劉姝巖，熊楊洋，李云成,2*，劉達(dá)玉,2，孟凡冰,2

(1.成都大學(xué) 藥學(xué)與生物工程學(xué)院，成都 610106；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部雜糧加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610106)

豆豉是以大豆作為主要原料，經(jīng)浸泡、蒸熟、晾涼、制曲以及發(fā)酵等工藝流程而制成的一種傳統(tǒng)的調(diào)味品[1]，其色澤呈深棕色至黑色，具有濃郁醇厚的醬香味[2]。豆豉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功效都非常高，富含可溶性氮、可溶性糖以及B族維生素、VA和VE等[3]；功能性因子以大豆異黃酮為主；此外，還含有多肽、大豆皂苷、大豆低聚糖和褐色色素類(lèi)等[4]。目前市面上所售的豆豉均是呈固態(tài)或半固態(tài)粘稠狀，水分含量高，容易受微生物污染[5,6]；豆豉包裝一般采用真空袋裝[7]，取用較不方便，運(yùn)輸中易被損壞[8]。同時(shí)，在做調(diào)味品進(jìn)行二次加工時(shí)，固體顆粒豆豉有時(shí)會(huì)影響產(chǎn)品感官，也不利于風(fēng)味釋放。因此，將豆豉經(jīng)脫水干燥后制成豆豉粉，不僅保留了傳統(tǒng)豆豉的優(yōu)良風(fēng)味，在較低的水分活度條件下更有利于貯存和運(yùn)輸[9]，同時(shí)作為添加劑用于食品加工中，更加方便使用及風(fēng)味提升。

目前還沒(méi)有對(duì)豆豉粉制備相關(guān)的系統(tǒng)研究，本研究選擇熱風(fēng)干燥、真空干燥以及冷凍干燥3種干燥方式，研究不同干燥方式對(duì)豆豉粉的氨基酸態(tài)氮含量、總酸含量、堆積密度、集粉率、吸潮性以及感官的影響，從而開(kāi)發(fā)出豆豉粉的最佳制備工藝[10-12]。本研究對(duì)推動(dòng)豆豉精深加工及二次利用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

毛霉型豆豉：永川豆豉食品有限公司；氫氧化鈉(分析純)、甲醛(分析純)：成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

101-1 電熱鼓風(fēng)干燥箱 北京科偉永興儀器有限公司；DZF-6020真空干燥箱 上?，槴\實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FD-1A-50真空冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；ESJ120-48 分析天平 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司；FW200 粉碎機(jī)、HZ85-2 磁力攪拌器 北京中興偉業(yè)儀器有限公司；PHS-3E 酸度計(jì) 上海雷磁儀器廠。

1.3 研究方法

1.3.1 預(yù)處理

選取顆粒完整、顏色正常、無(wú)霉變、無(wú)異味的毛霉發(fā)酵型豆豉作為原料，去除雜質(zhì)。

1.3.2 預(yù)干燥

取一定量的豆豉樣品，分別進(jìn)行熱風(fēng)干燥(50 ℃，4 h)、真空干燥(42 ℃，0.07 MPa，8 h)、真空冷凍干燥(-60 ℃，9.8 Pa，10 h)。

1.3.3 磨粉

將以上預(yù)干燥后的樣品分別用磨粉機(jī)充分磨碎。

1.3.4 二次干燥

將粉碎后的樣品平鋪于培養(yǎng)皿中，平鋪厚度5 mm，采用單因素試驗(yàn)，熱風(fēng)干燥(45 ℃下分別干燥0.5，1，1.5，2 h取樣)；真空干燥(40 ℃，0.07 MPa下干燥，每隔1 h取一次樣)；真空冷凍干燥(-60 ℃，9.8 Pa下干燥，每隔0.5 h取一次樣)。

1.3.5 水分含量測(cè)定

將以上制得的樣品再次研磨粉碎后，稱(chēng)取約1.5 g樣品，均勻鋪于恒重干燥的稱(chēng)量瓶中，在80 ℃烘箱中干燥，取出置于干燥器內(nèi)冷卻、稱(chēng)重，直至恒重，計(jì)算各組樣品的水分含量，以含水量小于5%為準(zhǔn)，得到每種干燥方式相應(yīng)的適宜條件。

1.3.6 制樣

按照上述水分含量為衡量指標(biāo)所篩選出的工藝條件制備豆豉粉，分別得到3種工藝所對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品。

1.4 指標(biāo)檢測(cè)

1.4.1 氨基酸態(tài)氮的測(cè)定

氨基酸態(tài)氮的測(cè)定：依據(jù)GB/T 5009.39-2003 《醬油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》中的甲醛值法進(jìn)行測(cè)定。

稱(chēng)取5.0 g樣品于100 mL的容量瓶中，定容。充分混勻，吸取20.0 mL稀釋液，置于250 mL燒杯中，再加60 mL水，同時(shí)開(kāi)啟磁力攪拌器，并用配制好的0.050 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液將pH調(diào)至8.2，滴定完畢，記下消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.05 mol/L)的毫升數(shù)。

向燒杯中加入10.0 mL 36%甲醛溶液，混勻。然后用0.05 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH 9.2，滴定完畢，記下所消耗的0.05 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)。

最后做試劑空白試驗(yàn)：取80 mL水，先用0.05 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液調(diào)節(jié)pH為8.2，然后加入10.0 mL 36%甲醛溶液，用0.05 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH 為9.2，結(jié)果計(jì)算如下：

(1)

式中：X1為試樣中所含有的氨基酸態(tài)氮含量(g/dL)；V1為加入甲 醛后樣品稀釋液所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)；V2為加入甲醛后空白試驗(yàn)所消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)；V3為樣品稀釋液的取用量(mL)；C1為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L)；0.014為與1.00 mL 1.000 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)?shù)牡馁|(zhì)量(g)。

1.4.2 總酸的測(cè)定

根據(jù)GB/T 12456-2008《食品中總酸的測(cè)定》的方法進(jìn)行測(cè)定。

稱(chēng)取10 g樣品置于100 mL的燒杯中，用80 ℃左右煮沸后的水溶解，然后轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，置于水浴鍋中煮沸30 min，待冷卻至常溫，定容至250 mL。

取25.0～50.0 mL稀釋液，置于250 mL錐形瓶中，加入60 mL水，用0.1 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH終點(diǎn)，記錄下消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V1，做2次平行試驗(yàn)。

空白試驗(yàn)：用純水代替稀釋液，按照以上步驟進(jìn)行操作，并記錄下消耗的0.1 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積V2；食品中總酸含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)X2計(jì)，單位為g/100 g。

(2)

式中：C2為滴定用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度(mol/L)；V4為樣品稀釋液消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)；V5為空白試驗(yàn)消耗的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)；K為酸的換算系數(shù)，以乳酸計(jì)0.090；F為樣品的稀釋倍數(shù)；m1為樣品的質(zhì)量(g)。

1.4.3 堆積密度的測(cè)定

參照司金金等[13]的測(cè)定方法，取10 mL的量筒，將3種豆豉粉分別填充至量筒10 mL的刻度，然后精確稱(chēng)量量筒中樣品的質(zhì)量，再計(jì)算堆積密度X3。

(3)

式中：X3為樣品的堆積密度(g/cm3)；m2為樣品的質(zhì)量(g)；V6為樣品的體積(cm3)。

1.4.4 集粉率的測(cè)定

參照孔江龍等[14]的測(cè)定方法，稱(chēng)取20 g豆豉原樣，按照上述3種干燥工藝對(duì)其進(jìn)行干燥、磨粉，每種干燥方法兩組平行試驗(yàn)，稱(chēng)取最終得到的豆豉粉的重量，計(jì)算集粉率W1。

(4)

式中：W1為豆豉粉的集粉率(%)；m3為最終收集的豆豉粉質(zhì)量(g)；m4為干燥前豆豉的質(zhì)量(g)。

1.4.5 吸潮性的測(cè)定

參照王海鷗等[15]的測(cè)定方法，在室溫下，分別稱(chēng)取5 g干燥好的豆豉粉，鋪于已稱(chēng)重的干燥培養(yǎng)皿中，放置于玻璃干燥器中，同時(shí)在其底部盛有飽和NaCl溶液。每天稱(chēng)取吸潮后豆豉粉的重量，并計(jì)算吸潮率W2，連續(xù)觀察7 d。

續(xù) 表

(5)

式中：W2為吸潮率(%)；M為豆豉粉初始質(zhì)量(g)；mn+1為吸潮后1 d豆豉粉與培養(yǎng)皿的總質(zhì)量(g)；mn為吸潮前1 d豆豉粉與培養(yǎng)皿的總質(zhì)量(g)。

1.4.6 感官評(píng)價(jià)

本次感官評(píng)價(jià)由20位食品專(zhuān)業(yè)人員對(duì)給定的豆豉粉成品逐一進(jìn)行評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表Table 1 The standard of sensory evaluation

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥工藝水分含量測(cè)定

由表2可知，磨粉后干燥，1 h后水分含量為4.76%，即可達(dá)到要求的5%以下，繼續(xù)干燥至1.5 h水分含量驟降，至2 h時(shí)水分含量接近穩(wěn)定，繼續(xù)干燥可能引起豆豉粉中某些成分損失。由表3可知，因?yàn)楦稍餃囟容^低，設(shè)備不能將干燥產(chǎn)生的水蒸氣自動(dòng)排出，采用真空干燥法干燥所需的時(shí)間比熱風(fēng)干燥長(zhǎng)許多。所以，磨粉后干燥5 h方可達(dá)到要求，此時(shí)水分含量為4.93%。由表4可知，雖然預(yù)干燥時(shí)冷凍干燥所消耗的時(shí)間最長(zhǎng)，但磨粉后干燥1 h，其水分含量即可達(dá)標(biāo)。這是由于冷凍干燥溫度極低，干燥時(shí)中心水分不易散失出來(lái)，但當(dāng)磨粉后由于極低的壓強(qiáng)，致使水的蒸發(fā)點(diǎn)大大降低，干燥時(shí)間會(huì)縮短。

表2 熱風(fēng)干燥豆豉粉的水分含量Table 2 Moisture content of fermented soybean powder by hot air drying

表3 真空干燥豆豉粉的水分含量Table 3 Moisture content of fermented soybean powder by vacuum drying

表4 冷凍干燥豆豉粉的水分含量Table 4 Moisture content of fermented soybean powder by freeze drying

由表2～表4的數(shù)據(jù)可知，在水分含量均達(dá)標(biāo)，盡量對(duì)后期測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo)的干擾較小，且盡量縮短干燥時(shí)間的條件下，最終選擇以下干燥條件：

熱風(fēng)干燥：50 ℃預(yù)干燥4 h，再在45 ℃下干燥1 h；

真空干燥：42 ℃，0.07 MPa預(yù)干燥8 h，再在40 ℃，0.07 MPa下干燥5 h；

冷凍干燥：-60 ℃，9.8 Pa預(yù)干燥10 h，再在同樣條件下干燥1 h。

3種工藝制得的豆豉粉水分含量見(jiàn)圖1。

圖1 3種干燥方式所得豆豉粉的水分含量Fig.1 Moisture content of fermented soybean powder prepared by three drying methods

2.2 不同干燥方式下豆豉粉氨基酸態(tài)氮含量及總酸含量的比較

采用熱風(fēng)干燥、真空干燥以及冷凍干燥制得的豆豉粉，所測(cè)得的氨基酸態(tài)氮含量及總酸含量見(jiàn)圖2。

圖2 3種干燥方式所得豆豉粉的氨基酸態(tài)氮及總酸含量Fig.2 Amino acid nitrogen and total acid content of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由圖2可知，3種方式制得的豆豉粉中，氨基酸態(tài)氮的含量略有差別。其中，氨基酸態(tài)氮含量最高的豆豉粉為冷凍干燥所制得，其次為熱風(fēng)干燥，真空干燥最低。因?yàn)樵诘蜏貤l件下，氨基酸態(tài)氮得以很好地保留，雖然真空干燥溫度低于熱風(fēng)干燥溫度，但干燥時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)比熱風(fēng)干燥的時(shí)間長(zhǎng)，所以對(duì)氨基酸態(tài)氮的損耗較大。

3種方式制得的豆豉粉中，總酸的含量有較顯著的差別。其中，總酸含量最高的豆豉粉由冷凍干燥制得，其次是熱風(fēng)干燥，真空干燥最低。因?yàn)闇囟仍礁?，時(shí)間越長(zhǎng)，總酸的揮發(fā)程度就越高，最終產(chǎn)品的總酸含量越低。

2.3 不同干燥方式制得的豆豉粉的堆積密度比較

采用熱風(fēng)干燥、真空干燥以及冷凍干燥制得的豆豉粉，所測(cè)得的堆積密度見(jiàn)圖3。

圖3 3種干燥方式制得的豆豉粉的堆積密度Fig.3 Bulk density of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由圖3可知，不同干燥方式制得的豆豉粉中，熱風(fēng)干燥所得的豆豉粉堆積密度最大，其次為真空干燥，冷凍干燥最小。熱風(fēng)干燥和真空干燥制得的豆豉粉的堆積密度分別為0.389，0.385 g/cm3，基本無(wú)差異。它們的顆粒粒徑較大，故堆積密度較大，冷凍干燥制得的豆豉粉堆積密度為0.369 g/cm3，其顆粒較細(xì)膩，堆積密度也相應(yīng)較小。致使以上結(jié)果的原因可能是：在真空冷凍干燥的過(guò)程中，由于干燥溫度低，脫水也較完全，從而得到疏松多孔、顆粒間空隙較大的凍干粉，因此堆積密度較小。

2.4 不同干燥方式制得的豆豉粉的集粉率比較

精確稱(chēng)取20.0 g豆豉原樣，采用熱風(fēng)干燥、真空干燥以及冷凍干燥3種方法對(duì)其進(jìn)行干燥、磨粉，稱(chēng)取最終得到的豆豉粉的重量，所測(cè)得的集粉率見(jiàn)圖4。

圖4 3種干燥方式制得的豆豉粉的集粉率Fig.4 Collection rate of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由圖4可知，冷凍干燥最終得到的豆豉粉最多，其集粉率為60.68%，真空干燥最終得到的豆豉粉也較多，其集粉率為60.4%，熱風(fēng)干燥得到的豆豉粉最少，集粉率為57.86%。這是由于熱風(fēng)干燥過(guò)程中，所用干燥箱采用鼓風(fēng)裝置，氣流會(huì)吹走部分粉，而冷凍干燥和真空干燥過(guò)程中，由于其高真空度，相應(yīng)的氣流較小，對(duì)粉的損失少，所以最終得到的粉較多。

2.5 不同干燥方式制得的豆豉粉的吸潮性比較

采用不同干燥方式制得的豆豉粉的吸潮性各不相同，恒濕環(huán)境中7 d的吸潮率趨勢(shì)見(jiàn)圖5。

圖5 3種干燥方法制得的豆豉粉的吸潮性Fig.5 Hygroscopicity of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由圖5可知，熱風(fēng)干燥制得的豆豉粉的吸潮性最強(qiáng)，7 d后吸潮率達(dá)13.59%，冷凍干燥制得的豆豉粉的吸潮性最小，7 d后吸潮率為8.87%。此外，觀察到吸潮后3種豆豉粉的狀態(tài)(見(jiàn)圖6)，熱風(fēng)干燥制得的豆豉粉幾乎完全結(jié)成塊，真空干燥制得的豆豉粉大量結(jié)塊，而冷凍干燥制得的豆豉粉僅有少量結(jié)塊，因此，冷凍干燥制得的豆豉粉品質(zhì)更好，更易于保藏。

圖6 3種干燥方法所得豆豉粉吸潮后的狀態(tài)Fig.6 The state of fermented soybean powder prepared by three kinds of drying methods after absorbing moisture

2.6 不同干燥方式制得的豆豉粉的感官評(píng)價(jià)

不同干燥方式制得的豆豉粉的感官評(píng)價(jià)見(jiàn)表5。

表5 感官評(píng)分Table 5 The sensory score

由表5可知，熱風(fēng)干燥制得的豆豉粉色澤明亮，香氣濃郁，口感鮮香，形態(tài)較好，總體得分為87.2分，得分最高；真空干燥制得的豆豉粉色澤較暗，香氣口感均一般，有較多的結(jié)塊，總體得分為79.4分，得分最低；冷凍干燥制得的豆豉粉色澤呈棕色，香氣一般但口感濃郁，粉質(zhì)也較好，總體得分為82.75分。

根據(jù)品評(píng)員對(duì)3種樣品的感官描述，熱風(fēng)干燥制得的豆豉粉風(fēng)味更佳，醬香味濃厚，這可能是因?yàn)樵诩訜岬臈l件下，某些成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而產(chǎn)生新的風(fēng)味物質(zhì)。冷凍干燥制得的豆豉粉口感和質(zhì)地更好，說(shuō)明氨基酸等鮮味物質(zhì)得以保留，制得的粉更細(xì)膩，這與2.2的研究結(jié)果一致。

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)比3種干燥方式發(fā)現(xiàn)：冷凍干燥制得的豆豉粉氨基酸態(tài)氮含量、總酸含量保留得最好且堆積密度最小，分別是0.66，2.92 g/100 g和0.369 g/cm3，真空干燥與冷凍干燥法制得的豆豉粉集粉率均較高，分別為60.4%和60.68%。冷凍干燥制得的豆豉粉不易吸潮，熱風(fēng)干燥制得的豆豉粉幾乎完全結(jié)成塊，但是熱風(fēng)干燥制得的豆豉粉綜合感官評(píng)分最高，可能是溫度的升高，使風(fēng)味物質(zhì)得到更好的揮發(fā)。從營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及理化性質(zhì)角度綜合考慮，優(yōu)先考慮冷凍干燥的方式，條件選擇為：-60 ℃，9.8 Pa下預(yù)干燥10 h，磨粉后于相同條件下干燥2 h。