周琳，易謙武，鐘小廷，劉達(dá)玉，張崟，肖龍泉*

(1.成都大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，成都 610106；2.四川天一學(xué)院，四川 德陽(yáng) 618200；3.成都國(guó)釀食品股份有限公司，成都 611731)

甜面醬是以小麥粉為主要原料，利用微生物及其產(chǎn)生的酶，將淀粉、蛋白質(zhì)水解，形成咸中帶甜、具有獨(dú)特滋味和形態(tài)的發(fā)酵品[1-2]，因其滋味獨(dú)特且有醬香和酯香被廣泛用于烹飪。傳統(tǒng)自然發(fā)酵周期長(zhǎng)[3]，而工業(yè)化應(yīng)用的保溫發(fā)酵生產(chǎn)的產(chǎn)品風(fēng)味欠佳[4-6]。因此，出現(xiàn)許多改進(jìn)工藝的措施，增加原料的豐富程度[7]，提出前期先保溫酶解、后期陽(yáng)光房曬露的兩段發(fā)酵模式，即先保溫發(fā)酵原料水解并增色，再自然發(fā)酵成熟生香[8-9]。本文為了擴(kuò)大甜面醬的銷(xiāo)量，擬開(kāi)發(fā)制備醬肉的濃香型高色度甜面醬，縮短甜面醬的生產(chǎn)周期，以小麥粉、大豆粉、黑米粉為配方原料，采用篩選的米曲霉和黑曲霉菌株，分開(kāi)制曲后與紅曲構(gòu)建組合發(fā)酵，采用先保溫后發(fā)酵工藝，運(yùn)用正交法優(yōu)化甜面醬保溫發(fā)酵條件，在保溫發(fā)酵過(guò)程中，以水解速度與水解程度為重要標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)最優(yōu)工藝條件下的醬醪與滬釀3.042單菌保溫發(fā)酵中醬醪的理化指標(biāo)及感官進(jìn)行檢測(cè)，驗(yàn)證了試驗(yàn)發(fā)酵產(chǎn)品的優(yōu)越性。

1 材料與方法

1.1 食品與組合菌種材料

本文所用材料為市售的符合標(biāo)準(zhǔn)的面粉、黃豆、黑米、紅曲粉。米曲霉與黑曲霉為實(shí)驗(yàn)室分離誘變保存菌種；面糕曲為前期試驗(yàn)優(yōu)化工藝制得的米曲霉面糕曲和黑曲霉面糕曲，其中米曲霉面糕曲糖化酶活953 U/g干基、蛋白酶活215 U/g干基；黑曲霉面糕曲糖化酶活635 U/g干基、酸性蛋白酶活1097 U/g干基。紅曲米為某生物工程公司市售，色價(jià)在1000以上。

1.2 主要儀器與設(shè)備

GNP-9160隔水式恒溫培養(yǎng)箱 常州雙瑞儀器制造有限公司；JMS-60膠體磨 上海田崗豆制品機(jī)械制造公司；CS-220精密色差儀 杭州彩譜科技有限公司；HSU-80手持鹽度計(jì)、UV-1800PC紫外分光光度計(jì) 上海精密儀器儀表有限公司；保溫發(fā)酵裝置：前期工藝優(yōu)化時(shí)為隔水式恒溫培養(yǎng)箱及1000 mL燒杯構(gòu)成；后期磨漿及驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)使用容器為土陶發(fā)酵缸(直徑26 cm，低徑26 cm，高25 cm)；企業(yè)生產(chǎn)的保溫發(fā)酵池為水浴保溫池。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 甜面醬工藝流程

甜面醬先保溫后發(fā)酵工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 甜面醬工藝流程Fig.1 The technological process of sweet soybean paste

1.3.2 甜面醬操作工藝參數(shù)及要點(diǎn)

試驗(yàn)選用特質(zhì)一等小麥粉以及符合標(biāo)準(zhǔn)的飽滿(mǎn)優(yōu)質(zhì)的大豆、黑米，沖洗表面泥沙并晾干，分別用粉碎機(jī)粉碎后過(guò)80目篩子后備用。小麥粉、大豆粉、黑米粉先按照10∶1∶0.5的比例混勻，再加入原料總質(zhì)量30%的飲用水拌和，將和好的面料放入曲盤(pán)內(nèi)，入蒸鍋里蒸熟15～30 min。蒸料結(jié)束后冷卻至 40 ℃以下，分別接種米曲霉、黑曲霉培養(yǎng)成面糕曲。

再將500 g米曲霉面糕曲與50 g黑曲霉面糕曲置于1000 mL燒杯中，再添加10 g以上的紅曲，在從面層四周徐徐注入與面糕曲同質(zhì)量濃度在10%～18%的鹽水(鹽水需煮沸后冷卻至50～60 ℃)于發(fā)酵容器內(nèi)。待鹽水全部滲入曲內(nèi)，在燒杯頂部蓋兩層醫(yī)用脫脂紗布，在35～55 ℃的環(huán)境中進(jìn)行保溫發(fā)酵，每隔24 h進(jìn)行一次均勻攪拌。擴(kuò)大試驗(yàn)則在成都國(guó)釀食品股份有限公司進(jìn)行。

1.3.3 保溫工藝單因素試驗(yàn)

1.3.3.1 時(shí)間對(duì)保溫發(fā)酵的影響

面糕曲中加入同等質(zhì)量的14%的鹽水，在溫度45 ℃條件下，其余條件不變進(jìn)行保溫發(fā)酵。試驗(yàn)自加入鹽水后1 d開(kāi)始取樣，每隔2 d取一次樣，通過(guò)醬醪中還原糖和氨基酸態(tài)氮的含量變化，確定保溫發(fā)酵的最佳時(shí)間。

1.3.3.2 溫度對(duì)保溫發(fā)酵的影響

面糕曲中加入同等質(zhì)量的14%的鹽水，分別在35，40，45，50，55 ℃條件下保溫發(fā)酵7 d，通過(guò)醬醪中還原糖和氨基酸態(tài)氮的含量變化，確定保溫發(fā)酵的最佳溫度。

1.3.3.3 鹽水濃度對(duì)保溫發(fā)酵的影響

在面糕曲中加入同等質(zhì)量的10%、12%、14%、16%、18%的鹽水，于45 ℃保溫發(fā)酵7 d，通過(guò)醬醪中還原糖和氨基酸態(tài)氮的含量變化，確定保溫發(fā)酵的鹽水濃度。

1.3.4 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)置正交試驗(yàn)組，進(jìn)行保溫發(fā)酵工藝正交分析，探究甜面醬保溫發(fā)酵的最佳工藝。

1.3.5 保溫發(fā)酵酶解優(yōu)化工藝的效果驗(yàn)證

在確定最佳工藝后，將試驗(yàn)得到的產(chǎn)品與滬釀3.042單菌種制曲保溫發(fā)酵的甜面醬進(jìn)行比較，驗(yàn)證工藝的優(yōu)越性。其中滬釀3.042面糕曲為成都某工廠制作，其保溫發(fā)酵的參數(shù)為：14%的鹽水，45～50 ℃保溫水解7～20 d，工廠判斷其終點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)為醬體顏色呈現(xiàn)紅棕色，還原糖含量18.0%～20.0%，氨基酸態(tài)氮含量≥0.02%。本文選用工廠生產(chǎn)中某一批次保溫發(fā)酵后的甜面醬進(jìn)行對(duì)比。

1.3.6 理化指標(biāo)測(cè)定

還原糖和氨基酸態(tài)氮的測(cè)定[10]，分別采用DNS法和甲醛法。

1.3.7 綜合水解度計(jì)算方法

利用公式評(píng)分法，綜合水解度Y=(還原糖+氨基酸態(tài)氮)×100，此時(shí)還原糖與氨基酸態(tài)氮含量分別占綜合水解度Y的50%左右。

1.3.8 感官評(píng)定

邀請(qǐng)11位對(duì)甜面醬品質(zhì)有一定了解并參與多次品嘗試驗(yàn)的人員組成感官評(píng)定小組，針對(duì)甜面醬的色澤、滋味、體態(tài)、風(fēng)味進(jìn)行評(píng)分，以平均分為最終的感官評(píng)分。

2 結(jié)果分析

2.1 保溫發(fā)酵工藝單因素試驗(yàn)

2.1.1 時(shí)間對(duì)保溫發(fā)酵的影響

由圖2可知，隨著保溫發(fā)酵的進(jìn)行，還原糖與氨基酸態(tài)氮的含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì)，這是由于面糕曲中豐富的酶催化多糖類(lèi)物質(zhì)、蛋白質(zhì)快速水解為小分子還原糖及氨基酸，第7天時(shí)還原糖含量達(dá)到20.32%，已經(jīng)達(dá)到成品甜面醬的要求。第9天時(shí)還原糖和氨基酸態(tài)氮含量分別達(dá)到23.86%、0.33%，達(dá)到成品甜面醬的要求，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，增幅不再明顯，可能是發(fā)酵過(guò)程中水分含量及pH的變化，高滲低pH的環(huán)境使酶的活力降低。整個(gè)保溫發(fā)酵中還原糖及氨基酸態(tài)氮含量變化情況表明，在試驗(yàn)條件下，保溫發(fā)酵的0～9 d是還原糖及氨基酸態(tài)氮主要生成期，此后兩者含量的上升趨勢(shì)不大，再繼續(xù)保溫發(fā)酵，其含量不再顯著性增加。因此，單因素試驗(yàn)得出保溫發(fā)酵到9 d時(shí)，即可終止保溫發(fā)酵。

圖2 保溫時(shí)間對(duì)還原糖及氨基酸態(tài)氮含量的影響Fig.2 The effects of insulation time on reducing sugar and amino acid nitrogen content

續(xù) 表

2.1.2 溫度對(duì)保溫發(fā)酵的影響

由圖3可知，當(dāng)保溫發(fā)酵溫度為 50 ℃時(shí)，發(fā)酵7 d后醬成品中還原糖含量最高，但氨基酸態(tài)氮的含量卻明顯低于45 ℃培養(yǎng)時(shí)的含量?？赡苁堑鞍酌概c糖化酶所對(duì)應(yīng)的最適溫度不同導(dǎo)致，糖化酶的耐熱性?xún)?yōu)于蛋白酶。然而，當(dāng)發(fā)酵溫度達(dá)50 ℃后，兩者的含量均有所下降，尤其是還原糖的含量，60 ℃條件下比50 ℃條件下低4.30%；55 ℃雖然仍適合糖化酶的反應(yīng)，但還原糖含量下降可能是長(zhǎng)時(shí)間的中高溫導(dǎo)致過(guò)多的水分蒸發(fā)，影響酶促反應(yīng)的進(jìn)行。同時(shí)溫度過(guò)高，表皮的甜面醬容易失水形成膠體物質(zhì)，下層的甜面醬因?yàn)檫^(guò)度水解而使甜面醬特有的黏性下降。因此，不推薦過(guò)高溫度進(jìn)行保溫發(fā)酵，在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)具體情況選擇45～50 ℃區(qū)間內(nèi)進(jìn)行保溫發(fā)酵。本試驗(yàn)考慮還原糖的含量，選擇保溫發(fā)酵溫度在50 ℃。

圖3 保溫溫度對(duì)還原糖及氨基酸態(tài)氮含量的影響Fig.3 The effects of insulation temperature on reducing sugar and amino acid nitrogen content

2.1.3 鹽水濃度對(duì)保溫發(fā)酵的影響

由圖4可知，還原糖和氨基酸態(tài)氮含量均隨鹽水濃度的提高而呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。鹽水濃度為14%時(shí)兩者含量達(dá)到最高，鹽水濃度超過(guò)14%后兩者含量下降明顯，這可能是由于在較高鹽度的發(fā)酵液中，高滲透壓作用以及離子的靜電作用會(huì)導(dǎo)致酶逐漸變性，酶的活力降低，從而使水解程度下降。但過(guò)低的鹽度又會(huì)導(dǎo)致雜菌污染，使醬醪腐敗，產(chǎn)生酸臭味。此外，食鹽的咸味也能夠與氨基酸共同作用，提高成品甜面醬的風(fēng)味，綜合考慮，確定較適宜的鹽水濃度為14%。

圖4 鹽水濃度對(duì)還原糖及氨基酸態(tài)氮含量的影響Fig.4 The effects of saline water content on reducing sugar and amino acid nitrogen content

2.2 保溫發(fā)酵工藝的正交優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行保溫發(fā)酵工藝正交分析，正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

表1 保溫發(fā)酵酶解工藝正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 1 The orthogonal test design table of enzymatic hydrolysis process of insulation fermentation

由表2可知，3個(gè)因素對(duì)保溫發(fā)酵中甜面醬的還原糖含量和感官評(píng)分并不相同。對(duì)甜面醬綜合水解度影響的主次順序是B>A>C；對(duì)感官評(píng)分影響的主次順序是C>B>A。其中溫度和時(shí)間對(duì)原料水解的影響均顯著，鹽水濃度對(duì)甜面醬感官品質(zhì)的影響顯著。但得出的最佳組合均為A2B2C3，即最佳工藝條件為在50 ℃發(fā)酵9 d，且鹽水濃度為16%。針對(duì)此條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，此時(shí)還原糖含量為25.62%，氨基酸態(tài)氮含量為0.34%，感官評(píng)分為83.68，證明此條件下保溫發(fā)酵效果較好，驗(yàn)證試驗(yàn)條件成立。

表2 保溫發(fā)酵工藝正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 The results of orthogonal test for insulation fermentation process

2.3 磨醬后對(duì)保溫發(fā)酵的影響

通過(guò)前期工藝優(yōu)化試驗(yàn)，保溫發(fā)酵9 d即可，因此在保溫發(fā)酵的第7天進(jìn)行磨醬，并檢測(cè)磨醬后甜面醬質(zhì)量的變化。

由圖5可知，磨醬后的 1 d還原糖含量顯著上升。發(fā)酵9 d時(shí)還原糖和氨基酸態(tài)氮含量分別達(dá)到26.42%、0.36%，比不磨醬的醬醪分別提高0.79%、0.02%。這是因?yàn)槟メu能將醬醪中的小面團(tuán)粉碎，使其被分解徹底。因此，適宜在保溫發(fā)酵結(jié)束前2 d就進(jìn)行磨醬。

圖5 磨醬對(duì)還原糖及氨基酸態(tài)氮含量的影響Fig.5 The effects of brine quantity on reducing sugar and amino acid nitrogen content

2.4 保溫發(fā)酵酶解優(yōu)化工藝的效果驗(yàn)證

在紅曲加入米曲霉面糕曲2.0%的前提下，米曲霉與黑曲霉面糕曲按照10∶1的比例加入14%的鹽水，在50 ℃的條件下混合發(fā)酵9 d，定位試驗(yàn)組，并且與企業(yè)提供的滬釀3.042保溫發(fā)酵后的甜面醬進(jìn)行質(zhì)量比較，該批次保溫甜面醬企業(yè)在45 ℃條件下水解12 d，定位對(duì)照組。

由表3可知，試驗(yàn)組保溫水解后，還原糖含量與氨基酸態(tài)氮含量均高于滬釀3.042純種制曲，感官評(píng)分也更高。本試驗(yàn)在復(fù)配原料、使用米曲霉和黑曲霉分開(kāi)制面糕曲并且加入紅曲米粉在50 ℃條件下保溫發(fā)酵，比滬釀3.042純種制曲水解需要的時(shí)間更短，理化及感官指標(biāo)更佳，因此適用于加工。

表3 保溫水解后不同甜面醬的質(zhì)量比較Table 3 The quality comparison of different sweet soybean paste after insulation and hydrolyzation

3 小結(jié)

本文為了開(kāi)發(fā)用于醬肉制備的濃香型高色度甜面醬，采用篩選的米曲霉和黑曲霉菌株，分開(kāi)制曲后與紅曲構(gòu)建組合發(fā)酵，菌曲比為100∶10∶2，小麥粉、大豆粉、黑米粉原料比為100∶10∶5。為了縮短甜面醬的生產(chǎn)周期，采用先保溫后發(fā)酵工藝，運(yùn)用正交法優(yōu)化甜面醬的保溫發(fā)酵條件，確定最佳的保溫條件為：鹽水濃度16%，在50 ℃的條件下水解9 d，得到的醬醪還原糖含量為25.62%，氨基酸態(tài)氮含量為0.36%，顯著縮短了甜面醬的水解時(shí)間；通過(guò)配方原料色度、紅曲組合菌種以及后續(xù)適度光照等模式，可實(shí)現(xiàn)甜面醬色度4.0以上，為開(kāi)發(fā)濃香型高色度甜面醬提供了前期酶解工藝保障。