劉 平，王雪梅，向 琴，孫文佳，李亞隆，李佳釔，陳志偉，車振明

（西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610039）

郫縣豆瓣被譽(yù)為“川菜之魂”，是川菜中必不可少的辣味調(diào)味品，其味辣香醇、紅棕油亮、黏稠絨實(shí)、醬香濃郁的特色，在世界“發(fā)酵辣椒醬”中獨(dú)一無二[1]。釀造郫縣豆瓣有3 個(gè)重要階段：甜瓣子發(fā)酵、椒醅制作、甜瓣子與椒醅混合后的后發(fā)酵。其中，后發(fā)酵是郫縣豆瓣產(chǎn)生風(fēng)味的關(guān)鍵階段。

郫縣豆瓣傳統(tǒng)后發(fā)酵工藝采用天然曬露法，目前企業(yè)基本采用該法[2]，發(fā)酵過程主要依靠郫縣地區(qū)優(yōu)越的地理以及氣候環(huán)境，極有利于多種微生物生長(zhǎng)繁殖和多種酶系充分而完全的酶解作用。發(fā)酵生產(chǎn)主要在水泥條池和陶瓷缸中實(shí)現(xiàn)，在“翻曬露”后發(fā)酵工藝中，除部分較大企業(yè)使用單獨(dú)的翻攪機(jī)實(shí)現(xiàn)“翻”外，其余各工藝環(huán)節(jié)均以人工操作為主。該法發(fā)酵周期長(zhǎng)、人力消耗大、衛(wèi)生條件不易控制、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性低、生產(chǎn)成本高、對(duì)氣候的依賴度較大，并且存在季節(jié)性生產(chǎn)[3]。同為傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味品，釀造醬油已實(shí)現(xiàn)全過程機(jī)械化、密閉化生產(chǎn)，所生產(chǎn)的醬油成本低、品質(zhì)高[4]。釀造米醋[5]也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化液態(tài)深層發(fā)酵，提高了米醋風(fēng)味品質(zhì)，并使得陳釀期的安全性得到保障。舒杰[6]研制的鎮(zhèn)江香醋固態(tài)發(fā)酵自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與翻醅控制系統(tǒng)，能控制醋醅溫度并遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、科學(xué)化翻醅。但是郫縣豆瓣在機(jī)械化、自動(dòng)化、清潔化生產(chǎn)上與醬油、醋還有較大差距，一方面郫縣豆瓣發(fā)酵機(jī)理還未明晰，另一方面顛覆傳統(tǒng)生產(chǎn)模式需要更多智能生產(chǎn)方面的研究。

本研究以模擬傳統(tǒng)自然后發(fā)酵“翻曬露”為基礎(chǔ)，利用自主設(shè)計(jì)研發(fā)的“郫縣豆瓣智能生產(chǎn)設(shè)備”進(jìn)行發(fā)酵。采用單因素試驗(yàn)，通過理化指標(biāo)對(duì)發(fā)酵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上全面跟蹤評(píng)價(jià)智能后發(fā)酵豆瓣品質(zhì)優(yōu)劣，為自動(dòng)化后發(fā)酵的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用和加工工藝的規(guī)范提供理論依據(jù)和技術(shù)參數(shù)。相比傳統(tǒng)發(fā)酵模式，設(shè)備旨在實(shí)現(xiàn)郫縣豆瓣后發(fā)酵工藝的全程可控，保障產(chǎn)品的質(zhì)量與安全，縮短發(fā)酵周期，提高生產(chǎn)效率。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

成熟甜瓣子與椒醅均取自四川省郫縣豆瓣股份有限公司；鄰二氯苯（純度99.0%）、C6～C20正構(gòu)烷烴標(biāo)準(zhǔn)品西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司；檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、琥珀酸、乳酸、草酸、甲醇、乙醇（均為優(yōu)級(jí)純） 上海源葉生物科技有限公司；甲基紅、溴甲酚綠、酚酞、亞甲藍(lán)指示劑 成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

PHS-320顯數(shù)式pH計(jì) 成都世紀(jì)方舟科技有限公司；K9860全自動(dòng)凱氏定氮儀 濟(jì)南海能儀器股份有限公司；WFJ7200分光光度計(jì) 上海尤尼柯儀器有限公司；SB-5200DTN超聲清洗機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；GCMS-QP2010 Plus氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀日本島津儀器公司；固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣手柄、75 μm CAR/PDMS萃取頭 美國Supelco公司；L-8900日立全自動(dòng)氨基酸分析儀 中國天美科學(xué)儀器有限公司；e2695高效液相色譜儀 美國Waters公司；VG3S025渦旋混勻器德國IKA公司；TD-5M臺(tái)式低速離心機(jī) 四川蜀科儀器有限公司。

“郫縣豆瓣智能生產(chǎn)設(shè)備”由本團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)研發(fā)[7]，裝置圖如圖1所示。設(shè)備由郫縣豆瓣醬攪拌機(jī)、升降機(jī)、倒料架、支架、升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、門、氣缸、調(diào)節(jié)支架、增濕機(jī)、加熱器組成，帶有自動(dòng)化操作界面，能夠設(shè)置多種自動(dòng)控制系統(tǒng)。在郫縣豆瓣后發(fā)酵過程中，環(huán)境的溫度、濕度、光照和含氧率等會(huì)影響微生物的生長(zhǎng)代謝以及酶的作用，從而影響郫縣豆瓣的質(zhì)量。故設(shè)備采用溫度與濕度傳感器精準(zhǔn)感應(yīng)發(fā)酵環(huán)境的溫濕度，并利用加熱器、增濕機(jī)、攪拌機(jī)、模擬光源對(duì)環(huán)境溫濕度、攪拌頻率、光照條件進(jìn)行控制。為方便進(jìn)出料和清洗，設(shè)備的升降機(jī)、滑動(dòng)滾輪和外置推動(dòng)氣缸三者完美結(jié)合：首先利用升降機(jī)將發(fā)酵罐運(yùn)送至中層，保證中層有5 個(gè)獨(dú)立的發(fā)酵罐，然后利用氣缸和滾輪協(xié)同作用將料缸推出發(fā)酵柜體，此時(shí)即可進(jìn)行進(jìn)料或中途取樣；若整個(gè)發(fā)酵結(jié)束后，需要將物料全部取出和徹底清洗，可借助出料感應(yīng)系統(tǒng)，插上出料缸的插頭即可自動(dòng)、充分地傾倒出物料，并利用配套的高壓水槍進(jìn)行及時(shí)清洗。

圖1 郫縣豆瓣智能生產(chǎn)設(shè)備圖Fig. 1 Schematic diagram of the automatic equipment for Pixian broad-bean paste post-fermentation

1.3 方法

1.3.1 郫縣豆瓣智能發(fā)酵條件優(yōu)化

表1 郫縣豆瓣智能后發(fā)酵條件優(yōu)化Table 1 Protocols to optimize post-fermentation conditions of Pixian broad-bean paste

取成熟甜瓣子與椒醅，按質(zhì)量比3∶7混合，在“郫縣豆瓣智能生產(chǎn)設(shè)備”中進(jìn)行后發(fā)酵，具體設(shè)置如表1所示。每隔10 d取一次樣，連續(xù)測(cè)定3 個(gè)月，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)后發(fā)酵過程中理化指標(biāo)，包括氨基酸態(tài)氮、可溶性氮、總酸、還原糖含量，以及特征揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律，并以此為衡量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行條件優(yōu)化。

1.3.2 郫縣豆瓣智能發(fā)酵與自然發(fā)酵對(duì)比實(shí)驗(yàn)

利用優(yōu)化后的最佳工藝參數(shù)進(jìn)行智能發(fā)酵，取智能發(fā)酵1、2、3 個(gè)月，共3 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，并依次編號(hào)A-1M、A-2M、A-3M；作為對(duì)比，取自然發(fā)酵0 d和1、2、3、4、5、6、9、12 個(gè)月，共9 個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，并依次編號(hào)T-0D、T-1M、T-2M、T-3M、T-4M、T-5M、T-6M、T-9M和T-12M。取樣方式參照已有報(bào)道[2,11]，盡量保證所取樣本的代表性和均勻性，樣品于－80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.3 理化指標(biāo)測(cè)定

總酸采用酸堿滴定法[12-13]測(cè)定；氨基酸態(tài)氮采用甲醛滴定法[14]測(cè)定；還原糖采用直接滴定法[15]測(cè)定；水分采用直接干燥法[12]測(cè)定；鹽分采用硝酸銀滴定法[12-13]測(cè)定；游離氨基酸采用Lin Hongbin等[16]方法測(cè)定；有機(jī)酸采用于筱雨等[17]方法測(cè)定。

pH值測(cè)定：準(zhǔn)確稱取5.00 g剁碎樣品，加入50 mL蒸餾水，保鮮膜封口，室溫?cái)嚢杞? h，濾紙過濾后用pH計(jì)測(cè)定。

色價(jià)參考馬嫄等[18]的方法測(cè)定：采用丙酮超聲法提取色素，利用紫外分光光度計(jì)測(cè)定上清液在460 nm波長(zhǎng)處的吸光度。

可溶性氮采用凱氏定氮法[19]測(cè)定：取樣品與蒸餾水按質(zhì)量比1∶4均勻混合，40 ℃水浴攪拌提取1 h，室溫4 000 r/min離心15 min，測(cè)定上清液中蛋白質(zhì)含量，即可溶性氮含量。

1.3.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

在Liu Ping等[12]方法上略作修改，采用固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法。稱取5.00 g樣品于頂空瓶中，加入10 μL 10 μg/mL鄰二氯苯-甲醇溶液，60 ℃水浴平衡30 min后，用萃取頭吸附30 min，在氣相色譜進(jìn)樣口解吸。

氣相色譜條件：色譜柱采用Agilent HP-5石英毛細(xì)管柱（30 m×0.32 mm，0.25 μm）；進(jìn)樣口溫度240 ℃，不分流進(jìn)樣；柱箱升溫程序：35 ℃保持5 min，以2.5 ℃/min升至115 ℃，以10 ℃升至200 ℃，最后200 ℃保持4 min。

質(zhì)譜條件：電子電離源，溫度和能量分別為200 ℃和70 eV，質(zhì)量掃描范圍m/z35～500。

揮發(fā)性組分定性定量參考已有研究方法[12,20]。首先，將各組分的質(zhì)譜碎片模式與NIST17 Library譜庫進(jìn)行比對(duì)，選擇SI≥80的組分進(jìn)行初步定性；其次，根據(jù)相同氣相色譜條件下正構(gòu)烷烴標(biāo)品的保留時(shí)間計(jì)算各組分的保留指數(shù)，并與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)一步輔助定性。最后，根據(jù)離子流色譜峰面積歸一化法對(duì)各組分進(jìn)行定量，即根據(jù)各組分與內(nèi)標(biāo)物的峰面積之比等于其物質(zhì)濃度之比。

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

感官評(píng)價(jià)方法、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及計(jì)算公式參考Liu Ping等[12]的方法，從滋味（口感、鮮味、咸味、酸味、甜味、苦味、辣味）、香味（香味度、持續(xù)性、協(xié)調(diào)性）、色澤（亮澤度、色度、均勻度）、外觀（均勻度、完整度、雜質(zhì)）等方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，總體得分經(jīng)過加權(quán)處理，計(jì)算公式：

總分=0.4×滋味得分＋0.3×香味得分＋0.15×色澤得分＋0.15×外觀得分

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 智能發(fā)酵條件優(yōu)化

2.1.1 攪拌頻率對(duì)郫縣豆瓣后發(fā)酵品質(zhì)的影響

由圖2a可知，不同攪拌頻率下，氨基酸態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)均維持在0.200%水平以上，達(dá)到一級(jí)豆瓣的質(zhì)量要求[21]，但整體香氣不足；隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，其含量呈先緩慢降低后緩慢升高的趨勢(shì)，發(fā)酵100 d含量約為初始值的1.4 倍?？扇苄缘|(zhì)量分?jǐn)?shù)基本維持不變，變化范圍在0.511%～0.679%之間。可溶性氮通常為氨基酸態(tài)氮、游離氨基酸和某些小分子肽類等，可通過微生物代謝產(chǎn)生的蛋白酶降解蛋白質(zhì)產(chǎn)生[22]。在后熟生香階段，某些含氮物質(zhì)會(huì)發(fā)生自我降解，或與體系中其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而被消耗，如谷氨酸通過脫氨、脫羧或氧化形成琥珀酸[22]；或與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)形成揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)和呈色物質(zhì)[23]。由此，整個(gè)后熟期間可溶性氮的形成速率和消耗速率持平。

圖2 攪拌頻率對(duì)郫縣豆瓣理化指標(biāo)和特征風(fēng)味物質(zhì)的影響Fig. 2 Effects of stirring frequency on physicochemical properties and characteristic flavor compounds in Pixian broad-bean paste

由圖2b可知，總酸含量呈不規(guī)律波動(dòng)，一方面酵母菌和乳酸菌等微生物生長(zhǎng)代謝產(chǎn)生有機(jī)酸使得總酸升高[3]，另一方面，有機(jī)酸自我揮發(fā)或與醇類物質(zhì)發(fā)生酯化反應(yīng)使得總酸降低[22]，當(dāng)兩者速率相近時(shí)即形成相對(duì)平衡狀態(tài)。還原糖含量在整個(gè)發(fā)酵階段持續(xù)下降，發(fā)酵末期降幅高達(dá)70%，說明微生物生長(zhǎng)代謝旺盛，葡萄糖等碳源物質(zhì)消耗增加，此時(shí)豆瓣醬香風(fēng)味物質(zhì)逐漸累積。根據(jù)郫縣豆瓣現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，氨基酸態(tài)氮含量的高低通常標(biāo)志著產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，因此，通過氨基酸態(tài)氮含量能夠比較客觀地篩選較優(yōu)攪拌頻率。比較分析發(fā)現(xiàn)，攪拌2條件下的氨基酸態(tài)氮和可溶性氮整體趨勢(shì)均高于攪拌1，而總酸和還原糖含量無明顯差異。其原因可能在于：攪拌加大了醬醅和空氣接觸的機(jī)會(huì)，微生物生存環(huán)境中的氧氣含量增多，于是好氧菌迅速增殖（如乳酸菌），厭氧菌急劇凋亡（如醋酸桿菌、乳酸菌、酵母菌）[8]。高產(chǎn)蛋白酶的微生物占據(jù)優(yōu)勢(shì)后迅速增殖，不斷降解蛋白質(zhì)，使得氨基酸態(tài)氮和可溶性氮持續(xù)累積。

前人研究鑒定出26 種郫縣豆瓣特征風(fēng)味物質(zhì)[23-24]，本研究在此基礎(chǔ)上進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)評(píng)價(jià)。由圖2c可知，對(duì)比不同攪拌頻率的特征風(fēng)味物質(zhì)組成及含量，發(fā)現(xiàn)攪拌2條件下香氣化合物明顯豐富且濃度偏高，進(jìn)一步說明該發(fā)酵條件能夠在一定程度上促進(jìn)豆瓣后熟風(fēng)格的形成，加快后熟進(jìn)程。因此，選擇較優(yōu)攪拌條件為攪拌2，即攪拌1 次/d、1 min/次。

2.1.2 光照對(duì)郫縣豆瓣后發(fā)酵品質(zhì)的影響

2.1.2.1 光源的選擇

圖3 光源對(duì)郫縣豆瓣理化指標(biāo)和特征風(fēng)味物質(zhì)的影響Fig. 3 Effects of light sources on physicochemical properties and characteristic flavor compounds in Pixian broad-bean paste

如圖3a所示，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，氨基酸態(tài)氮和可溶性氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)緩慢升高，分別由發(fā)酵初期的0.280%和0.598%升至0.380%和0.673%。在圖3b中，總酸質(zhì)量濃度變化幅度相對(duì)較小，基本維持在0.30 g/100 mL左右。還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，發(fā)酵末期約降至發(fā)酵初期的30%～36%。由圖3c可知，特征風(fēng)味物質(zhì)檢出個(gè)數(shù)先減少后逐步趨于穩(wěn)定，總含量先逐漸減少后增加，而后急劇減少，最后達(dá)到相對(duì)平衡。比較不同光源條件，發(fā)現(xiàn)總酸和氨基酸態(tài)氮含量無明顯差異。然而，熒光燈照射條件下，還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降速率略大，發(fā)酵結(jié)束時(shí)下降約64%；LED燈光源下降了58%。還原糖消耗速率快，可能是由于發(fā)酵體系中的微生物在迅速生長(zhǎng)，也可能是還原糖與其他物質(zhì)反應(yīng)加速形成了風(fēng)味[23]，因此，光照在一定程度上加速了醬醅的成熟。在熒光燈照射下可溶性氮的變化范圍為0.511%～0.636%，LED燈下為0.577%～0.673%；發(fā)酵結(jié)束時(shí)，LED燈條件下其含量比熒光燈高，表明LED燈照射能使含氮化合物累積更多，其中可能包括某些呈味肽等，這也側(cè)面反映出豆瓣呈味效果可能更好[25]。此外，整個(gè)后發(fā)酵期間特征風(fēng)味物質(zhì)的含量在不同光源下無明顯區(qū)分；但發(fā)酵40 d后，LED燈照射下的香氣化合物豐富性增加，整體風(fēng)味更加協(xié)調(diào)柔和；發(fā)酵90 d，特征風(fēng)味物質(zhì)個(gè)數(shù)達(dá)到熒光燈的2 倍。綜上，兩種光源對(duì)醬醅理化品質(zhì)的影響程度較小，可基本忽略，這一結(jié)果與前人研究較為一致[9]；但考慮到豆瓣整體香氣的協(xié)調(diào)性，LED燈模擬日光似乎略有優(yōu)勢(shì)，具體原因有待進(jìn)一步研究。因此，本研究后續(xù)分析暫選用LED燈，以探究光照時(shí)間和光照強(qiáng)度對(duì)郫縣豆瓣品質(zhì)的影響。

2.1.2.2 光照時(shí)間的選擇

從圖4a可以看出，氨基酸態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)在發(fā)酵前80 d呈動(dòng)態(tài)波動(dòng)，基本維持在0.20%～0.33%，之后累積速率急劇升高，發(fā)酵末期接近0.40%。此外，無光條件下可溶性氮含量的整體趨勢(shì)均高于有光條件，發(fā)酵末期高達(dá)0.679%；24 h光照下僅0.630%。圖4b顯示，總酸呈不規(guī)律波動(dòng)，但幅度較小，可忽略。發(fā)酵前30 d，還原糖消耗速率急劇加快，但不同光照時(shí)間下無明顯差異；發(fā)酵30～70 d過程中，不同光照時(shí)間下還原糖均維持在0.65%左右，消耗速率和生成速率逐步達(dá)到平衡。值得注意的是，在圖4c中，隨著醬醅曝光時(shí)間的延長(zhǎng)，特征風(fēng)味物質(zhì)的含量差距越來越小，但其個(gè)數(shù)差距逐步拉大，無光條件下風(fēng)味物質(zhì)種類顯著偏高。由于某些波段的光束可能會(huì)造成穩(wěn)定性差的化合物分解，也可能影響發(fā)酵體系中產(chǎn)香菌的生長(zhǎng)代謝，導(dǎo)致風(fēng)味物質(zhì)合成受阻[9]，故光照0 h（即無光照）更有助于加快郫縣豆瓣后發(fā)酵過程中獨(dú)特風(fēng)味的形成。

圖4 光照時(shí)間對(duì)郫縣豆瓣理化指標(biāo)和特征風(fēng)味物質(zhì)的影響Fig. 4 Effects of illumination time on physicochemical properties and characteristic flavor compounds in Pixian broad-bean paste

2.1.2.3 光照強(qiáng)度的選擇

圖5 光照強(qiáng)度對(duì)郫縣豆瓣理化指標(biāo)和特征風(fēng)味物質(zhì)的影響Fig. 5 Effects of light intensity on physicochemical properties and characteristic flavor compounds in Pixian broad-bean paste

由圖5a、b可知，在不同光照強(qiáng)度下，可溶性氮、總酸和還原糖含量差異不明顯，但在發(fā)酵60 d后，無光條件下的氨基酸態(tài)氮累積含量略高。圖5c顯示，在后發(fā)酵20～60 d過程中，特征風(fēng)味物質(zhì)個(gè)數(shù)及含量的差異越來越明顯，且無光條件下物質(zhì)種類更為豐富，化合物濃度更高；繼續(xù)發(fā)酵時(shí)，這種差異有逐步縮小的趨勢(shì)。因此，選擇較優(yōu)的光照強(qiáng)度條件0 只燈（即無光照），這也進(jìn)一步驗(yàn)證了上述光源和光照時(shí)間篩選得出的結(jié)論。綜上，光照對(duì)郫縣豆瓣理化品質(zhì)的影響十分微小，這一結(jié)論與前人在醬油中的研究結(jié)果較為相似[9]；而光照可能會(huì)加快郫縣豆瓣呈香物質(zhì)的形成速度，但這種影響相較于傳統(tǒng)曬露工藝優(yōu)勢(shì)，將在后文進(jìn)行闡述。

2.1.3 環(huán)境溫度對(duì)郫縣豆瓣后發(fā)酵品質(zhì)的影響

發(fā)酵郫縣豆瓣需經(jīng)歷夏季的“三伏天”，利用“三伏天”的溫度為微生物提供生長(zhǎng)繁殖代謝的有利環(huán)境。有研究表明，郫縣豆瓣發(fā)酵過程中的優(yōu)勢(shì)菌群不僅能代謝產(chǎn)生獨(dú)特風(fēng)味，它的次級(jí)代謝產(chǎn)物還能對(duì)發(fā)酵體系中的腐敗雜菌起到抑制作用[26]。在郫縣豆瓣后發(fā)酵體系中，當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到微生物最適生長(zhǎng)溫度時(shí)能夠迅速增殖，當(dāng)達(dá)到最適代謝溫度時(shí)能夠迅速積累代謝產(chǎn)物，尋找微生物生長(zhǎng)和代謝的最佳環(huán)境溫度對(duì)指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。郫縣豆瓣的功能菌主要為乳酸菌和酵母菌，其最適生長(zhǎng)溫度分別為30～40 ℃和25～30 ℃[8]，本研究在此基礎(chǔ)上探究不同環(huán)境溫度下各理化指標(biāo)的變化，結(jié)果如圖6a、b所示。在不同溫度下，理化指標(biāo)無顯著差異，無法通過理化指標(biāo)篩選較為合理的發(fā)酵溫度。然而，40 ℃持續(xù)高溫發(fā)酵時(shí)，發(fā)酵體系中水分散失速率明顯加快，醬醅表面極易形成干殼，醬體顏色偏黑色或棕褐色，散發(fā)出濃烈的焦糊味和蒸煮味，感官上比較難以接受。相比之下，28 ℃時(shí)醬醅的補(bǔ)水頻率減少，所得醬體色、香、味的整體風(fēng)格與傳統(tǒng)發(fā)酵豆瓣最為接近。進(jìn)一步特征香氣物質(zhì)測(cè)定結(jié)果如圖6c所示，發(fā)酵前30 d，34 ℃的環(huán)境溫度更有利于特征香氣化合物種類的保留；而繼續(xù)發(fā)酵時(shí)，不同溫度下特征風(fēng)味物質(zhì)的檢出個(gè)數(shù)越來越接近，最后基本維持在同一水平。另外，28 ℃保溫環(huán)境下，香氣物質(zhì)的含量略高于其他溫度條件，原因可能在于高溫環(huán)境不適合某些產(chǎn)香微生物的生長(zhǎng)代謝，當(dāng)溫度超過其耐受溫度范圍時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同程度的消亡。因此，本研究選擇最佳發(fā)酵溫度為28 ℃。

圖6 環(huán)境溫度對(duì)郫縣豆瓣理化指標(biāo)和特征風(fēng)味物質(zhì)的影響Fig. 6 Effects of temperature on physicochemical properties and characteristic flavor compounds in Pixian broad-bean paste

2.1.4 環(huán)境濕度對(duì)郫縣豆瓣后發(fā)酵品質(zhì)的影響

在28 ℃保溫發(fā)酵時(shí)，若環(huán)境濕度較低，則發(fā)酵體系中水分散失較快；要保證醬醅黏稠度一致，則需要相應(yīng)補(bǔ)水，故每隔10 d進(jìn)行一次補(bǔ)水，以保證醬醅的濕潤(rùn)狀態(tài)。由圖7可知，在不同濕度下，各項(xiàng)理化指標(biāo)及特征風(fēng)味物質(zhì)的變化均無特定規(guī)律，因此，通過“露”彌補(bǔ)散失水分并未造成理化指標(biāo)的差異，故后續(xù)實(shí)驗(yàn)選擇自然室內(nèi)濕度。

圖7 環(huán)境濕度對(duì)郫縣豆瓣理化指標(biāo)和特征風(fēng)味物質(zhì)的影響Fig. 7 Effects of environmental humidity on physicochemical properties and characteristic flavor compounds in Pixian broad-bean paste

2.2 智能后發(fā)酵郫縣豆瓣的質(zhì)量評(píng)價(jià)

2.2.1 不同后發(fā)酵條件下理化指標(biāo)的變化規(guī)律

利用2.1節(jié)優(yōu)化的智能發(fā)酵工藝參數(shù)進(jìn)行發(fā)酵，即：無光照、28 ℃持續(xù)保溫、自然濕度環(huán)境下發(fā)酵，且每天翻攪1 次、每次翻攪1 min。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)后發(fā)酵過程中郫縣豆瓣品質(zhì)的優(yōu)劣，并將其與工廠中傳統(tǒng)自然發(fā)酵樣品進(jìn)行比較分析，結(jié)果如圖8所示。

智能后發(fā)酵過程中，由于補(bǔ)水量較多，醬醅含水量顯著高于自然發(fā)酵樣品，發(fā)酵3 個(gè)月時(shí)約高出4%，也因此體系含鹽量輕微偏低。水分和鹽分質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)維持在相對(duì)穩(wěn)定水平，發(fā)酵前3 個(gè)月水分保持在60%左右，鹽分約為18.0%，后續(xù)發(fā)酵應(yīng)注意適當(dāng)控制補(bǔ)水量，以保證最終產(chǎn)品符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[21]。智能發(fā)酵豆瓣與自然發(fā)酵豆瓣的色價(jià)存在明顯差異，但均隨發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降。發(fā)酵3 個(gè)月，智能發(fā)酵樣品色價(jià)值為0.630±0.026，約為自然發(fā)酵樣品的1.24 倍，可見無光保溫環(huán)境下豆瓣色澤較深。原因可能在于辣椒中紅色素在無光條件下穩(wěn)定性較好，并且恒溫環(huán)境能夠促進(jìn)美拉德反應(yīng)形成色素?？偹岷蚿H值的整體變化趨勢(shì)與自然發(fā)酵相同，智能發(fā)酵1～3 個(gè)月過程中，總酸緩慢增加，pH值持續(xù)下降。值得注意的是，智能發(fā)酵豆瓣的總酸質(zhì)量濃度顯著高于自然發(fā)酵，且發(fā)酵1 個(gè)月已經(jīng)高達(dá)（0.73±0.04）g/100 mL，遠(yuǎn)超自然發(fā)酵12 個(gè)月的（0.61±0.04）g/100 mL，醬醅具有明顯的酸味，甚至有掩蓋豆瓣醬香味的趨勢(shì)，感官欠佳。由于醬醅含水量高、發(fā)酵環(huán)境空氣流速低以及攪拌次數(shù)偏少，導(dǎo)致體系中的溶氧量減少、醬醅與環(huán)境空氣的接觸減少，乳酸菌等厭氧菌生長(zhǎng)代謝旺盛，使智能發(fā)酵體系中有機(jī)酸的累積速率加快。但有機(jī)酸的累積必須控制在適宜范圍，過多有機(jī)酸會(huì)導(dǎo)致醬醅發(fā)酸變質(zhì)[27]。故為保證產(chǎn)品具有良好的風(fēng)味，在后續(xù)智能發(fā)酵過程中應(yīng)適當(dāng)降低體系含水量或加快發(fā)酵環(huán)境的空氣流速，讓多余的有機(jī)酸充分揮發(fā)。未考慮通過增加攪拌次數(shù)使有機(jī)酸揮發(fā)，是因?yàn)閿嚢枞菀灼茐男Q豆瓣子和椒醅的完整性。

圖8 智能發(fā)酵與自然發(fā)酵郫縣豆瓣的相關(guān)理化指標(biāo)Fig. 8 Physicochemical indexes of Pixian broad-bean pastes produced by intelligent fermentation and natural fermentation

智能發(fā)酵豆瓣除了酸類物質(zhì)累積更快外，還原糖消耗速率、氨基酸態(tài)氮及可溶性氮生成速率均顯著高于自然發(fā)酵豆瓣。在1 個(gè)月時(shí)，智能發(fā)酵豆瓣的還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為（1.060±0.007）%，降幅超過30%，繼續(xù)發(fā)酵，還原糖呈緩慢波動(dòng)式下降。由此表明，智能發(fā)酵過程中，還原糖的消耗階段集中在發(fā)酵前1 個(gè)月，此后由于體系中大量酸類物質(zhì)的積累，使得酶活力降低并引起耐酸能力較弱的微生物逐漸消亡[3]，還原糖的生成速率降低。同時(shí)，在恒溫發(fā)酵體系中，還原糖與其他物質(zhì)反應(yīng)生成風(fēng)味組分的速率加快[23]，兩者速率不斷變化并逐漸達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)還原糖含量基本維持恒定水平。

與之相反，智能發(fā)酵豆瓣氨基酸態(tài)氮含量持續(xù)增加，增加速率先快后慢，發(fā)酵1 個(gè)月后質(zhì)量分?jǐn)?shù)從（0.36±0.007）%升高至（0.41±0.012）%，約為發(fā)酵初期的1.5 倍，且智能發(fā)酵豆瓣的氨基酸態(tài)氮顯著高于傳統(tǒng)發(fā)酵全過程。由此表明，采用保溫發(fā)酵能夠激發(fā)氨基酸態(tài)氮的累積，縮短發(fā)酵周期，為進(jìn)一步提高豆瓣質(zhì)量提供了可能性?？扇苄缘吭谇鞍l(fā)酵1 個(gè)月過程中迅速增加，質(zhì)量分?jǐn)?shù)從（0.598±0.07）%升高至（0.652±0.03）%，累積量甚至高于傳統(tǒng)發(fā)酵12 個(gè)月含量水平，繼續(xù)發(fā)酵，含量略有降低，但仍保持在0.650%水平以上，同樣表明智能發(fā)酵有利于含氮化合物的累積，可能包括氨基酸態(tài)氮、多肽等，后續(xù)將繼續(xù)進(jìn)行分析。

2.2.2 不同后發(fā)酵條件下有機(jī)酸的變化規(guī)律

圖9 智能發(fā)酵與自然發(fā)酵的郫縣豆瓣中有機(jī)酸含量的變化Fig. 9 Changes in organic acid contents of Pixian broad-bean pastes produced by intelligent fermentation and natural fermentation

自然發(fā)酵過程中，有機(jī)酸的變化并不明顯，故只將前3 個(gè)月的樣品進(jìn)行對(duì)比。在智能發(fā)酵郫縣豆瓣中，利用高效液相色譜法檢出6 種有機(jī)酸。由圖9可知，在前3 個(gè)月發(fā)酵階段，總有機(jī)酸含量變化趨勢(shì)與自然發(fā)酵一致，均隨發(fā)酵的進(jìn)行不斷累積。但智能發(fā)酵保溫條件下增速更快，發(fā)酵1 個(gè)月總有機(jī)酸含量高達(dá)（5.360±0.224）mg/g，這一結(jié)果與總酸和pH值測(cè)定結(jié)果相吻合。原因可能在于：1）智能發(fā)酵體系中較高的含水量與低頻率的翻攪，使醬醅中含氧率降低，再加上溫度適宜，均有利于乳酸菌、醋酸菌等厭氧產(chǎn)酸微生物的生長(zhǎng)代謝[8,27]；2）發(fā)酵罐置于不銹鋼柜體中，醬醅表面空氣流速低，不利于有機(jī)酸的向外揮發(fā)[27]。

智能發(fā)酵樣品中所檢出的有機(jī)酸種類、分布及變化規(guī)律與自然發(fā)酵樣品的檢出情況極為相似。草酸由于檢出含量低于0.01 mg/g未在圖中出現(xiàn)，其檢出結(jié)果與已有研究存在差距[16-17]。檸檬酸占比仍居第一，含量高達(dá)3.860 mg/g以上，且隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)呈緩慢增加趨勢(shì)，在0～3 個(gè)月期間，智能發(fā)酵與自然發(fā)酵無明顯差異。其次是蘋果酸（＞0.520 mg/g），累積階段集中在前發(fā)酵1 個(gè)月，智能發(fā)酵1 個(gè)月時(shí)，其累積量已達(dá)到0.521 mg/g；繼續(xù)發(fā)酵，累積速率略有下降；發(fā)酵3 個(gè)月后，含量超過了0.700 mg/g，遠(yuǎn)超自然發(fā)酵的含量水平。由此說明，智能發(fā)酵比自然發(fā)酵更能促進(jìn)蘋果酸的產(chǎn)生和累積，原理與總有機(jī)酸含量偏高類似，但有機(jī)酸累積過多會(huì)抑制醬醅中某些產(chǎn)酸微生物[28]，使得有機(jī)酸增速減小。酒石酸（＞0.710 mg/g）作為郫縣豆瓣中的第三大有機(jī)酸，也在前發(fā)酵1 個(gè)月累積，發(fā)酵1 個(gè)月結(jié)束時(shí)，含量約為發(fā)酵初期的2.7 倍，其智能發(fā)酵含量均遠(yuǎn)超自然發(fā)酵。乳酸和琥珀酸在后熟期間的變化情況則相對(duì)較小，智能發(fā)酵3 個(gè)月，含量分別為（0.122±0.003）mg/g和（0.172±0.002）mg/g，僅比自然發(fā)酵3 個(gè)月高出0.034 mg/g和0.041 mg/g。

綜上，智能發(fā)酵過程中，蘋果酸、酒石酸、乳酸和琥珀酸的加成效應(yīng)使總有機(jī)酸含量增加，當(dāng)有機(jī)酸含量在適宜的范圍內(nèi)增加時(shí)能夠促進(jìn)郫縣豆瓣的呈味，一旦產(chǎn)酸過量則會(huì)引起醬醅酸敗，因此在后續(xù)利用該設(shè)備生產(chǎn)時(shí)需采取措施避免酸類物質(zhì)過量累積。

2.2.3 不同后發(fā)酵條件下游離氨基酸的變化規(guī)律

由于游離氨基酸在自然發(fā)酵3 個(gè)月之后逐漸達(dá)到平衡，故只選用前3 個(gè)月的樣品進(jìn)行比較。如圖10所示，智能發(fā)酵樣品中，除檢出17 種氨基酸和2 種酰胺類物質(zhì)外，半胱氨酸（Cys）也有檢出，含量約為0.050～0.170 mg/g，這在自然發(fā)酵樣品中沒有檢出。智能發(fā)酵階段，總游離氨基酸含量變化范圍為18.203～21.027 mg/g，均顯著高于自然發(fā)酵樣品。發(fā)酵1 個(gè)月含量最豐富，約為自然發(fā)酵的1.4 倍；繼續(xù)發(fā)酵，含量呈現(xiàn)相似的動(dòng)態(tài)下降趨勢(shì)，降幅低于自然發(fā)酵。此外，苦味、甜味、鮮味氨基酸含量變化范圍分別為6.548～7.618、5.670～6.418、5.581～6.663 mg/g，均顯著高于自然發(fā)酵樣品，且隨著發(fā)酵的進(jìn)行均緩慢降低，降幅同樣低于自然發(fā)酵樣品，這表明智能發(fā)酵的呈味效果可能更好。

圖10 智能發(fā)酵與自然發(fā)酵的郫縣豆瓣中游離氨基酸種類與含量Fig. 10 Types and concentrations of free amino acids from Pixian broadbean pastes produced by intelligent fermentation and natural fermentation

由圖10可知，在所檢出的游離氨基酸中，含量大于1.000 mg/g的氨基酸共9 種，除自然發(fā)酵檢出的5 種高含量氨基酸谷氨酸（Glu）、天冬氨酸（Asp）、精氨酸（Arg）、脯氨酸（Pro）和天冬酰胺（Asn）外，還包括呈甜味的丙氨酸（Ala）、賴氨酸（Lys）以及呈苦味的纈氨酸（Val）和亮氨酸（Leu），總占比高達(dá)70%，各氨基酸含量高低排序依次為：Glu、Asp、Arg、Pro、Leu、Lys、Ala、Val、Asn。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，Glu和Asp的含量逐漸增加，Pro、Asn、Arg和Val的含量逐漸減少，Ala、Lys和Leu的含量基本維持在發(fā)酵1 個(gè)月的水平，這些變化趨勢(shì)與自然發(fā)酵極為相似，但自然發(fā)酵的各氨基酸發(fā)生急劇變化的時(shí)期均集中在前發(fā)酵1 個(gè)月；繼續(xù)發(fā)酵，智能發(fā)酵的變化速率略低于自然發(fā)酵。智能發(fā)酵3 個(gè)月，Asn含量偏低，約0.042 mg/g，其余8 種氨基酸的含量均高達(dá)自然發(fā)酵的2 倍。此外，甲硫氨酸（Met）含量隨發(fā)酵的進(jìn)行不斷降低，由發(fā)酵1 個(gè)月0.219 mg/g下降至發(fā)酵3 個(gè)月的0.155 mg/g，此時(shí)約為自然發(fā)酵樣品的1.5 倍。其余低含量氨基酸，包括蘇氨酸（Thr）、絲氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、組氨酸（His）、異亮氨酸（Ile）、酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe），除在1 個(gè)月時(shí)累積量高達(dá)自然發(fā)酵的2 倍外，整個(gè)后熟初期基本維持在恒定水平。值得注意的是，智能發(fā)酵樣品中還檢出Cys，且隨發(fā)酵的進(jìn)行持續(xù)增加。

綜上所述，利用智能發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行無光、保溫發(fā)酵能夠顯著增加醬醅的游離氨基酸含量，原因可能在于保溫發(fā)酵為微生物增殖和多種酶系作用提供了良好的外部環(huán)境，使產(chǎn)物迅速累積，有助于醬醅后熟風(fēng)味的形成。

2.2.4 不同后發(fā)酵條件下?lián)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的變化規(guī)律

表2 不同后發(fā)酵工藝郫縣豆瓣特征風(fēng)味物質(zhì)比較分析Table 2 Comparative analysis of characteristic volatile flavor compounds of Pixian broad-bean pastes prepared by different post-fermentation processes

通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜法測(cè)定智能發(fā)酵樣品與自然發(fā)酵樣品前3 個(gè)月的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，定性定量結(jié)果見表2，自然發(fā)酵樣品中檢出的風(fēng)味物質(zhì)種類明顯更多，但智能發(fā)酵樣品中風(fēng)味物質(zhì)含量顯著偏高，尤其是特征風(fēng)味物質(zhì)。兩種發(fā)酵方式樣品的香氣化合物均為酯類、醇類、醛類、酮類、酚類、酸類、烴類和其他雜環(huán)物質(zhì)。風(fēng)味物質(zhì)種類較多的依次為酯類、烴類、醇類、醛類，酚類物質(zhì)的種類數(shù)最低；含量較高的組分為醇類（14.7%～22.8%）、酯類（24.4%～43.1%）和酚類（16.8%～38.9%）。隨著智能發(fā)酵的進(jìn)行，醛類和酮類化合物的種類和含量逐漸減少；酯類、醇類、酚類、酸類和烴類化合物的種類變化較小，含量逐漸增加；而其他化合物的種類逐漸增加，但含量不斷減少。比較智能發(fā)酵與自然發(fā)酵對(duì)郫縣豆瓣揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵樣品的香氣物質(zhì)種類更為豐富，在后發(fā)酵1～3 個(gè)月，除酚類和酸類的種類數(shù)基本相同外，其他化合物的種類數(shù)均顯著高于智能發(fā)酵樣品。發(fā)酵3 個(gè)月，自然發(fā)酵樣品的種類數(shù)高達(dá)137 種，比智能發(fā)酵樣品多28 種。由此說明，自然發(fā)酵更有利于郫縣豆瓣揮發(fā)性物質(zhì)的生成及保留。值得注意的是，盡管自然發(fā)酵樣品中香氣化合物更豐富，但濃度和閾值才是決定其對(duì)郫縣豆瓣風(fēng)味貢獻(xiàn)大小的重要因素。智能發(fā)酵樣品中，醛類和酮類化合物的含量均顯著偏低，發(fā)酵3 個(gè)月，醛類僅為自然發(fā)酵樣品的43%，而其他各類化合物的含量均顯著偏高。由表2可知，特征醛類物質(zhì)在自然發(fā)酵樣品中的種類略多，含量持續(xù)累積；在智能發(fā)酵樣品中，含量基本恒定。其他特征物質(zhì)的種類在兩種發(fā)酵方式下基本相同，但智能發(fā)酵中的含量顯著偏高，尤其是醇類和酸類物質(zhì)。

酯類化合物作為郫縣豆瓣風(fēng)味中種類最豐富的組分，總量基本維持在500 ng/g以上水平。隨發(fā)酵的進(jìn)行，酯類物質(zhì)含量持續(xù)累積，且智能發(fā)酵樣品的累積速率明顯較快。發(fā)酵3 個(gè)月結(jié)束時(shí)，酯類物質(zhì)總量約為自然發(fā)酵樣品的1.24 倍，其中特征酯類組分含量更高，如十六酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、異戊酸乙酯等。智能發(fā)酵的無光保溫條件使有機(jī)酸和醇類物質(zhì)更加豐富，增大了酯化反應(yīng)的底物濃度，使郫縣豆瓣的酯香味更加濃郁，這與前人研究結(jié)論相似[9]。

醇類化合物是郫縣豆瓣風(fēng)味中較重要的組分，許多醇類物質(zhì)除本身具有愉悅的花果香外[24]，還能與酸類物質(zhì)發(fā)生酯化作用，促進(jìn)郫縣豆瓣酯香成分的生成。在智能發(fā)酵過程中，醇類物質(zhì)含量持續(xù)增加，發(fā)酵3 個(gè)月含量為自然發(fā)酵樣品的1.44 倍，其中特征醇類組分的含量也急劇上升，3-甲硫基丙醇、芳樟醇、苯乙醇含量分別從5.192、62.062、188.256 ng/g升至21.366、174.679、413.056 ng/g，分別為自然發(fā)酵樣品的2.2、3.8、1.8 倍。在自然發(fā)酵過程中，太陽光的紫外線可能會(huì)對(duì)某些微生物的生長(zhǎng)代謝產(chǎn)生一定抑制作用，尤其是與醇類化合物產(chǎn)生有關(guān)的酵母菌等的生長(zhǎng)活動(dòng)[9,29-30]，因此自然發(fā)酵的醇類物質(zhì)沒有智能發(fā)酵的含量高。

醛類化合物也是郫縣豆瓣香氣的重要貢獻(xiàn)者，性質(zhì)極活潑，易被還原為相應(yīng)的醇[24,31]，其含量變化情況在2 種發(fā)酵方式中呈完全相反的趨勢(shì)。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，自然發(fā)酵樣品中醛類物質(zhì)含量持續(xù)增加，由初期的146.712 ng/g增至185.125 ng/g，而智能發(fā)酵樣品中則不斷降低，降幅高達(dá)46%。此外，比較特征醛類組分發(fā)現(xiàn)，苯甲醛、苯乙醛、壬醛、3-甲硫基丙醛在發(fā)酵3 個(gè)月時(shí)，自然發(fā)酵樣品中的累積量分別為智能發(fā)酵樣品的3.8、2.3、3.6、2.9 倍。由此說明，光照在一定程度上能夠促進(jìn)醛類物質(zhì)的生成，其途徑可能通過紫外線促進(jìn)氨基酸與水之間的反應(yīng)[30]。醛類物質(zhì)雖是醬香味的主要來源，但濃度并非越高越好。有研究表明，3-甲硫基丙醛和苯乙醛在啤酒中的含量與其質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)，在長(zhǎng)期貯藏的啤酒中因其含量高而導(dǎo)致啤酒產(chǎn)生老化風(fēng)味[32]。

酚類、酸類化合物在智能發(fā)酵中，含量也顯著偏高，發(fā)酵過程中累積速率明顯較快。酚類物質(zhì)通常被鑒定為發(fā)酵制品的重要香氣化合物，如4-乙基愈創(chuàng)木酚和4-乙基苯酚，其形成同樣與酵母菌等微生物有關(guān)[33]。智能發(fā)酵過程中，酚類含量持續(xù)增加，其中特征酚類組分4-乙基苯酚在歷經(jīng)3 個(gè)月發(fā)酵后，含量約為傳統(tǒng)發(fā)酵樣品的1.6 倍。同時(shí)，適宜的酸類物質(zhì)在一定程度上能促進(jìn)酯香成分生成，并協(xié)調(diào)整體呈味風(fēng)格；但酸類物質(zhì)累積過量極易產(chǎn)生不愉悅的刺激性酸味，其形成主要與乳酸菌和酵母菌的代謝活動(dòng)有關(guān)[9,28]。智能發(fā)酵樣品中酸類物質(zhì)含量為自然發(fā)酵樣品的2.6 倍，且特征酸類組分異戊酸僅在智能發(fā)酵樣品中檢出，這均表明智能發(fā)酵極大程度上促進(jìn)了產(chǎn)酸微生物的代謝，體系酸性物質(zhì)過量累積，使得酸味成為郫縣豆瓣的主導(dǎo)風(fēng)味，嚴(yán)重影響了郫縣豆瓣的品質(zhì)。

此外，雜環(huán)化合物中的吡嗪和吡咯類物質(zhì)，因其易揮發(fā)、香氣強(qiáng)、低閾值而成為郫縣豆瓣的特征香氣組分，主要在甜瓣子發(fā)酵階段形成，在后熟期間濃度有所下降，并逐步形成醬香風(fēng)格。比較發(fā)現(xiàn)，2,5-二甲基吡嗪、四甲基吡嗪在智能發(fā)酵中的累積量分別為自然發(fā)酵的2.8、5.6 倍，因此智能發(fā)酵能夠在一定程度上加速郫縣豆瓣特征風(fēng)味形成進(jìn)度。

綜上所述，自然發(fā)酵的傳統(tǒng)翻曬露發(fā)酵工藝和智能發(fā)酵的無光保溫發(fā)酵工藝各有優(yōu)缺點(diǎn)，前者的揮發(fā)性物質(zhì)種類更加豐富，發(fā)酵成品的整體風(fēng)味更加協(xié)調(diào)、柔和，而后者雖能促進(jìn)大部分特征風(fēng)味物質(zhì)形成（醛類物質(zhì)除外），但會(huì)造成體系中過量酸類物質(zhì)積累，嚴(yán)重影響整體感官品質(zhì)。

2.2.5 不同后發(fā)酵類型的感官評(píng)價(jià)

對(duì)智能發(fā)酵與自然發(fā)酵3 個(gè)月的樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。如圖11a所示，兩種樣品均表現(xiàn)出咸味適中、辣味適中、不甜不苦的滋味特征。但智能發(fā)酵樣品口感更加細(xì)膩，原因可能在于智能發(fā)酵設(shè)備攪拌更加均勻充分；同時(shí)，智能發(fā)酵樣品鮮味較足、酸味較重，說明智能發(fā)酵能夠促進(jìn)鮮味氨基酸與有機(jī)酸的形成與累積，該結(jié)論與游離氨基酸、有機(jī)酸的測(cè)定結(jié)果相吻合，但突出的酸味感受并不是優(yōu)質(zhì)郫縣豆瓣的特征。如圖11b所示，兩種樣品香味持久度相當(dāng)，相比之下，智能發(fā)酵樣品風(fēng)味更加濃郁，但其酸味過重使得整體風(fēng)味呈現(xiàn)出不協(xié)調(diào)感，因此智能發(fā)酵在香味上的感官評(píng)分與自然發(fā)酵持平。從色澤上看，兩種樣品均呈現(xiàn)出光亮晶潤(rùn)、顏色均勻的特點(diǎn)，但智能發(fā)酵樣品所表現(xiàn)出的油亮的深褐色，與郫縣豆瓣的特征色更加接近，這與色價(jià)測(cè)定結(jié)果一致，故智能發(fā)酵樣品色澤得分略高。而無論是智能發(fā)酵樣品，還是自然發(fā)酵樣品，從外觀上看均呈現(xiàn)出形態(tài)完整、醬體均勻、沒有雜質(zhì)的狀態(tài)，故外觀得分相同?？傮w來看，智能發(fā)酵樣品的感官評(píng)分略高于自然發(fā)酵樣品。

圖11 智能發(fā)酵與自然發(fā)酵郫縣豆瓣的感官評(píng)分Fig. 11 Sensory scores of Pixian broad-bean pastes produced by intelligent fermentation and natural fermentation

3 結(jié) 論

利用自主設(shè)計(jì)的智能發(fā)酵設(shè)備，模擬傳統(tǒng)“翻曬露”工藝進(jìn)行后發(fā)酵，采用單因素試驗(yàn)對(duì)發(fā)酵工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)氨基酸態(tài)氮、可溶性氮、總酸和還原糖含量等理化指標(biāo)和特征風(fēng)味物質(zhì)的檢出情況進(jìn)行篩選，最終確定最優(yōu)發(fā)酵條件為：攪拌1 次/d、1 min/次，無光照，28 ℃持續(xù)保溫，自然室內(nèi)濕度。

在此基礎(chǔ)上進(jìn)行智能發(fā)酵，并與自然發(fā)酵樣品比較，發(fā)現(xiàn)智能發(fā)酵樣品的含鹽量偏低，含水量、色價(jià)值、總酸含量較高，還原糖消耗速率、氨基酸態(tài)氮及可溶性氮生成速率較高，發(fā)酵周期縮短。對(duì)有機(jī)酸、游離氨基酸揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)智能發(fā)酵促進(jìn)了郫縣豆瓣中有機(jī)酸的增加，有利于含氮化合物的累積，增加了醬醅中游離氨基酸含量，能夠促進(jìn)大部分特征香氣物質(zhì)形成（醛類物質(zhì)除外），但會(huì)造成體系中過量酸類物質(zhì)積累，影響整體感官品質(zhì)；而自然發(fā)酵的揮發(fā)性物質(zhì)種類較豐富，釀造成品的整體風(fēng)味更協(xié)調(diào)。因此，在后續(xù)研究中需對(duì)酸類物質(zhì)進(jìn)行控制，避免累積過量。