橡子经味噌发酵的增值利用：曲种类型对理化性质、质构及消费者感知的影响

《Food Bioscience》：Valorization of acorns through miso fermentation: impact of koji type on physicochemical properties, texture and consumer perception

　　

摘要
味噌是一种用途广泛的发酵调味品，其质量受发酵过程中所用曲菌特性的强烈影响。虽然替代植物基味噌受到了越来越多的关注，但作为味噌生产底物的橡子潜力仍未得到充分探索。本研究旨在开发基于大麦曲（MKB，大麦曲味噌）和大豆曲（MKS，大豆曲味噌）的橡子味噌配方，并评估曲类型对理化性质、质地、颜色和消费者感知的影响。两种配方均使用夏栎（Quercus robur）橡子在相同的发酵条件下生产。在整个发酵过程中评估了理化、质地和颜色变化，并在发酵结束时进行消费者接受度和“刚好合适”（JAR）分析。使用主成分分析（PCA）和混合模型方差分析（ANOVA）评估配方和发酵时间的影响。PCA 显示配方之间存在明显分离。与 MKB 相比，MKS 显示出更高的水分和氯化钠含量，质地更软（可能反映了基质结构化的差异），以及更明显的颜色变化。虽然样品之间的总体喜好度没有显著差异（p > 0.05），但 JAR 分析表明 MKS 具有更优化的感官特征，在关键属性上“刚好合适”的回答比例更高。这些发现证明了使用橡子作为开发发酵调味品的底物的可行性，并强调发酵作为一种利用未充分利用森林资源的策略。因此，曲类型是橡子基味噌理化、结构和感官特性的主要决定因素，支持将曲选择作为设计发酵食品的配方策略。

引言
在过去十年中，发酵已经超越了其在食品保鲜中的传统角色，成为美食创新的重要驱动力（Peraza & Perron, 2022）。当代厨师、研究厨房和发酵实验室越来越多地使用微生物过程来生成独特的风味特征、创造独特的烹饪身份，并使食品系统与本地生物资源重新建立联系。在此背景下，发酵不仅是一种保鲜技术，也是开发食品产品和感官体验的创意工具（Evans & Lorimer, 2021; Redzepi & Zilber, 2018; Samson et al., 2025）。

在发酵食品中，味噌已成为最具适应性的烹饪创新平台之一。传统上通过发酵大豆、盐和曲菌生产，味噌结合了浓郁的鲜味、复杂的香气和卓越的配方灵活性（Allwood et al., 2021; Kusumoto et al., 2021）。味噌的生产依赖于曲菌的活性，曲菌是一种传统上通过在谷物或豆类上生长米曲霉（Aspergillus oryzae）而获得的固态发酵系统。在曲菌生产过程中，霉菌产生复杂的水解酶组，包括淀粉酶、蛋白酶和肽酶，这些酶随后驱动味噌发酵和成熟过程中发生的生化转化（Kusumoto et al., 2021; Zhu & Tramper, 2013）。这些酶活性不仅有助于释放可发酵糖和氨基酸，还有助于质地、颜色、风味和整体产品质量的发展。由于用于曲菌生产的底物组成既影响营养物质的可利用性又影响酶的产量，基于谷物和豆类的曲菌可能促进不同的发酵途径，并在最终产品中导致不同的理化特性和感官特征（Allwood et al., 2021; Kusumoto et al., 2021; Zhu et al., 2026）。在其他发酵调味品系统中也报告了曲菌制造条件、酶活性和风味发展之间的类似关系（Liang et al., 2025）。

除了作为发酵 starters 的作用外，曲菌是控制味噌生产过程中生化转化的关键技术因素。在曲菌培养过程中发展的酶活性，特别是蛋白水解和淀粉水解活性，有助于蛋白质和淀粉的水解，肽、氨基酸和可发酵糖的释放，以及随后理化、质地、颜色和风味属性的发展。因此，用于曲制备的底物差异可能导致不同的酶谱，从而影响发酵基质的理化和结构演变。以前的研究表明，曲菌底物和曲菌制造条件的差异会影响酶活性、理化特征、风味发展和最终发酵食品的质量（Bechman et al., 2012; Brito et al., 2026; Hong & Kim, 2020; Kusumoto et al., 2021; Liang et al., 2025; Tanaka & Gomi, 2021; Zhu & Tramper, 2013）。

虽然与日本饮食文化密切相关，但味噌发酵的基本原理可以应用于广泛的植物来源原材料，使味噌成为从未充分利用资源中生产调味品和调味成分的有吸引力模型。受这种多功能性的启发，最近的研究和烹饪实践已将味噌生产扩展到传统大豆配方之外，包括豌豆、兵豆、鹰嘴豆、鲁冰花和其他区域可用作物（Costa, 2018; Dank et al., 2021; Kothe et al., 2024; Santos et al., 2025）。这些研究证明了发酵在生成独特感官特征方面的潜力，同时有助于本地食品资源的利用。最近的工作也探索了基于谷物的味噌发酵，表明底物选择和米曲霉菌株可以显著影响发酵过程中的理化变化和风味相关化合物（Rodríguez Valerón et al., 2023; Valerón et al., 2023）。类似地，其他基于曲菌的发酵调味品已从谷物、豆类和植物来源副产品中开发，进一步说明了这些发酵系统的适应性及其在利用农业和森林资源方面的潜力（Asanuma et al., 2024）。然而，将橡子作为味噌发酵底物的应用，以及不同曲菌底物对产品特性的影响，记录仍然很少。

本研究中选择橡子和曲菌底物是受资源利用和发酵相关考虑所驱动的。橡子代表了一种丰富但未充分利用的森林资源，拥有悠久的人类食用历史，但其在发酵调味品系统中的应用仍未得到充分探索（García-Gómez et al., 2017; Zocchi et al., 2022）。同时，大麦和大豆是最常用的曲菌生产底物之一，且蛋白质和碳水化合物组成存在显著差异。大麦富含淀粉和碳水化合物，而大豆含有相当高水平的蛋白质。这些组成差异可能影响曲菌培养过程中的真菌生长和酶产量，从而在发酵期间导致不同的水解环境。基于谷物的曲菌通常与更高的淀粉酶活性相关，而基于豆类的曲菌可能提供更高的蛋白水解潜力，这最终会影响发酵过程中的底物转化、基质结构化、颜色发展和风味生成（Bechman et al., 2012; Brito et al., 2026; Hong & Kim, 2020; Kusumoto et al., 2021）。因此，比较大麦基和大豆基曲菌提供了一个机会，可以评估不同的酶环境如何影响橡子转化为发酵调味品，并有助于更好地理解曲菌组成在未充分利用资源衍生发酵食品中的作用。

栎属物种在人类历史中一直扮演着重要的生态、文化和饮食角色。分布在欧洲大片区域的橡树林，几个世纪以来提供了食物、材料和生态系统服务，而橡子在农业建立之前很久就是重要的营养来源，并在许多传统社会中农业建立后很久继续被食用（Eaton et al., 2016; García-Gómez et al., 2017）。橡子曾是欧洲、亚洲和北非许多地区的重要食物资源，在这些地区，它们被作为主食食用了数个世纪，并加工成面粉、面包和其他食品产品，直到逐渐从现代饮食中消失（Bainbridge, 2006）。

考古和历史证据表明，橡子消费在史前和古代地中海社区中很普遍，这种习俗的遗迹仍可在今天的区域食品传统中找到。尽管与人类食品系统有着长期的关系，但橡子已逐渐从当代西方饮食中消失，并主要作为食品原料未被充分利用（García-Gómez et al., 2017; Zocchi et al., 2022）。然而，最近的研究强调了其有前景的营养特征，特点是富含淀粉、不饱和脂肪酸、膳食纤维、酚类化合物和抗氧化活性，支持其作为新应用和可持续食品开发原料的潜力（Szab?owska & Tańska, 2024; Valero-Galván et al., 2026; Vinha et al., 2016）。

近年来，对生物多样性、本地食品系统和可持续美食日益增长的兴趣刺激了对野生和未充分利用可食用资源的重新评估。野生可食用植物越来越被认可，不仅因为其生态价值，还因为其潜在的能力，可以用与地方和文化遗产相连的独特成分、风味和叙事来丰富当代烹饪（Clemente-Villalba et al., 2023）。在此背景下，栎属物种代表了特别有吸引力的美食创新候选者，因为它们结合了历史相关性、本地可用性以及与区域景观的紧密联系。先前的工作证明了夏栎（Quercus robur）和比利牛斯栎（Quercus pyrenaica）作为开发发酵饮料底物的潜力，突出了其作为开发源自野生可食用资源的发酵食品原料的适用性（Estrada et al., 2023）。

尽管橡子最近因烹饪潜力及其在利用本地森林资源中的作用引起了厨师和食品研究人员的重新关注，但其在发酵调味品系统中的应用仍未得到充分探索。特别是，对于不同的曲菌底物如何影响发酵过程以及由此产生的橡子基味噌的理化、结构和感官特征，知之甚少。考虑到对基于地方的发酵以及反映本地景观和烹饪传统的食品日益增长的兴趣，使用橡子生产味噌提供了一种将祖先食物资源融入当代发酵实践的方法，同时有助于区域食品遗产和未充分利用森林资源的利用。

因此，本研究的目的是开发使用夏栎（Quercus robur）生产、基于大麦曲（MKB）或大豆曲（MKS）的橡子基味噌配方，并评估曲类型对它们在 35 天发酵期间的理化演变、质地、颜色以及消费者对最终产品感知的影响。通过探索未充分利用森林资源在味噌发酵框架中的应用，这项工作有助于利用基于地方的发酵成分，将美食创新与本地生物多样性和食品遗产联系起来。

章节片段
原料与预处理
夏栎（Quercus robur）橡子于 2021 年 9 月至 10 月在西班牙 Hondarribia（Jaizkibel；43°22′09.5″N, 1°49′10.1″W）采集。运输到实验室后，样品存储在 -18 °C 直至进一步处理。使用前，橡子在 4 °C 下解冻 24 小时并手工去皮。为了减少单宁含量，果仁在室温下浸泡在水中 24 小时，随后进行 successive washing steps 直到冲洗水变清。

主成分分析 (PCA)
进行主成分分析 (PCA) 以探索理化性质和仪器变量之间的多变量关系，并可视化样品之间的总体差异（图 1）。前两个主成分解释了总方差的 84.4%，其中 PC1 占 69.3%，PC2 占 15.2%。在 PC1 上观察到 MKB 和 MKS 样品之间存在明显分离，表明这些配方不代表单一产品的变化，而是

讨论
本研究最显著的发现是，两种在相同发酵条件下生产但使用不同传统曲菌生产底物（大麦和大豆）的橡子基味噌配方，演变为明显分化的理化和结构系统。由于所有加工条件、发酵时间、加盐量和橡子含量都相同，观察到的差异可主要归因于曲菌类型赋予的特性。

结论
本研究证明了使用夏栎（Quercus robur）生产橡子基味噌的可行性，并强调了曲菌类型对发酵过程中产品发展的影响。尽管加工条件相同，但大麦曲（MKB）和大豆曲（MKS）配方演变为明显分化的系统，在理化性质、质地、颜色和感官特征上表现出显著差异。多变量和单变量分析一致表明，曲菌

CRediT 作者贡献声明
O. Estrada Korta：写作 – 回顾与编辑，写作 – 初稿，可视化，监督，资源，项目管理，方法论，调查，资金获取，形式分析，数据整理，概念化。B. del Noval：方法论，调查，概念化。G. Ortega：调查，数据整理。L. Vázquez-Araújo：写作 – 回顾与编辑，方法论。

关于手稿准备过程中生成式 AI 和 AI 辅助技术的声明
在准备这项工作期间，作者使用了 ChatGPT Enterprise (OpenAI) 来协助生成数据可视化，并使用 Microsoft Copilot 来支持语言编辑和手稿准备。

作者根据需要审查和编辑了所有生成的内容，依据原始数据集验证了图表的准确性，并对已发表文章的内容承担全部责任。
资助
本研究由巴斯克政府（巴斯克政府经济发展、可持续性与环境部）资助。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何已知的竞争性财务利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文报告的工作。
O. Estrada Korta|B. del Noval|G. Ortega|L. Vázquez-Araújo
GOe 技术中心，美食技术中心，巴斯克烹饪中心，多诺斯蒂亚-圣塞巴斯蒂安，西班牙