莊婉菁 ,覃 旋 ,劉曉艷 ,2,錢 敏 ,2,白衛(wèi)東 ,2,黃漢聰
(1.仲愷農業(yè)工程學院輕工食品學院,廣東廣州 510225;2.廣州市廣式傳統(tǒng)食品加工與安全控制重點實驗室,廣東廣州 510225;3.廣州市如豐果子調味食品有限公司,廣東廣州 511300)
醬油產業(yè)是我國調味品行業(yè)的第一大產業(yè)。發(fā)酵醬油工藝主要分為2種:一是傳統(tǒng)的低鹽固態(tài)發(fā)酵,二是高鹽稀態(tài)發(fā)酵。高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油傳承了我國傳統(tǒng)發(fā)酵工藝,是以大豆或脫脂大豆、小麥或小麥粉為原料,經蒸煮、曲霉菌制曲后與鹽水混合成稀醛,再經發(fā)酵制成的醬油。一般發(fā)酵期在4~6個月,具有產品品質高、香氣成分多、營養(yǎng)物質豐富、酯香突出、口感更鮮美等優(yōu)點。醬油在釀造過程中各項理化指標影響著后期醬油的品質,因此,醬油釀造過程中理化指標的監(jiān)測是日常生產的重要環(huán)節(jié),也是醬油生產能否順利完成的保障。
通過對高鹽稀態(tài)醬油釀造過程中常見理化指標的變化進行研究,以期為高鹽稀態(tài)醬油的日常生產實踐和醬油釀造過程的品質控制提供參考。
醬醪,廣州某食品有限公司提供。
乙酸乙酯、丙酮、乙腈、甲醇(色譜純),F(xiàn)isher Scientific公司提供;N-丙基乙二胺(PSA) 填料,美國Agilent公司提供;無水硫酸鎂(分析純),國藥集團化學試劑有限公司提供。
旋轉蒸發(fā)儀,東京理化器械獨資工廠產品;Milli-Q型超純水器,美國Millipore公司產品;離心機、渦旋混合器,美國Scientific Industries公司產品。
醬油樣品的pH值由pH計直接讀取;食鹽含量的測定,參照GB 5009.42—2016《食鹽指標的測定》[1];還原糖含量,參照GB 5009.7—2016《食品中還原糖的測定》[2],采用直接滴定法測定;總酸含量,參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》[3],采用酸堿滴定法測定;氨基酸態(tài)氮含量,參照GB 5009.235—2016《食品中氨基酸態(tài)氮的測定》[4],采用酸度計法測定。
食鹽是醬油釀造過程中的重要生產原料之一,它會使醬油具有適當?shù)南涛?,可以在一定程度上減少發(fā)酵過程中雜菌的污染??梢院凸劝彼峤Y合生成谷氨酸鈉鹽以提高醬油的鮮味[5],在成品中具有防止腐敗的功能[6]。
醬油釀造過程中食鹽的動態(tài)變化見圖1。
圖1 醬油釀造過程中食鹽的動態(tài)變化
由圖1可以看出,在醬油整個釀造的過程中,食鹽的含量總體維持在18.8~20.0 g/100 mL。發(fā)酵前6 d食鹽含量有小幅度波動,6 d后維持在19.0~20.0 g/100 mL。
醬油釀造過程中pH值的動態(tài)變化見圖2。
圖2 醬油釀造過程中pH值的動態(tài)變化
由圖2可以看出,醬油釀造開始時,醬醪中的pH值為5.17,偏酸性,發(fā)酵前期pH值迅速下降,在11 d降至4.94,之后pH值基本保持穩(wěn)定。產生這一現(xiàn)象的主要原因是,發(fā)酵開始時,醬醪中的pH值偏酸性,大量細菌在此階段比較活躍。其中參與醬油發(fā)酵的細菌主要是Weissella(魏斯氏菌)、Bacillus(芽胞桿菌屬)、Lactococcus(乳球菌屬),這些均為耐鹽乳酸菌,它們總量大,并在發(fā)酵前期進行乳酸發(fā)酵。乳酸菌能產生大量有機酸,快速降低醬醪pH值[7]。到11 d時,Zygosaccharomyces rouxii(魯氏接合酵母)開始快速生長。酵母菌與乳酸菌競爭營養(yǎng)素,并且其代謝產生的脂肪酸不利于乳酸菌的生長[8-9],乳酸菌的生長受到抑制,產酸的速度因此變慢,pH值基本保持穩(wěn)定。
圖3 醬油釀造過程中還原糖的動態(tài)變化
醬油釀造過程中還原糖的動態(tài)變化見圖3。
由圖3可以看出,醬油在釀造前期,還原糖的含量不斷上升,到11 d時,還原糖含量增加到了6.20 g/100 mL;11 d之后,還原糖含量下降較快;到42 d時,還原糖含量下降到了2.95 g/100 mL;之后,還原糖含量基本保持穩(wěn)定。這主要是因為,醬油釀造的前11 d,醬醪中真菌占絕對優(yōu)勢的是曲霉(Aspergillus)。曲霉生成的淀粉酶大量分解原料中的淀粉,使還原糖累積;11 d后,Zygosaccharomyces rouxii(魯氏接合酵母)開始成為主力菌種,和其他細菌一起消耗大量還原糖,使還原糖含量降低;42 d后,醬油發(fā)酵過程的主導的菌屬為曲霉、魯氏接合酵母和耐鹽酵母菌,這三者比例趨于穩(wěn)定,還原糖的累積速度與消耗速度基本持平,還原糖含量保持基本穩(wěn)定。
圖4 醬油釀造過程中總酸的動態(tài)變化
醬油釀造過程中總酸的動態(tài)變化見圖4。
由圖4可以看出,醬油釀造過程中,總酸含量在發(fā)酵前11 d快速上升,達到1.35 g/100 mL,而后維持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài),在1.5 g/100 mL上下波動。
醬油中的總酸通常指乳酸、醋酸、琥珀酸和檸檬酸等有機酸[10]。發(fā)酵剛開始時,醬醪pH值相對較高,適合乳酸菌生長,乳酸菌繁殖較快[11],產生大量有機酸,所以總酸含量快速增加。有機酸以乳酸為主,因此稱之為乳酸發(fā)酵階段[7]。隨著發(fā)酵的進行,醬醪的pH值降低,為酵母快速增長提供條件,酵母逐漸與乳酸菌一起成為發(fā)酵的主要動力。然而乳酸菌和酵母由于競爭營養(yǎng)素和產生的特殊代謝產物互相抑制生長[8-9],所以發(fā)酵中后期總酸含量維持在一定范圍內。52 d之后總酸含量有小幅下降,可能是因為某些微生物可以將有機酸轉化為其他次級代謝產物。
醬油釀造過程中氨基酸態(tài)氮的動態(tài)變化見圖5。
圖5 醬油釀造過程中氨基酸態(tài)氮的動態(tài)變化
由圖5可以看出,氨基酸態(tài)氮的含量在醬油整個釀造的過程中是逐漸上升的。在釀造前11 d氨基酸態(tài)氮轉化率較高,含量很快達到0.58 g/100 mL,發(fā)酵11 d后含量增長變緩,發(fā)酵結束時,含量達到0.84 g/100 mL。
在醬油發(fā)酵前期,主要生化反應是蛋白質降解成小分子的氨基酸等相關物質[6],因此氨基酸態(tài)氮含量快速增加,在發(fā)酵中期和后期,蛋白質降解的過程中還伴隨著生成的小分子氨基酸與其他物質發(fā)生的更為復雜的生化反應,從而形成醬油的各種生香成分[6],因此氨基酸態(tài)氮含量增長變緩。
在醬油整個釀造的過程中,食鹽的含量總體維持在18.8~20.0 g/100 mL。醬油釀造開始時,醬醪中的pH值在5.17,偏酸性,發(fā)酵前期pH值迅速下降,在11 d降至4.94,之后pH值基本保持穩(wěn)定??偹岷吭诎l(fā)酵前11 d快速上升,達到1.35 g/100 mL,而后維持在一個相對穩(wěn)定的狀態(tài),在1.5 g/100 mL上下波動。醬油在釀造前期,還原糖的含量不斷上升,到11 d時,還原糖含量增加到了6.20 g/100 mL;11 d后,還原糖含量下降較快;到42 d時,還原糖含量下降到了2.95 g/100 mL;之后,還原糖含量基本保持穩(wěn)定。氨基酸態(tài)氮的含量在醬油整個釀造的過程中是逐漸上升的,在釀造前11 d氨基酸態(tài)氮轉化率較高,含量很快達到0.58 g/100 mL;發(fā)酵11 d后含量增長變緩,發(fā)酵結束時,含量達到0.84 g/100 mL。該結果為醬油釀造過程的品質控制提供參考。