聶景貴,張 宵,李栩栩,黃琪琳
(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 國家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)中心(武漢)武漢 430070)
糟制是基于鹽腌、干燥預(yù)處理之后對原料施加的再加工技術(shù),是傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)之一,因通過與酒糟混合輔助發(fā)酵,使食物原料具有獨特的糟制風(fēng)味而得名[1]。糟制食品是深受人們喜愛的美食,在我國江西、浙江、福建等地廣為流傳。科學(xué)證實糟制借助酒糟中殘余的乙醇為原料,營造一種高醇環(huán)境,從而抑制雜菌生長,延長食物保質(zhì)期[2]。此外,經(jīng)過密封發(fā)酵,微生物分解原料成分產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì),混合原料本身的風(fēng)味,形成糟制品的獨特發(fā)酵風(fēng)味[3]。
糟制過程中使用的主要輔料為酒糟,通常選用糯米酒糟。酒糟是釀酒業(yè)的主要副產(chǎn)物,我國釀酒業(yè)興盛,2018 年全國白酒酒糟的產(chǎn)量達1.1 億t[4]。若將酒糟直接丟棄,會對空氣、表層水和土壤造成嚴(yán)重的污染[5]。目前,大多數(shù)酒糟被直接用作廉價飼料或生產(chǎn)化工產(chǎn)品[4],利用效益低,而糟制能夠?qū)崿F(xiàn)對廉價酒糟的高值化利用,酒糟的再利用不僅能夠提高酒糟的經(jīng)濟效益,還能避免排放帶來的環(huán)境污染。
近年來,隨著研究深入,糟制品的品質(zhì)形成機制逐漸明晰,且在糟制品生產(chǎn)過程中引入了新的技術(shù)與設(shè)備,使糟制技術(shù)不斷完善。然而,目前仍缺乏相關(guān)文獻對糟制技術(shù)進行全面的介紹。本文就糟制技術(shù)及糟制產(chǎn)品的相關(guān)研究現(xiàn)狀進行綜述,旨在規(guī)范糟制技術(shù),并為其未來發(fā)展提供理論依據(jù)。
糟制食品醇香四溢,滋味濃郁,在我國具有上千年的食用歷史。據(jù)史料記載,糟制最早起源于三千多年前的商周時期,是中國古代漁民發(fā)明的用于保藏魚類的方法[6]。周代“八珍”、北魏《齊民要術(shù)》和宋朝《清異錄》都有對糟制品的記載;唐代時期的浙江糟魚名聲大振,到元朝,糟姜、糟魚、糟蟹成為一代飲食珍品;明代將朱元璋大戰(zhàn)鄱湖時食用過的酒糟魚列為皇家珍肴,清朝有曹雪芹在《紅樓夢》中將賈母和寶玉吃糟鵝掌、糟鴨舌、糟鵪鶉的情景描繪得栩栩如生、惟妙惟肖[7]。因糟制品風(fēng)味極佳,糟制工藝一直流傳至今,并經(jīng)歷了諸多改良。對糟制品的科學(xué)化研究最早是由江西大學(xué)(現(xiàn)南昌大學(xué))于1988 年完成,并開發(fā)了首個正規(guī)的糟制產(chǎn)品——“明太祖酒糟魚”,該科研成果在1990 年被國家科委評選為國家級科技成果。同時期江西省國營康山食品罐頭廠首次實現(xiàn)了糟制品的工業(yè)化生產(chǎn)。如今,最著名的糟制品當(dāng)屬江西省的非遺美食酒糟魚,其年產(chǎn)量高達數(shù)千噸[8]。
在糟制之前需要對原料進行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,使原料處于適合進行糟制的狀態(tài)。圖1a 為肉制品糟制前常采用的預(yù)處理簡易流程,圖1b 為各步驟預(yù)處理可選擇的方法。對肉制品的預(yù)處理有5 種不同的流程,傳統(tǒng)工藝中常用的預(yù)處理流程依次為清洗切塊、鹽腌和干燥(如圖1a 單實線箭頭指示),每一步預(yù)處理都將影響后續(xù)糟制產(chǎn)品的品質(zhì)[2,9-10]。原料的切塊大小與厚度會影響鹽腌和糟制過程中鹽分和糟制液向原料內(nèi)部的滲透速率,也會影響干燥過程中原料的干燥速率[11]。鹽腌在糟制品生產(chǎn)中主要有兩方面的作用。其一,降低原料的水分活度,從而達到抑菌防腐的目的;其二,賦予原料一定的咸味,為后續(xù)調(diào)味創(chuàng)造有利條件[2,12]。糟制前對腌制原料進行干燥的主要目的是減少原料中的部分水分,獲得半干制品,以此制作的糟制品具有更加緊實的肉質(zhì),更有嚼勁[2,13]。此外,干燥的肉質(zhì)有利于提高糟制階段糟制液向原料中的滲透速率,且能夠吸收更多的糟制液,使產(chǎn)品具有更濃郁的風(fēng)味[14-15]。此外,干燥可以進一步降低原料內(nèi)部的水分活度,加強對腐敗微生物的抑制作用[16]。
圖1 肉制品糟制前預(yù)處理流程圖(a)及方法選擇(b)Fig.1 Flowchart(a)and method selection of pretreatment(b)of meat products before wine-lees fermentation
基于傳統(tǒng)預(yù)處理方法,研發(fā)人員開發(fā)了另外4 種類似的肉制品預(yù)處理流程(如圖1a 不同線型箭頭指示),其不同之處在于個別步驟的增減與替代。在第2、3 種預(yù)處理流程中分別減少了鹽腌和干燥步驟,主要目的是簡化操作、節(jié)省時間,然而這也將影響最終糟制品的品質(zhì)[17-18]。王秋麗等[17]在研制酒糟羅非魚風(fēng)味食品時,將食鹽以適當(dāng)?shù)谋壤尤氲皆懔现校詮浹a減少鹽腌預(yù)處理帶來的影響,獲得的糟魚同樣具有較好的感官品質(zhì)。第4種預(yù)處理流程中的不同之處在于用其它殺菌方法替代鹽腌以達到抑菌防腐的作用,例如使用ClO2或75%乙醇溶液浸泡[19-20]。羅聯(lián)鈺等[19]研究發(fā)現(xiàn)使用150 mg/kg ClO2溶液浸泡20 min 可以有效殺菌,提高酒糟魚的保鮮效果,延長保鮮期。與傳統(tǒng)預(yù)處理流程不同的是,第5 種是在干燥之后為原料接種發(fā)酵劑,即將菌懸液均勻地涂抹于干燥原料表面[21]。也有研究將該預(yù)處理與糟制合并,將菌種按一定比例添加到糟料中,再與原料混合糟制[20]。發(fā)酵劑由單一菌種或混合菌株組成,這些菌種是源自于原料或酒糟中的優(yōu)勢菌群,如植物乳桿菌、木糖葡萄球菌、短乳桿菌和釀酒酵母等[20-21]。優(yōu)勢菌自身及其之間的相互作用是影響糟制品品質(zhì)的主要因素,通過接菌預(yù)處理可以提高糟制成熟的速率,并優(yōu)化糟制品的品質(zhì)[22]。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為預(yù)處理方法提供了不同的選擇。圖1b 列出了在糟制前預(yù)處理中已經(jīng)應(yīng)用于實際的方法與設(shè)備,如鹽腌預(yù)處理有干腌和濕腌兩種方法,干燥預(yù)處理有日曬、熱風(fēng)、微波、真空4 種方法[1-2]。王少偉[2]在研發(fā)酒糟魚工藝時比較了干腌和濕腌之間的差異,發(fā)現(xiàn)干腌過程中鹽的滲透速率更快,而濕腌過程中鹽在魚肉中的分布更均勻,亞硝酸鹽含量更低,且獲得的魚塊保持更好的組織形態(tài)。不同干燥技術(shù)間的干燥效率存在差異,由此獲得的干燥產(chǎn)品也具有品質(zhì)優(yōu)劣之分[23]。相比日曬和熱風(fēng)干燥,通過微波和真空干燥獲得的產(chǎn)品普遍被認(rèn)為具有更優(yōu)質(zhì)的品質(zhì),但是后者的能源消耗與設(shè)備成本也更高[24]。根據(jù)Kim等[25]的研究,低溫真空干燥處理后的魚干比熱風(fēng)干燥和冷凍干燥處理后的魚干更柔軟、更有咀嚼性,魚肉的紋理損傷最小,組織有彈性,魚油多,顏色為淺棕色。在選擇預(yù)處理方法時,應(yīng)根據(jù)原料本身的特性,如尺寸、質(zhì)構(gòu)、營養(yǎng)成分穩(wěn)定性等,以及生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟效益進行合理的選擇。
以上是對肉制品的預(yù)處理,對植物原料如竹筍的預(yù)處理則完全不同。竹筍在糟制之前要依次經(jīng)過去殼切片、漂燙、保脆和瀝干預(yù)處理[26]。漂燙能夠滅活竹筍中的內(nèi)源酶,如過氧化物酶,從而減少營養(yǎng)成分因氧化而造成的損失[27]。保脆能夠增強筍體細胞間的連接,并增強筍片的脆度,使竹筍糟制之后依然保持清脆的口感[28]。
傳統(tǒng)糟制技術(shù)通常是將預(yù)處理后的食品原料與糟料混合,然后在低溫、密封條件下進行長時間發(fā)酵成熟。通過傳統(tǒng)糟制技術(shù)制作的糟制品具有更加突出的特征性品質(zhì),而傳統(tǒng)糟制技術(shù)中存在一些限制因素,導(dǎo)致糟制時間漫長、產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。因此,研發(fā)人員不斷改良糟制的工藝參數(shù),使糟制技術(shù)符合現(xiàn)代化生產(chǎn)。
如表1 所示,糟料分為固態(tài)與液態(tài)兩種,即干糟與濕糟。干糟的配方可以由純酒糟、酒糟和菌種或糯米和菌種組成。濕糟的糟料主要是由酒糟(或糟鹵)、酒、白糖以及香辛料按照一定的比例配制而成。酒糟主要使用白色糯米酒糟和紅曲酒糟,兩者在營養(yǎng)成分與風(fēng)味上均存在差異。此外,紅曲酒糟中含有紅曲色素,能夠賦予糟制品誘人的紅色[26]。糟鹵是由從酒糟中壓榨的鹵汁,加入黃酒、食用鹽、香辛料調(diào)配而成,可用于糟制食品[29-30]。在糟料中加入菌種的目的與第2 節(jié)中進行接菌預(yù)處理的目的相同。張秀潔[20]在不使用真空糟制的情況下,通過接種混合菌群進行常壓糟制將酒糟魚的成熟時間縮短到7 d,極大地節(jié)約了時間成本。周楠楠等[29]使用1H 核磁共振分析了糟鴨在干糟和濕糟過程中滋味化合物的變化,發(fā)現(xiàn)濕糟對糟鴨滋味化合物含量的影響比干糟更顯著,這可能是由于滋味化合物的濕糟滲透速率高于干糟。
糟料中營養(yǎng)、滋味和風(fēng)味成分組成豐富,因此原料與糟料的配比,簡稱料糟比,對糟制品品質(zhì)的影響較大。如表1 所示,在水產(chǎn)品糟制中常用的料糟比為1 ∶1 或1:2(m ∶m),糟鵝為1 ∶4(m ∶m),糟竹筍為2.5∶1(m∶m),按這些比例生產(chǎn)的糟制品具有較高的感官品質(zhì)。據(jù)研究,隨著酒糟用量提高,糟魚中的還原糖含量逐漸上升,氯化鈉、粗蛋白、氨基態(tài)氮和總酸的含量以及TBA-N 值逐漸下降[32,48]。
在民間傳統(tǒng)糟制技術(shù)中,溫度與濕度是限制糟制的主要原因。因為溫度與濕度過高容易引起原料在腌制和干燥過程中快速腐敗變質(zhì),所以人們常選擇在溫度、濕度較低的秋冬季節(jié)制作糟制品[2]。然而秋冬季節(jié)溫度過低導(dǎo)致糟制過程中品質(zhì)成熟緩慢。例如:糟魚在冬季制作需長達2~3 個月的成熟時間[36-37]?,F(xiàn)代化生產(chǎn)中通過使用恒溫恒濕設(shè)備克服了糟制品生產(chǎn)的季節(jié)限制,并根據(jù)有利微生物的生長條件適當(dāng)?shù)卣{(diào)整糟制溫度以縮短糟制時間。曹雪等[33]研究發(fā)現(xiàn)在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,糟魚發(fā)酵過程中優(yōu)勢菌(如乳菌和酵母菌)的生長速度和溫度呈正相關(guān)關(guān)系。如表1,大多數(shù)食品的糟制工藝經(jīng)改良后,溫度控制在15~30 ℃,其中,糟魚的成熟時間可以縮短到1 個月。也有部分糟制品的生產(chǎn)仍延續(xù)了傳統(tǒng)工藝,將糟制溫度控制在10 ℃以下,如糟蝦仁、糟鵝和糟鴨。
為了提高糟制的效率,真空技術(shù)被引入到食物原料的糟制過程中。從表1 可知,采用真空輔助糟制可以將糟制速率提高4~5 倍,真空糟制魚的成熟時間從1 個月縮短到1 周左右,糟魷魚成熟需6 d,糟鮑魚僅需7.6 h。真空主要從兩個方面縮短食品糟制發(fā)酵的成熟時間,即真空促進滲透并為優(yōu)勢菌生長營造無氧環(huán)境。在糟制過程中,糟料中的游離氨基酸、有機酸以及一些呈味物質(zhì)(如核苷酸、醇、醛等)會向原料內(nèi)部滲透,加速品質(zhì)成熟[2]。真空已被證明能夠加速物質(zhì)的滲透速率,其機理是通過抽真空、維持真空以及恢復(fù)常壓的操作,在食物原料的內(nèi)、外形成壓力梯度,從而加速食品基質(zhì)和糟料之間的雙向傳質(zhì)[49-50]。而且,在真空作用下原料會產(chǎn)生一定程度的膨脹,使得細胞之間間距變大,糟制液更易滲透進原料內(nèi)部,提高糟制速率[51]。食物原料在密封糟制過程中,特征性品質(zhì)的形成主要依靠一些兼性厭氧型微生物,如酵母菌和乳酸菌[33]。抽真空的操作可以營造無氧環(huán)境,抑制雜菌生長,有助于厭氧菌快速占據(jù)優(yōu)勢地位,這對于糟制品風(fēng)味形成有一定的促進作用[2]。據(jù)文獻記載,真空糟制技術(shù)早在2001 年已經(jīng)在酒糟魚的工業(yè)化生產(chǎn)中實現(xiàn)了應(yīng)用,該技術(shù)能夠?qū)⒕圃泗~的年產(chǎn)量提高12 倍,極大地提高了企業(yè)規(guī)模與效益[46]。
糟制技術(shù)最初被用于延長魚的保質(zhì)期,隨著工藝的不斷改進,糟制技術(shù)同時能夠賦予食品令人愉悅的獨特風(fēng)味,改善食品的感官品質(zhì)與營養(yǎng)價值。目前,糟制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類食品的保藏與調(diào)味,如表1 所示,研究人員已開發(fā)了包括水產(chǎn)類、禽肉類、禽蛋類和蔬菜類的各種糟制食品。
我國是世界水產(chǎn)養(yǎng)殖大國,擁有極為豐富的淡水魚資源。根據(jù)2021 年《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》顯示,我國2021 年水產(chǎn)品年產(chǎn)量為6 693 萬t,其中,養(yǎng)殖水產(chǎn)品產(chǎn)量為5 388 萬t,捕撈水產(chǎn)品產(chǎn)量為1 305 萬t。水產(chǎn)品含水量較高,以冰鮮銷售為主,貨架期短,易腐敗,每年造成大量的水產(chǎn)原料浪費[20]。采用糟制技術(shù)加工低值水產(chǎn)品,不僅可實現(xiàn)水產(chǎn)品精深加工,提高其利用率,且延長了水產(chǎn)品的貨架期[2]。如表1 所示,有關(guān)糟魚的研究占半數(shù),文獻中記載的現(xiàn)有糟魚的類型包括多種常見的養(yǎng)殖淡水魚,如草魚[52]、鰱魚[2]、鱘魚[1]、鯽魚[53]、青魚[15]、羅非魚[34],還涉及部分經(jīng)濟型海水魚,如鯔魚[39]、大黃魚[38]、帶魚[31]。除魚類外,泥鰍、鮑魚、魷魚和蝦也實現(xiàn)了糟制化處理。
以往的研究揭示了酒糟魚在整個糟制發(fā)酵過程中各化學(xué)成分的變化規(guī)律。魚肉中的還原糖、氨基態(tài)氮、總酸、水分的含量和TVB-N 值均隨糟制時間延長逐漸增加,鹽分、總蛋白、鹽溶性蛋白質(zhì)、總脂肪的含量和TBA 值則逐漸下降。部分化學(xué)成分的含量在糟制末期趨于動態(tài)平衡,這與酒糟魚糟制發(fā)酵過程中觀察到的微生物作用和滲透規(guī)律相符[1,2,54]。鮑魚在糟制過程中觀察到類似的成分變化規(guī)律[41]。然而,在潘玲等[30]的研究中觀察到與此相反的現(xiàn)象,蝦仁糟制過程中鹽分含量逐漸上升,水分含量逐漸下降。這是因為在該研究中使用的糟料含有高濃度的鹽(7.2%),且蝦仁糟制前沒有經(jīng)過鹽腌預(yù)處理。
我國對禽肉的加工常使用鹽腌和干燥,糟制發(fā)酵技術(shù)在禽肉加工中的應(yīng)用還未推廣。目前,文獻記載的禽肉糟制品有糟鵝、糟鴨和糟鵪鶉。鄭小樂等[43]開發(fā)了軟包裝即食糟鵝產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)對原料適度干燥有利于提高產(chǎn)品品質(zhì)。張小濤等[44]在此基礎(chǔ)上對糟鵝的糟制參數(shù)進行了優(yōu)化,由此制作的糟鵝成品肉質(zhì)細膩,香味純正。周楠楠等[29]描述了糟鴨的干糟和濕糟工藝,并分析了糟鴨中主要的滋味成分,發(fā)現(xiàn)糟鴨中含量最高的滋味物質(zhì)是乳酸、天冬氨酸、肌酸和葡萄糖。糟鵪鶉目前還僅限于民間制法,據(jù)文獻記載,糟鵪鶉具有食療功效,食之可補五臟、益中氣、實筋骨、耐寒暑、消積熱、止泄瀉[55]。糟制禽肉產(chǎn)品的開發(fā)不僅延長了禽肉的保質(zhì)期,還擴展了禽肉的銷售范圍,以此適應(yīng)現(xiàn)代人快節(jié)奏的生活方式。
生活中常見的加工蛋制品是鹽水蛋、皮蛋和鹵蛋,糟蛋是另一種鮮為人知的風(fēng)味蛋制品。糟蛋的制作方法經(jīng)過不同地區(qū)的改良,形成了3 種較為著名的糟蛋制品,分別是平湖軟殼糟蛋、四川宜賓敘府糟蛋和嘉興新塍高公興醬園的五香硬殼糟蛋,三者工藝各不相同,形成的風(fēng)味也各具特色[45]。對糟制蔬菜的文獻記載,目前僅有糟竹筍。洪秀榮對竹筍的糟制工藝進行了優(yōu)化,并鑒定了竹筍糟制過程不同時期的優(yōu)勢微生物,發(fā)現(xiàn)酵母菌是整個糟制過程中的優(yōu)勢菌。此外,隨糟制時間延長,竹筍中的粗纖維含量基本保持不變,總酸含量在發(fā)酵的前期和中期快速上升,發(fā)酵后期趨于平緩[26]。陳興煌等[47]通過調(diào)整調(diào)味液配方研發(fā)了酸甜型和酸辣型兩款糟筍。
糟制可以改善食物原料的感官品質(zhì)。糟制過程中,微生物生長代謝和糟料滲透的共同作用使糟制品形成了獨特的發(fā)酵風(fēng)味,具有濃郁的酒香、米香和醋香[2]。水產(chǎn)品的腥味較重,尤其是淡水魚具有濃厚的土腥味。經(jīng)前期預(yù)處理和糟制處理后,大部分魚腥味被去除,剩余的魚腥味也被濃郁的酒香味掩蓋[39]。因此,糟制技術(shù)可以有效去除水產(chǎn)品的腥味,并賦予其誘人的發(fā)酵風(fēng)味。傳統(tǒng)糟制技術(shù)并不利于糟制品質(zhì)構(gòu)的形成,因為長時間浸泡,原料內(nèi)部水分含量增加,肉質(zhì)會出現(xiàn)一定程度的松軟[1]。而改良后的真空干糟技術(shù)在壓差的作用下,使肉質(zhì)更加緊實,口感更佳[2]。糟制品具有獨特的色澤,歸因于糟制過程中的美拉德反應(yīng)可加深黃亮色[20],且NO3-在微生物和酸的作用下還原為NO,NO 與肌紅蛋白結(jié)合生成亞硝基肌紅蛋白,可以加深肉制品的紅色[56]。此外,采用紅曲酒糟輔助糟制時,酒糟中的紅曲色素會附著在原料表面,并向原料內(nèi)部遷移,使糟制品呈現(xiàn)誘人的紅色[20]。
糟制可以提高食物原料的營養(yǎng)價值。酒糟是一種營養(yǎng)豐富、具有保健功能的天然食品,富含有機酸、蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、聚戊糖、多種礦物質(zhì)和維生素等物質(zhì)[57]。紅曲酒糟中還含有紅曲霉和紅曲色素,它們具有降膽固醇、降血壓和降血糖等功能[20]。在糟制過程中,酒糟中的營養(yǎng)物質(zhì)會向原料中遷移擴散,增加原料本身沒有的營養(yǎng)成分。密封糟制過程中,乳酸菌成為優(yōu)勢菌,它是人們普遍認(rèn)可的保健因子[53]。
糟制可以延長食物原料的保質(zhì)期,這主要體現(xiàn)在兩個階段。第一階段是糟制過程,在傳統(tǒng)糟制技術(shù)中,食物要經(jīng)過漫長的發(fā)酵,其風(fēng)味才能成熟。例如糟制魚類大多需要1 個月才可成熟,當(dāng)糟制溫度低于10 ℃時,甚至需要2~3 個月[36]。第二階段是糟制后的保藏,若不加入添加劑,糟鵝經(jīng)真空包裝和高溫高壓殺菌后,常溫下具有6 個月的保質(zhì)期[43]。糟制延長保質(zhì)期的機理在于使用的原料經(jīng)過預(yù)處理后,含菌量與水分含量都被極大程度的減少,且糟制與后期的保藏過程始終維持低水分含量、高鹽、高醇的環(huán)境,這抑制了腐敗微生物的生命活動[1-2]。
目前,有關(guān)糟制品的風(fēng)味研究主要是針對酒糟魚的風(fēng)味形成機理的深入分析。本節(jié)通過總結(jié)文獻解析酒糟魚的風(fēng)味組成與形成機理,為糟制品風(fēng)味的后續(xù)研究提供參考。
在糟制過程中,特色風(fēng)味的形成除了與蛋白質(zhì)水解和脂肪降解密切相關(guān),碳水化合物氧化分解也扮演著重要的角色,因為酒糟中存在大量的碳水化合物[58]。內(nèi)源酶與微生物酶的作用是推進糟制風(fēng)味形成的主要動力,與風(fēng)味形成相關(guān)的酶主要包括蛋白酶、肽酶、過氧化物酶、脂肪酶等[15,59]。李思維[15]從酒糟魚中分離了兩種風(fēng)味相關(guān)蛋白酶,一種為枯草芽孢桿菌分泌的中性金屬蛋白酶,另一種為魚肉中的內(nèi)源性氨肽酶。氨肽酶能夠水解寡肽釋放游離氨基酸,游離氨基酸再通過Strecker 降解和美拉德反應(yīng)產(chǎn)生小分子風(fēng)味化合物。趙品[1]研究了酒糟魚制作過程中內(nèi)源性脂肪酶的活性變化,揭示了脂肪酶活性與脂肪酸含量的關(guān)系。脂肪酸,尤其是不飽和脂肪酸是重要的風(fēng)味物質(zhì)或風(fēng)味前體,不飽和脂肪酸在一定條件下進一步氧化可產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì),促進產(chǎn)品風(fēng)味的形成[60]。內(nèi)源性脂肪酶主要分為兩大類,即脂解酶和脂氧合酶,脂解酶負(fù)責(zé)降解脂質(zhì),脂氧合酶負(fù)責(zé)氧化脂質(zhì)。脂解酶包括中性脂肪酶、酸性脂肪酶和磷脂酶,它們分別作用于三酰甘油和磷脂,促進游離脂肪酸尤其是不飽和脂肪酸的釋放[61]。
糟制過程中,優(yōu)勢微生物能分泌各種酶,以此參與降解蛋白質(zhì)和多肽、氧化分解糖類、降解脂肪及氨基酸代謝等一系列反應(yīng),進而影響糟制品的風(fēng)味[31]。酒糟魚的糟制過程處于密封、高鹽、高醇的環(huán)境,因此,耐高濃度鹽的兼性厭氧微生物能夠快速繁殖成為優(yōu)勢菌群[2]。據(jù)研究,酒糟魚糟制前期和中期的環(huán)境中存在大量的糖類和微量氧氣殘留,主要的優(yōu)勢微生物為酵母菌(如釀酒酵母、糖化酵母和奧默柯達酵母)和枯草芽孢桿菌,糟制后期環(huán)境中完全無氧且酸度增加,主要的優(yōu)勢微生物為酵母菌、葡萄球菌和乳酸菌(如魏斯氏乳桿菌)[33,39,62]。其中,釀酒酵母、糖化酵母具有產(chǎn)脂肪酶的特性,芽孢桿菌、葡萄球菌和乳酸菌均具有產(chǎn)蛋白酶和脂肪酶的特性[39]。乳酸菌能夠分泌細菌素,并通過糖酵解將糖類分解為乳酸,降低環(huán)境pH 值,抑制雜菌生長[63-64]。而酵母菌可以在酸性環(huán)境中繁殖,且具有較強的產(chǎn)香能力[61]。因此,酵母菌與乳酸菌在酒糟魚中成為優(yōu)勢菌,不僅可以改善產(chǎn)品的風(fēng)味,還可以延長產(chǎn)品的保質(zhì)期。
如圖2 所示,整理了存在于酒糟魚糟制過程中常見的,且氣味閾值小于10 mg/m3(閾值越低越易被感知)的揮發(fā)性風(fēng)味化合物,總計44 種,主要分為烴類、醇類、酯類、醛類、酮類、酸類及其它[3.39,65]。在糟制的不同階段,風(fēng)味化合物的組成與含量存在差異。
圖2 酒糟魚糟制過程中存在的揮發(fā)性風(fēng)味化合物及其閾值和氣味描述Fig.2 Volatile flavor compounds present during wine-lees fermentation of fish and their threshold and odor description
鏈狀烴主要源于脂肪酸烷氧自由基的裂解[66],而環(huán)烴則主要源于長鏈脂肪酸的氧化[67]。酒糟魚烴類化合物的相對含量在糟制過程中變化顯著,其含量從前期的35%左右逐漸下降到后期的4%左右,且種類逐漸減少[3]。烴類相對含量的下降可能是因為其被進一步分解為其它化合物,有研究表明在一定條件下,烴可形成醛、酮和醇類等風(fēng)味物質(zhì)[68]。在成熟的酒糟魚風(fēng)味組成中只存在少數(shù)幾種烴類化合物,如十二烷、十四烷、2,6,10,14-四甲基十五烷等,且由于烴類化合物的閾值普遍較高,因此對酒糟魚整體的風(fēng)味影響較小[39,3]。
醇通常是由多不飽和脂肪酸的氧化和降解形成的,具有果蔬香味和酒香[69]。酒糟魚醇類化合物的相對含量在糟制前期快速上升,在中、后期緩慢下降[3]。糟制前期,糟料中的醇會快速向魚肉中滲透擴散,這是導(dǎo)致前期醇類化合物含量上升的主要原因[2]。此外,在密封、無氧條件下,微生物代謝能夠使多不飽和脂肪酸降解產(chǎn)生醇類化合物[3]。在糟制的中、后期,醇與某些產(chǎn)酸菌(如乳酸菌)代謝產(chǎn)生的酸發(fā)生酯化反應(yīng),導(dǎo)致醇類化合物含量下降[3]。糟料中含有豐富的醇類化合物,其中乙醇是賦予糟魚酒香味的主要成分,糟魚成品中的乙醇相對含量高達55%~75%。酒糟魚中的1-辛烯-3-醇具有蘑菇香和脂香,是亞油酸的氫過氧化物降解產(chǎn)物,具有醇類化合物中最低的閾值(0.01),因此對酒糟魚風(fēng)味具有重要貢獻[70]。
酯通常是由醇和有機酸的非酶酯化反應(yīng)和微生物酶催化作用形成,大部分酯具有果香味[61]。如圖2 所示,除乳酸乙酯和十四酸乙酯外,其余所有酯的閾值均低于1,因此酯類是促進酒糟魚風(fēng)味成熟的重要物質(zhì)。酒糟魚糟制起始時幾乎不含酯類化合物,其相對含量在糟制過程中逐漸增加,且種類也逐漸豐富,至糟制后期共檢測到的18 種酯類化合物[3]。由于酒糟的加入使糟制起始環(huán)境中含有大量的乙醇,隨著產(chǎn)酸菌逐漸成為優(yōu)勢菌,酸的產(chǎn)生逐漸增加,乙醇與各種酸類化合物酯化生成種類繁多的乙酯類化合物[39]。例如魏斯氏乳桿菌作為糟制后期的優(yōu)勢菌,是一種異型發(fā)酵乳酸菌,可通過異型乳酸發(fā)酵中的磷酸解酮酶途徑產(chǎn)生乳酸和乙酸,再由此生成乳酸乙酯和乙酸乙酯[71-72]。
醛主要由不飽和脂肪酸自氧化和氨基酸降解產(chǎn)生[58],例如,亞油酸的自氧化生成13-氫過氧化物,13-氫過氧化物斷裂則可生成己醛;油酸自氧化可生成壬醛[73];亮氨酸和苯丙氨酸的Strecker 降解可生成苯甲醛[3]。如圖2 所示,醛大多具有令人愉悅的氣味,例如青草香、花香、堅果香和脂香,其整體閾值低于其它風(fēng)味化合物,易被感知[65]。且醛類化合物有氣味加和作用,即使微量存在也會顯著影響產(chǎn)品的整體風(fēng)味[74]。因此,醛類化合物也是決定酒糟魚風(fēng)味成熟的重要物質(zhì)。醛類化合物的相對含量在糟制后期均呈下降趨勢,它們可能在微生物酶的作用下逐漸被氧化或還原成相應(yīng)的酸或醇[75]。其中,己醛相對含量降低反而有利于酒糟魚風(fēng)味形成,因為己醛在高濃度時呈現(xiàn)酸敗味,在低濃度時呈現(xiàn)令人愉悅的青草香、果香[76]。有研究表明,乳酸菌對發(fā)酵魚醛類化合物的產(chǎn)生具有促進作用,其機理有待進一步揭示[77]。
酒糟魚糟制過程中還存在少數(shù)幾種酮類和酸類化合物,如具有獨特奶香味和焦糖味的2,3-戊二酮和3,5-辛二烯-2-酮,以及具有酸味和奶酪味的乙酸和己酸,見圖2。酮可以通過熱氧化或多不飽和脂肪酸降解、微生物氧化、氨基酸降解或美拉德反應(yīng)產(chǎn)生[65],酸主要源于產(chǎn)酸菌代謝[61]。這幾種風(fēng)味化合物具有較低的閾值,然而在糟制成熟的酒糟魚中相對含量較低,因此只對酒糟魚風(fēng)味形成起輔助作用[3]。酮類化合物含量較低的原因可能與醛類化合物類似,被酶氧化或還原成相應(yīng)的酸或醇。酸類化合物含量較低是因為發(fā)生酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為酯,酸含量適量下降能使酒糟魚無酸敗味,口感更加和諧[39]。
糟制技術(shù)作為一項中國傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù),對食物原料各方面的品質(zhì)均有一定的改善作用,未來在食品精深加工領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。目前,在相關(guān)研究中還存在很多不足:1)因缺乏統(tǒng)一的、科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn),糟制技術(shù)的參數(shù)設(shè)置參差不齊,導(dǎo)致不同研究中的糟制品品質(zhì)相差甚大;2)僅間接真空被應(yīng)用于改良糟制工藝,變壓、超聲等輔助技術(shù)沒有被應(yīng)用;3)雖然已經(jīng)明確滲透作用在促進糟制成熟中的重要性,但是沒有研究對糟制過程中物質(zhì)的滲透行為進行表征;4)除酒糟魚,其它食品糟制過程中的微生物和風(fēng)味演變機制沒有被揭示;5)缺乏對糟制品微觀結(jié)構(gòu)表征方面的研究,如糟制過程中組織微觀結(jié)構(gòu)的變化、蛋白變性和脂質(zhì)降解對微觀結(jié)構(gòu)的影響、微觀結(jié)構(gòu)的變化與宏觀質(zhì)構(gòu)間的關(guān)系。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,目前仍較復(fù)雜的糟制品生產(chǎn)工藝將不斷優(yōu)化,在保證品質(zhì)的同時節(jié)約生產(chǎn)成本、提高糟制效率,將為糟制品帶來更高的經(jīng)濟效益。目前,僅江西酒糟魚和浙江香糟雞擁有相關(guān)品牌,實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)銷售。因此,糟制品的市場還具有很大的發(fā)展空間,未來可創(chuàng)建更多的糟制品品牌,通過網(wǎng)絡(luò)銷售創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益。