不同發(fā)酵方式對淡豆豉品質(zhì)及風(fēng)味的影響

趙超凡，吳姍姍，趙文俊，彭 東，黃俊源，杜 冰，黎 攀

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642）

淡豆豉是以黑豆為原料經(jīng)發(fā)酵而得的具有藥食同源性質(zhì)的食品，具有降血脂、抗抑郁的功效，與納豆（黃豆發(fā)酵）具有相似的生理功能[1]，但發(fā)酵所用原料及菌株不同。黑豆的蛋白質(zhì)含量高達(dá)36%～40%，同時含有豐富的黃酮類成分，如異黃酮、花色素、黃酮醇、雙黃酮、查耳酮、二氫黃酮等活性成分[2]，經(jīng)發(fā)酵后其活性物質(zhì)的含量及構(gòu)成發(fā)生改變。此外，淡豆豉具有一定的溶栓酶活性，該酶有益于減少血栓的形成[3]。

近年來，國內(nèi)對于淡豆豉的研究主要集中在純種制曲、雙菌種制曲[4]、后發(fā)酵工藝探究及低鹽豆豉的研究等方面。李響等[4]利用毛霉和枯草芽孢桿菌發(fā)酵豆豉表明混菌發(fā)酵可有效提高大豆發(fā)酵制品的品質(zhì)特性，證實使用細(xì)菌和霉菌混合發(fā)酵可有效改善大豆發(fā)酵食品的品質(zhì)特性。李俊健等[5]通過多菌復(fù)合畢赤酵母發(fā)酵優(yōu)化淡豆豉的發(fā)酵工藝條件，提高了淡豆豉溶栓酶活性，但缺乏對風(fēng)味和基本成分的研究。眾所周知，植物乳桿菌能夠產(chǎn)生豐富的風(fēng)味物質(zhì)，能夠改善食品風(fēng)味，如崔憲等[6]以植物乳桿菌發(fā)酵大豆分離蛋白，結(jié)果表明植物乳桿菌發(fā)酵有助于大豆分離蛋白的水解，因此，采用植物乳桿菌復(fù)合發(fā)酵淡豆豉有助于大豆蛋白的水解利用及風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生。文鶴等[7]對比了純種產(chǎn)香酵母Trichomonascus ciferrii發(fā)酵豆豉與自然發(fā)酵豆豉的揮發(fā)性成分，自然發(fā)酵中檢測出87 種揮發(fā)性成分，純種發(fā)酵中檢測出44 種成分，相較于純種發(fā)酵，自然發(fā)酵豆豉其風(fēng)味更加的多元及穩(wěn)定。由于不同地理氣候、溫度、濕度等自然條件原因，自然發(fā)酵難以精確控制，難以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，混菌發(fā)酵模擬了自然發(fā)酵多菌株共同發(fā)酵的特點(diǎn)，有助于提升風(fēng)味物質(zhì)豐度及降低控制難度，是改善淡豆豉風(fēng)味實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的重要途徑。然而，對于混菌發(fā)酵改善淡豆豉風(fēng)味及相關(guān)產(chǎn)生機(jī)制的研究缺乏深入的探索，嚴(yán)重限制了淡豆豉的推廣應(yīng)用。在本團(tuán)隊前期的研究中，以中國根霉12 為發(fā)酵菌株發(fā)酵淡豆豉，并對比了黑龍江、云南、福建、內(nèi)蒙古、河南五個地區(qū)黑豆根霉發(fā)酵淡豆豉的理化指標(biāo)及風(fēng)味指標(biāo)，數(shù)據(jù)表明黑龍江黑豆根霉發(fā)酵所得的淡豆豉風(fēng)味與品質(zhì)明顯優(yōu)于其他地區(qū)發(fā)酵淡豆豉。在最優(yōu)工藝下得到的淡豆豉溶栓酶活力為17122 U/g[8]，但其發(fā)酵過程中營養(yǎng)成分和揮發(fā)性物質(zhì)的變化還有待進(jìn)一步研究。

鑒于此，本研究以黑龍江黑豆為原料，采用根霉發(fā)酵和混菌發(fā)酵兩種發(fā)酵方式，動態(tài)對比兩種發(fā)酵模式中淡豆豉基本成分、活性成分及風(fēng)味的變化。為淡豆豉的發(fā)酵機(jī)理、發(fā)酵過程中風(fēng)味成分和活性成分變化的規(guī)律及形成機(jī)制提供了參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黑龍江黑豆 十月稻田農(nóng)業(yè)科技有限公司；凝血酶1000 IU 美國Sigma 公司；纖維蛋白原及尿激酶1240 IU 中檢所；大豆苷、黃豆黃苷、染料木苷、大豆素、黃豆黃素、染料木素等標(biāo)準(zhǔn)品 HPLC≥98%，上海源葉生物科技有限公司；中國根霉12、乳酸芽孢桿菌DU-106 與植物乳桿菌混合菌粉 保藏于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院新資源食品與功能性原料研究及評價中心；磷酸緩沖鹽溶液（PBS） 實驗室配制；5%磺基水楊酸溶液 廣州成碩生物科技有限公司。

GCMS-QP2010ULTRA 氣相色譜-質(zhì)譜儀、LC-20AT 高效液相色譜儀 日本島津公司；雷磁PHS-3E pH 計 上海儀電公司；日立L-8900 型氨基酸分析儀 日立高新技術(shù)公司；FD-1 真空冷凍干燥機(jī)北京博醫(yī)康技術(shù)公司；Rapid N exceed 杜馬斯定氮儀上海艾力蒙塔貿(mào)易有限公司；PEN3 電子鼻 北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 淡豆豉發(fā)酵工藝

參考文獻(xiàn)[9]的方法并略作修改，發(fā)酵工藝（圖1）操作要點(diǎn)如下：5 倍體積三級水25 ℃避光浸泡12 h；20 ℃濕度90%避光發(fā)芽48 h；121 ℃滅菌15 min；冷卻至35 ℃以下接種；根霉發(fā)酵接種孢子數(shù)為2×107～5×107個/mL 根霉活化液2%（V/W），混菌發(fā)酵須添加107CFU/mL 乳酸菌活化液2%（V/W）和孢子數(shù)為2×107～5×107個/mL 根霉活化液2%（V/W），32 ℃避光發(fā)酵9 d[10]。

取樣方法：分別取發(fā)酵0、1、3、5、7、9 d 的淡豆豉凍干粉碎過80 目篩樣品進(jìn)行分析。

1.2.2 淡豆豉基本成分測定 pH 測定：稱取5.00 g樣品粉末，加入25 mL 蒸餾水，振蕩20 min，使用pH 計直接測定。

菌落總數(shù)：參照GB 4789.2-2016[11]；總糖和還原糖：采用3,5-二硝基水楊酸（DNS）比色法測定總糖和還原糖[12]；總酸：參照GB 12456-2021[13]；蛋白質(zhì)：采用杜馬斯燃燒法測定蛋白質(zhì)[14]；脂肪：參照GB 5009.6-2016[15]；灰分：參照GB 5009.4-2016[16]；氨基酸態(tài)氮：參照GB 5009.235-2016[17]。

1.2.3 淡豆豉活性成分測定

1.2.3.1 溶栓酶測定 參考文獻(xiàn)[18]的方法測定淡豆豉溶栓酶活性。

PBS 溶液的配制：稱取NaCl 8 g，KCl 0.2 g，Na2HPO4·12H2O 3.63 g，KH2PO40.24 g，溶于900 mL蒸餾水中，用鹽酸調(diào)pH 至7.4，用蒸餾水定容至1 L，常溫保存。

取0.05 g 淡豆豉樣品溶于1.5 mL PBS 溶液，4 ℃靜置24 h，搖勻，10000 r/min 離心10 min，取上清液備用。將10 μL 樣品溶液打入纖維蛋白瓊脂糖平板的圓孔內(nèi)，37 ℃培養(yǎng)18 h 后，分別測定纖維蛋白溶解圈的兩個垂直直徑，計算其乘積近似為纖維蛋白溶解圈的面積。將待測樣品的透明圈面積與標(biāo)準(zhǔn)曲線比較，計算樣品酶活大小。

1.2.3.2γ-氨基丁酸測定 采用比色法測定γ-氨基丁酸[19]。

標(biāo)準(zhǔn)溶液及曲線制備：準(zhǔn)確稱量γ-氨基丁酸標(biāo)品100 mg，一級水定容至100 mL，稀釋得到0.10、0.25、0.50、0.75、1.00 mg/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液，取標(biāo)準(zhǔn)溶液0.5 mL，加入0.5 mL 的硼酸鹽緩沖溶液（pH9.0，0.2 mol/L）、1 mL 6%的重蒸苯酚，搖勻，3 min 后加入1 mL NaClO溶液（活性氯為8%～12%），混勻后沸水浴10 min，取出立即冰浴20 min，持續(xù)震蕩直至出現(xiàn)藍(lán)綠色化合物，加入60%的乙醇溶液2.0 mL，再次震蕩均勻，靜置10 min 后于645 nm 處測定吸光度，以蒸餾水代替標(biāo)準(zhǔn)液做空白對照。

樣品γ-氨基丁酸提取及測定：準(zhǔn)確稱量0.50 g豆豉粉末以蒸餾水定容至50 mL，60 ℃水浴震蕩2 h，4000 r/min 離心20 min，取上清經(jīng)0.45 μm 微膜過濾，取0.5 mL 按標(biāo)曲方法步驟測定，曲線公式為：Y=1.9633X+0.0231（R2=0.9992）。

1.2.3.3 大豆異黃酮測定 參考文獻(xiàn)[20]方法及其洗脫程序，采用高效液相色譜法測定大豆異黃酮，通過保留值定性分析大豆異黃酮，通過外標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線法以峰面積為指標(biāo)定量分析大豆異黃酮含量。色譜柱為Agela promosil C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；柱溫36 ℃；進(jìn)樣量10 μL；流動相為0.1%（V/V）乙酸水溶液（A）和100%乙腈（B）；流速為1 mL/min；檢測波長260 nm（UV）。

1.2.4 淡豆豉風(fēng)味成分測定

1.2.4.1 豆豉游離氨基酸含量測定 樣品前處理：0.1 g樣品用3 mL 5%磺基水楊酸溶液研磨，轉(zhuǎn)移到離心管，靜置1 h，12000 r/min 離心10 min，取上清液按1:3 比例和水稀釋，并通過0.22 μm 濾膜裝置將混合液過濾在進(jìn)樣瓶中。

分析條件：色譜柱：日立855-4507 型（60 mm×4.6 mm，3 μm）；反應(yīng)柱溫：135 ℃；檸檬酸（鋰）PBF緩沖液梯度洗脫；檢測波長：570 nm+440 nm；流速：洗脫泵0.35 mL/min，衍生泵0.30 mL/min；分析時間：148 min[21]。

1.2.4.2 HS-SPME/GC-MS 測定揮發(fā)性成分 HSSPME 方法萃取樣品揮發(fā)性成分：取樣品2 g 于50 mL 頂空瓶，以環(huán)己酮作為內(nèi)標(biāo)，密封，90 ℃平衡5 min，插入已經(jīng)活化好的50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭，頂空吸附30 min，插入GC 進(jìn)樣口解析

3 min[22]。

色譜條件：DB-WAX 色譜柱（60 mm×0.32 mm，0.25 μm），載氣為氦氣，流速1 mL/min，設(shè)置升溫程序條件為：進(jìn)樣口溫度為250 ℃，色譜柱初始溫度為50 ℃保持2 min，接下來以3 ℃/min的速度上升至220 ℃，保持5 min，不分流進(jìn)樣。

質(zhì)譜條件：電離方式：EI，發(fā)射電流：80 μA，電子能量為：70 eV，掃描范圍為m/z 30～400，離子源溫度：230 ℃，接口溫度：240 ℃。

定量分析：根據(jù)被測化合物和內(nèi)標(biāo)物環(huán)己酮相應(yīng)的色譜峰面積之比，計算被測組分的相對含量，表示為μg/kg，計算公式如下：

式中：Mc 為化合物相對含量（μg/kg）；ST：總離子流圖中化合物峰面積；C標(biāo)：內(nèi)標(biāo)物質(zhì)濃度（μg/mL）；S標(biāo)：內(nèi)標(biāo)物質(zhì)峰面積；V標(biāo)：內(nèi)標(biāo)物加入的體積（μL）；m：樣品質(zhì)量（kg）。

1.2.4.3 電子鼻測定氣味強(qiáng)度的變化 分別稱取不同發(fā)酵階段的淡豆豉樣品3.0 g，裝入密封塑料杯中，室溫平衡30 min 后，插入電子鼻的進(jìn)樣針頭進(jìn)行測定。測定條件：采樣時間1 s/組；傳感器自清洗時間120 s；傳感器歸零時間10 s；樣品準(zhǔn)備時間5 s；進(jìn)樣流量400 mL/min；分析采樣時間120 s[23]。采用電子鼻內(nèi)置程序（Winmuster，version 1.6.2）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析，傳感器靈敏物質(zhì)分類見表1。

表1 傳感器靈敏物質(zhì)分類Table 1 Sensor sensitive material classification

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)結(jié)果采用SPSS 26、GraphPad Prism 8 和DPS 7.0 等統(tǒng)計分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及顯著性分析并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵方式發(fā)酵過程中pH 和菌落總數(shù)的變化

淡豆豉發(fā)酵是酸性發(fā)酵，pH 會直接影響豉曲中蛋白酶的活性及微生物的生長和代謝，酸性環(huán)境有利于酸性和中性蛋白酶等酶系的積累及淡豆豉后發(fā)酵過程中苦味脫除[24-25]。由圖1A 可知，根霉發(fā)酵pH 由發(fā)酵前的6.59 下降至發(fā)酵后的6.35，而混菌發(fā)酵pH 持續(xù)下降，從6.59 下降至5.96?？偹岷孔兓鐖D1B 所示，發(fā)酵自第3 d 開始，混菌發(fā)酵所產(chǎn)總酸含量大于根霉發(fā)酵，后雖有波動，但最終混菌發(fā)酵總酸含量仍高于根霉發(fā)酵，乳酸在發(fā)酵所產(chǎn)生的有機(jī)酸中酸性較強(qiáng)，故推測混菌發(fā)酵中后期乳酸菌大量繁殖產(chǎn)生了乳酸導(dǎo)致pH 持續(xù)下降。菌落總數(shù)變化如圖1C 所示，發(fā)酵第1 d，發(fā)酵微生物數(shù)量已達(dá)到較大基數(shù)，而隨發(fā)酵的進(jìn)行，微生物總數(shù)總體呈上升趨勢，整個發(fā)酵過程中根霉和乳酸菌未出現(xiàn)較大的起伏，另外發(fā)酵過程中未檢測到其他雜菌，說明發(fā)酵過程穩(wěn)定進(jìn)行。

圖1 不同發(fā)酵方式對pH、總酸和菌落總數(shù)變化對比Fig.1 Comparison of different fermentation methods on pH,total acid and total number of bacteria

2.2 不同發(fā)酵方式發(fā)酵過程中基本成分變化

由表2 可知，兩種發(fā)酵方式發(fā)酵前和發(fā)酵后的基本成分都發(fā)生了變化，根霉和混菌發(fā)酵前后，總糖的含量都顯著降低（P＜0.05），還原糖、總酸、氨基酸態(tài)氮和灰分的含量顯著提高（P＜0.05）。根霉發(fā)酵蛋白質(zhì)顯著降低（P＜0.05），混菌發(fā)酵蛋白質(zhì)顯著升高（P＜0.05）；根霉發(fā)酵前后對脂肪含量變化影響不明顯，而混菌發(fā)酵卻顯著提高了脂肪的含量（9.10%）。產(chǎn)生這些變化的原因可能是發(fā)酵過程中根霉等微生物分泌淀粉酶將淡豆豉中的淀粉水解，超過微生物的消耗量，還原糖上升，總糖被水解為單糖被微生物利用，總體呈下降趨勢；由于根霉等微生物產(chǎn)生大量的蛋白酶，使得淡豆豉中蛋白質(zhì)被分解成小分子多肽和氨基酸等可溶性含氮物，氨基態(tài)氮含量逐漸增加；前期總酸含量逐漸增加，可能是因為根霉生長代謝的次生產(chǎn)物有機(jī)酸或脂肪酸造成的[26]，混菌發(fā)酵脂肪含量提高的原因可能是乳酸芽孢桿菌分泌物對脂肪酸等物質(zhì)的氧化具有一定的抑制作用[27]。

表2 不同發(fā)酵方式對淡豆豉基本成分的影響Table 2 Effects of different fermentation methods on basic components of SSP

2.3 不同發(fā)酵方式對淡豆豉活性物質(zhì)的影響

大豆異黃酮廣泛存在于豆類食品中，是豆類重要的生物活性物質(zhì)，如圖2A 所示，發(fā)酵過程中大豆異黃酮含量升高，且混菌發(fā)酵大豆異黃酮含量高于根霉發(fā)酵，根霉發(fā)酵大豆異黃酮含量由2.31 mg/g 增加至3.20 mg/g；而混菌發(fā)酵大豆異黃酮含量由2.25 mg/g 增加至3.91 mg/g，線性方程及相關(guān)系數(shù)見表3，兩種發(fā)酵模式大豆異黃酮含量均高于曹冬英等[28]報道的四種市售黑豆成品淡豆豉（異黃酮最高含量1.64 mg/g）中異黃酮的含量，但是低于趙佳琪等[29]以馬料豆為發(fā)酵原料所發(fā)酵的淡豆豉（4.37 mg/g）中的異黃酮的含量，可能是由于馬料豆中的異黃酮含量本身高于雄黑豆。γ-氨基丁酸是一種非蛋白質(zhì)組成天然氨基酸，是哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)首要抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，具有鎮(zhèn)靜、抗焦慮、增強(qiáng)記憶及改善睡眠的作用，對抑郁、失眠、自主神經(jīng)失調(diào)等疾病有明顯改善作用[30]，如圖2B 所示，發(fā)酵能夠有效提高γ-氨基丁酸的含量，但混菌發(fā)酵γ-氨基丁酸的含量低于根霉發(fā)酵，混菌發(fā)酵γ-氨基丁酸最終含量為3.03 mg/g，較發(fā)酵前增加1.11 mg/g，根霉發(fā)酵γ-氨基丁酸最終含量為4.83 mg/g，較發(fā)酵前增加3.09 mg/g，這可能是由于低酸導(dǎo)致γ-氨基丁酸不穩(wěn)定。豆豉溶栓酶具有良好的降血栓作用，是繼納豆激酶之后發(fā)現(xiàn)的一種具有強(qiáng)烈溶解血栓纖維蛋白功能的絲氨酸蛋白酶[3]，如圖2C 所示，在發(fā)酵過程中溶栓酶活性呈增長趨勢，且混菌發(fā)酵整體高于根霉發(fā)酵，發(fā)酵第9 d 活性達(dá)到最大值，其中混菌發(fā)酵淡豆豉溶栓酶活性為3927.84 IU/g，較發(fā)酵前增加3414.82 IU/g；根霉發(fā)酵淡豆豉溶栓酶活性為2152.20 IU/g，較發(fā)酵前增加1621.04 IU/g。結(jié)果表明，混菌發(fā)酵淡豆豉溶栓酶活性明顯高于根霉發(fā)酵淡豆豉。

圖2 不同發(fā)酵方式對淡豆豉活性成分的影響Fig.2 Effects of different fermentation methods on active components of SSP

表3 大豆異黃酮線性方程Table 3 Linear equation of soybean isoflavone

2.4 不同發(fā)酵方式對淡豆豉風(fēng)味的影響

2.4.1 不同發(fā)酵方式對游離氨基酸的影響 為了更好比較混菌發(fā)酵和根霉發(fā)酵過程中氨基酸的呈味組成情況，參考索化夷等[31]的方法，將氨基酸分為鮮味（天門冬氨酸、谷氨酸）、甜味（蘇氨酸、絲氨酸、甘氨酸、丙氨酸）、苦味（纈氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸）和無味（賴氨酸）4 類。淡豆豉風(fēng)味與蛋白質(zhì)水解有一定關(guān)系，蛋白質(zhì)水解形成強(qiáng)烈疏水的肽和大部分苦味氨基酸[32]，但同時也形成了鮮味氨基酸和甜味氨基酸，有助于弱化淡豆豉苦味，形成淡豆豉特殊風(fēng)味。發(fā)酵過程中各類風(fēng)味氨基酸的變化結(jié)果如圖3 所示，各類氨基酸隨著發(fā)酵進(jìn)行，含量都有所增加，說明發(fā)酵過程中，蛋白質(zhì)不斷降解成氨基酸，并形成不同的風(fēng)味，但根霉發(fā)酵和混菌發(fā)酵前后對比，風(fēng)味氨基酸的含量差距不明顯。

圖3 發(fā)酵過程中豆豉游離氨基酸分類匯總Fig.3 Classification and summary of free amino acids in SSP during fermentation

2.4.2 不同發(fā)酵方式對揮發(fā)性物質(zhì)的影響 采用頂空-固相微萃取法和氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)（HSSPME-GC-MS）對兩種發(fā)酵過程中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析[33-34]。兩種發(fā)酵方式的總離子圖如圖4所示，其中兩種發(fā)酵方式中揮發(fā)性成分種類大體相似。為了更好地統(tǒng)計揮發(fā)性物質(zhì)的變化情況，對所有檢測出來的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行歸類處理，分為烷烴類、吡嗪類、醇類、酯類、酚類、烯烴類、醛類、酮類和其他類。如圖5 所示，在乳酸菌的作用下，混菌發(fā)酵淡豆豉的吡嗪類、醇類物質(zhì)含量下降，醛類、酚類、烷烴類物質(zhì)含量上升。根霉發(fā)酵和混菌發(fā)酵均檢測出7 種烷類成分，且種類相同，但混菌發(fā)酵中烷類成分的總量高于根霉發(fā)酵（圖5A）。淡豆豉烷烴類主要成分包括十二烷、正十四烷、正十六烷和壬基環(huán)己烷是其主要烷烴類成分，呈先增加后減少趨勢，十二烷具有乳酪味[35]。吡嗪是由蛋白質(zhì)或氨基酸的熱分解和蛋白質(zhì)或氨基酸與糖的美拉德反應(yīng)產(chǎn)生的[36]，閾值較低，所以低濃度的吡嗪類化合物對樣品的風(fēng)味影響較大。如圖5B 所示，根霉發(fā)酵和混菌發(fā)酵淡豆豉最終吡嗪含量分別為72.63 μg/kg 和55.46 μg/kg。添加乳酸菌發(fā)酵有利于減少淡豆豉發(fā)酵過程中的吡嗪類物質(zhì)含量，吡嗪類物質(zhì)閾值較低，天然發(fā)酵食品中低吡嗪含量多可呈優(yōu)良風(fēng)味，而高含量的吡嗪是納豆氨臭味和腐敗味的主要來源[37]。在混菌發(fā)酵中檢測到癸醚，其含量最高達(dá)4.13 μg/kg，醚類化合物中含有苯環(huán)的醚大多具有獨(dú)特芳香味[38]。其他風(fēng)味成分在發(fā)酵過程中都呈現(xiàn)出波動變化的趨勢，總之，兩種發(fā)酵方式隨著發(fā)酵時間的進(jìn)行，風(fēng)味物質(zhì)不斷得更新，最終發(fā)酵完成后呈現(xiàn)出淡豆豉獨(dú)有的發(fā)酵風(fēng)味。

圖4 淡豆豉發(fā)酵過程中揮發(fā)性成分總離子圖Fig.4 Total ions of volatile components in SSP fermentation process

圖5 不同發(fā)酵方式發(fā)酵過程中揮發(fā)性物質(zhì)變化Fig.5 Changes of volatile substances in different fermentation methods

2.4.3 電子鼻風(fēng)味分析 采用德國PEN3 型電子鼻對根霉發(fā)酵和混菌發(fā)酵第0、1、3、5、7、9 d 的樣品進(jìn)行分析，同一樣品各個傳感響應(yīng)器取平均值分析后，繪制成雷達(dá)圖如圖6A 所示。從響應(yīng)值變化程度判斷，淡豆豉樣品揮發(fā)性風(fēng)味成分響應(yīng)值主要集中在傳感器7 號、6 號、9 號、2 號、8 號（響應(yīng)值＞2），其中7 號響應(yīng)值最高，表明硫化物、甲基類化合物、芳香化合物、有機(jī)硫化物、氮氧化合物及醇類、酮類化合物對淡豆豉風(fēng)味貢獻(xiàn)率較大[39]，這與揮發(fā)性物質(zhì)烷烴類物質(zhì)的含量最高結(jié)果相一致。其他相關(guān)揮發(fā)物類型含量較低，同時發(fā)現(xiàn)根霉發(fā)酵比混菌發(fā)酵淡豆豉樣品整體風(fēng)味更濃，其中根霉發(fā)酵第5 d 淡豆豉響應(yīng)值最大。

據(jù)圖6A 電子鼻數(shù)據(jù)進(jìn)行PCA 主成分分析和k-mean 聚類分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，第一和第二主成分總貢獻(xiàn)率達(dá)到98.69%（第一主成分分析貢獻(xiàn)率為97.29%，第二主成分分析貢獻(xiàn)率為1.40%），說明第一主成分可反應(yīng)樣品的大部分特征（圖6B）。從樣品特征聚類分析判斷，每種淡豆豉樣本數(shù)據(jù)離散程度較低，樣品檢測重現(xiàn)性較好。從樣品之間距離判斷，樣品可分為三類，根霉發(fā)酵第0 d 和第1 d 為一類，混合發(fā)酵第0 d 至第9 d 為一類，除第7 d 外其余天數(shù)重疊部分多，表明混菌發(fā)酵第7 d 風(fēng)味物質(zhì)與混菌發(fā)酵其余天數(shù)風(fēng)味物質(zhì)具有一定差異；根霉發(fā)酵第3、5、7、9 d為一類，且離散程度大，表明根霉發(fā)酵后淡豆豉風(fēng)味差異較大。

圖6 淡豆豉風(fēng)味雷達(dá)圖和聚類圖Fig.6 Radar map and cluster map of SSP flavor

3 結(jié)論

本研究探討不同的發(fā)酵方式對淡豆豉的品質(zhì)和風(fēng)味的影響，通過HS-SPME/GC-MS 和電子鼻等方法評價不同發(fā)酵模式的淡豆豉風(fēng)味及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明兩種發(fā)酵模式淡豆豉之間的基本成分差別不大；混菌發(fā)酵相較于根霉發(fā)酵其溶栓酶活性提升82.50%，大豆異黃酮含量提升22.05%；混菌發(fā)酵降低了鮮味氨基酸和吡嗪等物質(zhì)的含量，減少了腥味和腐敗風(fēng)味，降低了W1W 傳感器檢測到的硫化物氣味濃度，改善了淡豆豉的不良風(fēng)味。因此，將中國根霉12 和乳酸芽孢桿菌DU106 應(yīng)用于淡豆豉的生產(chǎn)中，很大程度上改良了淡豆豉的風(fēng)味，提高了淡豆豉的品質(zhì)，為淡豆豉工業(yè)化應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。

目前混菌發(fā)酵菌株間的相互作用機(jī)制尚不清楚，所以監(jiān)測不同菌種發(fā)酵過程中的成分變化，探究不同菌種在發(fā)酵過程中的相互作用，或者改良菌種等研究都是提升淡豆豉品質(zhì)和風(fēng)味的研究方向。