低鹽高效發(fā)酵豆豉新工藝研究

譚薇 李盤欣 杜江源 黃亞男 馬向東

摘要：為了縮短豆豉的發(fā)酵時(shí)間，降低豆豉含鹽量，避免有毒真菌的污染，對(duì)豆豉低鹽高效發(fā)酵工藝進(jìn)行了研究。以淋出醬油中氨基酸含量為指標(biāo)，確定了豆豉醅發(fā)酵原料配比為黃豆15 g∶麩皮6 g;豆豉曲制作過程中，米曲霉種曲的接種量為5%～10%，培養(yǎng)時(shí)間36 h;豆豉發(fā)酵過程中，最佳含鹽量為7.5%，最佳溫度50 ℃，發(fā)酵時(shí)間為7 d。該工藝雜菌污染少、發(fā)酵周期短、產(chǎn)品質(zhì)量高，并且最終的成品營(yíng)養(yǎng)豐富，氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到0.83 g/100 g。

關(guān)鍵詞：米曲霉（Aspergillus oryzae）;高溫發(fā)酵;豆豉;低鹽

中圖分類號(hào)：TS214.2 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ?文章編號(hào)：0439-8114（2015）02-0421-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.041

New Technology of Producing Fermented Bean with Low Salt Content

and High Efficiency

TAN Wei1，LI Pan-xin2，DU Jiang-yuan1，HUANG Ya-nan2，MA Xiang-dong1

（1. College of Life Science， Hubei University/Hubei Collaborative Innovation Center for Green Transformation of Bio-Resources，Wuhan 430062，China;2. Nanjiecun （Group） Co.，Ltd of Henan Province，Linying 462600， Henan，China ）

Abstract： In order to shorten the fermentation time and reduce the salt content of fermented bean and avoid the pollution of toxic fungi， the process of producing fermented bean with low-salt and high-efficiency was studied. The amino acid content in soy sauce was used as standard， the optimal proportion of raw material of fermentation were 15 g soybeans and 6 g brans. The inoculation amount of aspergillus oryzae was 5%-10%. The temperature of fermented bean koji-making was 30℃ and the time was 36 hours. The optimal content of salt during fermentation was 7.5%. The optimal temperature was 50 ℃. The fermentation time was 7 days. When the pollution of toxic fungi was controlled， the fermentation period was short and the quality of the products was high. The final product contained rich nutrition with the content of amino acid nitrogen of 0.83 g/（100 g）.

Key words： ?Aspergillus oryzae;high-temperature ?fermentation;fermented bean;low salt

豆豉是日常生活中較受歡迎的調(diào)味品之一。早在公元前2世紀(jì)，我國(guó)已經(jīng)開始生產(chǎn)豆豉[1]，西漢初年豆豉已很普遍。豆豉是一種具有極高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和醫(yī)療價(jià)值的自然發(fā)酵產(chǎn)品[2]，含有豐富的蛋白質(zhì)、糖類，以及VB1、VB2、VE等[3]，同時(shí)含有多種保健成分，如大豆蛋白、大豆多肽、卵磷脂、溶栓酶、大豆異黃酮等[4，5]，而且具有解毒、除煩、宣郁的功效，多吃豆豉還可以預(yù)防老年癡呆癥、骨質(zhì)疏松癥、高血壓、糖尿病等老年多發(fā)病[6]。

豆豉的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝是利用毛霉、曲霉和細(xì)菌蛋白酶的作用，分解大豆蛋白質(zhì)達(dá)到一定程度時(shí)，即以加鹽、加酒和干燥等方法抑制酶的活性，延緩發(fā)酵進(jìn)程，讓黃豆的一部分蛋白質(zhì)和分解產(chǎn)物在特定條件下保存下來，形成具有特殊風(fēng)味的發(fā)酵食品[7]。傳統(tǒng)豆豉是以家庭作坊式為主，制曲采用自然開放式，微生物來源于空氣、水及使用的工具等，是一種多菌種混合發(fā)酵，會(huì)帶有很多雜菌，有可能污染產(chǎn)毒微生物如黃曲霉等。這種發(fā)酵受季節(jié)、區(qū)域影響，且發(fā)酵周期較長(zhǎng)，菌種、接種量、溫度等的不同，都會(huì)造成豆豉外觀、硬度和顏色等感官品質(zhì)的不同，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定，不適合工業(yè)化生產(chǎn)，影響了豆豉的發(fā)展[8-10]。根據(jù)我國(guó)對(duì)豆豉的消費(fèi)量，現(xiàn)在迫切需要對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，滿足人們對(duì)高質(zhì)量、無污染豆豉的需要。

1 ?材料與方法

1.1 ?試驗(yàn)材料

1.1.1 ?菌種 ?米曲霉（Aspergillus oryzae）：滬釀3.042米曲霉

1.1.2 ?培養(yǎng)基 ?米曲霉試管斜面培養(yǎng)基：豆芽汁培養(yǎng)基[11]，制作斜面培養(yǎng)基，用于菌株的保存;米曲霉三角瓶擴(kuò)培培養(yǎng)基：麩皮和面粉按照80 g∶20 g的比例，再加入80～90 mL的清水混合均勻，每個(gè)三角瓶中裝15 g培養(yǎng)基，約1 cm厚，121 ℃滅菌30 min。

1.2 ?試驗(yàn)方法

1.2.1 ?豆豉的生產(chǎn)工藝流程 ?黃豆→挑選→浸泡→蒸煮→冷卻→接種→制曲→翻曲→加鹽水前發(fā)酵→淋油→低鹽→固體豆豉。

1.2.2 ?種曲的制作 ?種曲制曲流程參照繆杰等[12]在多菌種發(fā)酵產(chǎn)生多味豆豉研究中的米曲霉制曲步驟。

1.2.3 ?原料的處理 ?參照吳擁軍等[13]通過單因素和正交試驗(yàn)確定浸泡條件：泡豆水pH 8.0;泡豆水溫37 ℃;豆量（g）∶水量（mL）為1∶4;泡豆時(shí)長(zhǎng)10 h，即泡至豆粒90%膨脹無皺紋（含水量46%～50%）。然后取浸泡后的黃豆與麩皮混合，加入80～90 mL清水混勻，用四層紗布包好，121 ℃滅菌30 min即為熟料。加入的麩皮除了提供營(yíng)養(yǎng)之外，還起到了分散黃豆、疏松透氣的作用。

1.2.4 ?豆豉曲的制作 ?在上述滅菌后的豆豉發(fā)酵培養(yǎng)基中接種適量種曲（接種量為熟料質(zhì)量的5%～10%），放入30 ℃恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)。約12～17 h后翻曲一次，4～5 h后進(jìn)行第二次翻曲，出現(xiàn)黃綠色孢子即可。

1.2.5 ?前發(fā)酵 ?每100 g豆豉曲加入80～100 mL的鹽水，50 ℃恒溫發(fā)酵。黃豆表面出現(xiàn)黑褐色即發(fā)酵成熟，豆豉醅制作完成。

1.2.6 ?淋油 ?取發(fā)酵成熟的豆豉醅200 g加入80～90 ℃的水200 mL，保溫2 h，用四層紗布過濾得醬油，剩余固體不可擠壓，要保持原型，取走醬油后的固體即為淋油豆豉。

1.2.7 ?理化指標(biāo)測(cè)定 ?以淋出醬油中的氨基酸含量為指標(biāo)確定豆豉發(fā)酵工藝的最佳條件。測(cè)定方法為酸堿測(cè)定法。

1.2.8 ?豆豉的感官評(píng)定指標(biāo) ?從色澤、豉香、醬香等方面對(duì)發(fā)酵豆豉進(jìn)行感官評(píng)定[14]。

2 ? 結(jié)果與分析

2.1 ?豆豉醅發(fā)酵時(shí)間的確定

將含鹽量控制在7.5%，發(fā)酵溫度控制在50 ℃，在不同發(fā)酵時(shí)間下進(jìn)行豆豉醅的發(fā)酵，在豆豉醅發(fā)酵結(jié)束后測(cè)定淋出醬油中氨基酸的含量（圖1）。為了確定豆豉醅發(fā)酵的最佳時(shí)間，本研究在豆豉醅發(fā)酵過程中，對(duì)第1～19天感官指標(biāo)進(jìn)行了詳細(xì)記錄，在發(fā)酵第7天時(shí)色澤、醬香均已達(dá)到較好水平，第7～11天只是顏色有微略變化，第12天后就開始出現(xiàn)苦味。由圖1也可以看出豆豉醅在發(fā)酵第7天時(shí)氨基酸含量也最高，所以豆豉醅的最佳發(fā)酵時(shí)間可以確定為7 d。

2.2 ?豆豉原料最佳配比的確定

分別按不同比例混合黃豆和麩皮原料，將含鹽量控制在7.5%，發(fā)酵溫度控制在50 ℃發(fā)酵7 d，測(cè)定淋出醬油中氨基酸的含量（圖2）。由圖2可知，黃豆∶麩皮為150∶60時(shí)氨基酸含量最高。同時(shí)也做了感官現(xiàn)象記錄，在這一比例下的豆豉口感好，顏色黑亮，醬香味足。若比例太低，則出現(xiàn)醬香的時(shí)間較晚，而且發(fā)生美拉德反應(yīng)的時(shí)間也較長(zhǎng)。綜合確定最佳原料配比是黃豆∶麩皮為150∶60。

2.3 ?最佳制曲時(shí)間的確定

采用米曲霉種曲5%～10%的接種量，在30 ℃條件下按不同時(shí)間制曲，測(cè)定淋出醬油中氨基酸含量（圖3）。在第7天發(fā)酵達(dá)到最佳時(shí)，制曲發(fā)酵36 h和48 h的豆豉的色香味較好，綜合圖3可知，36 h時(shí)氨基酸含量已經(jīng)達(dá)到較大值，48 h達(dá)到最大，考慮到制曲時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)增加染菌的機(jī)率，增加能量，消耗和降低了設(shè)備的利用率，故最佳制曲時(shí)間為36 h。

2.4 ?最佳含鹽量的確定

在設(shè)置不同的含鹽量而發(fā)酵溫度和時(shí)間一致的情況下進(jìn)行豆豉醅的發(fā)酵，在豆豉醅發(fā)酵結(jié)束后測(cè)定淋出醬油中氨基酸的含量（圖4）。由圖4可知，氨基酸含量隨著鹽濃度的上升而上升，這可能是由于在低含鹽量下，隨著鹽濃度的提高，豆豉醅中各種酶的活性得到一定的激活，所以使得豆豉醅發(fā)酵后其中的游離氨基酸含量升高，當(dāng)升到一定程度后，氨基酸含量又開始隨著含鹽量上升而下降。另外，根據(jù)感官記錄顯示，鹽度過低醬香不足，過高色澤有影響而且略有苦味，在7.5%含鹽量下發(fā)酵其色澤、醬香均較好。而且一定量食鹽可抑制不耐鹽的有害微生物的生長(zhǎng)，增強(qiáng)豆豉的風(fēng)味，但加鹽過多不但抑制有益微生物的生長(zhǎng)，影響豆豉的感官品質(zhì)，并且豆豉含鹽量過高也不利于身體健康。綜合各因素確定最佳含鹽量為7.5%。

2.5 ?發(fā)酵溫度的確定

在40、45、50 ℃溫度條件下進(jìn)行豆豉醅的發(fā)酵試驗(yàn)，分別于第3天、第5天、第7天用堿滴定法測(cè)定豆豉醅中氨基酸的含量（圖5）。由圖5可知，氨基酸含量隨溫度的升高而逐漸下降，這大概是由于溫度升高時(shí)酶活性受到一定影響，導(dǎo)致豆豉醅發(fā)酵后其中游離氨基酸含量降低。但考慮到50 ℃發(fā)酵時(shí)雜菌污染的機(jī)率大大減小，因?yàn)榇蟛糠值募?xì)菌在這一溫度下難以正常生長(zhǎng)，而且在這一溫度下豆豉色澤均一，醬香味濃，所以選擇50 ℃作為豆豉醅的發(fā)酵溫度。

3 ?小結(jié)與討論

通過本研究的工藝優(yōu)化，取得了如下工藝參數(shù)：豆豉醅發(fā)酵原料配比為黃豆150 g∶麩皮60 g;制豆豉曲時(shí)，最適接種量為5%～10%，最適制曲時(shí)間為36 h。米曲霉豆豉發(fā)酵的溫度為50 ℃，發(fā)酵時(shí)間為7 d，最佳含鹽量為7.5%。最終的成品營(yíng)養(yǎng)豐富，氨基酸態(tài)氮含量達(dá)到0.83 g/100 g，適合進(jìn)一步加工成以豆豉為中心的產(chǎn)品。

從本研究發(fā)酵工藝中優(yōu)化的各個(gè)因素的測(cè)定結(jié)果來看，發(fā)酵原料配比對(duì)氨基酸含量的影響不大;豆豉曲制作時(shí)間、豆豉醅發(fā)酵時(shí)間對(duì)氨基酸含量有較大影響;而含鹽量過高過低都對(duì)氨基酸含量有一定的影響。該工藝的主要特點(diǎn)是發(fā)酵時(shí)間短，傳統(tǒng)工藝一般需要6個(gè)月左右，本工藝只需要一周的時(shí)間，其主要是因?yàn)椋旱谝?，原料?jīng)過高溫高壓處理，充分變性，在豆豉醅的制作過程中，米曲霉能快速高效進(jìn)入黃豆原料，蛋白酶能夠在黃豆中均勻分布;第二，充分利用了蛋白酶的最適作用溫度為50 ℃左右的特點(diǎn)，將豆豉發(fā)酵溫度控制在50 ℃左右，使蛋白酶快速分解蛋白質(zhì)，從而達(dá)到了縮短發(fā)酵時(shí)間的目的。在50 ℃的條件下，有利于黑色素的生成，提高豆豉的感官評(píng)價(jià)。在50 ℃發(fā)酵，雖然消耗了一定的能量，但可以節(jié)約大量的時(shí)間，同時(shí)可以周年生產(chǎn)，為傳統(tǒng)豆豉的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。本工藝采用人工純培養(yǎng)米曲霉為菌種以及高溫快速發(fā)酵等工藝，這不僅縮短了發(fā)酵所需的時(shí)間，而且還極大地降低了雜菌污染的幾率，特別是黃曲霉的污染，為傳統(tǒng)豆豉的工業(yè)化生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王彥杰，蘇慶輝，李志江，等.豆豉發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化及品質(zhì)分析[J].食品與機(jī)械，2006，22（6）：130-132.

[2] 石彥國(guó).大豆制品工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1993.

[3] 穆慧玲，李里特.豆豉的保健功能及開發(fā)價(jià)值[J].農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊），2008（11）：30-32.

[4] 李里特.中外大豆食品研發(fā)的觀念取向[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2006（7）：4-6.

[5] 龐慶芳，張炳文，孫愛東.中國(guó)傳統(tǒng)大豆發(fā)酵食品——豆豉功能成分的研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā)，2006，27（2）：185-187.

[6] 黃 ?欣，鄧放明.豆豉的研究進(jìn)展[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2006，18（11）：20-22.

[7] 劉國(guó)信.米曲霉發(fā)酵法制作豆豉新工藝[J].農(nóng)村新技術(shù)，2009（10）：49-50.

[8] 王報(bào)貴，董素琴，許恒毅，等.豆豉中發(fā)酵菌株的分離與鑒定[J].Chinese Journal of Microecology，2012（12）：1060-1063.

[9] MATSUMOTO I，AKIMOTO T，IMAI S.Effect of temperature and inoculum size on natto′s appearance，number of B.natto，temperature， hardness and color tone during fermentation[J]. Nippon Shokuhin Kogyo Gakkaishi，1993，40（1）：75-82.

[10] WEI Q，WOLF-HALL C，CHANG K C. Natto characteristics as affected by steaming time，bacillus strain，and fermentation time[J]. Journal of Food Science，2001，66（1）：167-172.

[11] 沈 ?萍，陳向東.微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].北京：高等教育出版社，2010.

[12] 繆 ?杰，馬惠香.采用多菌種發(fā)酵生產(chǎn)多味豆豉的技術(shù)[J]. China Brewing，2005（4）：44-46.

[13] 吳擁軍，賈東旭，王嘉福，等.豆豉芽孢桿菌前發(fā)酵條件初探與酶活力測(cè)定[J].食品工業(yè)科技，2010（9）：191-194.

[14] 賈東旭，吳擁軍，李耀中，等.細(xì)菌型豆豉發(fā)酵芽孢桿菌的篩選與鑒定[J]. 食品科學(xué)，2009，30（5）：217-221.