牡丹籽粕釀造醬油發(fā)酵工藝研究

趙貴紅，王 波*，李 敏，郭海英，付洪榮

（1.菏澤學(xué)院，菏澤市牡丹功能性食品加工重點(diǎn)試驗(yàn)室，山東菏澤 274000；2.山東悅?cè)甾r(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，山東菏澤 274000；3.山東省曹縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，山東菏澤 274000）

醬油是以含蛋白質(zhì)和淀粉的原料，經(jīng)微生物發(fā)酵分解，通過浸提獲得的具有特殊色澤、香氣、滋味和體態(tài)的調(diào)味液[1-2]。傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)醬油的蛋白質(zhì)原料主要是大豆或豆粕。牡丹籽粕是牡丹籽油加工后的副產(chǎn)品，含有豐富的蛋白質(zhì)，還含有人體必需氨基酸8 種和非必需氨基酸9 種[3]，對釀造特殊功能醬油具有重要意義。牡丹籽油作為新型資源食品以來，油用牡丹產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，據(jù)報(bào)道，目前在我國的種植面積已超過13 萬hm2[4]，主要分布在山東、河南、湖北、甘肅、安徽等20 多個(gè)省份，其中山東菏澤種植面積最大，約3 萬hm2。牡丹籽粕一般用作飼料或肥料，其中的蛋白質(zhì)、多糖、氨基酸和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分沒有得到有效利用，造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染[5-6]。目前利用花生餅、啤酒酵母、玉米渣、芝麻餅、大米蛋白渣等生產(chǎn)醬油的報(bào)道較多，而利用牡丹籽粕釀造醬油則鮮有報(bào)道。本試驗(yàn)研究了牡丹籽粕和豆粕原料配比、鹽水濃度、發(fā)酵時(shí)間等因素對牡丹籽粕釀造醬油品質(zhì)的影響，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，優(yōu)化了發(fā)酵工藝，為醬油釀造提供了新原料和新工藝，也為牡丹籽粕的綜合利用及相關(guān)技術(shù)的開發(fā)提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料

牡丹籽粕，購于山東悅?cè)甾r(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；豆粕，購于菏澤市飼料門市部；大豆，購于菏澤灝諾農(nóng)業(yè)科技公司；菌種，醬油曲精，滬釀3.042 上海辰牌；麩皮、面粉，購于永明制粉食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DGS-280B 高壓蒸汽滅菌鍋，力辰儀器科技有限公司；HS11-6 數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州市儀都儀器有限公司；DHP-9052 電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；FW100 高速粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；FA2004N 電子天平，上海菁海儀器有限公司；HS3E 臺式酸度計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

牡丹籽粕醬油釀造工藝見圖1。

圖1 牡丹籽粕醬油釀造工藝Fig.1 Brewing technology of peony seed meal soy sauce

1.3.2 菌種活化

將菌種（醬油曲精）與30 倍麩皮、面粉（二者比例為4∶1）混合均勻，料溫保持在30～35 ℃進(jìn)行培養(yǎng)，直至孢子顯淺黃色。

1.3.3 原料處理

將大的塊狀、餅狀牡丹籽粕、豆粕原料適當(dāng)破碎，粉碎粒度在2～3 mm，粉末量不超過20%。

1.3.4 低鹽固態(tài)傳統(tǒng)工藝加工過程

將牡丹籽粕、豆粕分別拌入四分之一的面粉、麩皮（二者比例為4∶1），添加3 倍水，潤料均勻，然后進(jìn)行蒸料，蒸料時(shí)間為30 min，溫度為121 ℃。冷卻至室溫，接入曲種，接種量為原料總量的0.2%～0.5%。采用低鹽固態(tài)發(fā)酵，拌入13.5%鹽水，放于恒溫培養(yǎng)箱中，發(fā)酵溫度控制在40～55 ℃，發(fā)酵15 d，將成熟后的醬醪裝入陶缸，分2 次加入鹽水浸泡淋油，得到成品醬油[7-11]。

1.4 單因素試驗(yàn)

以感官指標(biāo)和氨基態(tài)氮含量為評價(jià)指標(biāo)，分別考察牡丹籽粕與豆粕質(zhì)量比（2∶8、3∶7、4∶6、5∶5）、鹽水濃度（0、7.0%、13.5%、20.5%）、發(fā)酵時(shí)間（9、12、15、18 d）對醬油品質(zhì)的影響。

1.5 牡丹籽粕釀造醬油工藝優(yōu)化試驗(yàn)

依據(jù)上述因素條件，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化牡丹醬油發(fā)酵工藝，以感官指標(biāo)和氨基態(tài)氮含量為質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1（見下頁）。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.6 測定方法

牡丹籽粕醬油感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[10]見表2，氨基酸態(tài)氮含量的測定按照GB 18186—2000[12]執(zhí)行。

表2 感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards

1.7 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果采用Excel 2019 軟件進(jìn)行處理，每個(gè)處理組進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 牡丹籽粕與豆粕質(zhì)量比對醬油品質(zhì)的影響

由表3 可知，在發(fā)酵條件相同的情況下，牡丹籽粕占比較低時(shí)，醬油氨基態(tài)氮含量較高，感官品質(zhì)好；隨著牡丹籽粕占比的增大，氨基態(tài)氮含量開始降低，感官品質(zhì)下降。因此最佳牡丹籽粕與豆粕質(zhì)量比為3∶7。

表3 牡丹籽粕與豆粕質(zhì)量比對醬油品質(zhì)的影響Table 3 Effect of peony seed meal addition on soy sauce quality

2.2 鹽水濃度對醬油品質(zhì)的影響

不同鹽水濃度對醬油品質(zhì)的影響結(jié)果見表4。由表可知，在發(fā)酵條件相同的情況下，氨基態(tài)氮含量隨著鹽水濃度的增加呈現(xiàn)先升后降的趨勢，鹽水濃度為13.5%時(shí)所釀造出的牡丹籽粕醬油氨基態(tài)氮含量最高，品質(zhì)最好。這是因?yàn)殡S著鹽濃度增加，耐鹽微生物發(fā)揮作用，雜菌的繁殖得到抑制，醬油氨基態(tài)氮含量上升[13]；而食鹽過量則抑制了酶的活力，從而降低對蛋白質(zhì)的分解能力，使氨基態(tài)氮含量下降[14]。

表4 鹽水濃度對醬油品質(zhì)的影響Table 4 Effect of brine concentration on soy sauce quality

2.3 發(fā)酵時(shí)間對醬油品質(zhì)的影響

由表5 可知，發(fā)酵時(shí)間短，原料中的蛋白質(zhì)未得到充分利用，醬油整體品質(zhì)較差，發(fā)酵時(shí)間延長，醬油品質(zhì)提升，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為15、18 d 時(shí)，釀造出的牡丹籽粕醬油氨基態(tài)氮含量達(dá)到最大，均為0.78 g/100 mL；感官品質(zhì)最佳，為90 分?？紤]生產(chǎn)時(shí)間和成本，選定15d 為發(fā)酵時(shí)間。

表5 發(fā)酵時(shí)間對醬油品質(zhì)的影響Table 5 Effect of fermentation time on soy sauce quality

2.4 牡丹籽粕釀造醬油工藝優(yōu)化試驗(yàn)

依據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化了牡丹籽粕醬油的釀造工藝條件，試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Result of orthogonal test

由正交試驗(yàn)分析得知，各因素對牡丹籽粕醬油質(zhì)量影響的主次順序?yàn)锳＞B＞C，即牡丹籽粕與豆粕質(zhì)量比＞鹽水濃度＞發(fā)酵時(shí)間，各因素最佳水平組合為A2B2C2，即牡丹籽粕與豆粕質(zhì)量比為3∶7，鹽水濃度為13.5%，發(fā)酵時(shí)間為15 d。在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，進(jìn)行3 次平行試驗(yàn)，所釀造的醬油呈棕褐色，醬香濃郁，味鮮美、醇厚，感官評分為92，氨基態(tài)氮含量達(dá)到0.80 g/100 mL，優(yōu)于其他試驗(yàn)組，且符合低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油的標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

以醬油感官評定和氨基態(tài)氮含量為指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對牡丹籽粕與豆粕質(zhì)量比、鹽水濃度和發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行正交優(yōu)化，通過試驗(yàn)確定牡丹籽粕醬油工藝優(yōu)化條件為牡丹籽粕與豆粕質(zhì)量比為3∶7，鹽水濃度13.5%，恒溫發(fā)酵15 d，所制得的牡丹籽粕醬油符合低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油的標(biāo)準(zhǔn)。因此牡丹籽粕可替代部分蛋白質(zhì)原料生產(chǎn)醬油，拓展了牡丹籽粕的用途。但牡丹籽粕所含有的多酚、黃酮、苯甲酸、多糖、單萜苷類化學(xué)成分等活性成分，影響了牡丹籽粕蛋白質(zhì)原料的發(fā)酵，其影響機(jī)理尚不清晰，需進(jìn)一步研究。