新型橙皮辣椒豆醬的發(fā)酵工藝研究

陳金峰，周 悅，黃薪銀，程宇蔚，羅文峰

（重慶第二師范學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，重慶 400067）

橙皮又稱黃果皮，是蕓香科植物香橙的果皮，作為中藥材，有理氣、化痰、健脾、導(dǎo)滯的功效。橙皮含有多種生物活性成分，在橙皮油細胞中含有大量的川陳皮素（橙皮苷）、橙皮素及四甲氧基黃酮[1]。橙皮苷能降血糖和抗抑郁[2-3]，對肝臟和高脂高糖誘導(dǎo)的胰島β 細胞損傷以及膿毒癥所致的急性腎損傷有保護作用[4-6]。橙皮提取物中的多甲氧基黃酮可預(yù)防大鼠偏心運動引起的骨骼肌損傷[7]，橙皮素能調(diào)節(jié)急性心肌梗死大鼠的氧化應(yīng)激反應(yīng)[8]，對H2O2誘導(dǎo)心肌細胞氧化損傷有保護作用[9]，可降低癌細胞的存活率[10]。橙皮精油具有抑菌、抗氧化和抗腫瘤的作用[11-12]。用橙皮浸泡制成橙香味酒糅合適宜、口感圓潤、回味甘甜、酒體協(xié)調(diào)[13]，制成的復(fù)合飲料有較好的抗運動性疲勞功效[14]。但橙皮在調(diào)味醬方面的應(yīng)用較少，尤其在復(fù)合型調(diào)味醬方面的應(yīng)用尚未見報道。本研究選擇大豆作為原料，面粉、橙皮、辣椒等作為輔料，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用正交試驗對新型橙皮辣椒調(diào)味豆醬的發(fā)酵工藝進行研究，以期為橙皮資源綜合開發(fā)利用提供參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

滬釀3.042 米曲霉，生香酵母，均購自山東和眾康源生物科技有限公司。糖化酶和α-淀粉酶，購自河南龍尚化工產(chǎn)品有限公司。大豆、面粉和優(yōu)質(zhì)糯米粉均為市售，其他試劑為國產(chǎn)分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

PHS-3E 型酸度計，HJ-1 型磁力攪拌器，KQ5200E型數(shù)控超聲波清洗器，UV-245 型紫外分光光度計，SPX-200F-III 型生化培養(yǎng)箱，LDZX-50KBS 型立式壓力蒸汽滅菌鍋，SF-CJ-1A 型超凈工作臺，益之源鋼絲扣密封罐。

1.2 方法

1.2.1 辣椒粉和橙皮粉的制備

將新鮮辣椒和橙皮清洗除雜后，于55 ℃烘箱中烘干至恒重，粉碎，過40 目篩，分別得到辣椒粉和橙皮粉。

1.2.2 淀粉糖化液的制備

將糯米粉和水按質(zhì)量比1∶4 調(diào)成淀粉漿，加入0.2%的α-淀粉酶，于95 ℃保溫10 min；再加入0.2%的α-淀粉酶，85 ℃保溫30 min；然后用鹽酸調(diào)節(jié)pH 至4.5～4.7，加入0.6%糖化酶，于60 ℃保溫3 h 以上，直至與碘液反應(yīng)呈棕黃色，過20 目篩，得到糖化液。

1.2.3 酵母發(fā)酵液的制備

在后發(fā)酵的前1 d 制備酵母發(fā)酵液，按0.5%的比例將酵母加入糖化液中，于30 ℃條件下培養(yǎng)24 h，得到酵母發(fā)酵液。

1.2.4 發(fā)酵工藝流程

1.2.5 發(fā)酵工藝操作要點

1.2.5.1 蒸豆

將大豆在50 ℃左右的溫水中浸泡5 h 以上，當(dāng)體積增大到1.5～2 倍，豆粒用手能輕易掰開時，在121 ℃條件下蒸豆15 min，至豆粒內(nèi)部熟透。

1.2.5.2 伴曲

趁熱將蒸煮后的大豆裹上面粉，以起到對面粉殺菌和糊化的作用。待豆溫降至40 ℃左右，按照曲坯質(zhì)量的0.3%～0.4%的比例加入米曲霉菌種，攪拌均勻。

1.2.5.3 制曲

裝盤入培養(yǎng)箱，保持30 ℃的恒溫，用濕紗布覆蓋曲料，每12 h 用蒸餾水進行噴灑，保持曲料的濕潤，其間進行翻曲以利于通氣降溫。培養(yǎng)48 h 左右，直至曲料長滿黃綠色菌絲，即為成曲。

1.2.5.4 制醅

將成曲洗凈后放入發(fā)酵容器，按照預(yù)設(shè)比例加入辣椒粉、橙皮粉和含鹽量3%的涼開水，攪拌均勻，隨后，每天攪拌1 次，保持50 ℃進行發(fā)酵，發(fā)酵72 h 后進行氨基態(tài)氮的測定，使氨基態(tài)氮含量達到0.3 g/100 g以上[15]。

1.2.5.5 主發(fā)酵

加入曲質(zhì)量50%的糖化液，保持60 ℃左右發(fā)酵7 d，其間每24 h 攪拌1 次。

1.2.5.6 后發(fā)酵按曲質(zhì)量10%加入酵母發(fā)酵液，保持30 ℃，發(fā)酵至有濃郁酯香味為止。

1.2.6 豆醬殺菌工藝

分別于70 ℃（30 min）、80 ℃（20 min）和90 ℃（10 min）條件下進行豆醬殺菌，篩選最佳殺菌工藝。

1.2.7 單因素試驗設(shè)計

1.2.7.1 辣椒粉添加量的篩選

設(shè)置橙皮粉添加量2.5%，米曲霉接種量0.35%，制醅含水量140%，考察不同辣椒粉添加量（1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%）對豆醬品質(zhì)的影響。

1.2.7.2 橙皮粉添加量的篩選

設(shè)置辣椒粉添加量2.0%，米曲霉接種量0.35%，制醅含水量140%，考察不同橙皮粉添加量（1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、4.0%）對豆醬品質(zhì)的影響。

1.2.7.3 米曲霉接種量的篩選

設(shè)置辣椒粉添加量2.0%，橙皮粉添加量2.5%，制醅含水量140%，考察不同米曲霉接種量（0.20%、0.30%、0.35%、0.40%、0.45%）對豆醬品質(zhì)的影響。

1.2.7.4 制醅含水量的篩選

設(shè)置辣椒粉添加量2.0%，橙皮粉添加量2.5%，米曲霉接種量0.35%，考察不同制醅含水量（120%、130%、140%、150%、160%）對豆醬品質(zhì)的影響。

1.2.8 正交試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選定辣椒粉添加量、橙皮粉添加量、米曲霉接種量、制醅含水量為主要影響因素，以感官評分為評價指標(biāo)，進行L9(34)正交試驗，正交試驗因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test 單位：%

1.2.9 感官評價方法

由10 名經(jīng)過培訓(xùn)的評價員分別從樣品的色澤、質(zhì)地、氣味、滋味4 方面進行評價，各指標(biāo)最高均為25 分，滿分為100 分，如表2 所示。

表2 豆醬感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Grading criteria for sensory evaluation of chili bean sauce

1.2.10 產(chǎn)品指標(biāo)測定

氨基酸態(tài)氮含量：采用甲醛滴定法測定；總酸含量：采用酸堿滴定法測定；總黃酮含量：采用分光光度法測定；還原糖含量：采用菲林試劑法測定；水分含量：采用直接干燥法測定。大腸菌群：以大腸菌群平板計數(shù)法進行檢測；沙門氏菌：使用快速試片進行檢測。以上測定方法均參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)[16-18]進行。

1.2.11 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 和SPSS18.0 軟件對數(shù)據(jù)進行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣椒粉添加量對豆醬品質(zhì)的影響

如表3 所示，當(dāng)辣椒粉添加量為1.0%時，豆醬的品質(zhì)指標(biāo)偏低，醬的口感單一，辣味偏淡，缺少特色；當(dāng)辣椒粉添加量達到3.0%時，其抑菌作用隨之增強，醬曲中菌絲的生長變慢，豆醬的各項品質(zhì)指標(biāo)迅速下降，醬色偏紅，醬味道不突出。而辣椒添加量為1.5%、2.0%和2.5%時，有醬香、酯香、橙香、醇香味、辣味，醬色鮮艷，有光澤，甜咸適宜、無異味，醬體黏稠均勻。因此，在豆醬正交試驗中辣椒粉添加量設(shè)定為1.5%、2.0%和2.5%。

表3 辣椒粉添加量對豆醬品質(zhì)的影響Table 3 Effects of chili content on quality of bean sauce

2.2 橙皮粉添加量對豆醬品質(zhì)的影響

如表4 所示，當(dāng)橙皮粉添加量為1.5%和4.0%時，各項品質(zhì)指標(biāo)均較其他樣品低。感官指標(biāo)顯示，當(dāng)橙皮粉添加量為1.5%時，豆醬中橙皮的香味較淡，體現(xiàn)不出應(yīng)有的橙皮香味特色。當(dāng)橙皮粉添加量為4.0%時，各項指標(biāo)均下降，這可能與高濃度橙皮的抑菌作用增強有關(guān)，因為此濃度下醬曲中米曲霉的菌絲生長速度變慢，品質(zhì)指標(biāo)也隨之降低，而且太高的橙皮粉添加量使豆醬口味偏苦，體態(tài)不均勻，口感較差。當(dāng)橙皮粉添加量為2.0%～3.0%時，豆醬鮮艷，有光澤，有橙香味，甜咸適宜、無異味。因此，在正交試驗中，橙皮粉添加量宜選擇2.0%、2.5%和3.0%。

表4 橙皮粉添加量對豆醬品質(zhì)的影響Table 4 Effects of orange skin content on quality of the bean sauce

2.3 發(fā)酵劑接種量對豆醬品質(zhì)的影響

如表5 所示，米曲霉接種量為0.2%時，發(fā)酵速度緩慢，各項品質(zhì)指標(biāo)均處于較低水平。隨著米曲霉接種量的增加，豆醬的各項品質(zhì)指標(biāo)均呈上升趨勢，但米曲霉的接種量達到0.45%時，豆醬中橙皮固有的香氣缺失，產(chǎn)品滋味缺乏，感官評分反而下降。因此，正交試驗中米曲霉接種量宜選擇0.30%、0.35%和0.40%。

表5 米曲霉接種量對豆醬品質(zhì)的影響Table 5 Effects of the amount of Aspergillus oryzae inoculation on quality of the bean sauce

2.4 制醅含水量對豆醬品質(zhì)的影響

如表6 所示，隨著制醅含水量的增加，豆醬的各項品質(zhì)指標(biāo)呈現(xiàn)上升的趨勢，尤其當(dāng)制醅含水量增加到160%時，發(fā)酵加速，促使豆醬中各項品質(zhì)指標(biāo)達到較高水平。但是，感官評定發(fā)現(xiàn)，160%的加水量稀釋了豆醬中風(fēng)味物質(zhì)，減弱了辣椒的滋味和橙皮的清香，豆醬的形態(tài)較稀，影響口感，感官評分較低。因此，正交試驗中制醅含水量宜選擇130%、140%和150%。

表6 制醅含水量對豆醬品質(zhì)的影響Table 6 Effects of the water ratio to fermented grains on quality of the bean sauce

2.5 工藝條件優(yōu)化正交試驗結(jié)果

由表7 可見，影響豆醬品質(zhì)的因素主次順序為：B＞A＞C＞D，即橙皮粉添加量＞辣椒粉添加量＞米曲霉接種量＞制醅含水量。通過正交試驗表得出各因素的最佳組合為A2B2C1D1，即辣椒粉添加量2.0%，橙皮粉添加量2.5%，米曲霉接種量0.30%，制醅含水量130%。在最優(yōu)條件下，進行3 次驗證試驗，制得的豆醬色澤光亮，有濃郁的醬香味和特有的橙皮香味，辣度適中，咸甜適口，感官評分為94 分，高于正交試驗表中各組合，說明在此條件下制作的豆醬品質(zhì)較好。

表7 豆醬的正交試驗結(jié)果與分析Table 7 Results of chili bean sauce sensory orthogonal tests

2.6 豆醬殺菌工藝

對最優(yōu)條件下獲得的豆醬進行殺菌處理，經(jīng)過殺菌的豆醬樣品中均無大腸菌群典型菌落和沙門氏菌。但經(jīng)過殺菌處理后的黃豆醬感官評分都有所下降。由表8 可以看出，從感官評價來看，經(jīng)過80 ℃（20 min）殺菌處理后的豆醬樣品品質(zhì)明顯高于另外兩種殺菌條件的樣品，黃豆醬色澤呈褐棕色，有橙皮清香味，無不良口味，醬香味和酯香味都很濃郁，口感咸香鮮甜，較未作殺菌處理的樣品稍顯黏稠，但質(zhì)地尚佳，呈半固態(tài)狀。經(jīng)過90 ℃（10 min）處理的樣品和經(jīng)過70 ℃（30 min）處理的樣品從總分上看無特別明顯的差異，但前者樣品呈現(xiàn)深褐色，豆醬的清香味完全消失，焦糊味變重，后者樣品清香味、醬香味和酯香味變淡，出現(xiàn)焦糊味，質(zhì)地變稠。經(jīng)過80 ℃（20 min）殺菌處理的豆醬樣品中氨基態(tài)氮含量為1.2 g·100 g-1，水分含量為52.4 g·100 g-1，兩項指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)（氨基態(tài)氮含量≥0.3 g·100 g-1；水分含量≤65.0 g·100 g-1）[15,19]，而且總黃酮含量達到122.5 mg·kg-1。

表8 殺菌后的豆醬感官評分表Table 8 Sensory evaluation outputs of the sterilized bean sauce單位：分

3 結(jié)論

豆醬作為一種調(diào)味料或下飯菜一直備受消費者青睞，在傳統(tǒng)豆醬制作工藝的基礎(chǔ)上，研究人員更加關(guān)注豆醬附加值的提高，例如油菜籽餅粕風(fēng)味豆醬的生產(chǎn)[20]、紅曲香菇豆醬的研制[21]等。本研究利用辣椒和橙皮作為輔料制得豆醬，能提升傳統(tǒng)豆醬的品質(zhì)，開發(fā)出新的口感滿足消費者對多種口味的需求。通過正交試驗得到橙皮辣椒復(fù)合豆醬的最佳發(fā)酵工藝為辣椒粉添加量2.0%，橙皮粉添加量2.5%，米曲霉接種量0.3%，制醅含水量130%。經(jīng)過80 ℃（20 min）的殺菌處理，不改變橙皮辣椒豆醬的口感，風(fēng)味較好。該發(fā)酵工藝的主要輔料橙皮資源豐富，容易獲得。同時，發(fā)酵工序簡單，容易操作，有利于實現(xiàn)工業(yè)化。橙皮辣椒豆醬的研發(fā)有利于增加傳統(tǒng)豆醬的風(fēng)味和營養(yǎng)價值，使豆醬的口感、氣味、色澤得到明顯地提升，具有廣闊的應(yīng)用前景。