三種發(fā)酵方式制備黃豆醬的品質(zhì)比較

解殿偉，袁秋萍

(1.浙江特殊教育職業(yè)學(xué)院，杭州 310023；2.浙江科技學(xué)院 生物與化學(xué)工程學(xué)院，杭州 310023；3.浙江省農(nóng)產(chǎn)品化學(xué)與生物加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310023；4.浙江省農(nóng)業(yè)生物資源生化制造協(xié)同創(chuàng)新中心，杭州 310023)

黃豆醬又稱大豆醬、豆醬、黃醬，是一種以大豆為原料經(jīng)發(fā)酵而成的半固體粘稠狀發(fā)酵醬[1]。其富含多種氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和維生素，在調(diào)味品領(lǐng)域具有重要作用。目前黃豆醬發(fā)酵主要以自然發(fā)酵方式、低鹽發(fā)酵方式與復(fù)合發(fā)酵方式為主[2]。自然發(fā)酵方式制備的黃豆醬主要是在多種微生物作用下經(jīng)歷成分降解、風(fēng)味物質(zhì)形成、產(chǎn)物再平衡3個(gè)階段，自然接種，發(fā)酵周期長，風(fēng)味醇厚[3]；低鹽發(fā)酵方式主要是人工接種單一菌種制曲，降低食鹽添加量，其發(fā)酵周期較短，風(fēng)味不夠醇厚[4]；復(fù)合發(fā)酵方式采用人工加曲與自然發(fā)酵結(jié)合，該種方法制備的黃豆醬風(fēng)味醇厚，發(fā)酵周期短[5]。3種發(fā)酵方式各有利弊，探尋一種合理的發(fā)酵方式成為黃豆醬生產(chǎn)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

大豆通稱黃豆，在我國種植面積較廣，主要集中在東北平原、黃淮平原、長江三角洲和江漢平原，價(jià)格低廉，富含蛋白質(zhì)[6]。本文以東北平原生產(chǎn)的黑農(nóng)48大豆為原料，采用自然發(fā)酵方式、低鹽發(fā)酵方式與復(fù)合發(fā)酵方式制備黃豆醬，對(duì)比分析黃豆醬成品中氨基酸態(tài)氮、色澤、總氮、可溶性氮、揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)等指標(biāo)，以及生醬及烹飪加工后熟醬的感官性狀的差異，為相關(guān)研究提供了模式參考，為黃豆醬生產(chǎn)工藝優(yōu)化提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

許氏大醬：購于黑龍江省許氏食品有限公司；黑農(nóng)48大豆、色拉油、食鹽、面粉等：購于浙江省杭州市沃爾瑪購物廣場(chǎng)(黃龍店)；滬釀 3.042米曲霉：購于浙江省微生物研究所；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.1.2 儀器

BKQP-50高壓滅菌鍋 山東博科科學(xué)儀器有限公司；FA1004B電子天平 上海精密儀器儀表有限公司；HunterLab色差儀 上海貝夫化工科技有限公司；GCMS-QP2010氣質(zhì)聯(lián)用儀 島津企業(yè)管理(中國)有限公司；WH420/620恒溫加熱磁力攪拌器 北京桑翌實(shí)驗(yàn)儀器研究所；5427R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 艾本德(中國)有限公司；SW-CJ-1BU超凈化工作臺(tái) 上海百典儀器設(shè)備有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 黃豆醬制備工藝1.2.1.1 自然發(fā)酵方式

購買樣品許氏大醬，該樣品采用自然發(fā)酵方式，其制備工藝主要包括浸泡、蒸煮、制醬胚、自然接種、晾曬、水洗、下醬缸、曬醬等，其方法與傳統(tǒng)農(nóng)家生產(chǎn)黃豆醬方法基本相同，發(fā)酵周期約為100 d。

1.2.1.2 低鹽發(fā)酵方式

參照張輝[7]、張菁[8]的方法。首先制曲，將大豆浸泡24 h，瀝干水分放入高壓滅菌鍋蒸煮1 h，然后瀝干水分，拌入面粉(黃豆與面粉的比例為9∶1)，冷卻至30 ℃時(shí)，接入米曲霉種曲，混合均勻，放入恒溫培養(yǎng)箱30 ℃堆積培養(yǎng)18 h，翻曲后平鋪培養(yǎng)25 h，成曲；然后將制成的曲與100%質(zhì)量的鹽水(濃度12%)放入發(fā)酵罐，在40～42 ℃發(fā)酵10 d，調(diào)低溫度至30～32 ℃繼續(xù)發(fā)酵20 d，制得黃豆醬。

1.2.1.3 復(fù)合發(fā)酵方式

參照高雅文等的方法。制曲方法同低鹽發(fā)酵方式，將制成的曲與100%質(zhì)量的鹽水(濃度18%)放入醬缸，每2 d自然曬醬50 min，并打耙5 min，常溫發(fā)酵45 d，制得黃豆醬。

1.2.2 理化指標(biāo)測(cè)定

參考康蕾[9]的方法，采用甲醛滴定法檢測(cè)氨基酸態(tài)氮；參考朱楠楠[10]的方法，依據(jù)GB/T 5009.5-2010的規(guī)定檢測(cè)總氮；依據(jù)GB/T 24399-2009的規(guī)定檢測(cè)可溶性氮。

1.2.3 色澤測(cè)定

參考徐晗等[11]的方法，采用色差儀測(cè)定L*、a*、b*值。

1.2.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

參考喬鑫[12]的方法，采用固相微萃取與氣質(zhì)聯(lián)用方法進(jìn)行測(cè)定。固相微萃取條件：將15 g樣品加入去離子水15 g、1.5 g NaCl，恒溫水浴攪拌15 min，經(jīng)萃取頭吸附20 min，解吸20 min；GC條件：采用程序升溫，上升溫度250 ℃，速率6 ℃/min，載氣為N2；MS條件：接口溫度210 ℃，離子源溫度190 ℃，電子掃描范圍28～430 m/z。將樣品揮發(fā)性化合物的圖譜經(jīng)計(jì)算機(jī)分析匹配，相對(duì)百分比含量用面積歸一法計(jì)算。

1.2.5 感官評(píng)價(jià)

分別對(duì)3種方法制備的黃豆醬進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，選取10位(男女各5人)年齡在20～25歲之間具有食品專業(yè)背景的人員組成，經(jīng)過針對(duì)本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的培訓(xùn)，對(duì)未加熱制熟黃豆生醬和烹飪成熟后的黃豆醬進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[13]。烹飪成熟后感官評(píng)價(jià)是將3種方法制備的黃豆醬放入其質(zhì)量0.5倍的色拉油中，加熱至160 ℃，繼續(xù)攪拌加熱5 min，拌入煮熟面條進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[14]，具體評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 黃豆醬感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 The sensory evaluation standard table of soybean paste

1.3 數(shù)據(jù)分析

樣品平行測(cè)定3次，使用Excel 2010 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵方式對(duì)黃豆醬氨基酸態(tài)氮的影響

圖1 黃豆醬氨基酸態(tài)氮含量Fig.1 Amino acid nitrogen content of soybean paste

氨基酸態(tài)氮在黃豆醬的發(fā)酵過程中參與合成醇類等風(fēng)味物質(zhì)，也是鮮味的主要呈味物質(zhì)，是發(fā)酵型黃豆醬的主要品質(zhì)指標(biāo)[15]。根據(jù)國標(biāo)GB/T 24399-2009的規(guī)定，黃豆醬中氨基酸態(tài)氮含量應(yīng)滿足≥0.50 g/100 g，由圖1可知，3種發(fā)酵方式制備的黃豆醬氨基酸態(tài)氮含量均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。氨基酸態(tài)氮含量主要受黃豆醬發(fā)酵過程中蛋白質(zhì)酶解程度的影響，自然發(fā)酵方式制備的黃豆醬種曲源于自然，發(fā)酵時(shí)間最長，其蛋白質(zhì)酶解產(chǎn)物氨基酸態(tài)氮含量最高；復(fù)合發(fā)酵方式通過人工添加種曲與自然發(fā)酵相結(jié)合的方式，能有效地提高酶活性，蛋白質(zhì)酶解程度較好，其氨基酸態(tài)氮含量與自然發(fā)酵方式制備的黃豆醬氨基酸態(tài)氮含量差異性不顯著；低鹽發(fā)酵方式通過人工添加曲種，能有效地控制酶活性，但因受發(fā)酵溫度與發(fā)酵時(shí)間的影響，氨基酸態(tài)氮含量最低。

2.2 不同發(fā)酵方式對(duì)總氮、可溶性氮含量的影響

表2 黃豆醬總氮、可溶性氮含量檢測(cè)結(jié)果Table 2 Test results of total nitrogen content and soluble nitrogen content of soybean paste

衡量蛋白質(zhì)利用率的重要指標(biāo)通過黃豆醬中的總氮含量來體現(xiàn)，可溶性氮主要包括可溶性蛋白質(zhì)、肽和氨基酸，其含量主要表現(xiàn)為黃豆醬被人體消化吸收利用程度，其含量多少直接影響黃豆醬的品質(zhì)[16]。由表2可知，3種發(fā)酵方式制備的黃豆醬，自然發(fā)酵方式總氮含量最高，達(dá)到0.91 g/100 g，其次為復(fù)合發(fā)酵方式，最低的為低鹽發(fā)酵方式，不同發(fā)酵方式對(duì)黃豆醬總氮含量影響差異顯著(p<0.05)；自然發(fā)酵方式制備的黃豆醬可溶性氮含量最高，其含量與復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬可溶性氮含量差異不顯著(p>0.05)，低鹽發(fā)酵方式制備的黃豆醬可溶性氮含量最低。綜上分析，自然發(fā)酵制備的黃豆醬蛋白質(zhì)利用率最高，被人體消化利用程度較好，其次為復(fù)合發(fā)酵方式、低鹽發(fā)酵方式。

2.3 不同發(fā)酵方式對(duì)黃豆醬色澤的影響

表3 黃豆醬色澤檢測(cè)結(jié)果Table 3 Test results of color of soybean paste

黃豆醬的色澤主要受發(fā)酵過程中酶促褐變反應(yīng)和非酶褐變的影響，大豆蛋白酶分解成肽與氨基酸，在空氣中的氧氣以及酶的作用下經(jīng)過氧化等系列反應(yīng)，形成棕色[17]。由表3可知，復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬L*值最高，其次為自然發(fā)酵、低鹽發(fā)酵，即復(fù)合發(fā)酵制備的黃豆醬亮度最佳；低鹽發(fā)酵方式制備的黃豆醬a*值最低，b*值最高，即紅色度最低，黃色度最高，自然發(fā)酵優(yōu)于低鹽發(fā)酵，復(fù)合發(fā)酵最佳。大豆醬在自然發(fā)酵過程中，蛋白質(zhì)變性，種曲添加、發(fā)酵時(shí)間及發(fā)酵溫度直接影響蛋白質(zhì)變性程度，發(fā)酵時(shí)間過短不利于酶促褐變反應(yīng)的發(fā)生，影響色素產(chǎn)生，導(dǎo)致成品色澤不佳?？傮w分析，復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬色澤最佳，其次為自然發(fā)酵、低鹽發(fā)酵。

2.4 不同發(fā)酵方式對(duì)黃豆醬揮發(fā)性風(fēng)味成分的影響

表4 黃豆醬揮發(fā)性風(fēng)味成分檢測(cè)結(jié)果Table 4 Test results of volatile flavor components of soybean paste

注：“-”表示未檢測(cè)出。

黃豆醬在發(fā)酵過程中，其原料本身具有的風(fēng)味物質(zhì)、微生物代謝產(chǎn)物以及發(fā)酵過程中的反應(yīng)生成物[18]，其中大分子蛋白質(zhì)以及淀粉等被曲種中的酶水解成氨基酸等小分子物質(zhì)，利用酵母菌和乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生醇類物質(zhì)和酸類物質(zhì)，合成酯類風(fēng)味物質(zhì)[19]。米曲霉分泌的酶類能夠?qū)⒃现械牡鞍踪|(zhì)分解為氨基酸，將碳水化合物分解為糖類物質(zhì)，酵母菌和乳酸菌將糖分解成乙酸、乳酸等產(chǎn)物[20]；各種醇類、乳酸和乙酸結(jié)合成乳酸乙酯和乙酸乙酯等呈香味物質(zhì)[21]。3種發(fā)酵方式制備的黃豆醬受曲種添加、發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度等的影響，導(dǎo)致?lián)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的差異。由表4可知，共檢測(cè)出27種風(fēng)味物質(zhì)，其中醇類物質(zhì)6種，醛類物質(zhì)5種，酸類物質(zhì)6種，酮類物質(zhì)3種，酯類物質(zhì)3種，酚類物質(zhì)2種，雜環(huán)類2種。

醇類物質(zhì)主要是氨基酸代謝的產(chǎn)物，對(duì)黃豆醬揮發(fā)性成分影響較大。3種發(fā)酵方式制備的黃豆醬均含醇類，其中自然發(fā)酵方式與復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬含有4種醇類物質(zhì)，低鹽發(fā)酵方式含有全部6種，含有另外兩種發(fā)酵方式未檢測(cè)到的乙醇和3-辛醇，這兩種醇類主要呈現(xiàn)酒香和苦味，隨著發(fā)酵時(shí)間延長，兩種醇類物質(zhì)被分解；酸類化合物對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味影響較小，受發(fā)酵時(shí)間影響，時(shí)間越長，酸類物質(zhì)含量相對(duì)較低，自然發(fā)酵方式制備的黃豆醬酸類化合物少于復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬，低鹽發(fā)酵方式制備的黃豆醬酸類化合物含量最高。脂質(zhì)氧化產(chǎn)物醛類和酮類能產(chǎn)生令人愉悅的氣味，主要豐富黃豆醬滋味的醇厚度；黃豆醬中的酯類物質(zhì)主要增加其回味感。

綜合分析，自然發(fā)酵方式與復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬含有有利揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類最多，風(fēng)味效果優(yōu)，低鹽發(fā)酵方式相對(duì)較差。

2.5 不同發(fā)酵方式對(duì)黃豆醬感官評(píng)價(jià)的影響

黃豆醬感官分析選取色澤、體態(tài)、氣味和滋味4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別評(píng)定生醬感官指標(biāo)與熟醬感官指標(biāo)，具體結(jié)果見圖2和圖3。

圖2 生醬感官評(píng)定結(jié)果Fig.2 Sensory evaluation results of raw sauce

圖3 熟醬感官評(píng)定結(jié)果Fig.3 Sensory evaluation results of cooked sauce

黃豆醬滋味主要為其鮮味與咸味，以及其他復(fù)合味道，氯化鈉含量直接影響其咸度，發(fā)酵過程中氨基酸和呈味核苷酸等風(fēng)味物質(zhì)協(xié)同作用，增加黃豆醬香味，在加熱過程中，受油脂影響，其滋味醇厚度會(huì)增加[22]。由圖2和圖3可知，生醬與熟醬的滋味評(píng)分結(jié)果：復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬最佳，其次為自然發(fā)酵方式，兩者差異性不顯著，低鹽發(fā)酵方式制備的評(píng)分最差，結(jié)果與黃豆醬氨基酸態(tài)氮含量分析一致。復(fù)合發(fā)酵法通過人工添加種曲，并采用自然溫度為發(fā)酵環(huán)境，既能控制發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵效果的影響，又能有效地控制菌落發(fā)酵過程，黃豆醬色澤主要受發(fā)酵效果和發(fā)酵時(shí)間的影響；低鹽發(fā)酵方式發(fā)酵時(shí)間最短，發(fā)酵程度較弱，不利于色澤自然形成，復(fù)合發(fā)酵方式色澤最佳，其次為自然發(fā)酵，這一結(jié)果與黃豆醬色澤分析一致；有研究表明發(fā)酵過程中菌落種類及發(fā)酵時(shí)間直接影響黃豆醬蛋白質(zhì)酶活性，延長發(fā)酵時(shí)間，有利于微生物產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì)[23]。自然發(fā)酵方式自然接種，發(fā)酵時(shí)間最長，其風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)豐富，生醬氣味優(yōu)于低鹽發(fā)酵方式，加熱后的熟醬受油脂作用影響，氣味評(píng)分與復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬相近，低鹽發(fā)酵方式因發(fā)酵時(shí)間最短，不利于風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，生醬與熟醬評(píng)分最差，這一結(jié)果與黃豆醬揮發(fā)性風(fēng)味成分分析一致；體態(tài)主要受含水量及發(fā)酵效果的影響，3種發(fā)酵方式制備的生醬和加熱成熟醬評(píng)分相差較小，復(fù)合發(fā)酵方式優(yōu)于自然發(fā)酵方式和低鹽發(fā)酵方式。

3 結(jié)果與討論

本研究對(duì)3種發(fā)酵方式制備的黃豆醬品質(zhì)進(jìn)行比較分析，結(jié)果表明：(1)3種發(fā)酵方式制備的黃豆醬氨基酸態(tài)氮含量均達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，均具有良好的感官性狀，易于消化吸收，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類豐富，品質(zhì)佳；(2)自然發(fā)酵方式與復(fù)合發(fā)酵方式制備的黃豆醬在氨基酸態(tài)氮含量、總氮含量、可溶性氮含量以及揮發(fā)性風(fēng)味成分含量差異不顯著(p>0.05)，低鹽發(fā)酵方式相對(duì)差異顯著；(3)自然發(fā)酵方式自然添加曲種，發(fā)酵時(shí)間最長，風(fēng)味物質(zhì)豐富，除生醬色澤弱于復(fù)合發(fā)酵方式，其他指標(biāo)均優(yōu)。復(fù)合發(fā)酵方式通過人工添加曲種結(jié)合自然發(fā)酵環(huán)境，其發(fā)酵時(shí)間短于自然發(fā)酵，但是其能有效地調(diào)控黃豆醬發(fā)酵，縮短發(fā)酵時(shí)間。低鹽發(fā)酵方式降低了鹽的添加量，結(jié)合人工添加曲種，利于蛋白質(zhì)水解，但是其發(fā)酵效果略差，整體品質(zhì)不及自然發(fā)酵與復(fù)合發(fā)酵。

綜上，復(fù)合發(fā)酵在整體風(fēng)味方面與自然發(fā)酵有一定差異，但是差異不顯著，其兼顧了自然發(fā)酵與低鹽發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)?？焖佟⒌望}是今后黃豆醬發(fā)酵制品生產(chǎn)的趨勢(shì)，優(yōu)選多種發(fā)酵方式，通過合理的曲種添加，結(jié)合適宜的發(fā)酵環(huán)境，制備品質(zhì)優(yōu)良的黃豆醬成為研究方向。