全 文 ：China Brewing
2014 Vol.33 No．12
Serial No．274
收稿日期：2014-10-22
基金项目：山西省国际合作项目（2011081074）
作者简介：董岳峰（1982-），男，工程师，博士研究生，研究方向为微生物发酵。
纳豆（natto）[1]是一种日本豆类发酵食品，是以黄豆为
主要原料，蒸煮之后接入纳豆芽孢杆菌发酵而成，富含
钙、磷、钠、钾及各种维生素，营养价值极高，对骨质疏松、
心脑血管病和肿瘤等均有一定的预防作用[2]。纳豆含有一
种发酵食品特殊的氨味，不易被国人所接受[3]。本实验通
过在发酵底物配方中增加含糖量较高的辅料薏米，提高
碳氮比来降低游离氨的生成，改善纳豆口感[4]。薏米是药
食皆佳的杂粮之一，富含蛋白质、碳水化合物、8种氨基
酸、亚油酸、维生素、各种微量元素以及薏醇、甾醇等[5]。
薏米的糖质含量比大豆高，在大豆中加入一定量的薏米
后，使糖质总量增加，提高纳豆发酵配方中的碳氮比，改善
纳豆口感，并对薏米纳豆的营养成分进行综合分析。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
大豆、薏米：购于山西省美特好连锁超市；凝血酶、
尿激酶标准品：中国药品生物制品检定所；纤维蛋白原、
考马斯亮蓝G-250：美国Sigma公司；纳豆芽孢杆菌：本实
验室保存。
1.2 仪器与设备
YXQ-LS全自动高压灭菌锅：上海博迅实业有限公司；
HZ-9211K恒温振荡器：太仓市科教器材厂；SHP-80生化培
养箱：上海森信实验仪器有限公司；HH-501数显恒温水浴
锅：常州国华仪器制造有限公司；CJ-1S超净工作台：天津
泰斯特仪器有限公司；835-50型氨基酸分析仪：日本日立
公司。
1.3 方法
1.3.1 纳豆菌生长曲线测定[6]
取液体培养的纳豆芽孢杆菌，用牛肉膏蛋白胨液体
培养基调整纳豆芽孢杆菌浓度为1.0×108个/mL，用无菌移
液管准确量取10 mL接种于装有90 mL牛肉膏蛋白胨液体
培养基的250 mL三角瓶中，置于37 ℃摇床，150 r/min培
养，每4 h取样，平板菌落计数法计数，以培养时间为横坐
标，菌体浓度为纵坐标，绘制生长曲线。
1.3.2 尿激酶标准曲线测定
纳豆激酶的纤溶酶活性是通过与尿激酶的活力比
较，得到的相当于尿激酶的活力单位。酶活力测定参照
薏米纳豆发酵工艺及其营养成分分析
董岳峰1，麻秀芳1，李晓艳1，张 璐1，李小进1，郭晓莺2
（1.山西省医药与生命科学研究院，山西 太原 030006；2.武警山西总队医院，山西 太原 030006）
摘 要：对薏米纳豆发酵工艺进行了优化，并对其营养成分进行了分析。在单因素试验基础上，以质量比、接种量、发酵时间为影响因
素，感官评价、纳豆菌数量和纳豆激酶活力为评价指标，综合加权评分，正交试验设计优化薏米纳豆制作工艺。结果表明，最佳发酵工
艺为薏米黄豆质量比2∶8，接种量5%，发酵时间为24 h。此外，分析了薏米纳豆的氨基酸组成，氨基酸态氮含量为0.4%，多糖含量为
3.3%，总黄酮含量为0.043%。
关键词：薏米纳豆；感官评价；纳豆激酶；营养成分
中图分类号：TS214.1 文献标识码：A 文章编号：0254-5071（2014）12-0142-04
doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2014.12.030
Fermentation process and nutritional components of coixseed-natto
DONG Yuefeng1, MA Xiufang1, LI Xiaoyan1, ZHANG Lu1, LI Xiaojin1, GUO Xiaoying2
(1.Shanxi Institute of Medicine and Life Science, Taiyuan 030006, China;
2.Shanxi Provincial Corps Hospital of Chinese People’s Armed Police Forces, Taiyuan 030006, China)
Abstract：The fermentation technology of coixseed-natto was optimized and the nutritional components were analyzed. On the basis of single factor
experiment, with material quality ratio, inoculum, fermentation time as influencing factors, with sensory evaluation, Bacillus natto count and nattoki-
nase activity as evaluation index, the data was analyzed with comprehensive evaluation of multiple marks, and the optimum fermentation process was
determined by orthogonal experiment. The optimum fermentation technology was coixseeds and soybean ratio 2∶8, inoculum 5% and fermenting time
24 h. Amino acids compositions of coixseed-natto were studied by amino acid analyzer. The content of amino acid nitrogen, polysaccharides and total
flavonoids content were 0.4%, 3.3% and 0.043%, respectively.
Key words：coixseed-natto; sensory evaluation; nattokinase; nutritional components
Product Development142· ·
中 国 酿 造
2014年 第 33卷 第 12期
总第 274期
Astrup法[7]。
1.3.3 纳豆激酶活力测定
称取新鲜薏米纳豆5 g加入100 mL无菌去离子水中，
充分振荡，纱布过滤。取滤液10 μL点样于纤维蛋白平板，
放置10 min，37℃保温18 h，考马斯亮蓝G-250[8]染色5 min，
测定溶圈直径，根据标准曲线计算薏米纳豆激酶活力。
1.3.4 薏米纳豆发酵工艺路线
精选黄豆，室温条件下浸泡4 h，沥干备用；薏米室温
条件下浸泡2 h，100℃糊化15 min，沥干，薏米黄豆按质量
比1∶4混合均匀，121 ℃灭菌20 min，冷却至60 ℃左右时接
种液体纳豆菌（菌体浓度1.0×108 CFU/mL），37℃培养24 h，
4℃后熟24 h。
1.3.5 单因素试验
选取薏米黄豆质量比2∶8，接种量5%，发酵时间为24 h
为基数，分别改变三个因素（薏米黄豆质量比、接种量、发
酵时间）中的一个，进行单因素试验。其中薏米黄豆质量
比1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5；接种量为3%、4%、5%、6%、7%；发
酵时间为12 h、18 h、24 h、30 h、36 h。按照1.3.4的步骤进行
操作，每组试验3个平行（n=3），分别进行感官评价，并测
定纳豆菌总数和纳豆激酶酶活。
1.3.6 薏米纳豆发酵工艺正交优化
在单因素试验的基础上，以薏米与黄豆质量比、接种
量和发酵时间为主要因素，以感官评价分值、纳豆菌总数
和纳豆激酶酶活性及三者的加权评分为评价指标，采用
L9（34）正交表选取不同水平进行正交优化。感官评价采用
双盲法打分，以表1评分标准进行打分[9]。
综合评分=（感官评价分值/感官评价最大分值）×100×
0.4+（纳豆菌总数/纳豆菌总数最大值）×100×0.3+（纳豆激
酶活力/纳豆激酶活力最大值）×100×0.3。
1.3.7 相关指标测定
氨基酸成分测定：参考GB/T 5009.124—2003《食品
中氨基酸的测定方法》[10]；氨基酸态氮测定：采用甲醛滴
定法[11]；总黄酮和多糖含量测定：参照《保健食品功效成
分检测方法》，总黄酮测定采用分光光度法，多糖含量测定
采用硫酸蒽酮法[12]；薏米纳豆水分测定参照GB/T 5009.3—
2010《食品中水分的测定》采用干燥法测定 [13]；总砷测定
参照GB/T 5009.11—2003《食品中总砷及无机砷的测定》[14]；
铅测定参照GB/T 5009.12—2010《食品中铅的测定》[15]；黄
曲霉素B1参照GB/T 5009.22—2003《食品中黄曲霉毒素B1
的测定》检测 [16]；粪大肠菌群参照GB 4789.39—2013《食
品微生物学检验-粪大肠菌群计数》[17]检测，致病菌（沙门
氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌）参照GB 4789.31—
2013《食品微生物学检验-沙门氏菌、志贺氏菌和致泻大
肠埃希氏菌的肠杆菌科噬菌体诊断检验》进行检验[18]。
1.3.8 氨基酸态氮测定
采用甲醛滴定法[11]。
1.3.9 总黄酮和多糖含量测定
参照《保健食品功效成分检测方法》，总黄酮测定采用
分光光度法，多糖含量测定采用硫酸-蒽酮法[12]。
1.3.10 薏米纳豆理化指标和卫生学指标检测
薏米纳豆水分测定参照GB/T 5009.3—2010《食品中水
分的测定》中干燥法测定[13]；总砷测定参照GB/T 5009.11—
2003《食品中总砷及无机砷的测定》[14]；铅测定参照GB/T
5009.12—2010《食品中铅的测定》[15]；黄曲霉素B1参照GB/T
5009.22—2003《食品中黄曲霉毒素B1的测定》检测[16]；粪大
肠菌群参照GB 4789.39—2013《食品微生物学检验-粪大
肠菌群计数》[17]检测；致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色
葡萄球菌）参照GB 4789.31—2013《食品微生物学检验-沙
门氏菌、志贺氏菌和致泻大肠埃希氏菌的肠杆菌科噬菌
体诊断检验》进行检验[18]。
2 结果与分析
2.1 纳豆菌生长曲线测定结果
液体培养的纳豆芽孢杆菌生长曲线见图1。由图1可
知，在0～8 h内，纳豆芽孢杆菌生长速度较慢，处于延滞
表1 薏米纳豆感官评分标准
Table 1 Sensory evaluation standard of coixseed-natto
分数 色泽 气味 拉丝、黏液 口感
21~25 金黄色，有光泽 纳豆特有的
香气
拉丝大于10个单
位，黏液量丰富
酥软，湿润
16~20 暗黄色，稍有光泽 稍有氨味 拉丝8~10个单位，
黏液量较多
酥软，较湿
润
11~15 暗黄色 有氨味 拉丝6~8个单位，
黏液量一般
较酥软，较
湿润
6~10 褐色 氨味重 拉丝4~6个单位，
黏液量少
酥软，较干
0~5 暗褐色 有强烈氨味 基本无拉丝，无
黏液
不酥软，较
干
图1 纳豆芽孢杆菌生长曲线
Fig. 1 Growth curve of Bacillus natto
产品开发 143· ·
China Brewing
2014 Vol.33 No．12
Serial No．274
表4 发酵时间对试验结果的影响
Table 4 Effect of fermentation time on coixseed-natto quality
发酵时间/
h 感官评价
纳豆菌总数/
（×108 CFU·g-1）
纳豆激酶活力/
（IU·g-1）
12
18
24
30
36
76.54 ±0.25
89.13±0.34
91.17±0.31
88. 37±0.29
80.77±0.22
2.83±0.25
3.79±0.27
3.87±0.42
3.88±0.36
3.89±0.23
867±17
1 308±19
1 350±19
1 353±23
1 351±34
期；从8 h开始纳豆芽孢杆菌生长迅速，进入对数生长期；
从20 h开始纳豆芽孢杆菌生长变缓，纳豆芽孢杆菌数趋于
稳定，进入稳定期；从36 h开始纳豆芽孢杆菌数量开始减
少，进入衰亡期。因此，作为固体培养的种子液选用培养
16 h的纳豆芽孢杆菌。
2.2 尿激酶标准曲线测定结果
尿激酶活力标准曲线见图2，回归方程为y=0.039 1x +
0.066 1，R2= 0.999 5。
2.3 单因素试验结果
单因素试验结果见表2～表4。薏米黄豆质量比，接种
量和发酵时间对薏米纳豆的感官评价、纳豆菌总数和纳
豆激酶酶活力都有影响，各因素比较适宜的范围为薏
米黄豆质量比为1∶9～3∶7，接种量为4%～6%，发酵时间
为18～30 h。
2.4 薏米纳豆发酵工艺正交优化结果与分析
由表5直观分析可知，薏米/黄豆质量比、接种量、发
酵时间3个因素对综合评分的影响顺序为薏米 /黄豆质
量比＞接种量＞发酵时间，最优组合为A2B2C2。即薏米纳
豆的最佳发酵工艺为薏米黄豆质量比2∶8，接种量5%，
发酵时间为24 h。采用此工艺进行验证性试验（n=3），
薏米纳豆的感官评价分值为96.78±0.45，纳豆菌总数
（4.11±0.22）×108 CFU/g，纳豆激酶活力（1 423±35）IU/g。
由表6方差分析可知，薏米/黄豆质量比对综合评分的影
响具有显著性（P＜0.05），接种量和发酵时间对试验结
果影响无显著性（P＞0.05）。
表2 薏米黄豆质量比对试验结果的影响
Table 2 Effect of coixseed and soybean ratio on coixseed-natto
quality
薏米黄豆
质量比
感官评价
纳豆菌总数/
（×108 CFU·g-1）
纳豆激酶活力/
（IU·g-1）
1∶9
2∶8
3∶7
4∶6
5∶5
87.13±0.19
91.21±0.35
88.43±0.22
86.79±0.32
84.91±0.28
3.79±0.19
3.88±0.25
3.84±0.21
3.64±0.17
3.26±0.13
1 330±28
1 350±42
1 345±31
1 292±38
1 140±36
表3 接种量对试验结果的影响
Table 3 Effect of inoculum on coixseed-natto quality
接种量/
% 感官评价
纳豆菌总数/
（×108 CFU·g-1）
纳豆激酶活力/
（IU·g-1）
3
4
5
6
7
83.13±0.32
87.89±0.26
91.13±0.23
88.19±0.19
81.23±0.22
3.53±0.18
3.82±0.25
3.87±0.16
3.87±0.27
3.89±0.19
1 267±23
1 349±32
1 350±18
1 350±20
1 351±31
表5 薏米纳豆发酵工艺正交试验设计及结果
Table 5 Design and result of orthogonal experiment for
fermentation technology optimization
试
验
号
因素 结果
薏米/
黄豆
质量比
接种
量/
%
发酵
时间/
h
空白
感官
评价
纳豆菌
总数/
（×108 CFU·g-1）
纳豆激
酶活性/
（IU·g-1）
综合
评分
1
2
3
4
5
6
7
8
9
k1
k2
k3
R
1∶9
1∶9
1∶9
2∶8
2∶8
2∶8
3∶7
3∶7
3∶7
94.453
98.877
92.863
6.014
4
5
6
4
5
6
4
5
6
95.117
96.367
94.710
1.657
18
24
30
24
30
18
30
18
24
94.747
95.823
95.623
1.076
1
2
3
3
1
2
2
3
1
94.957
95.930
95.307
0.937
89.46
92.96
91.09
96.87
97.12
95.43
92.09
88.98
90.07
3.83
3.94
3.78
3.90
4.03
3.92
3.76
3.82
3.64
1 279
1 327
1 303
1 384
1 367
1 365
1 265
1 292
1 290
93.08
96.38
93.90
98.93
99.63
98.07
93.34
93.09
92.16
注：“*”表示影响显著，P＜0.05。
表6 正交试验结果方差分析
Table 6 Variance analysis of orthogonal experiments results
方差来源 偏差平方和 自由度 F值 显著性
薏米/黄豆质量比
接种量
发酵时间
误差
58.254
4.472
1.968
1.458
2
2
2
2
39.955
3.067
1.350
1.000
*
图2 尿激酶活力标准曲线
Fig. 2 Standard curve of urokinase activity
Product Development144· ·
中 国 酿 造
2014年 第 33卷 第 12期
总第 274期
表8 薏米纳豆理化指标和卫生学指标检测结果
Table 8 Physicochemical properties and microbial index of
coixseed-natto
项目 标准规定 检验结果 判定结果
水分/% ≤65 58 合格
总砷（As计）/（mg·kg-1） ≤0.5 ＜0.02 合格
铅（Pb计）/（mg·kg-1） ≤1.0 ＜0.05 合格
黄曲霉素B1/（mg·kg-1） ≤5.0 ＜2.5 合格
粪大肠菌群/（MPN·100 g-1） ≤30 ＜30 合格
致病菌（沙门氏菌、志贺氏菌、
金黄色葡萄球菌）
不得检出 未检出 合格
注：“—”为未检出。
表7 薏米纳豆的氨基酸组成
Table 7 Amino acids compositions of coixseed-natto
必需氨基酸 含量/% 非必需氨基酸 含量/%
赖氨酸 0.62 天冬氨酸 1.77
色氨酸 — 丝氨酸 0.74
苯丙氨酸 0.77 谷氨酸 3.31
蛋氨酸 0.14 脯氨酸 0.81
苏氨酸 0.62 甘氨酸 0.34
异亮氨酸 0.63 丙氨酸 0.38
亮氨酸 1.16 胱氨酸 0.27
缬氨酸 0.87 酪氨酸 0.56
组氨酸 0.41
精氨酸 0.84
必需氨基酸总量 4.81 非必需氨基酸总量 9.43
2.5 薏米纳豆氨基酸分析结果
薏米纳豆中氨基酸种类丰富，结果见表7。其中，8种必
需氨基酸中除色氨酸外均被检测到，亮氨酸含量最高，为
1.16%，赖氨酸和苏氨酸含量较低，均为0.62%，必需氨基酸
总量为4.81%。非必需氨基酸中谷氨酸含量最高，为3.31%，
其次为天冬氨酸，胱氨酸含量最低，为0.27%，非必需氨基
酸总量为9.43%，薏米纳豆中的氨基酸总量为14.24%。
2.6 薏米纳豆总黄酮、多糖和氨基酸态氮分析
黄酮类化合物具有较强的抗氧化活性，可有效清除
体内自由基，阻止细胞的退化、衰老以及癌症的发生[19]，
薏米纳豆总黄酮含量为0.043%。多糖类化合物能发挥免
疫调节作用，具有抗病毒和抗肿瘤活性 [20]，薏米纳豆多
糖含量为3.3%。氨基酸态氮是指以氨基酸形式存在的氮元
素的含量，含量越高营养越好，薏米纳豆的含量为0.4%。
2.7 薏米纳豆理化指标和卫生学指标检测
3 结论
薏米纳豆的最佳发酵工艺为薏米黄豆质量比2∶8，接
种量5%，发酵时间为24 h。薏米纳豆氨基酸含量为14.24%，
种类丰富，富含黄酮、多糖、氨基酸态氮等活性成分，理
化指标及卫生指标满足国家相关标准。产品气味芳香，
黏液较多，氨基酸成分丰富，感官品质良好，口感良好，
适合我国人民的饮食习惯。薏米的糖质含量比大豆高，
在纳豆菌发酵纳豆的过程中，薏米的糖质与大豆中较高
的蛋白质转化为纳豆中碳水化合物，从而减少纳豆游离
氨的形成改善纳豆口感。此外，薏米纳豆的开发为大豆和
薏米的深加工及附加值的提高开辟了新途径，对我国纳
豆产业的发展及国民健康发挥重要作用。
参考文献：
[1]董 超，史延茂，田智斌，等.纳豆发酵及后处理生产工艺对纳豆激酶
活性的影响[J].中国酿造，2013，32（5）：38-41.
[2]张 莉，王君高，薛鸿毅，等.纳豆食品发酵条件的优化[J].中国酿造，
2012，31（2）：111-112.
[3]卫拯友，吴富强，訾 静.鹰嘴豆发酵生产纳豆初探[J].陕西农业科
学，2009，55（6）：64-66.
[4]黄占旺，上官新晨，程军辉.纳豆混合发酵技术研究[J].中国食品学
报，2005，5（4）：70-73.
[5]赵丽红，刘 岩，何余堂.薏米保健面酱的加工技术研究[J].中国酿造,
2012，31（2）：187-189.
[6]鲍艳玲，倪孟祥，钱之玉，等.纳豆激酶摇床发酵条件的优化[J].药物
生物技术，2005，12（1）：19-21.
[7]范 强，姚文兵，高向东，等.纳豆激酶分离纯化及其性质研究[J].中
国天然药物，2005，3（2）：124-127.
[8]曹如星，马建忠，王永刚.考马斯亮蓝G-250染液配制过程中变色机理
的初步研究[J].中国食品工业，2012（4）：59-61.
[9]齐凤元，李欢欢，杨 利，等.响应面法优化花生纳豆的发酵工艺[J].
中国粮油学报，2012，27（10）：87-97.
[10]中华人民共和国卫生部. GB/T 5009.124—2003食品中氨基酸的测
定方法[S].北京：中国标准出版社，2003.
[11]王冬燕，王远红，郭丽萍，等.纳豆中氨基酸态氮含量的测定[J].食品
工业科技，2010，31（9）：361-362.
[12]白 鸿.保健食品功效成分检测方法[M].北京：中国中医药出版社，
2011.
[13]中华人民共和国卫生部. GB/T 5009.3—2010食品中水分的测定[S].
北京：中国标准出版社，2010.
[14]中华人民共和国卫生部. GB/T 5009.11—2003食品中总砷及无机砷
的测定[S].北京：中国标准出版社，2003.
[15]中华人民共和国卫生部. GB 5009.12—2010食品中铅的测定[S].北
京：中国标准出版社，2010.
[16]中华人民共和国卫生部. GB/T 5009.22—2003食品中黄曲霉毒素 B1
的测定[S].北京：中国标准出版社，2003.
[17]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. GB 4789.39—2013食
品微生物学检验-粪大肠菌群计数[S].北京：中国标准出版社，2013.
[18]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. GB 4789.31—2013食
品微生物学检验-沙门氏菌、志贺氏菌和致泻大肠埃希氏菌的肠杆菌
科噬菌体诊断检验[S].北京：中国标准出版社，2013.
[19]王立萍，王新春.黄酮类化合物的代谢研究进展[J].中国实验方剂学
杂志，2014，20（11）：226-229.
[20]许春平，杨琛琛，郑坚强，等.植物叶多糖的提取和生物活性综述[J].
食品研究与开发，2014，35（14）：111-114.
产品开发 145· ·