微生物固态发酵大豆方法取得新进展

本报讯湖南农业大学食品科技学院研究人员近日在微生物固态发酵大豆方面取得一定进展。

　　大豆是我国主要的粮食作物之一，不仅富含膳食纤维、蛋白质、维生素和其他微量营养素，还含有一些重要的植物化学物质，如酚酸、异黄酮等，这些活性物质具有较好的抗癌、预防骨质疏松症及降低心血管疾病发病率等功能，被广泛运用于保健食品、医药制品等诸多领域。然而，这些化合物大多与细胞壁组成物质，如纤维素、木质素、阿拉伯木聚糖等通过共价键、酯键、醚键和糖苷键等相连，以结合态形式出现，严重阻碍其生物活性功能的发挥。固态发酵作为一种经济高效的生物技术方法，已被证明能够增强谷物、豆类和许多农业副产物的营养价值，具有操作简单、生产成本低、发酵代谢产物得率高、对环境无污染等优势。微生物在固态发酵过程中，分泌纤维素酶和葡萄糖苷酶等水解酶，催化醚、酯、糖苷键的水解，破坏细胞壁结构并促进不溶性化合物的释放。

　　在该研究中，研究人员从腐乳中分离到米根霉，对大豆进行固态发酵，基于超高效液相色谱—串联质谱（UPLC-MS/MS）的非靶向代谢组分析以及体外消化、结肠发酵技术，系统性地探究其对大豆抗氧化活性、代谢物组成和肠道益生活性的影响。结果表明，大豆总酚、总黄酮和苷元型异黄酮含量经米根霉固态发酵后均有增长，同时糖苷型异黄酮的含量显著降低。此外，研究发现，米根霉在发酵过程中产生的β-葡萄糖苷酶与大豆异黄酮的转化显著相关，从而提升发酵大豆苷元型异黄酮含量和抗氧化活性。基于UPLC-MS/MS的非靶向代谢组分析显示，未发酵大豆和发酵大豆在正负离子模式下分别有176和114种代谢物发生了显著变化。其中，固态发酵显著增加了大量游离型多酚、苷元型异黄酮、生物碱和氨基酸及其衍生物的含量。这些化合物均被报道与抗氧化活性相关。体外消化和结肠发酵实验表明，未发酵大豆和发酵大豆对肠道微生物菌群结构均有调节作用，而发酵大豆的肠道益生功能更显著。例如，经结肠发酵24小时的发酵大豆中，一些与健康紧密相关的细菌，包括罗氏菌属、双歧杆菌属、普氏菌属和多尔氏菌属的相对丰度均有增加。表明固态发酵大豆能促进益生菌增殖，正向调节肠道菌群结构，维持肠道微生态平衡。以上研究结果表明，米根霉固态发酵能促进大豆代谢物的转化，从而提高大豆的生物活性功能，研究结果为大豆加工和开发成新型功能性食品提供了新的见解。（陈嘉序）