不同熟化方式對藜麥醬品質的影響

董 平，許程劍，王曉庭，袁菲蔓，吳華昌，鄧 靜

（1.四川旅游學院食品學院，四川成都 610100；2.烹飪科學四川省高等學校重點實驗室，四川成都 610100）

藜麥又稱藜谷，是一年生草本植物，其籽粒富含優(yōu)質蛋白質、不飽和脂肪酸、礦物質元素、維生素等，營養(yǎng)價值豐富，同時也是皂苷、多酚、黃酮、植物甾醇等功能性成分的良好來源，具有抗癌、抗氧化、防治“三高”、減肥助消化等功效，因此被加工成藜麥片、藜麥粥、藜麥餅干、藜麥饅頭、藜麥面條以及藜麥飲品等產品。甜面醬，是以面粉為主要原料，利用以米曲霉和黑曲霉為主的微生物經過制曲、發(fā)酵而成的醬類調味品。其咸甜適口、酯香醇厚、口感細膩，深受廣大消費者的青睞，是醬爆、醬燒、涼拌等日常烹飪中必不可少的調味品。隨著人們對面醬產品多樣性的要求越來越高，銀杏面醬、葛根甜面醬、雙孢蘑菇面醬等產品相繼被開發(fā)。然而藜麥作為傳統(tǒng)的藥食同源食物，尚未有其應用于制作面醬的報道。

作為發(fā)酵型調味品，面醬的品質及風味受制曲條件（如制曲菌種、時間、溫度、濕度等）、發(fā)酵方式、發(fā)酵過程中微生物菌群結構以及產品滅菌方式等因素的影響。原料熟化也是制備發(fā)酵型調味品的關鍵工藝。熟化工藝不僅能夠對發(fā)酵原料進行滅菌從而消除雜菌的污染，也能使原料中的蛋白質發(fā)生變性更容易被微生物產生的酶水解，提高蛋白質的消化率，進而影響發(fā)酵產品風味。常壓和高壓蒸煮是較常用的熟化方式，近年來擠壓膨化技術也逐漸被用于發(fā)酵原料的熟化。有研究表明，不同的原料熟化方式對發(fā)酵型調味品品質的影響不同。丁祖志研究了常壓和高壓蒸煮工藝對蠶豆醬發(fā)酵過程中理化指標的影響，發(fā)現(xiàn)兩種工藝制備的醬醅在水分、總酸、氨態(tài)氮、還原糖、有機酸、游離氨基酸以及揮發(fā)性風味物質方面存在明顯差異；李燕發(fā)現(xiàn)采用擠壓膨化處理原料釀造的蠶豆醬中氨基酸態(tài)氮、全氮含量、色差值均高于常壓蒸煮方式，風味也不盡相同。由此可見，探究不同原料熟化方式對于改善發(fā)酵型調味品品質與風味具有重要意義。然而原料熟化方式對甜面醬品質及風味影響的相關研究尚未見報道。

本研究采用常壓蒸煮、高壓蒸煮、擠壓膨化三種方式對青海單色藜麥粉進行熟化，經制曲、發(fā)酵制成藜麥甜面醬，通過感官評價、理化性質檢測以及揮發(fā)性風味物質分析，探究不同熟化方式對藜麥面醬品質及風味的影響，并確定適宜的熟化方式，為工業(yè)化藜麥醬生產以及品質提高提供理論依據，促進我國藜麥產業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

青海白色藜麥 青海巴顏土特產品有限公司（10月中旬采收）；米曲霉，滬釀3.042 購自濟寧玉園生物科技有限公司；氫氧化鈉、甲醛溶液、鉻酸鉀、硝酸銀、鹽酸、硫酸銅、亞甲基藍、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、葡萄糖、硫酸鋅 均為分析純，成都金山化學試劑有限公司。

DYF-00C搖擺式高速粉碎機 溫嶺市林大機械有限公司；DY04-13-44-00立式壓力蒸汽滅菌器筒上海東亞壓力容器制造有限公司；SYSLG32-II雙螺桿擠壓膨化實驗機 濟南賽百諾科技開發(fā)有限公司；FYL-YS-150L固態(tài)培養(yǎng)箱 北京福意電器有限公司；Clarus 680氣相色譜質譜聯(lián)用儀 賽默飛世爾科技有限公司；家用蒸鍋、高壓鍋 浙江蘇泊爾股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 熟化工藝

1.2.1.1 常壓蒸煮 將藜麥磨粉過80目篩，稱800 g藜麥粉（含水量為11.76%），加入240 mL蒸餾水，水沸后放入蒸鍋中進行蒸煮30 min。

1.2.1.2 高壓蒸煮 將藜麥磨粉過80目篩，稱800 g藜麥粉，加入240 mL蒸餾水，放入高壓鍋（0.1 MPa）中進行蒸煮20 min。

1.2.1.3 擠壓膨化 將藜麥磨粉過80目篩，膨化之前在藜麥粉中加水使物料含水量達到13.50%，膨化參數為：螺桿轉速100 r/min，I區(qū)至IV區(qū)溫度分別為50、80、120、150 ℃。將膨化后的藜麥磨粉（含水量為6.70%）過80目篩，準確稱取800 g置于托盤，為保證發(fā)酵前水分含量相同，在膨化后藜麥粉中加入420 mL滅菌水。

1.2.2 接種制曲條件 將米曲霉孢子按每克濕料8×10個接種到熟化后的藜麥全粉中。設置制曲溫度28 ℃，制曲濕度90%，制曲時間60 h，每隔8 h攪拌曲料防止成塊。

1.2.3 發(fā)酵條件 加入750 mL濃度為18%的鹽水，在35 ℃的條件下發(fā)酵35 d，每隔7 d取樣，用于后續(xù)檢測。

1.2.4 理化指標檢測

1.2.4.1 水分檢測 根據國標GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》的方法測定藜麥醬醬醅水分。

1.2.4.2 總酸度和pH的測定 根據金華勇對甜面醬總酸的測定方法，取5 g藜麥醬醅研磨均勻后加水定容至100 mL作為藜麥醬稀釋液，取20 mL稀釋液加入60 mL水，攪拌均勻后用0.05 mol/L氫氧化鈉溶液進行滴定至pH為8.2，以80 mL蒸餾水作為空白對照并用同樣的方法滴定，根據以下公式計算藜麥醬總酸含量：

其中，V表示滴定藜麥醬所消耗的氫氧化鈉的體積，mL；V表示滴定空白對照氫氧化鈉的體積，mL；V表示藜麥醬稀釋液用量，mL；c表示滴定所用氫氧化鈉的濃度，mol/L。

取20 mL甜面醬攪拌均勻后，采用精密pH計直接測定pH。

1.2.4.3 氨基態(tài)氮檢測 根據金華勇對甜面醬氨基態(tài)氮的測定方法，將1.2.4.2中滴定至8.2的溶液中加入10 mL甲醛，繼續(xù)用0.05 mol/L氫氧化鈉溶液滴定至pH為9.2，以80 mL蒸餾水作為空白對照，根據以下公式計算藜麥醬氨基態(tài)氮含量：

其中，V表示藜麥醬溶液中加入甲醛后滴定所消耗的氫氧化鈉的體積，mL；V表示空白對照中加入甲醛后滴定所消耗的氫氧化鈉的體積，mL；V表示藜麥醬稀釋液用量，mL；c表示滴定所用氫氧化鈉的濃度，mol/L。

1.2.4.4 鹽分檢測 根據對金華勇對甜面醬食鹽含量測定方法，取5 g藜麥醬醬醅，加100 mL水，充分攪拌后靜置。取2 mL上清加100 mL水，同時加入1 mL 50 g/L的鉻酸鉀指示液，硝酸銀標準溶液滴定至剛顯磚紅色沉淀終止。以100 mL蒸餾水作為空白對照。根據以下公式計算：

其中，c代表硝酸銀標準滴定溶液的實際濃度，mol/L；V代表藜麥醬溶液滴定時消耗硝酸銀溶液體積，mL；V表示空白對照消耗硝酸銀溶液體積，mL。

1.2.4.5 還原糖含量檢測 根據GB/T 5009.7-2016《食品中還原糖的測定》，采用斐林法測定藜麥醬醬醅中還原糖含量。

1.2.5 揮發(fā)性風味成分測定 甜面醬研磨后稱取2.0 g樣品置于20 mL頂空瓶中，加入0.5 g氯化鈉和2 mL水，壓蓋密封頂空瓶，保持溫度50 ℃，振搖速率為 500 r/min，用 65 μm PDMS/DVB 萃取頭萃取40 min后取出，GC-MS進行檢測。

氣相色譜條件：色譜柱為Agilent DB-WAX（J&W）彈性石英毛細管色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；進樣口溫度 250 ℃；載氣為氦氣（He），流速1.0 mL/min；程序升溫條件：40 ℃保持4 min，第一階段以5 ℃/min升至200 ℃，保持1 min，第二階段 10 ℃/min升至 220 ℃，恒定 15 min。

質譜條件：接口溫度250 ℃；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；四級桿溫度為150 ℃，掃描范圍為 43～500 amu。

將樣品的GC-MS圖譜和NIST08 Library化合物的標準質譜庫進行比對，選用匹配度大于80的結果，香氣成分的相對含量則采用峰面積歸一化法進行計算。

1.2.6 感官鑒評 邀請十名經過專業(yè)培訓的食品專業(yè)的同學組成藜麥醬感官評價小組，從形態(tài)、色澤、氣味、口感等方面對藜麥醬進行感官評定，并進行綜合評分。感官評定評分標準表如表1。

表1 藜麥醬感官評定評分標準Table 1 Sensory evaluation index of quinoa sauce

1.3 數據處理

采用SPSS18將得到的數據進行單因素方差分析（One-way ANOVA），所有實驗均進行3次平行實驗（GC-MS只測一組），利用Origin軟件制圖。

2 結果與分析

2.1 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中水分的變化

由表2可知，不同蒸煮方式藜麥醬發(fā)酵過程中水分含量均呈下降趨勢，其中擠壓膨化組水分含量從發(fā)酵第7 d起顯著高于常壓和高壓蒸煮組（＜0.05），而高壓和常壓蒸煮組之間并無明顯差異。造成上述差異的原因主要是經過擠壓膨化處理后再粉碎得到的藜麥粉空隙更多，水的附著面積增加；同時有研究表明隨著溫度升高，淀粉糊化程度也在增加，相應的吸水能力增強，使得發(fā)酵過程中水分更不容易蒸發(fā)損失。

表2 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中水分的變化（%）Table 2 Moisture change during fermentation of quinoa sauce with different cooking methods (%)

2.2 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中總酸的變化

由表3可知三種不同熟化方式的藜麥醬發(fā)酵過程中總酸含量呈上升趨勢。其中擠壓膨化組采用的熟化溫度高，淀粉水解程度也相對較高，在面包曲發(fā)酵過程中更容易被微生物利用從而產生更多有機酸，因此發(fā)酵前期總酸含量較常壓和高壓組高；發(fā)酵后期體系中酸度積累達到一定程度（pH大約在4.9左右），對乳酸菌等微生物形成了抑制作用，總酸變化也趨于恒定；另外由于擠壓膨化組在發(fā)酵過程中水分蒸發(fā)量較少，總酸升高幅度較高壓組和常壓組更小。

表3 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中總酸的變化（%）Table 3 Changes of total acid of quinoa sauce during fermentation with different cooking methods (%)

2.3 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中pH的變化

由表4可知三種不同熟化方式的藜麥醬發(fā)酵過程中pH呈下降趨勢。其中常壓蒸煮組pH較高，擠壓膨化組pH最低，主要是由于常壓蒸煮組醬醅中總酸含量較少，擠壓膨化組總酸含量較多；發(fā)酵后期總酸含量趨于穩(wěn)定，pH變化幅度逐漸減小。

表4 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中pH的變化Table 4 Changes of pH of quinoa sauce during fermentation with different cooking methods

2.4 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中氨基態(tài)氮的變化

由表5可知，發(fā)酵前期，在微生物蛋白酶的水解作用下，藜麥中的蛋白質被水解成肽類及游離氨基酸，三種不同熟化方式藜麥醬中氨基酸態(tài)氮含量均逐漸升高；發(fā)酵后期，隨著蛋白酶活性的降低，氨基酸態(tài)氮含量變化趨于平緩。其中擠壓膨化組在各個階段的氨基態(tài)氮含量最高，最終為0.63%，其次是常壓蒸煮組，高壓蒸煮各個階段的氨基態(tài)氮含量最低。上述結果可能是因為擠壓膨化過程中高溫、高壓以及高剪切力使藜麥蛋白更容易被蛋白酶所水解，也有文獻報道擠壓膨化處理后制備的面包曲中蛋白酶活性更高，進而能夠產生更多游離氨基酸；長時間高壓蒸煮可能引起蛋白質過度變性不易水解，以及美拉德反應程度加重，導致高壓蒸煮制備的藜麥醬中氨基酸態(tài)氮含量最低。

表5 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中氨基態(tài)氮的變化（%）Table 5 Changes of amino nitrogen of quinoa sauce during fermentation with different cooking methods (%)

2.5 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中鹽分的變化

從表6可以看出，三種不同熟化方式的藜麥醬起始鹽分含量約為6.80 g/100 g，隨著發(fā)酵時間的推移，前14 d鹽分含量增長速度較快，14 d后緩慢增加，變化趨勢與水分含量變化趨勢相匹配。擠壓膨化組藜麥醬在每個階段的鹽分含量最低，這是由于擠壓膨化的藜麥醬每個階段含水量較其他組高，而常壓蒸煮、高壓蒸煮在大部分時間點的鹽分含量差異不明顯。

表6 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中鹽分的變化(g/100 g)Table 6 Changes of salt content during fermentation of quinoa sauce with different cooking methods (g/100 g)

2.6 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中還原糖量的變化

由表7可知，四種不同熟化方式的藜麥醬在發(fā)酵前還原糖含量不等，但隨著發(fā)酵的進行還原糖含量呈現(xiàn)出先升高，然后略有降低的趨勢。在發(fā)酵前已經含有還原糖是因為在熟化過程中會有部分的淀粉水解產生還原糖，而擠壓膨化由于溫度較高，淀粉水解生成的還原糖也最多，常壓蒸煮溫度最低，淀粉水解程度小，還原糖含量也最少；隨著發(fā)酵的進行，微生物產生的酶進一步水解淀粉，還原糖含量逐漸升高；發(fā)酵后期由于醬醪酸度加大，微生物產生的淀粉酶活性受到抑制，生成的還原糖數量減少，同時微生物為了維持自身生命活動會消化大量的糖類物質，最終導致還原糖含量輕微降低。

表7 不同熟化方式藜麥醬發(fā)酵過程中還原糖的變化（g/100 g）Table 7 Changes of reducing sugar during fermentation of quinoa sauce with different cooking methods (g/100 g)

2.7 不同熟化方式藜麥醬揮發(fā)性風味成分分析

藜麥醬中揮發(fā)性風味成分受熟化方式的影響（表8，圖1）。不同熟化方式藜麥醬中共檢測到揮發(fā)性風味物質84種，其中酯類和醛類物質的相對含量在各組中均較高，其次為酸類物質。常壓蒸煮組中檢測到73種揮發(fā)性物質，主要包括糠醛、醋酸、苯乙醛、亞油酸乙酯等化合物，醛類、酯類以及酸類物質的相對含量分別為32.34%、33.05%、18.94%；藜麥粉經過高壓蒸煮后發(fā)酵共測得60種揮發(fā)性風味物質，主要包括糠醛、醋酸、亞油酸乙酯等化合物，醛類、酯類以及酸類物質的相對含量分別為32.46%、37.15%、17.5%；藜麥粉經過擠壓膨化后發(fā)酵總共得到39種揮發(fā)性風味物質，主要包括糠醛、醋酸、正十六酸、亞油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚等化合物，醛類、酯類以及酸類物質的相對含量分別為34.95%、41.68%、12.53%。

表8 不同熟化方式藜麥醬揮發(fā)性物質的相對含量Table 8 Relative contents of volatile substances in quinoa sauces with different cooking methods

圖1 不同熟化方式藜麥醬中各類揮發(fā)性風味物質的相對含量Fig.1 Relative contents of different kinds of volatile flavor compounds in quinoa sauces with different cooking methods

通過分析發(fā)現(xiàn)糠醛、亞油酸乙酯以及醋酸的含量在三種不同熟化方式處理的藜麥醬中含量均比較高。糠醛帶有煮土豆的氣味，可由羥甲基糠醛受熱裂解生成，而食品中羥甲基糠醛的生成與溫度密切相關，擠壓膨化組采用的溫度最高，糠醛含量也最多；亞油酸乙酯表現(xiàn)出溫和的多脂果味油的氣味，在酒類以及豆瓣醬等發(fā)酵產品廣泛存在，藜麥醬中的亞油酸乙酯由藜麥中的亞油酸與發(fā)酵過程中的乙醇在微生物酯酶的作用下生成，具有抗動脈硬化、調控代謝、增強機體免疫力等功效，藜麥醬中高水平的亞油酸乙酯提示其具有較強的保健功效；醋酸在三種藜麥醬中的相對含量也較高，可能主要由微生物醋酸發(fā)酵產生。另外，常壓組中苯乙醛相對含量較高，該化合物具有水果的甜香氣；擠壓膨化組中2-甲氧基-4-乙烯基苯酚，能為藜麥醬提供丁香味和發(fā)酵香味，棕櫚酸乙酯和油酸乙酯均具有花果香氣，十六酸也具有特殊香氣，這些化合物對擠壓膨化藜麥醬整體風味具有重要的貢獻。

采用主成分分析法對三種熟化方式藜麥醬中的所有揮發(fā)性風味物質進行整體分析，由圖2可知，PC1（69.7%）和 PC2（30.3%）之和為 100%，說明降維能夠很好地保留有效信息。三種熟化方式藜麥醬整體揮發(fā)性風味位于不同象限，進一步說明不同熟化方式發(fā)酵所得藜麥醬風味之間具有顯著差異。對7類揮發(fā)性風味物質進行主成分載荷分析（表9），第一主成分根據貢獻率排序為酯類＞醛類＞酸類＞酚類＞醇類＞酮類＞其他，第二主成分根據貢獻率排序為酚類＞酯類＞其他＞酮類＞醛類＞醇類＞酸類，由于第一主成分能夠涵蓋幾乎所有風味物質信息（98.89%，圖3），因此第一主成分中貢獻率較大的幾類風味物質（酯類、醛類和酸類）是在不同熟化方式下導致藜麥醬風味差異的主要影響因素。

圖3 樣品中7類揮發(fā)性風味物質主成分載荷圖Fig.3 Principal component loading diagram of 7 volatile flavor compounds in samples

表9 不同熟化方式藜麥醬中7類揮發(fā)性風味物質主成分載荷矩陣Table 9 Principal component load matrix of 7 kinds of volatile compounds in quinoa sauces with different cooking methods

圖2 不同熟化方式藜麥醬整體揮發(fā)性風味物質主成分分析Fig.2 Principal component analysis of volatile flavor compounds in quinoa sauce with different cooking methods

續(xù)表8

2.8 不同熟化方式藜麥醬的感官評定

根據表10可知，通過對十名同學對經過三種不同熟化方式處理后發(fā)酵制得的藜麥醬進行色澤、形態(tài)、氣味、口感綜合評定結果分析，發(fā)現(xiàn)擠壓膨化熟化的藜麥醬喜好度更高，對高壓蒸煮熟化的藜麥醬的喜好度最低。其中高壓蒸煮和常壓蒸煮的藜麥醬咸味突出，是由于通過這兩種蒸煮方式發(fā)酵的藜麥醬水分含量較低，含鹽量較高。經過擠壓膨化的藜麥醬顏色為鮮艷的紅褐色，有光澤，是由于在擠壓膨化過程中較高的溫度使氨基類化合物與還原糖發(fā)生美拉德反應，生成了棕色物質。另外，擠壓膨化的藜麥醬鮮味更加突出，主要是由于該熟化方式發(fā)酵的藜麥醬氨基態(tài)氮含量最高，而高壓蒸煮組氨基酸態(tài)氮含量最低，鮮味較另外兩組差，因此其評分最低。

表10 不同熟化方式藜麥醬感官評定結果Table 10 Result of sensory evaluation index of quinoa sauce with different cooking methods

3 結論

本研究比較了三種熟化方式對藜麥醬理化指標及揮發(fā)性風味的影響。經過三種不同的熟化方式處理藜麥粉并發(fā)酵制備藜麥醬，其中擠壓膨化組的水分、總酸、氨基酸態(tài)氮以及還原糖含量高于常壓和高壓蒸煮組，而pH與鹽含量較另外兩組低；高壓蒸煮組和常壓蒸煮組相比，前者總酸和還原糖略高于后者，pH與氨基酸態(tài)氮則較常壓組低，兩組水分以及鹽分含量差異不顯著。三種不同熟化方式得到的藜麥醬中酯類、醛類和酸類物質的相對含量較高，這三類物質也是不同熟化方式引起藜麥醬風味差異的主要影響因素?？啡?、醋酸和亞油酸乙酯是三種藜麥醬中主要的揮發(fā)性風味物質，同時常壓蒸煮組還含有較高水平的苯乙醛，擠壓膨化組正十六酸、油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚等化合物含量較高。對三種藜麥醬進行感官評價，擠壓膨化組藜麥醬感官評分最高，高壓蒸煮組感官評分最低，提示擠壓膨化是更適合制作藜麥醬的熟化方式。