郫縣豆瓣工藝技術(shù)研究現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)發(fā)展探討

孫文佳，吳 茜，張任虎，胡海洋，周崇禪*

（1.四川新希望味業(yè)有限公司，四川 成都 610000；2.成都市金福猴食品股份有限公司，四川 成都 610000）

郫縣豆瓣是以蠶豆與辣椒為主要原料，小麥粉與食鹽為輔料，在一定食鹽濃度條件下，經(jīng)過“翻、曬、露”傳統(tǒng)發(fā)酵工藝，最終制成獨(dú)特風(fēng)味的發(fā)酵調(diào)味品[1]。近年來，隨著川菜產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國調(diào)味品行業(yè)整體年均增長20%以上，其中復(fù)合調(diào)味品的發(fā)展已達(dá)30%～40%[2-3]，而郫縣豆瓣作為傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味品的代表之一，也迎來井噴式發(fā)展。2019年郫縣豆瓣品牌價(jià)值超656億元[4-5]，這給郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)帶來了前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展的同時(shí)也暴露出一些問題。鑒于此，本文對郫縣豆瓣的生產(chǎn)工藝、關(guān)鍵香氣化合物的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，并對現(xiàn)存問題及未來發(fā)展方向進(jìn)行了討論，對今后的研究方向提出了建議，以期為郫縣豆瓣行業(yè)的后續(xù)研究提供參考。

1 郫縣豆瓣的生產(chǎn)工藝研究進(jìn)展

1.1 郫縣豆瓣自動(dòng)化、現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)研究進(jìn)展

目前，郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在兩方面：其一是機(jī)械化程度低、主要依靠傳統(tǒng)工藝，過多依賴人工操作，導(dǎo)致生產(chǎn)規(guī)模難以擴(kuò)大；其二是傳統(tǒng)開放式發(fā)酵面臨著巨大的食品安全風(fēng)險(xiǎn)，開放式發(fā)酵受人為因素和環(huán)境因素的影響較大。

隨著工業(yè)生產(chǎn)逐漸步入智能時(shí)代，郫縣豆瓣行業(yè)面臨著產(chǎn)業(yè)升級的難題，傳統(tǒng)生產(chǎn)工業(yè)也正面臨著現(xiàn)代化改革的挑戰(zhàn)。以實(shí)現(xiàn)郫縣豆瓣自動(dòng)化、現(xiàn)代化生產(chǎn)為技術(shù)突破點(diǎn)，有許多學(xué)者在傳統(tǒng)發(fā)酵工藝基礎(chǔ)上對新技術(shù)、新設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)代化改進(jìn)，以期實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化，從而有效解決傳統(tǒng)發(fā)酵過程中的不確定因素，提升自身產(chǎn)業(yè)競爭力。李雄波等[6]在前發(fā)酵階段建立了兩種“先低鹽后高鹽、先低溫后高溫”的變溫發(fā)酵模式，研究發(fā)現(xiàn)兩種發(fā)酵模式制備的甜瓣子均優(yōu)于傳統(tǒng)發(fā)酵。另有學(xué)者對傳統(tǒng)郫縣豆瓣后發(fā)酵階段生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，如劉平等[7-9]在后發(fā)酵階段分別設(shè)計(jì)了智能自動(dòng)、半封閉恒溫系統(tǒng)、封閉罐式穩(wěn)態(tài)溫度場發(fā)酵系統(tǒng)，對傳統(tǒng)工藝進(jìn)行了一定的改進(jìn)，也證明了新型現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備具有一定可行性，從而提高了自動(dòng)化生產(chǎn)水平。為實(shí)現(xiàn)郫縣豆瓣現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，越來越多的新型工業(yè)化固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器被開發(fā)出來并投入生產(chǎn)[10]，已有少部分企業(yè)采用罐式發(fā)酵代替?zhèn)鹘y(tǒng)窖池發(fā)酵，罐式發(fā)酵打破了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的局限性，為實(shí)現(xiàn)郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)升級和現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型提供了可能。從我國郫縣豆瓣的發(fā)展歷程來看，其生產(chǎn)工藝經(jīng)歷了從傳統(tǒng)的天然曬露、半封閉發(fā)酵到全封閉發(fā)酵，雖較傳統(tǒng)郫縣豆瓣發(fā)酵工藝已有很大的進(jìn)步，但距離產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型還有一定的差距，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)郫縣豆瓣發(fā)酵的可控化、自動(dòng)化仍是后續(xù)研究的重點(diǎn)之一。

1.2 制曲工藝研究進(jìn)展

在郫縣豆瓣生產(chǎn)過程中，蠶豆曲的制備是首要且關(guān)鍵工序[11]。制曲的基本原理是利用設(shè)備調(diào)節(jié)空氣中的溫濕度，達(dá)到曲霉菌生長所需的好氧、中溫、濕度水分的適宜條件，促使曲霉生長和分泌蛋白酶、淀粉酶等酶系[12]。制曲方式可根據(jù)原料是否經(jīng)過蒸煮而分為熟料制曲和生料制曲[13]，吳華昌等[14]嘗試采用生料制曲代替?zhèn)鹘y(tǒng)熟料制曲，發(fā)現(xiàn)當(dāng)蠶豆瓣浸泡至瓣心夾有絲線般硬心時(shí)，所得成品的感官和風(fēng)味品質(zhì)最優(yōu)。而周道全[15]研究發(fā)現(xiàn)，生料制曲雖然可行，但由于生料制曲原料未經(jīng)滅菌處理，容易造成雜菌繁衍生殖，最終導(dǎo)致制曲失敗。

近年來，郫縣豆瓣生產(chǎn)企業(yè)大部分采用厚層通風(fēng)制曲[16]，多采用短時(shí)高溫燙漂的方式對蠶豆瓣進(jìn)行預(yù)處理，將蠶豆置于沸水中燙漂1 min左右再進(jìn)行制曲，以降低雜菌污染，但該工藝需要依靠人工接種、翻曲、出曲及控溫控濕，存在機(jī)械化程度低、能耗高、種曲質(zhì)量低等缺點(diǎn)[17]，特別是大部分企業(yè)在制曲生產(chǎn)過程中控制能力較差，使得雜菌數(shù)不可控，進(jìn)而導(dǎo)致黃曲霉毒素B1（aflatoxin B1，AFB1）超標(biāo)等一系列食品安全問題頻發(fā)。相比厚層通風(fēng)制曲而言，圓盤制曲是集進(jìn)料、調(diào)溫、調(diào)濕、新風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)、培養(yǎng)、翻曲、烘干、出料、清洗、殺菌和干燥為一體的全封閉式裝置，為微生物營造出最適宜的生長環(huán)境[18]。圓盤制曲是傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)提升機(jī)械化水平、自動(dòng)化水平、智能化水平和信息化水平的有效工具，目前，圓盤制曲已在醬油、白酒、豆豉等發(fā)酵制品行業(yè)中廣泛應(yīng)用，或可成為未來發(fā)展的趨勢之一。

1.3 功能菌種篩選研究進(jìn)展

米曲霉是蠶豆曲生產(chǎn)的關(guān)鍵微生物[19]，目前絕大多數(shù)郫縣豆瓣生產(chǎn)企業(yè)仍延用釀制醬油專用的滬釀3.042米曲霉來生產(chǎn)郫縣豆瓣[20]，雖然醬油、郫縣豆瓣均屬米曲霉發(fā)酵體系，但醬油需要的是原油，郫縣豆瓣需要的是醬，其發(fā)酵控制是不同的，而目前行業(yè)仍沒有獲得郫縣豆瓣生產(chǎn)專用菌株。因此，篩選出更適合郫縣豆瓣專用菌種對整個(gè)產(chǎn)業(yè)具有重要的意義。針對分離篩選優(yōu)良菌株或復(fù)合菌株，特別是復(fù)合酶制劑的研究已有較多報(bào)道，如亢樂等[21-24]采用多種菌種輔助米曲霉制曲，研究表明，混合制曲能夠在一定程度上彌補(bǔ)單一米曲霉制曲造成的酶系不全，促進(jìn)氨基酸態(tài)氮和全氮含量的提高，同時(shí)增加產(chǎn)品醬、酯香及鮮味，從而提升產(chǎn)品風(fēng)味品質(zhì)。陳廷廷等[25-26]分別從傳統(tǒng)郫縣豆瓣中分離鑒定出產(chǎn)蛋白酶、α-淀粉酶酶活力較高的菌株，并進(jìn)行復(fù)合菌株共培養(yǎng)制曲，在保證成曲曲香濃郁的前提下，既縮短了制曲周期，又使蛋白酶和淀粉酶等多種酶的活力提高了約100%。雖然行業(yè)內(nèi)已有很多相關(guān)研究，但由于沒有再進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)際進(jìn)入產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的菌株培養(yǎng)條件及發(fā)酵工藝參數(shù)等研究，因此實(shí)用價(jià)值高且適宜郫縣豆瓣的專用菌種未見報(bào)道，仍需進(jìn)一步研究。

2 郫縣豆瓣的風(fēng)味物質(zhì)的研究進(jìn)展

2.1 風(fēng)味物質(zhì)形成機(jī)理

郫縣豆瓣香氣的形成主要集中在后發(fā)酵時(shí)期，在郫縣豆瓣中雖然含量極微，但對郫縣豆瓣的風(fēng)味卻有很大的影響。郫縣豆瓣呈香機(jī)制復(fù)雜，大體上可以歸為四類[27-29]：①由原料自身成分所產(chǎn)生；②由米曲霉代謝產(chǎn)物產(chǎn)生；③由耐鹽酵母、細(xì)菌的代謝產(chǎn)物生成；④由非酶化學(xué)反應(yīng)生成。

2.2 郫縣豆瓣中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)

目前在郫縣豆瓣從原料到發(fā)酵整個(gè)過程中已鑒定出200多種揮發(fā)性成分，其中包括酯類、醇類、醛類、酸類、酮類、酚類、雜環(huán)化合物等，賦予郫縣豆瓣醬香、醇香、焦糖香、煙熏香和辛辣刺激味等多種風(fēng)味特性。郫縣豆瓣中檢出化合物眾多，而這些風(fēng)味物質(zhì)在郫縣豆瓣中含量、閾值不同，從而對郫縣豆瓣香氣貢獻(xiàn)程度也不同。迄今為止，研究者們[30-34]對郫縣豆瓣特征香氣物質(zhì)進(jìn)行鑒定，最終確定了37種郫縣豆瓣關(guān)鍵香氣化合物，如圖1所示。

3 郫縣豆瓣質(zhì)量與安全管理體系研究進(jìn)展

郫縣豆瓣的主要原料為農(nóng)副產(chǎn)品，其生產(chǎn)過程中會(huì)出現(xiàn)物理風(fēng)險(xiǎn)、化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)、生物風(fēng)險(xiǎn)三類食品安全風(fēng)險(xiǎn)因素[35]。郫縣豆瓣的質(zhì)量控制的源頭之一就是原輔料供應(yīng)，但目前郫縣豆瓣所用辣椒原料品種雜亂，產(chǎn)品品質(zhì)不一，從而導(dǎo)致不同辣椒發(fā)酵的郫縣豆瓣存在較大差異。因此定向篩選郫縣豆瓣專用品種尤為重要，如王雪梅等[36-37]以不同產(chǎn)地、品種的辣椒為研究對象，研究其在郫縣豆瓣發(fā)酵過程中的品質(zhì)差異性，可以指導(dǎo)開發(fā)不同需求型產(chǎn)品。蔣四強(qiáng)等[38]探究6種不同品種蠶豆制作豆瓣曲的適應(yīng)性，從而篩選適宜加工郫縣豆瓣的蠶豆品種。因此，選育更適合郫縣豆瓣加工的原輔料品種并推廣應(yīng)用，從原料上實(shí)現(xiàn)郫縣豆瓣標(biāo)準(zhǔn)化十分必要。

郫縣豆瓣在發(fā)酵過程中極易受到雜菌污染，從而導(dǎo)致一系列如AFB1、生物胺超標(biāo)等問題。一些學(xué)者對郫縣豆瓣體系中的有害微生物進(jìn)行了大量研究，如黃玉坤等[39-41]對郫縣豆瓣中的AFB1提取方法進(jìn)行優(yōu)化，建立了一系列的郫縣豆瓣中AFB1快檢技術(shù)。張帥等[42]研究發(fā)現(xiàn)，AFB1含量隨發(fā)酵的進(jìn)行而增加，AFB1關(guān)鍵控制點(diǎn)在蠶豆病發(fā)酵過程及后熟時(shí)期。相似的研究[43]也發(fā)現(xiàn)，AFB1主要在郫縣豆瓣制曲和前發(fā)酵初期產(chǎn)生，可在制曲階段進(jìn)行防控。袁琳娜[44]對工業(yè)化蠶豆瓣后發(fā)酵過程中生物胺變化研究發(fā)現(xiàn)，生物胺總含量與菌落總數(shù)呈正相關(guān)。曾雪晴[45]也建立了高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）測定豆瓣中生物胺的方法。從生產(chǎn)原料管控、生產(chǎn)過程各階段完善質(zhì)量與安全管理體系，在郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)升級的同時(shí)，更要保證郫縣豆瓣的質(zhì)量安全，契合豆瓣產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展需求。

4 郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存問題

（1）行業(yè)帶動(dòng)力不足

從行業(yè)結(jié)構(gòu)看，在調(diào)味品行業(yè)中，郫縣豆瓣企業(yè)多為勞動(dòng)密集型企業(yè)，自動(dòng)化程度低，人力資本高，規(guī)模偏小且多以作坊式加工企業(yè)為主，行業(yè)帶動(dòng)力不足，導(dǎo)致行業(yè)整體較其他調(diào)味品行業(yè)競爭力不強(qiáng)。特別是近年來海天、李錦記、欣和等大型調(diào)味品企業(yè)也進(jìn)軍復(fù)合調(diào)味品行業(yè)，且在黃豆醬、豆瓣醬、甜面醬等行業(yè)已占有一定市場，均有可能轉(zhuǎn)入郫縣豆瓣醬的產(chǎn)銷。

（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看，一方面郫縣豆瓣在B端（餐飲和工廠）的市場需求因?yàn)榇ㄎ稄?fù)調(diào)和餐飲的迅速發(fā)展而有所增加，但傳統(tǒng)C端（家庭）的消費(fèi)群體在減少；另一方面新的消費(fèi)需求洞察不夠，產(chǎn)品創(chuàng)新乏力，郫縣豆瓣產(chǎn)品類型較少，整體產(chǎn)業(yè)都依賴于傳統(tǒng)郫縣豆瓣，產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，而傳統(tǒng)郫縣豆瓣的消費(fèi)人群及增長空間逐漸趨于飽和，沒有新的產(chǎn)業(yè)增長點(diǎn)。且消費(fèi)替代產(chǎn)品陸續(xù)出現(xiàn)，復(fù)合調(diào)味品存在著替代郫縣豆瓣的可能，郫縣豆瓣逐漸趨于某一類復(fù)合調(diào)味品的原料，從而導(dǎo)致郫縣豆瓣的應(yīng)用場景及消費(fèi)群體受限，導(dǎo)致整體市場需求面臨增長困境。另外，產(chǎn)品定位不夠清晰，同類型的諸如臨江寺豆瓣、老干媽等較高知名度的醬類產(chǎn)品也對郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)構(gòu)成直接威脅。

（3）同質(zhì)化問題嚴(yán)重

郫縣豆瓣生產(chǎn)企業(yè)間生態(tài)位重疊現(xiàn)象嚴(yán)重，產(chǎn)品同質(zhì)化，競爭市場同質(zhì)化，沒有形成產(chǎn)品檔次，空間和時(shí)間上的錯(cuò)位，無序競爭嚴(yán)重[46]。幾十家經(jīng)許可的郫縣豆瓣企業(yè)統(tǒng)一采用“郫縣豆瓣”商標(biāo)加自身商標(biāo)的形式宣傳銷售[47]，不同層次企業(yè)之間均使用“郫縣豆瓣”商標(biāo)，而產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，這既不利于消費(fèi)者對“郫縣豆瓣”品牌的認(rèn)知，也會(huì)影響“郫縣豆瓣”商標(biāo)自身的提升[48]。在此大環(huán)境下，各郫縣豆瓣企業(yè)之間拼價(jià)格戰(zhàn)，導(dǎo)致整個(gè)行業(yè)低端化，利潤不斷壓縮，最終可能會(huì)逐漸流失C端消費(fèi)者，成為B端一種基礎(chǔ)原料，從而影響郫縣豆瓣品牌價(jià)值。

5 郫縣豆瓣醬發(fā)展方向

郫縣豆瓣已有300年歷史，其作為“川菜之魂”具有唯一性和不可替代性。在調(diào)味品行業(yè)迅速發(fā)展的大環(huán)境下，也將對郫縣豆瓣行業(yè)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和帶動(dòng)?；谏钊胨伎迹ㄗh郫縣豆瓣升級方向：

（1）釀造菌種與釀造工藝技術(shù)的深入研究

菌種是釀造調(diào)味品的風(fēng)味與成本控制關(guān)鍵，研究選育更適合郫縣豆瓣發(fā)酵的釀造菌種需要全行業(yè)技術(shù)同仁的努力，以及深入研究傳統(tǒng)工藝的釀造機(jī)理，再結(jié)合釀造菌種工藝需求和現(xiàn)代化設(shè)備的應(yīng)用，做到傳統(tǒng)工藝與時(shí)俱進(jìn)的有效傳承，以穩(wěn)定滿足發(fā)酵醬類產(chǎn)品對風(fēng)味、體態(tài)和成本的平衡控制需求。

（2）基于數(shù)智化方向的產(chǎn)業(yè)升級

產(chǎn)業(yè)升級是行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的市場需求，從自動(dòng)化、信息化、數(shù)字化再到智能化是制造業(yè)升級的必然，這里面不只是設(shè)備、場地升級，更多的是管理理念、信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)應(yīng)用能力的提升。雖然傳統(tǒng)調(diào)味品企業(yè)轉(zhuǎn)型的路很長且荊棘滿布，但也有醬油行業(yè)可以參考，期待有能力的頭部企業(yè)能奮力帶領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

（3）基于市場需求的產(chǎn)品創(chuàng)新

郫縣豆瓣是地理標(biāo)志保護(hù)的傳統(tǒng)發(fā)酵制品，但也是消費(fèi)品，它的消費(fèi)者、消費(fèi)市場、應(yīng)用場景等都在不斷變化，所以在傳統(tǒng)工藝和風(fēng)味的有效傳承基礎(chǔ)上，應(yīng)基于市場洞察在產(chǎn)品端大膽創(chuàng)新，在把已有郫縣豆瓣產(chǎn)品做的更有價(jià)值感、歷史感和文化內(nèi)涵的同時(shí)，也創(chuàng)新研發(fā)即食、休閑、佐餐、豆瓣復(fù)合調(diào)味品等系列衍生產(chǎn)品，增加產(chǎn)品附加值，保持品牌活力，與時(shí)俱進(jìn)，挖掘促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。

（4）重視工藝技術(shù)與人才培養(yǎng)

行業(yè)發(fā)展需要市場驅(qū)動(dòng)，根本上還是需要技術(shù)的支撐，目前整個(gè)行業(yè)在工藝技術(shù)和產(chǎn)品應(yīng)用的優(yōu)秀人才很缺乏，也是制約行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，需要規(guī)模以上企業(yè)重視工藝技術(shù)并提供更好的技術(shù)研發(fā)環(huán)境和務(wù)實(shí)的支持，讓產(chǎn)業(yè)發(fā)展與人才培養(yǎng)相向而行。

6 總結(jié)與展望

本文對郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)工藝、風(fēng)味物質(zhì)及質(zhì)量安全研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，對郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)現(xiàn)存問題進(jìn)行了總結(jié)并思考了未來的發(fā)展方向。

產(chǎn)品附加值提升是產(chǎn)業(yè)升級的量變，結(jié)構(gòu)優(yōu)化是產(chǎn)業(yè)升級的質(zhì)變。隨著工業(yè)生產(chǎn)逐漸步入智能時(shí)代，郫縣豆瓣產(chǎn)業(yè)升級的壓力和難題終需得到解決，產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重、價(jià)值感低和品牌價(jià)值下降的問題也終需改善，這些升級和改善的背后，都需要工藝技術(shù)的支撐，所有業(yè)內(nèi)科研院所的技術(shù)協(xié)同和人才的培養(yǎng)需先行。