大米发酵制品研究进展

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　　[摘要]大米发酵制品是大米经微生物发酵后可获得新的营养价值和独特风味的产品，具有良好的经济价值。通过介绍大米发酵制品的类型和参与发酵过程主要的微生物，综述了近年来不同微生物大米发酵制品的生产利用现状，并对今后的研究方向进行展望，以期为大米产品的提质增效提供参考。
　　[关键词]大米;发酵制品;微生物
　　[中图分类号]TS213 [文献标识码]A
　　随着人们生活水平的提高，我国每年生产的稻米85%左右都用于大米加工，人们对稻米的消费需求已经不再停留在吃饱的层面，而是在如何强化稻米的品质、营养、健康和安全属性，推进稻米产业供给侧改革以及增加农民收入。然而，我国稻米加工总体尚处于初级加工阶段。以早籼稻为例，早籼稻米质疏松，耐压性差，出米率低，米饭质地干硬，口感差，所以尽管早籼稻具有营养品质好和耐贮藏等特点，但是目前主要作为（味精和米粉等）加工用粮和饲料，加工附加值不高。其销售价也一直徘徊在国家规定的最低收购价2600～2700元/t，利润空间很窄，粮农种植早籼稻的积极性不高，早籼稻的种植面积与产量也呈现逐步下降趋势，这对于保证我国粮食产量的总量安全是不利的。因此，增加稻米加工产品的附加值，带动粮农增收是目前迫切需要解决的问题。
　　食品发酵技术是以农副产品为原料，利用微生物发酵赋予食品新的营养价值和独特风味，并延长食品保存期的生物技术，我国传统发酵食品生产历史悠久，北魏年间的《齐民要术》就有关于利用米饭发酵制作酒曲的记录。因此，稻米及制品经发酵技术转化后，可获得新的功能因子，增加营养保健价值，提升产品附加值。本文就近年来不同微生物以大米为发酵基质的传统发酵食品的生产利用现状进行综述，以期为大米产品的提质增效提供参考，促进大米深加工产业发展。
　　1 大米发酵制品的类型
　　大米发酵产品的利用在我国有着悠久的历史，种类繁多，因其口感和风味都得到较大改善，因而在我国应用广泛。目前，大米发酵制品主要有以下几种。
　　1.1 生米发酵食品
　　生米发酵食品是将大米浸泡发酵后加工制成的不同品种的食品，如米粉、米果、米发糕和糍粑等。
　　1.2 大米发酵饮料
　　大米发酵饮料是以大米为加工基础，经微生物发酵后，再进一步深加工制得的产品，目前主要包括大米乳酸饮料、大米发酵啤酒、大米发酵黄酒等液态饮品。
　　1.3 功能性大米发酵制品
　　功能性大米发酵制品是指以大米为发酵基质，经微生物发酵后，通过提取制得的具有一定活性功能的产品。例如，食品添加剂红曲红、食源性蛋白来源的血管紧张素转换酶抑制肽、用于慢性肾脏疾病治疗的低蛋白大米和含虫草酸和虫草素的虫草米等。
　　2 应用于大米发酵制品的主要微生物
　　2.1 红曲菌及其在大米发酵制品中的应用
　　红曲菌（Monascus spp.）是我国传统的药食两用丝状真菌，红曲菌以大米为培养基质的发酵产品又称红曲，在我国及东南亚地区有近两千年的应用历史。因功能不同，目前主要有着色红曲、功能红曲和酿造红曲三大类，并都已经实现了规模化工业生产和应用。
　　在着色红曲产品研究方面，红曲菌产生的红曲色素是我国允许的食品添加剂中唯一来自于微生物的天然色素，同时还具有降血压、降血脂、降血糖、抗氧化的功效，在我国各类食品中应用广泛。例如，在老抽生产中，红曲色素替代人工焦糖色素，使传统的酱油着色效果更佳且拥有更高的营养价值。在香肠及腊肉制品加工中，红曲色素替代亚硝酸盐，不仅可获得更优的着色效果，产品安全性也大幅提高。研究表明，不同水稻品种对红曲色素影响显著，富硒武陵山区高山水稻液态发酵与固态发酵红曲色素产量均高于平原地区水稻。
　　在功能红曲产品研究方面，红曲菌产生的monacolin K，是一种具有显著降低血脂的洛伐他汀类活性物质，也是目前世界上公认的降低胆固醇的有效物质。研究表明，大米发酵红曲菌生产monacolin K含量可达13.88mg/g，不同直链淀粉含量的稻米对红曲菌monacolin K产量有显著影响。此外，红曲还可用来生产γ-氨基丁酸（GABA），GABA是一种功能性氨基酸，它是目前研究较为深入的一种重要的抑制性神经递质，具有多种生理活性。
　　在酿造红曲产品研究方面，以红曲为发酵曲的红曲酒在我国华中、华东和南方地区广为流传。红曲菌对红曲酒的风味物质影响显著，尤以古田红曲和乌衣红曲贡献最为显著，红曲米的添加量对于红曲酒多酚含量及其抗氧化活性呈明显的正相关。正是基于红曲菌这样的特质，新型红曲黄酒酿造工艺近年来也已成为研究热点。除红曲黄酒以外，红曲菌在红曲桑葚酒、红曲醋、红曲发酵鱼等发酵食品中也扮演着重要角色。
　　2.2 米曲霉及其在大米发酵制品中的应用
　　米曲霉（Aspergillus oryzae）是一种好气性真菌，可产生多种活性酶，同时具有很强的分解蛋白质及糖化能力。米曲霉是食品发酵工业常用菌株，中国自古以来就已经开始利用自然界中的米曲霉生产酱油和酱类产品。现代研究表明，米曲霉以大米为发酵基质生产的发酵食品可产生大量酯类、醇类、酚类风味物質，同时还可产生抗氧化活性物质对酪氨酸酶有显著的抑制效果。
　　2.3 酵母菌及其在大米发酵制品中的应用
　　酵母菌（Saccharomyces cerevisiae）是一种单细胞的兼性厌氧菌，在不同方向上的应用展现了其不同方面的发酵性能。研究表明，酵母菌发酵制备的发酵米粉酯类和醇类含量更高，同时可赋予发酵米粉更浓烈的香气和更好的形态与口感;不同酵母菌株对大米生料酿酒的出酒率、总酯含量和总酸含量等特性影响明显不同;酵母菌发酵黑米可用于生产花青素、酚酸等多种具有抗氧化活性物质;改良的酵母菌工程菌的应用可在不影响黄酒品质的情况下，显著降低黄酒发酵过程中生成的尿素和氨基甲酸乙酯含量。 　　2.4 乳酸菌及其在大米发酵制品中的应用
　　乳酸菌（lactic acid bacteria）是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的统称，在传统发酵食品的制作工艺中扮演着重要角色。以淀粉乳酸菌发酵的大米饮料，在有机酸浓度、活细菌数、营养成分、氨基酸含量等方面都有明显改善;以乳酸菌发酵的低蛋白大米的加工显著降低了大米蛋白质的含量，同时又能保持大米外观完整和品质口感;乳酸菌发酵黑米提取物具有显著的抗骨质疏松活性，从而可用于治疗骨质疏松症;不产生物胺的乳酸菌在黄酒酿造中的应用，不仅消除了生物胺对黄酒口感和饮后舒适度的不良影响，还可增加酯类物质含量使黄酒更加绵柔。
　　3 大米发酵制品的研究展望
　　大米发酵制品与我们的日常生活息息相关，但我国目前大米发酵制品的加工仍处在手工制作为主、工业化生产较少的阶段，从而严重制约了我国大米发酵制品的现代化进程。近年来，大米发酵制品的研究方向经历了从工艺优化和物化性质的研究到微生物发酵机理和功能活性物质的分析的转变，但仍有很大发展空间。例如，传统发酵食品微生物群落结构尚未解析，基础理论研究的欠缺限制了多菌种联合发酵在大米发酵制品中的应用;不同品种大米及大米自身营养品质对发酵产品品质和风味影响差异的机理研究还存在空白，从原料上优化大米发酵制品工艺是获得高品质发酵制品的重要手段。
　　发展大米深加工工艺是解决三农问题的重要途径之一，随着现代生物技术的高速发展，借助现代科技建立发酵食品微生物信息数据库，积极优化发酵菌种，加强大米发酵食品的风味物质和功能物质的解析与挖掘，加快大米发酵食品发展步伐，对于促进行业健康发展，助力乡村振兴具有重要意义。
　　[参考文献]
　　[1] 徐春春，纪龙，陈中督，等.2018年我国水稻产业形势分析及2019年展望[J].中国稻米，2019，25（02）：5-7+13.
　　[2] 徐春春，纪龙，陈中督，等.2017年我国水稻产业形势分析及2018年展望[J].中国稻米，2018（2）：1-3.
　　[3] 彭超.稻谷产量保持稳定口粮消费呈刚性增长[J].农产品市场周刊，2017（16）：18-19.
　　[4] 王玲玲.传统发酵食品探究[J].现代食品，2018（23）：40-41+53.
　　[5] 李玉珍，肖怀秋，兰立新.我国大米发酵食品研究进展[J].江苏调味副食品，2008，25（6）：33-37.
　　[6] 油卉丹，毛健，周志磊.不同种类大米黄酒酿造的差异性分析[J].食品与生物技术学报，2019，38（03）：45-51.
　　[7] 陈勇衡，赵云财，王佐民，等.利用碎大米发酵生产格瓦斯[J].酿酒，2015，42（1）： 94-95.
　　[8] 周民生，袁超，路志芳.大米乳酸发酵饮料的研究进展[J].农产品加工，2016 （12）：75-78.
　　[9] 邹俊哲，林凯，谯飞，等.菌酶协同发酵水解大米蛋白ACE抑制肽及其活性的研究[J].食品研究与开发，2019，40（09）：11-17.
　　[10] 朱振元，贾长英，孙会轻.蛹虫草发酵大米的成分分析及体外抗氧化活性研究[J].食品工业科技，2016 （20）：238.
　　[11] 周文斌，贾瑞博，李燕，等.红曲色素组分、功效活性及其应用研究进展[J].中国酿造，2016（7）：6-10.
　　[12] 盛眀健，万培耀，刘兰晓.高安全性红曲色素生产菌种的筛选及在传统老抽着色中的应用[J].江苏调味副食品，2019（3）：10-14.
　　[13] 王也，胡长利，崔建云.红曲红色素替代亚硝酸钠作为腊肉中着色剂的研究[J].农业工程技术：中国国家农产品加工信息，2006（1）：26-30.
　　[14] 郑立红，任发政，刘绍军，等.低硝腊肉天然着色剂的筛选[J].农业工程学报，2006（08）：278-280.
　　[15] 牛亚蒙.稻米基质影响红曲霉次生代谢产物机理的研究[D].天津：天津科技大学，2017.
　　[16] 黄敏欣，赵文红，白卫东，等.提高红曲霉中γ-氨基丁酸产量的研究进展[J].中国调味品，2015（5）：136-140.
　　[17] 吕旭聪，蒋雅君，胡荣康，等.红曲黄酒传统酿造用曲的特征挥发性风味成分分析[J].中国食品学报，2019，19（05）：228-239.
　　[18] 王智耀，卞丹，何理琴，等.红曲黄酒酿造用曲真菌菌群分析[J].中国食品学报，2019，19（01）：206-212.
　　[19] 陆方菊，彭斌， 何松贵，等.红曲米添加量对红曲酒多酚成分及其抗氧化活性的影响[J].中国酿造，2019（5）：113-118.
　　[20] 黄媛媛，胡健，倪斌.新型红曲黄酒酿造工艺的研究[J].酿酒科技，2019（6）： 41-43.
　　[21] 王超萍，蒋锡龙.红曲桑葚酒的酿造技术[J].食品工业，2019，40（02）： 58-62.
　　[22] 蒋雅君，张翀，吕旭聪，等.固相微萃取条件优化及福建红曲醋特征挥发性风味物质分析[J].现代食品科技，2019，35（03）：160-166.
　　[23] 金一琼，赖富饶，陈周潭，等.米曲霉发酵大米中抗氧化物质对酪氨酸酶的抑制作用[J].现代食品科技，2012（7）：796-800.
　　[24] 席慧婷，江平屿，陈星光，等.复合菌发酵米粉的制作工艺优化及其香气成分[J].食品工业科技，2019，40（11）：204-210+217.
　　[25] 李媛媛，李星，张立伟，等.不同酵母对大米生料酿酒的酿造特性研究[J].食品研究与开发，2018，39（20）：185-189.
　　[26] Chaiyasut，C.，N.Pengkumsri，S.Sirilun，et al.Assessment of changes in the content of anthocyanins， phenolic acids， and antioxidant property ofSaccharomyces cerevisiaemediated fermented black rice bran[J].Amb Express，2017，7（1）：114.
　　[27] 吳殿辉.代谢工程改造黄酒酿造用酵母低产氨基甲酸乙酯的研究[D].无锡： 江南大学，2016.
　　[28] Mariam，N..淀粉乳酸菌发酵的大米饮料潜在功能性质的研究[D].无锡： 江南大学，2013.
　　[29] 郭骐玮，孙涛.低蛋白大米的加工调制与优化研究[J].农产品加工，2019，477（07）：22-24+28.
　　[30] 魏晓璐.黄酒乳酸菌酸化发酵对降低生物胺的影响[D].无锡： 江南大学，2017.
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