香菇納豆醬生產(chǎn)工藝的研究

左樹娜，孫旭飛，苑寧，高杰，徐慧，張偉,,3*

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科技學(xué)院，河北 保定 071001；2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 理工學(xué)院，河北 滄州 061100；3.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，河北 保定 071001)

納豆是一種起源于中國秦漢時(shí)期的傳統(tǒng)食品，是以大豆為原料經(jīng)枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)發(fā)酵而成[1]。納豆中含有納豆激酶等豐富的生物活性成分，具有抗癌、抗氧化、溶血栓、降血脂和降血壓等多種功效，日本人認(rèn)為納豆是他們長壽的“秘方”[2-4]。中國從20世紀(jì)90年代末開始對納豆進(jìn)行深入研究，但因國人對其風(fēng)味(氨味)的接受度低，使得納豆食品工業(yè)在我國進(jìn)展緩慢[5]。因此，需要開發(fā)出更多適合中國人口味的納豆產(chǎn)品，以滿足消費(fèi)者的需求。

香菇是一種藥食同源的真菌，在世界食用菌中位居第二，具有抗腫瘤、抗氧化等生理作用[6-7]。由于消費(fèi)者對香菇產(chǎn)品的風(fēng)味和營養(yǎng)價(jià)值的要求不斷提高，越來越多的新型香菇產(chǎn)品被開發(fā)，但關(guān)于納豆香菇醬的研究還較少。因此，研發(fā)具有營養(yǎng)保健功效的香菇調(diào)味醬已經(jīng)成為一個(gè)新的發(fā)展趨勢[8]。

本研究以黃豆為原料、香菇為輔料，接種納豆菌進(jìn)行發(fā)酵，將納豆做成醬的形式[9-10]，使納豆產(chǎn)品更易被消費(fèi)者所接受[11-12]。

1 材料與方法

1.1 材料

黃豆、香菇、白糖、食鹽、味精、牛奶：市售；納豆菌：尚川生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平 沈陽龍騰電子有限公司；電磁爐 中山市格妮思電器有限公司；蒸鍋 中山市海馬電器有限公司；冰箱 海爾集團(tuán)有限公司；納豆機(jī) 廣東小熊電器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 生產(chǎn)工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 選豆

選擇光澤好、顆粒豐滿、無殘缺、無發(fā)霉現(xiàn)象的黃豆。

1.3.2.2 浸泡

泡豆前，將選好的黃豆用水沖洗2～3遍。將洗好的黃豆置于干凈的盆中，浸泡18 h(豆∶水為1∶2.5)，手指輕捻豆子分瓣為浸泡完成標(biāo)志。

1.3.2.3 蒸煮

將泡好的黃豆和香菇于蒸鍋中蒸50 min(水開再計(jì)時(shí))，本試驗(yàn)選擇用蒸的方法以減少納豆的異味。

1.3.2.4 接種

將蒸好的香菇與黃豆混合，并冷卻至40 ℃左右，不燙手為宜，將納豆粉撒在黃豆中，并攪拌均勻。

1.3.2.5 發(fā)酵

將接種好的黃豆和香菇放入納豆機(jī)中發(fā)酵，納豆制作是好氧發(fā)酵過程，發(fā)酵時(shí)不必蓋內(nèi)蓋，保持有氧狀態(tài)。發(fā)酵完成后，豆子上出現(xiàn)一層白色物質(zhì)，攪拌后有拉絲現(xiàn)象。

1.3.2.6 搗碎

加入一定量的鹽水、適量味精、少許牛奶，將發(fā)酵好的納豆打碎，攪拌均勻，密封。

1.3.2.7 后熟

將密封好的產(chǎn)品放入冰箱中后熟。

1.3.3 感官評價(jià)

香菇納豆醬的感官評價(jià)：選10人組成感官評定小組，對香菇納豆醬的色澤、氣味、口感、形態(tài)給出評分，以10人評分的平均值作為感官評分結(jié)果[13]。感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 香菇納豆醬的感官評分表Table 1 The sensory evaluation table of Lentinus edodes and natto sauce

1.3.4 單因素試驗(yàn)

研發(fā)一種味道鮮美、口感良好的食品，其原輔料的狀態(tài)、質(zhì)感以及工藝流程的每一步均會(huì)對最終成品產(chǎn)生影響。本研究分別對接種量(1%、2%、3%、4%、5%)、香菇丁大小(碎末、粒徑0.2 cm、粒徑0.3 cm、粒徑0.4 cm、粒徑0.5 cm)、發(fā)酵時(shí)間(16，18，20，22，24 h)進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以探索制作香菇納豆醬的最佳加工工藝參數(shù)。每組試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.3.4.1 接種量對香菇納豆醬的影響

接種量是納豆醬發(fā)酵過程中一個(gè)至關(guān)重要的因素。納豆菌接種的過少，菌絲生長較慢，延長發(fā)酵時(shí)間，降低產(chǎn)率，且納豆醬的顏色發(fā)烏，無光澤，腥味兒較嚴(yán)重[14]；納豆菌接種的過多，致使氧氣溶解不足，產(chǎn)生代謝廢物，影響產(chǎn)物合成，且霉味兒較重[15]。在預(yù)試驗(yàn)中已初步探索出適合的接種范圍為1%～5%。因此，選擇接種量為1%、2%、3%、4%、5%進(jìn)行單因素試驗(yàn)，對最適接種量進(jìn)行進(jìn)一步探索。在接種后的發(fā)酵過程中每間隔一段時(shí)間就對納豆的拉絲情況以及氣味、色澤進(jìn)行觀察，并做好試驗(yàn)記錄。

1.3.4.2 香菇丁大小對香菇納豆醬的影響

在預(yù)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)香菇粒徑的大小對于香菇納豆醬的形態(tài)和口感有一定影響。因此將香菇丁的大小作為香菇納豆醬生產(chǎn)工藝的影響因素之一進(jìn)行研究。為使香菇大小范圍選擇更廣泛，試驗(yàn)更合理，最終確定香菇丁大小范圍為碎末、粒徑0.2 cm、粒徑0.3 cm、粒徑0.4 cm、粒徑0.5 cm。試驗(yàn)結(jié)束后通過感官評定來評價(jià)香菇丁大小對醬的形態(tài)和口感的影響。

1.3.4.3 發(fā)酵時(shí)間對香菇納豆醬的影響

發(fā)酵時(shí)間是影響香菇納豆醬品質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵因素。發(fā)酵時(shí)間過短，納豆菌生長緩慢，繁殖少，納豆激酶活性低；發(fā)酵時(shí)間過長，消耗營養(yǎng)物質(zhì)，納豆芽孢桿菌生長受限，氨味兒、霉味兒重。通過預(yù)試驗(yàn)可知，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為16～24 h時(shí)試驗(yàn)效果較佳。因此，選擇發(fā)酵時(shí)間為16，18，20，22，24 h作為試驗(yàn)組對最佳發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行進(jìn)一步探索。

1.3.5 正交試驗(yàn)

為獲得最佳的香菇納豆醬加工工藝條件，需要研究各影響因素及其水平組合對產(chǎn)品的影響。在上述單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果確定正交試驗(yàn)的因素個(gè)數(shù)及水平。本研究設(shè)置3因素3水平的正交試驗(yàn)，利用L9(33)正交試驗(yàn)表來確定香菇納豆醬的最佳工藝條件，即接種量、香菇丁大小、發(fā)酵時(shí)間3個(gè)因素，每個(gè)因素3個(gè)水平，進(jìn)行香菇納豆醬的發(fā)酵工藝，并以感官評價(jià)為指標(biāo)對產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)行評定。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonal test

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 接種量對香菇納豆醬的影響

由圖1可知，在其他試驗(yàn)條件不變的情況下，選擇不同的接種量進(jìn)行發(fā)酵。當(dāng)接種量<3%時(shí)，菌絲生長較慢，發(fā)酵時(shí)間長且有腥味兒，接種量在1%～3%之間感官評分逐漸增加；當(dāng)接種量>3%時(shí)，色澤較深，有硫化氫味兒和霉味兒，醬的品質(zhì)較差，且隨著接種量的增加，醬香味逐漸減少，霉味兒越來越重，感官評分逐漸降低。綜合考慮發(fā)酵情況和納豆醬的色澤和氣味，納豆菌的接種量在3%時(shí)效果最佳。

圖1 接種量對香菇納豆醬感官評分的影響結(jié)果Fig.1 The effect of inoculation amount on the sensory score of Lentinus edodes and natto sauce

2.1.2 香菇丁大小對香菇納豆醬的影響

在其他試驗(yàn)條件不變的情況下，選擇不同的香菇丁大小進(jìn)行香菇納豆醬的加工生產(chǎn)，其試驗(yàn)結(jié)果見圖2。

圖2 香菇丁大小對香菇納豆醬感官評分的影響結(jié)果Fig.2 The effect of particle size of Lentinus edodes on the sensory score of Lentinus edodes and natto sauce

由圖2可知，當(dāng)香菇粒徑為0.4 cm和0.5 cm時(shí)，粒徑過大，香菇中水分含量較多，咀嚼起來比較費(fèi)力；當(dāng)香菇粒徑<0.2 cm時(shí)，香菇過小，醬的質(zhì)地較差，咀嚼起來軟爛。最后確定香菇丁的最優(yōu)大小為粒徑0.3 cm，這時(shí)香菇納豆醬的形態(tài)最佳，口感最佳，感官評分最高。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對香菇納豆醬的影響

在其他試驗(yàn)條件不變的情況下，選擇不同的發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行香菇納豆醬的加工生產(chǎn)，其試驗(yàn)結(jié)果見圖3。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對香菇納豆醬感官評分的影響結(jié)果Fig.3 The effect of fermentation time on the sensory score of Lentinus edodes and natto sauce

由圖3可知，在其他條件都相同的情況下，只改變發(fā)酵時(shí)間，香菇納豆醬的感官評分呈先上升后下降的趨勢。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在16～20 h之間時(shí)，隨著時(shí)間的延長，菌絲增長，感官評分逐漸增加；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在20 h時(shí)分?jǐn)?shù)最高，此時(shí)納豆激酶活性達(dá)到最高[16-17]；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在20～24 h之間時(shí)，發(fā)酵過程中的化學(xué)反應(yīng)以及代謝速率逐漸降低，感官評分逐漸下降。因此，確定香菇納豆醬的最佳發(fā)酵時(shí)間為20 h。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，各個(gè)因素對試驗(yàn)結(jié)果影響程度的順序?yàn)镃>A>B，即發(fā)酵時(shí)間>接種量>香菇丁大小。比較表3中數(shù)據(jù)可得，在9個(gè)試驗(yàn)結(jié)果中試驗(yàn)4的分?jǐn)?shù)最高，其水平組合是A2B1C2，而正交試驗(yàn)所得最優(yōu)水平組合是A2B3C2，所以要做驗(yàn)證試驗(yàn)來確定最終的水平組合。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表3 正交試驗(yàn)的結(jié)果及極差分析表Table 3 The results of orthogonal test and range analysis table

續(xù) 表

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)表Table 4 The verification test table

由表4可知，這兩個(gè)試驗(yàn)組合的不同之處在于香菇粒徑大小的不同，由于正交試驗(yàn)算出的最佳組合不在這9次試驗(yàn)中，因此需要進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。在其他試驗(yàn)條件不變的情況下，選擇香菇丁大小為0.4 cm進(jìn)行香菇納豆醬的制作，并讓感官評定成員對產(chǎn)品打分，最終確定此次試驗(yàn)產(chǎn)品的感官評分為85分，相比試驗(yàn)4的90分較低。所以最終確定香菇納豆醬的最優(yōu)水平組合為A2B1C2，即接種量為3%，香菇丁粒徑為0.2 cm，發(fā)酵時(shí)間為20 h。按照此試驗(yàn)組合做出的香菇納豆醬口感最佳，最符合大眾的口味。

3 結(jié)論

本研究以氣味、色澤、形態(tài)、口感為感官評分的指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對香菇納豆醬的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明，影響香菇納豆醬口感和品質(zhì)的因素主次關(guān)系為發(fā)酵時(shí)間>接種量>香菇丁大小，且最佳的加工工藝條件為發(fā)酵時(shí)間20 h，接種量3%，香菇丁粒徑0.2 cm。在此條件下制作出的香菇納豆醬形態(tài)、口感最好，感官評分最高，是一款具有高營養(yǎng)價(jià)值的美味調(diào)味品。納豆作為一種具有多種生理功能的食品，今后應(yīng)該對其進(jìn)行進(jìn)一步探索與研發(fā)，使其功能性最大化，以滿足人們對食物日益增長的需求。