肖龍泉，何苗，江鵬，毛競(jìng)竟，肖迪，劉達(dá)玉，劉明學(xué)*

(1.西南科技大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010；2.成都大學(xué)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部雜糧加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610106)

生產(chǎn)豆醬以蛋白質(zhì)原料和淀粉質(zhì)原料為主，因大豆在谷類(lèi)作物和豆類(lèi)作物中的蛋白質(zhì)含量最高，故生產(chǎn)中通常選擇大豆作為蛋白質(zhì)原料[1]，大豆還含有磷脂、維生素、礦物質(zhì)和大豆異黃酮等多種營(yíng)養(yǎng)成分[2-3]。絕大部分市面上銷(xiāo)售的黃豆醬的食鹽含量在10%以上[4-5]，高鹽豆醬不僅限制了產(chǎn)品的使用量，而且與現(xiàn)在所流行的低鹽飲食有所沖突。隨著生活條件的改善，高鹽飲食越來(lái)越不被提倡。高鹽攝入不僅會(huì)引起血管功能障礙[6]，而且會(huì)誘發(fā)高血壓[7-8]。因此，低鹽飲食被越來(lái)越多的消費(fèi)者所接受，豆醬產(chǎn)品低鹽化是產(chǎn)品升級(jí)換代的必然趨勢(shì)，使用低鹽接種工藝不僅使得產(chǎn)品更加綠色健康，風(fēng)味更加飽滿(mǎn)，且豆醬在低鹽環(huán)境下發(fā)酵，微生物的生長(zhǎng)更加旺盛，有利于改善豆醬的風(fēng)味[9]。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

黃豆、面粉：購(gòu)于沃爾瑪超市；氫氧化鈉、福林酚、無(wú)水碳酸鈉、三氯乙酸、硝酸鋁、醋酸鉀、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鹽酸、鄰苯二甲酸氫鉀：均為分析純；酚酞(指示劑)、酪氨酸(BR)、干酪素(BR)：均購(gòu)于成都市科隆化學(xué)品有限公司；米曲霉滬釀3.042：山東和眾康源生物科技有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

UV-5200型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；KH3200V型超聲波清洗 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司；HH-8型電熱恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司；LD-5型離心機(jī) 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；SPX-150B智能型生化培養(yǎng)箱、101-4型恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上?，槴\實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FA2004型電子天平 上海佑科儀器儀表有限公司；PHS-2F pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；Testo 205便攜式pH計(jì) 德圖儀表(深圳)有限公司；CS-220粉末色差儀 杭州彩譜科技有限公司；HZ85-2型磁力攪拌器 北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 黃豆醬的制曲工藝

泡豆→蒸煮→拌粉接種→制曲→裝罐發(fā)酵。

1.3.1.1 泡豆

豆與水以1∶3(g/mL)的配比于25 ℃條件下浸泡12 h，大豆的完全吸水率可達(dá)到2.1倍。

1.3.1.2 蒸煮

隔水蒸煮黃豆約45 min，直至豆粒完整，有彈性，手搓可成粉且無(wú)夾生，顏色為黃褐色。

1.3.1.3 拌粉接種

將面粉與米曲霉按10000∶4的比例混合，然后和蒸熟冷卻到45 ℃左右的黃豆以4∶1的比例混合。

1.3.1.4 制曲

將拌好的大豆放入恒溫培養(yǎng)箱中，調(diào)節(jié)溫度為30 ℃，并在大豆上面蓋一層濕潤(rùn)的紗布，從而使制曲過(guò)程中的霉菌獲得適宜的空氣和濕度。

1.3.1.5 裝罐發(fā)酵

將黃豆和鹽水(低鹽濃度為10%，高鹽濃度為15%)按質(zhì)量比1∶1加入已用沸水煮10 min的玻璃罐中，置于30 ℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵。

1.3.2 水分含量的測(cè)定

根據(jù)GB 5009.3-2016《食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法進(jìn)行水分測(cè)定[10]。

1.3.3 蛋白酶活力的測(cè)定

根據(jù)SB/T 10317-1999《蛋白酶活力測(cè)定法》測(cè)定[11]。

1.3.4 氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定

根據(jù)GB 5009.235-2016中的電位滴定法進(jìn)行測(cè)定[12]。

1.3.5 色差的測(cè)定

均勻取樣10.000 g樣品于研缽中，碾成均勻糊狀，然后轉(zhuǎn)移至潔凈的稱(chēng)量紙上，色差儀在每次使用前保證儀器潔凈無(wú)污染并校正，用色差儀測(cè)量3次后取平均值。

1.3.6 pH值的測(cè)定

使用便攜式pH計(jì)直接插入樣品中測(cè)量，直接讀數(shù)，pH計(jì)使用前按照說(shuō)明書(shū)進(jìn)行校正。

1.3.7 總酸的測(cè)定

根據(jù)GB/T 12456-2008中的方法進(jìn)行檢測(cè)[13]。

2 結(jié)果與分析

2.1 制曲過(guò)程中水分含量的變化

由圖1可知，在制曲過(guò)程中，兩組樣品的水分含量均隨著時(shí)間的增加而逐漸降低，其水分含量均從50%左右降低至30%左右，且自然制曲和接種制曲條件的樣品水分含量下降趨勢(shì)基本相同，水分降低的主要原因是制曲過(guò)程中水分蒸發(fā)所致。30 ℃條件下培養(yǎng)72 h時(shí)，自然制曲組水分含量下降至31.1%，接種米曲霉組的水分含量為30.7%，二者水分含量變化未出現(xiàn)明顯差異。

圖1 豆醬制曲過(guò)程中水分含量的變化Fig.1 The changes of moisture content in soybean paste during koji making

2.2 制曲過(guò)程中蛋白酶活力的變化

由圖3可知，在制曲過(guò)程中，二者相比，接種米曲霉的樣品的蛋白酶活力始終大于自然發(fā)酵的樣品，自然制曲組和接種米曲霉的樣品蛋白酶活力都隨著時(shí)間的增加先呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì)，并且蛋白酶活力在60 h時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)自然制曲組蛋白酶活力為1215 U/g干基，接種米曲霉組的蛋白酶活力為1813 U/g干基，兩組相差598 U/g干基，接種米曲霉組蛋白酶活力是自然組蛋白酶活力的1.5倍。而在制曲60 h后蛋白酶活力出現(xiàn)下降趨勢(shì)，其原因可能是水分含量下降導(dǎo)致微生物生長(zhǎng)繁殖受限；此外，米曲霉分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生的氨基酸、多肽等胞外蛋白物質(zhì)在60 h后開(kāi)始大量積累，對(duì)蛋白酶的抑制作用和淀粉水解產(chǎn)物葡萄糖等對(duì)霉菌產(chǎn)蛋白酶的阻礙作用都會(huì)導(dǎo)致蛋白酶活力先增加后減小[14]。

圖2 蛋白酶活力標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 The standard curve of protease activity

圖3 豆醬制曲過(guò)程中蛋白酶活力的變化Fig.3 The changes of protease activity of soybean paste during koji making

2.3 氨基酸態(tài)氮含量的變化

由圖4可知，3組樣品的氨基酸態(tài)氮含量都隨著時(shí)間而增加，最后趨于穩(wěn)定，其中，自然發(fā)酵的豆醬的氨基酸態(tài)氮含量上升趨勢(shì)較緩，而接種米曲霉的豆醬的氨基酸態(tài)氮含量漲幅則較大，在發(fā)酵第13天時(shí)，3組樣品的氨基酸態(tài)氮含量差值達(dá)到最大，此時(shí)自然發(fā)酵組的氨基酸態(tài)氮含量為0.34 g/100 g，接種米曲霉的高鹽組氨基酸態(tài)氮含量為1.11 g/100 g，接種米曲霉的低鹽組氨基酸態(tài)氮含量為1.22 g/100 g，三者最大相差0.88 g/100 g，說(shuō)明接種米曲霉的豆醬生長(zhǎng)趨勢(shì)優(yōu)于自然發(fā)酵的豆醬，且低鹽接種發(fā)酵優(yōu)于高鹽接種發(fā)酵。

圖4 氨基酸態(tài)氮含量的變化Fig.4 The changes of amino acid nitrogen content during fermentation

2.4 總酸含量的變化

由圖5可知，無(wú)論是低鹽黃豆醬還是高鹽黃豆醬，總酸含量的變化趨勢(shì)都是先逐漸上升后變緩。對(duì)比3組樣品可以發(fā)現(xiàn)，在發(fā)酵第14天時(shí)，低鹽接種米曲霉組樣品的總酸含量最高，其次為高鹽接種米曲霉組，自然發(fā)酵組的總酸含量最低。由于在酶系作用下產(chǎn)生的氨基酸、脂肪酸、乳酸等有機(jī)酸使得總酸含量增加，發(fā)酵后期微生物代謝減緩，酸類(lèi)物質(zhì)生成量參與酯化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)的消耗量基本持平。在發(fā)酵第4～5天之間，自然發(fā)酵的總酸含量高于接種發(fā)酵(高鹽)的總酸含量，這是由于在自然發(fā)酵的初期，罐內(nèi)大量繁殖乳酸菌，尤其在溫度較高的后期，乳酸菌利用發(fā)酵性糖代謝產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸，因此總酸含量較高?？偹岷口呌谄骄彽脑蚴请S著發(fā)酵的不斷進(jìn)行，由于豆醬體系環(huán)境的變化，瓶中微生物衰亡，從而導(dǎo)致微生物的代謝活動(dòng)基本停止，而代謝活動(dòng)中產(chǎn)生的酸類(lèi)物質(zhì)參與酯化反應(yīng)等，所以總酸含量下降至穩(wěn)定。

圖5 總酸含量的變化Fig.5 The changes of total acid content during fermentation

2.5 pH值的變化

由圖6可知，豆醬的pH總體呈先下降后保持平穩(wěn)的趨勢(shì)，3組中自然發(fā)酵組的pH最低，其原因可能是接種米曲霉組米曲霉大量繁殖，與產(chǎn)酸細(xì)菌如乳酸菌之間形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，3組相比，自然發(fā)酵組產(chǎn)乳酸菌生長(zhǎng)最旺，導(dǎo)致其pH最低。隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，厭氧菌乳酸菌逐漸繁殖起來(lái)，從而使pH繼續(xù)下降；最后由于豆醬體系環(huán)境的變化，使得微生物逐漸衰亡，從而導(dǎo)致微生物代謝活動(dòng)基本停止；而代謝產(chǎn)生的酸類(lèi)物質(zhì)參與酯化反應(yīng)等，所以最終pH趨于平緩。

圖6 pH值的變化Fig.6 The changes of pH values during fermentation

2.6 色差的變化

由表1可知，在裝罐發(fā)酵過(guò)程中，3組樣品的黃度值b*、亮度值L*整體上均呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)，說(shuō)明豆醬會(huì)隨著時(shí)間的增加而變暗。三者相比，自然發(fā)酵過(guò)程中L*值最高，b*值最低，主要原因是接種制曲組米曲霉生長(zhǎng)旺盛，使其顏色與自然發(fā)酵組出現(xiàn)明顯差異，最終導(dǎo)致接種發(fā)酵組的亮度值L*相對(duì)偏低，b*偏高。

表1 不同發(fā)酵方式色差值的變化Table 1 The changes of color difference values by different fermentation methods

3 小結(jié)

豆醬的制曲過(guò)程中，所有樣品的水分含量都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，蛋白酶活力呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，無(wú)論是自然發(fā)酵組還是接種米曲霉組，其蛋白酶活力均在60 h達(dá)到最大值，自然發(fā)酵的蛋白酶活力為1215 U/g干基，而接種了米曲霉的樣品的蛋白酶活力為1813 U/g干基，是自然發(fā)酵的1.5倍，之后酶活開(kāi)始下降。

隨著發(fā)酵的進(jìn)行，自然發(fā)酵和接種發(fā)酵樣品的顏色逐漸加深，pH逐漸下降。氨基酸態(tài)氮含量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，接種米曲霉的上升趨勢(shì)明顯高于自然發(fā)酵的豆醬；在發(fā)酵第14天時(shí)，自然發(fā)酵組的氨基酸態(tài)氮含量為0.34 g/100 g，接種米曲霉的高鹽組氨基酸態(tài)氮含量為1.11 g/100 g，接種米曲霉的低鹽組氨基酸態(tài)氮含量為1.22 g/100 g。