不同蒸料工藝對(duì)黑豆醬油二次沉淀的影響

◎ 宋 茜，閆媛媛，陳奇卉，王 熙

（天津市利民調(diào)料有限公司，天津 300308）

近年來(lái)，人們對(duì)生活水平的追求越來(lái)越高，醬油產(chǎn)品已經(jīng)不只要求風(fēng)味，還要求感官、功能以及原料的種類。黑豆中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、微量元素和粗纖維，具有高蛋白、低熱量的特性。其中蛋白質(zhì)含量達(dá)40%以上，且黑豆蛋白質(zhì)中的必需氨基酸組成結(jié)構(gòu)水平總體優(yōu)于黃豆[1]。因此，黑豆醬油作為一種新的醬油品種，已經(jīng)被越來(lái)越多的消費(fèi)者青睞。

在黑豆醬油生產(chǎn)過(guò)程中，沉淀是影響醬油產(chǎn)品品質(zhì)及感官的重要因素，也是醬油行業(yè)內(nèi)致力于解決的難題。楊明泉等[2]對(duì)市售的5 種國(guó)產(chǎn)醬油和4 種日本醬油進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)日本醬油在生產(chǎn)原料、原料處理工藝、發(fā)酵菌種、發(fā)酵工藝和醬油原油后處理工藝上與國(guó)產(chǎn)醬油存在較大差異。楊旭等[3]研究證明影響醬油產(chǎn)生渾濁沉淀的因素是多方面的，包括原料處理、原料分解、雜菌進(jìn)入、醬醅發(fā)酵和后處理等因素，其中原料處理的影響最大。目前，研究豆粕醬油及黃豆醬油原料處理及消化率的文獻(xiàn)很多，研究黑豆醬油原料處理和原油沉淀的研究較少，王猛等[4]研究了實(shí)驗(yàn)室條件下黑豆泡豆及蒸料工藝對(duì)原油消化率的影響，但未對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行探討。因此，本文研究和探討了在一定生產(chǎn)條件下黑豆原料處理及原油沉淀的關(guān)系及解決方法。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

黑豆，市售青仁黑豆，黑龍江產(chǎn)區(qū)；炒小麥，涿州市永鑫炒麥廠；醬油菌種，石家莊市鼎鑫釀造食品科學(xué)研究所。

氫氧化鈉，天津市大陸化學(xué)試劑有限公司；甲醛，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；硫酸，天津化學(xué)試劑三廠；鹽酸、亞鐵氰化鉀，天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司；硼酸，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；硫酸銅、硫酸鉀、甲基紅、溴甲酚綠、酒石酸鉀鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉和酚酞，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；麝香草酚藍(lán)，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 設(shè)備

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；分析天平，北京京衡偉業(yè)科技有限公司；水浴鍋，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司；高速離心機(jī)，湖南達(dá)凱科學(xué)儀器有限公司；電熱恒溫干燥箱，天津市三水科學(xué)儀器有限公司；全自動(dòng)凱氏定氮儀，上海沛歐分析儀器有限公司；三聯(lián)發(fā)酵罐，鎮(zhèn)江生物設(shè)備有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 指標(biāo)測(cè)定方法

成曲消化率的測(cè)定依據(jù)《熟料消化率測(cè)定法試行》（SB/T 10319—1999）；酶活力的測(cè)定依據(jù)《蛋白酶活力測(cè)定法》（SB/T 10317—1999）中的甲醛法；水分的測(cè)定依據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》（GB 5009.3—2016）第一法直接干燥法；全氮的測(cè)定依據(jù)《釀造醬油》（GB/T 18186—2000）；沉淀測(cè)定方法：將過(guò)濾后的原油倒入25 mL 圓頭離心管中，4 500 r·min-1條件下離心30 min，用卡尺測(cè)量沉淀直徑[5]。

1.2.2 發(fā)酵條件

（1）原料配比。黑豆∶炒小麥=7 ∶3（干重）。每套料用量為黑豆840 kg，炒小麥360 kg，黑豆預(yù)先泡發(fā)，水溫12.4 ℃，每2 h 爆氣翻滾1 次，泡發(fā)組別為8 h、10 h、12 h 和14 h，檢測(cè)排出水的全氮。

（2）蒸煮工藝。泡好的黑豆進(jìn)入蒸球中蒸煮。蒸煮完成的黑豆與炒小麥混合，經(jīng)隧道冷卻后接種米曲霉菌種，接種量為0.35‰，黑豆蒸煮工藝組別為0.12 MPa、0.15 MPa 和0.18 MPa（最大生產(chǎn)壓力到0.2 MPa，但由于升壓太慢而取消）；蒸料時(shí)間組別為3 min、4 min、5 min 和6 min，測(cè)熟料水分及消化率等指標(biāo)。

（3）制曲工藝。曲料入曲池后，溫度控制在30 ～35 ℃。品溫超過(guò)35 ℃時(shí)第一次翻曲，10 ～12 h后進(jìn)行第二次翻曲，翻曲后溫度控制在25 ～30 ℃。44 ～48 h 后出曲。成曲取樣，測(cè)定成曲水分和酶活力等指標(biāo)。

（4）發(fā)酵工藝。鹽水濃度為20 °Bé，用量為曲料的2.8 倍，發(fā)酵溫度保持32 ～35 ℃，發(fā)酵期約為4 個(gè)月。

（5）過(guò)濾沉淀。發(fā)酵期滿的黑豆醬油用濾布進(jìn)行擠壓，壓出原油，原油預(yù)沉淀2 d，沉出大顆粒物質(zhì)后，取上清液。

（6）加熱滅菌。將原油加熱至沸騰，保持沸騰5 min，回涼至常溫，沉淀7 d，取上清液測(cè)定沉淀圈大小。

2 結(jié)果與分析

2.1 泡豆時(shí)間對(duì)排水時(shí)間及排出水全氮的影響

將不同泡豆時(shí)間的黑豆投入蒸球，之后加壓排水，檢測(cè)排出水的指標(biāo)，結(jié)果如表1 所示。

表1 不同泡豆時(shí)間對(duì)排水時(shí)間及排出水全氮的影響表

由表1 可知，泡豆在8 h 時(shí)，黑豆有1/3 ～1/4白心，黑豆未完全吸水膨脹，會(huì)給蒸豆造成困難，10 h、12 h 兩組在排水時(shí)間和排出水全氮上比較接近，其中10 h 最佳，14 h 組已經(jīng)泡過(guò)，在排水時(shí)間上與12 h相差不大，說(shuō)明黑豆吸水已經(jīng)充分，無(wú)法再吸入更多的水，同時(shí)排出水的全氮開(kāi)始上升，說(shuō)明水溶性蛋白損失上升，不利于原料利用。因此，最佳泡豆時(shí)間為10 h。

2.2 蒸料時(shí)間及壓力對(duì)熟料消化率的影響

根據(jù)1.2.2 蒸煮工藝分組，得到表2 中12 組實(shí)驗(yàn)組合。檢測(cè)12 組蒸料效果的消化率數(shù)據(jù)后，得到的結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 蒸料時(shí)間及壓力各實(shí)驗(yàn)組組號(hào)表

表3 12 組蒸料樣品感官體態(tài)、消化率及水分?jǐn)?shù)據(jù)表

通過(guò)表3 可看出，蒸料壓力對(duì)消化率有正向的影響，壓力越大相同蒸料時(shí)間下，消化率越高，但豆子變?yōu)樽攸S色后，消化率反而有下降趨勢(shì)，主要是由于蛋白質(zhì)過(guò)度變性所致[6]。其中，在0.18 MPa、5 min條件下消化率最高。取用消化率最高的6 組（4、7、8、10、11 和12）進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。

2.3 成曲水分及酶活

根據(jù)1.2.2 制曲工藝，經(jīng)過(guò)制曲40 ～44 h 后，曲料的酶活及水分如表4 所示。

表4 6 組熟料制曲后酶活及成曲水分表

根據(jù)表4，6 組中蛋白酶最低的為12 號(hào)，主要因?yàn)?2 號(hào)黑豆過(guò)于軟爛，且水分偏高，制曲過(guò)程中透氣性差所致，消化率最高的10、11 組，其蛋白酶活也最高，達(dá)到1.39 g 氨基酸態(tài)氮/100 g（干基）。

2.4 發(fā)酵后沉淀斑的檢測(cè)

將曲料取3 kg（換算為干料），放入9 kg 塑桶中，按照1.2.2 發(fā)酵工藝、過(guò)濾沉淀及加熱滅菌進(jìn)行處理，沉淀斑結(jié)果如表5 所示。

表5 6 組醬油沉淀斑直徑與原料消化率對(duì)比表

根據(jù)表5，6 組樣品中，11 號(hào)沉淀斑最小，消化率最高。其中沉淀斑直徑超過(guò)0.5 cm 的3 個(gè)組，消化率均不到80%，因此原料消化率與沉淀斑直徑存在一定的負(fù)向關(guān)系，原料蒸料的消化率是控制醬油沉淀的重要因素。

3 結(jié)論

對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)，泡豆時(shí)間10 h，蒸料壓力及溫度在0.18 MPa，5 min，成曲蛋白酶活可達(dá)1.39 g 氨基酸態(tài)氮/100 g（干基），熟料消化率可達(dá)到85.25%，為最佳水平，二次沉淀圈直徑為0.32 cm，面積最小，為最佳條件。

根據(jù)2.2實(shí)驗(yàn)可看出相同蒸料時(shí)間下蒸料壓力越大，消化率越高，在蒸料壓力相同情況下，蒸料時(shí)間延長(zhǎng)，也可一定程度提高消化率，但豆子變?yōu)樽攸S色后，消化率反而有下降趨勢(shì)，主要是由于蛋白質(zhì)過(guò)度變性所致。

根據(jù)2.3 實(shí)驗(yàn)，選取6 組消化率最高的熟料，制曲條件一致的情況下，水分、消化率均可影響蛋白酶活，其中10、11 組酶活最高。

根據(jù)2.4 實(shí)驗(yàn)，在發(fā)酵條件一致的情況下，黑豆醬油消化率與沉淀有一定負(fù)相關(guān)，即消化率越高，沉淀斑越小，因此原料蒸料的消化率是控制醬油沉淀的重要因素。