黃小青,朱建鴻

(海天(高明)調(diào)味食品股份有限公司,廣東佛山 528511)

傳統(tǒng)豆醬是以黃豆和小麥粉為原料,通過微生物發(fā)酵形成的醬香味濃厚、風(fēng)味獨特的佐餐調(diào)味品,深受廣大消費者的喜愛[1]。然而,在儲存過程中,傳統(tǒng)豆醬容易出現(xiàn)色澤變暗、口感變酸等問題。此外,傳統(tǒng)豆醬中豐富的營養(yǎng)物質(zhì)容易滋生微生物,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的口感和品質(zhì),甚至還會產(chǎn)生食品安全問題。研究表明,食品在貨架期儲存過程中色澤變化主要與酶促反應(yīng)、非酶促反應(yīng)以及色素的降解有關(guān)。非酶促褐變是食品加工、儲藏過程中一種普遍存在的現(xiàn)象,其中,美拉德反應(yīng)是眾多非酶促反應(yīng)中最主要的反應(yīng)之一[2]。美拉德反應(yīng)主要是氨基化合物(氨基酸和蛋白質(zhì))和還原糖類通過一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)最終生成棕色或者黑色的大分子物質(zhì)類黑精的褐變反應(yīng)。

近年來,微生物挑戰(zhàn)試驗作為一種測試和評價產(chǎn)品防腐體系性能的有效手段,逐漸被國內(nèi)外相關(guān)的企業(yè)接受和推廣[3]。微生物挑戰(zhàn)試驗通過模擬產(chǎn)品在生產(chǎn)和實際使用過程中受到微生物污染,考察產(chǎn)品防腐體系的抑菌效果,從而保證貨架期內(nèi)產(chǎn)品微生物指標(biāo)的安全性[4]。微生物挑戰(zhàn)試驗主要分為混合菌種接種法和單菌種接種法,通過在待測樣品中接種一種或多種微生物,放置微生物于最適宜的條件下培養(yǎng),觀察待測樣品不同時間內(nèi)微生物菌落總數(shù),評估待測產(chǎn)品防腐體系的抑菌效果[5]。陸凌霞等[6]利用該方法防腐劑對化妝品貨架期防腐能力的影響。同時該方法也用于驗證滅菌方法的性能[7]。目前對于傳統(tǒng)豆醬的研究主要集中在從原材料到產(chǎn)品的發(fā)酵階段的理化指標(biāo),風(fēng)味的變化及微生物群落結(jié)果和安全性分析[8-9]。而對于傳統(tǒng)豆醬貨架理化指標(biāo),非酶褐變及其自身的防腐體系能力的研究鮮有報道。

為了更好地評估在貨架期內(nèi)傳統(tǒng)豆醬品質(zhì)變化以及產(chǎn)品防腐體系的抑菌效果,采用恒溫加速法探究在不同儲存條件下傳統(tǒng)豆醬的色澤(褐變指數(shù)、色率、紅色指數(shù))、總酸、氨基酸態(tài)氮、還原糖、感官評分等變化情況。采用不同的單一菌種,探究密封和敞口條件下傳統(tǒng)豆醬的防腐體系對不同微生物的抑菌效果,以期為如何有效地控制傳統(tǒng)豆醬貨架期穩(wěn)定性提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

傳統(tǒng)豆醬(由黃豆,小麥粉,味精,白糖等混合發(fā)酵而成) 廣州沃爾瑪超市;產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌和耐鹽性乳酸菌 廣州菌種保藏與應(yīng)用重點實驗室;麥芽汁培養(yǎng)基、虎紅(孟加拉)培養(yǎng)基、5%鹽乳酸細(xì)菌肉湯培養(yǎng)基 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;α-淀粉酶(1000 IU/g) 諾維信(中國)生物技術(shù)公司;氫氧化鈉、甲醛、鹽酸、硫酸銅、亞甲基藍(lán)、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、酒石酸鉀鈉、葡萄糖、95%乙醇 上海國藥集團(tuán)有限公司，分析純。

798MPTTitrion型全自動電位滴定儀 瑞士萬通中國有限公司;SHP-250型生化恒溫培養(yǎng)箱 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;紫外可見分光光度計 賽默飛世爾科技(中國)有限公司;ZDX-35BI型座式自動電熱壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同溫度條件下傳統(tǒng)豆醬儲存過程中理化指標(biāo)的測定 將豆醬樣品(500 g瓶裝,出廠時間為兩個月)分別置于25、38和50 ℃條件下儲存28 d,每7d取樣進(jìn)行理化指標(biāo)檢測(3個平行樣)。

1.2.1.1 褐變指數(shù)、色率及紅色指數(shù)測定 稱將傳統(tǒng)豆醬樣品50 g,加入α-淀粉酶溶液(最終濃度為20 U/mL)后于60 ℃條件下水解2 h。精確稱取1.00 g水解樣品,定容至100 mL,經(jīng)定性濾紙過濾后,參照Ajandouz等[11]方法,以蒸餾水做空白,取濾液于420、610、510 nm波長處測定吸光度。以420 nm處的吸光值代表豆醬褐變程度。根據(jù)下面的公式分別計算豆醬的色率和紅色指數(shù)[12]。

1.2.1.2 總酸測定 參照GB/T 5009.39-2008的方法,精確稱取5.00 g研磨后的樣品,定容至100 mL,吸取20 mL混合液于200 mL燒杯中,加60 mL水,使用全自動電位滴定儀測定樣品總酸的含量。

1.2.1.3 氨基酸態(tài)氮測定 參照GB/T 5009.235-2016的方法,采用全自動電位滴定儀測定樣品氨基酸態(tài)氮的含量。

1.2.1.4 還原糖測定 稱取約100 g左右的傳統(tǒng)豆醬于搗碎機(jī)中,充分搗碎研磨。精確取5.00 g研磨后的樣品,加入50 mL去離子水,然后緩慢加入5 mL乙酸鋅溶液和5 mL亞鐵氰化鉀溶液,定容至250 mL,參照GB/T 5009.7-2008食品中還原糖的測定方法中的直接滴定法,測定樣品還原糖的含量。

1.2.1.5 感官特性評定 感官特性評定由10名具有多年經(jīng)驗的訓(xùn)練的感官評定人員組成的評價小組對傳統(tǒng)豆醬進(jìn)行感官評定。主要從色澤、香氣、體態(tài)、口感四個方面對傳統(tǒng)豆醬進(jìn)行打分,每一項為10分,其權(quán)重分別為色澤0.2、香氣0.25、體態(tài)0.25、口感0.3[13]。以平均分作為產(chǎn)品指標(biāo)的評分。分?jǐn)?shù)越高,產(chǎn)品的品質(zhì)越好。感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 傳統(tǒng)豆醬的感官標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory standards for traditional soy sauce

1.2.2 微生物挑戰(zhàn)測試 隨機(jī)抽取從市場上購買的2罐傳統(tǒng)豆醬,經(jīng)無菌操作將豆醬分裝到60個滅菌玻璃罐中(每瓶100 g),將三種不同的菌(產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌、耐鹽性乳酸菌)用生理鹽水逐步梯度稀釋,分別接入1 mL的菌懸液,對照組接入等體積的無菌生理鹽水(最終菌液濃度:106CFU/g)[14]。將接入產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌和耐鹽性乳酸菌的傳統(tǒng)豆醬成品(密封和敞口各一批)分別在28、30和37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng),分別于0、7、14、21和28 d對樣品取樣,參照GB 4789.2-2016食品微生物菌落總數(shù)測定方法測定每個樣品對應(yīng)的菌落總數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,每個樣品重復(fù)操作三次,采用Origin 8.5作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬褐變指數(shù)的影響

如圖1可知,在25、38和50 ℃溫度下儲藏28 d后發(fā)現(xiàn),傳統(tǒng)豆醬的OD420值分別為0.435、0.478和0.526,表明隨著溫度的升高,美拉德褐變反應(yīng)速率加快,傳統(tǒng)豆醬的褐變不斷加劇。此外,傳統(tǒng)豆醬色澤會隨著儲藏時間的延長而發(fā)生明顯的變化,傳統(tǒng)豆醬0 d的褐變指數(shù)是0.426,在25、38和50 ℃下儲存28 d褐變指數(shù)分別增加了2.1%、12.2%和23.5%。這與Arrhenius方程或Eyring的過渡狀態(tài)理論的結(jié)果是一致的，即隨著溫度的升高,有效碰撞的絕對次數(shù)以及單位時間內(nèi)碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率加快[15]。

圖1 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬褐變指數(shù)的影響Fig.1 Effects of different storage temperatures on the browning index of traditional soybean paste

2.2 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬色率的影響

色率表示顏色深淺的指標(biāo),色澤的深淺用色率強度來表示[16]。如圖2可知,傳統(tǒng)豆醬的色率隨著儲存時間的增加而不斷地提高。儲存期內(nèi)不同溫度下傳統(tǒng)豆醬的色率隨著溫度的升高而增加。傳統(tǒng)豆醬0 d的色率是921,28 d后,25 ℃儲存的傳統(tǒng)豆醬的色率僅為0 d的1.14倍,而38和50 ℃儲存的傳統(tǒng)豆醬的色率為0 d的1.36和1.76倍。這和陳龍等[17]報道的番茄醬儲藏期間隨著溫度和時間的增加色澤加深的結(jié)果是一致的。由此可見,儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬的色率有明顯的有影響,所以低溫或常溫儲存有利于延長豆醬的保質(zhì)期。

圖2 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬色率的影響Fig.2 Effects of different storage temperatures on the colour intensity of traditional soybean paste

2.3 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬紅色指數(shù)的影響

紅色指數(shù)是傳統(tǒng)豆醬色調(diào)兩種表征方法之一,反映傳統(tǒng)豆醬主要顏色的強弱。紅色指數(shù)越大,紅色色調(diào)越深[18]。不同儲存溫度下傳統(tǒng)豆醬紅色指數(shù)的變化趨勢如圖3所示,隨著儲存時間的延長,傳統(tǒng)豆醬紅色指數(shù)不斷地降低。同時,儲存期內(nèi)不同溫度下傳統(tǒng)豆醬的紅色指數(shù)隨著溫度的升高而降低。傳統(tǒng)豆醬第0 d的紅色指數(shù)是3.69,儲存28 d后,25 ℃儲存的傳統(tǒng)豆醬紅色指數(shù)僅降低了1.9%,而38和50 ℃儲存的傳統(tǒng)豆醬的紅色指數(shù)分別降低了5.7%和12.5%。紅色指數(shù)變化的規(guī)律和陳敏等[19]報道的結(jié)果是一致的。然而孫佳賀等[20]報道白湯醬油在儲存前期紅色指數(shù)不斷地增加,而后趨于穩(wěn)定,可能是白湯醬油前期儲存的時間較短,顏色較淺,儲存后期隨著色率的進(jìn)一步加深,紅色指數(shù)會不斷地升高。

圖3 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬紅色指數(shù)的影響Fig.3 Effects of different storage temperatures on red index of traditional soybean paste

2.4 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬總酸的影響

不同儲存溫度條件(25、38、50 ℃)下,隨著儲存時間的延長,傳統(tǒng)豆醬總酸含量的變化情況如圖4所示。隨著儲存時間的延長,傳統(tǒng)豆醬總酸含量逐步升高。傳統(tǒng)豆醬總酸含量的初始值是1.27 g/100 g,在25、38和50 ℃的條件下儲存28 d,總酸含量分別升高0.03、0.06和0.18 g/100 g。在三種不同的儲存溫度條件下,50 ℃的條件下總酸含量升高最快,38 ℃次之,25 ℃變化相對較慢。在儲存期內(nèi),傳統(tǒng)豆醬總酸含量的升高可能和美拉德反應(yīng)有關(guān)。美拉德反應(yīng)中還原糖可以和羰氨反應(yīng)的中間產(chǎn)物分解為糖醛酸等酸性物質(zhì),此外,美拉德反應(yīng)可以消耗堿性氨基酸基團(tuán),使得傳統(tǒng)豆醬中的總酸含量升高[21]。

圖4 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬總酸的影響Fig.4 Effects of different storage temperatures on total acidity of traditional soybean paste

2.5 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬氨基酸態(tài)氮的影響

氨基酸態(tài)氮的含量可用于表征在整個生物發(fā)酵過程傳統(tǒng)豆醬中蛋白質(zhì)的水解程度,反映傳統(tǒng)豆醬發(fā)酵成熟度及其品質(zhì)變化。此外,氨基酸與鹽相互作用的產(chǎn)物是傳統(tǒng)豆醬的主要呈鮮物質(zhì),對傳統(tǒng)豆醬的風(fēng)味起到非常重要的作用[22]。不同儲存溫度條件(25、38、50 ℃)下,隨著儲存時間的延長,傳統(tǒng)豆醬氨基酸態(tài)氮含量的變化情況如圖5所示。傳統(tǒng)豆醬氨基酸態(tài)氮含量初始值是0.44 g/100 g,38和50 ℃儲存28 d含量分別下降了4.54%和11.36%,而25 ℃儲存28 d氨基酸態(tài)氮含量基本沒有變化含量。由于傳統(tǒng)豆醬儲存過程中,美拉德反應(yīng)不斷地消耗氨基酸,從而導(dǎo)致氨基酸態(tài)氮含量不斷降低,而當(dāng)儲存溫度較低時,美拉德反應(yīng)程度相應(yīng)較低,氨基酸的消耗量也會隨之降低,其氨基酸態(tài)氮含量變化不大,可能與傳統(tǒng)豆醬仍然有部分氨基酸不斷地生成和溶出有關(guān)[20]。

圖5 儲存溫度對發(fā)酵醬氨基酸態(tài)氮的影響Fig.5 Effects of different storage temperatures on amino acid nitrogen in traditional soybean paste

2.6 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬還原糖的影響

傳統(tǒng)豆醬中還原糖主要來源于淀粉原料的降解,其含量的變化可以在一定程度下反映制曲過程中微生物的生長狀況。在傳統(tǒng)豆醬儲存過程中,還原糖還會參與美拉德反應(yīng)。不同儲存溫度下傳統(tǒng)豆醬還原糖的變化情況如圖6所示。傳統(tǒng)豆醬在38和50 ℃條件下儲存28 d后,其還原糖分別升高了0.3和0.9 g/100 g,這與鄧麗[23]報道在貨架期內(nèi)醬的還原糖含量升高的結(jié)果一致,但與孫佳賀等[20]白湯醬油在儲存過程中還原糖含量不斷下降的結(jié)果相反。這可能是由于傳統(tǒng)豆醬貨架期儲存過程中大量的白砂糖轉(zhuǎn)化為還原糖,雖然還原糖與氨基酸的美拉德反應(yīng)會消耗一部分還原糖,但是還原糖的產(chǎn)生速率大于消耗速率,導(dǎo)致貨架期內(nèi)還原糖的含量呈現(xiàn)上升的趨勢[23]。

圖6 儲存溫度對發(fā)酵醬還原糖的影響Fig.6 Effects of different storage temperatures on reducing sugar in traditional bean paste

2.7 儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬感官品質(zhì)的影響

感官品質(zhì)是食品品質(zhì)非常重要的指標(biāo)。采用表1所述的感官評定方法對產(chǎn)品的色澤、香氣、體態(tài)、口感進(jìn)行評估,初步考察不同的儲存溫度條件下傳統(tǒng)豆醬感官品質(zhì)的變化情況,結(jié)果如表2所示。

表2 不同儲存溫度對傳統(tǒng)豆醬感官品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different storage temperatures on sensory quality of traditional soybean paste

隨著儲存時間的延長,傳統(tǒng)豆醬的色澤不斷地加深,顏色發(fā)暗,醬體上表面還會出現(xiàn)氧化變黑現(xiàn)象。儲存期內(nèi)不同溫度下傳統(tǒng)豆醬的色澤還會隨著溫度的升高不斷地加深,50 ℃條件下傳統(tǒng)豆醬的色澤最深,38 ℃次之,25 ℃色澤變化較慢。不同儲存溫度條件下的傳統(tǒng)豆醬的香氣隨著儲存溫度的升高,香氣會顯得稍濃郁,但沒有太明顯的差異,這可能和儲存溫度的升高加快美拉德反應(yīng)的速率,產(chǎn)生更多的香氣物質(zhì)有關(guān)。研究表明傳統(tǒng)豆醬的香氣成分及其復(fù)雜,主要包括醇類、醛類、酯類、呋喃類、吡嗪類等化合物,形成傳統(tǒng)豆醬特有的醬香和酯香[24]。不同儲存溫度條件下的傳統(tǒng)豆醬的體態(tài)之間差異很小,感官特性得分均分布在8～10分。隨著儲存時間的延長,傳統(tǒng)豆醬的口感略帶酸澀味,可能和傳統(tǒng)豆醬貨架期內(nèi)美拉德反應(yīng)生成的糖醛酸等物質(zhì)有關(guān)[21]。不同儲存溫度條件(25、38、50 ℃)下的傳統(tǒng)豆醬的口感隨著溫度的升高,口感酸澀味越明顯。在25、38和50 ℃溫度下儲存28 d后傳統(tǒng)豆醬的感官特性得分分別下降了4.4%,15.6%和25.6%。

2.8 傳統(tǒng)豆醬密封條件微生物挑戰(zhàn)測試

為了評估貨架期內(nèi)傳統(tǒng)豆醬防腐體系的抑菌效果,在無菌條件下,分別向等量的傳統(tǒng)豆醬中接入產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌和耐鹽性乳酸菌菌懸液,密封放置,觀察不同時期傳統(tǒng)豆醬微生物菌落總數(shù)變化情況,結(jié)果如表3所示。

表3 傳統(tǒng)豆醬密封條件微生物菌落總數(shù)Table 3 Total number of microbial colonies in sealed preserved traditional soybean paste

由表3可知,與添加無菌水的傳統(tǒng)豆醬對照組相比,添加產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌和耐鹽性乳酸菌傳統(tǒng)豆醬第0 d的菌落總數(shù)均達(dá)到104CFU/g;接菌后第7 d,添加產(chǎn)膜酵母和耐鹽性乳酸菌的傳統(tǒng)豆醬微生物菌落總數(shù)小于102CFU/g,而添加米曲霉菌的傳統(tǒng)豆醬微生物菌落總數(shù)為2.1×104CFU/g;接菌后的第14 d添加產(chǎn)膜酵母和耐鹽性乳酸菌海鮮醬的微生物菌落總數(shù)小于10 CFU/g,而添加米曲霉菌的海鮮醬的微生物菌落總數(shù)為3.6×103CFU/g。由此可知,密封保存狀態(tài)下傳統(tǒng)豆醬防腐體系對抑制產(chǎn)膜酵母和耐鹽性乳酸菌微增殖能力較強,對抑制米曲霉菌增殖能力稍差。

隨著培養(yǎng)儲存時間延長,菌落總數(shù)逐漸降低,儲存時間達(dá)到第28 d時,添加產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌和耐鹽性乳酸菌的傳統(tǒng)豆醬對應(yīng)的微生物菌落總數(shù)均小于10 CFU/g,低于國家菌落總數(shù)標(biāo)準(zhǔn)限值[25]。該結(jié)果表明,密封保存條件下,傳統(tǒng)豆醬的防腐體系可以有效地抑制產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌以及耐鹽性乳酸菌微生物的生長。

2.9 傳統(tǒng)豆醬敞口條件微生物菌落總數(shù)

為了進(jìn)一步評估貨架期內(nèi)傳統(tǒng)豆醬防腐體系的抑菌效果,在無菌條件下,分別向等質(zhì)量的傳統(tǒng)豆醬中接入產(chǎn)膜酵母、米曲霉和耐鹽性乳酸菌菌懸液,敞口放置,觀察不同時期傳統(tǒng)豆醬微生物菌落總數(shù)變化情況,結(jié)果如表4所示。

表4 傳統(tǒng)豆醬敞口條件微生物菌落總數(shù)Table 4 Total number of microbial colonies in open state of traditional soybean paste

由表4可知,與添加無菌水傳統(tǒng)豆醬的對照組相比,添加產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌和耐鹽性乳酸菌傳統(tǒng)豆醬第0 d的微生物菌落總數(shù)均達(dá)到104CFU/g,隨著培養(yǎng)貯藏時間延長,菌落總數(shù)逐漸降低。敞口放置第28 d時,僅添加無菌水和耐鹽性乳酸菌的傳統(tǒng)豆醬對應(yīng)的耐鹽性乳酸菌微生物菌落總數(shù)小于10 CFU/g,其它組微生物菌落總數(shù)均大于10 CFU/g,尤其是添加米曲霉菌的傳統(tǒng)豆醬微生物菌落總數(shù)接近8×102CFU/g,該結(jié)果表明敞口環(huán)境下傳統(tǒng)豆醬防腐體系可以有效抑制耐鹽性乳酸菌的生長,對產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌和耐鹽性乳酸菌微生物的生長也有一定的抑制效果,但是不能完全有效抑制產(chǎn)膜酵母和米曲霉菌的生長。產(chǎn)膜酵母和米曲霉菌均屬于真菌微生物,適宜在自然環(huán)境下生長繁殖,難以通過現(xiàn)有的傳統(tǒng)豆醬防腐體系進(jìn)行有效抑制。因此,敞口放置的傳統(tǒng)豆醬容易受到雜菌的污染,不能確保貨架期內(nèi)微生物的安全。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明隨著儲存時間延長以及儲存溫度升高,傳統(tǒng)豆醬色澤褐變程度加劇,總酸和還原糖含量呈現(xiàn)升高的趨勢,氨基酸態(tài)氮以及感官特性評分均呈現(xiàn)下降的趨勢。密封保存條件下,傳統(tǒng)豆醬的防腐體系可以有效地抑制產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌以及耐鹽性乳酸菌微生物的生長,有效地確保貨架期內(nèi)傳統(tǒng)豆醬防腐體系的抑菌效果。敞口保存條件下,傳統(tǒng)豆醬中的防腐體系可以一定程度地抑制產(chǎn)膜酵母、米曲霉菌和耐鹽性乳酸菌的生長,但是容易受到雜菌的污染,難以通過現(xiàn)有的傳統(tǒng)豆醬防腐體系進(jìn)行有效抑制,不能確保貨架期內(nèi)產(chǎn)品微生物的安全。