豆豉生产过程中菌群的动态变化,本研究以我国南方特有的传统发酵食品-“稻香园”牌豆豉为研究对象,结合传统活菌计数和变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient GelElectrophoresis,DGGE)技术,监测了其制曲和生产阶段参与发酵的微生物数量和种类的动态变化；此外,以生产豆豉的原料黑豆为对照,比较了豆豉多糖、异黄酮、皂苷及其水提物对α-葡萄糖菅酶活性的抑制作用。
　　 研究结果发现,豆豉制曲过程中曲种表面变化明显,第3 d开始豆豉即布满致密的菌丝体；其中细菌、杆菌和真菌数量最高可达到10.8,10.4和9.5 LgCFU／mL。DGGE结果表明,豆豉制曲过程中参与发酵的细菌、杆菌和真菌种类变化大,其最大相似度分别为78％,74％和79％,对DGGE胶上的条带进行测序共发现23种不同菌株的存在；其中,Aspergillus oryzae和Bacillus subtilis等对豆豉发酵起重要作用的微生物占据了优势地位,然而Micrococcus sp.、Staphylococcussciuri等多株潜在致病菌也为DGGE所检测出。此外,利用多种选择性培养基对制曲阶段豆豉进行菌种分离,得到Bacillus subtilis,Bacillus amyloliquefaciens,Asper-gillus oryzae,Bracchybacterium sp.,Aspergillus niger,Staphylococcus saprophyticus,Micrococcus sp.,Staphylococcus gallinarum,Absidia corymbifera,Saccharomycescerevisiae,Malassezia sp.共11个分离株。
　　 与制曲相比,豆豉发酵阶段细菌、杆菌和真菌数量和种类明显减少,这可能与温度、湿度、深层发酵及加盐等工艺有关。活菌计数结果表明,发酵第4 d开始,细菌、杆菌和真菌数量基本稳定,维持在5.0 Lg CFU／mL；DGGE结果表明,细菌、杆菌和真菌在发酵第4 d后其种类达到稳定,细菌主要以Staphylococcusgallinarum,Enterobacter sp.,Lactococcus lactis subsp和一株不可培养菌株为主;杆菌以Alcaligenes sp.,Enterobacter sp.和Bacillus subtilis为主,而真菌以Absidiacorymbifera和Pichia guilliermondii为主。
　　 豆豉发酵过程中,微生物赋予了其多种功能。根据文献,我们对豆豉多糖、异黄酮、皂苷及水提物进行了提取,并观察其对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,从而考察其对Ⅱ型糖尿病的治疗作用。实验结果表明,这四种功能性成分对α-葡萄糖苷酶均具有抑制作用,其抑制效果与提取物质的浓度呈正相关。其中豆豉水提物抑制效果最佳,高达90％以上。
　　 监测豆豉生产过程中菌群数量和种类上的动态变化,为控制豆豉生产过程中杂菌污染,模拟其发酵过程,实现豆豉的现代化生产提供了技术支撑；研究豆豉中活性物质对α-葡萄糖苷酶的抑制作用,为食疗法治疗Ⅱ型糖尿病提供了新的思路。