崔艷,高玉婷,牛麗麗,張軍,呂文*
(1.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院,天津農(nóng)產(chǎn)品加工工程技術(shù)中心,天津 300384;2.天津市利民調(diào)料有限公司,天津 300308)
傳統(tǒng)醬油主要原料是黃豆,近些年為降低成本、提高出汁率,也采用豆粕代替黃豆或摻雜使用來釀造醬油。目前,國內(nèi)大豆行業(yè)每年產(chǎn)出約2 000萬噸豆腐渣,一直被用作廢渣或飼料處理[1-2]。任潔萍等[3]、李金紅[4]通過對豆腐渣功效的研究發(fā)現(xiàn),豆腐渣中含有22.56%蛋白、19.5%脂肪、37.99%糖類物質(zhì)、24.62%纖維素、6.14%灰分,營養(yǎng)成分與豆粕相似,可用來代替豆粕釀制醬油。還有研究發(fā)現(xiàn),在相同的條件下,米曲霉在豆腐渣中生長更快、成曲顏色更好、酶活力更高[5-6],完全可以代替豆粕來釀造醬油。因此,利用豆腐渣釀造醬油不僅可以提高豆腐渣作為廢物的利用率,還能降低其對環(huán)境的污染,增加農(nóng)民收入。
近年來,我國人民對身體健康、安全和不同烹飪方式的需求越來越高,越來越多的人們開始注重醬油的風(fēng)味、色澤以及功效等[7],零添加醬油和風(fēng)味醬油的消費(fèi)逐年上升,2016年達(dá)到醬油總產(chǎn)量的14%[8]。零添加類醬油即不添加任何人工合成的化學(xué)成分,如色素、風(fēng)味劑等[9]。風(fēng)味醬油既摒棄了傳統(tǒng)醬油口味的單一化,也能滿足人們對不同菜系、不同調(diào)味方式的多樣化需求。但是,目前有許多調(diào)味品企業(yè)為了使醬油質(zhì)量達(dá)標(biāo),仍會添加超標(biāo)的焦糖色、苯甲酸鈉等食品添加劑來提高醬油的色度,從而改善色澤;或利用谷氨酸鈉、酵母提取物等來改善醬油的鮮度、風(fēng)味及含氮量等。因此,天然色素和風(fēng)味物質(zhì)在醬油中的開發(fā)應(yīng)用無疑已經(jīng)成為調(diào)味品企業(yè)醬油研發(fā)的新熱點(diǎn)。山楂又稱為紅果、山里紅,是一種食味酸甘的水果,富含熊果酸、山楂酸、齊墩果酸、檸檬酸、綠原酸等多種酸性物質(zhì),具有獨(dú)特的酸味,總糖含量為10.23%~14.20%,蛋白質(zhì)含量為0.7%,含有18種氨基酸、多種色素,山楂中的色素有紅色素、花青素、類黃酮和酚類物質(zhì)等,其中紅色素的穩(wěn)定性好、著色力強(qiáng)、無毒性,可代替化工合成色素用作食品色素類添加劑[10-12]。此外,山楂還具有消食健胃、潤腸通便、降血脂、降血壓、抗凝血、抗氧化、抗腫瘤等多種功效,是一種藥食同源的優(yōu)質(zhì)水果,其應(yīng)用前景相當(dāng)廣泛,Devanthi等[13]、邢曉瑩等[14]對山楂的功效及山楂調(diào)味品的開發(fā)應(yīng)用進(jìn)行了深入研究。本研究利用產(chǎn)自貴州省畢節(jié)市大方縣的豆腐渣為主要原料,添加適量山楂粉釀造風(fēng)味醬油,在提高豆腐渣利用率的同時(shí),利用山楂中的紅色素及其獨(dú)特的果香來改善醬油的顏色和風(fēng)味品質(zhì),通過檢測醬油中的各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)化山楂風(fēng)味豆腐渣醬油的工藝條件,為風(fēng)味醬油的研發(fā)提供參考。
豆腐渣:貴州省畢節(jié)市大方縣;山楂粉、麩皮、鹽:市售;米曲霉:天津利民調(diào)料有限公司。
生化培養(yǎng)箱(SPX-250BIII):北京德世科技有限公司;低溫低速離心機(jī)(L530型):湖南湘儀實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;可見分光光度計(jì)(T6新悅):北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;超級恒溫水浴鍋(SY-601型):天津歐諾儀器股份有限公司;數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱(GZX-9070-MBE型):上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;pH計(jì)(STARTER3100):美國 Ohaus公司。
1.3.1 試驗(yàn)方案
以豆腐渣為原料,麩皮和山楂粉為輔料,豆腐渣與麩皮質(zhì)量比分別為 10 ∶1、5 ∶2、3 ∶2,兩者總量為 50 g;混合后,添加山楂粉,其添加量分別為5%、10%、15%,并以不添加山楂粉作為空白對照;然后采用低鹽固態(tài)發(fā)酵法進(jìn)行醬油的釀造:在75℃~80℃條件下潤水,將蒸煮條件控制為壓力0.18 MPa~0.20 MPa、溫度120℃、蒸煮時(shí)間20 min。制得的醬醅呈黃褐色、膨松發(fā)軟,有谷物香味,無異味;冷卻攤涼至32℃~40℃后,接種0.3%米曲霉,在30℃條件下制曲40 h,至菌絲變?yōu)辄S綠色;然后加13%鹽水在55℃下進(jìn)行制醅,前發(fā)酵溫度控制在40℃~45℃,發(fā)酵15 d,后發(fā)酵溫度控制在35℃,分別在發(fā)酵的第5天、第10天、第15天和第20天時(shí),檢測發(fā)酵中醬醪的色度和pH值,發(fā)酵結(jié)束后,在 85℃下淋油,離心(4 000 r/min,25 min)去除醬渣,即得原油。檢測原油中的氨基酸態(tài)氮、總酸、還原糖含量,并進(jìn)行感官評定,篩選出最優(yōu)的工藝條件。
1.3.2 檢測方法
1.3.2.1 理化指標(biāo)檢測
色度檢測參照文獻(xiàn)[15]中的方法;氨基酸態(tài)氮的測定參照GB 5009.235—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸態(tài)氮的測定》[16]中的方法;總酸含量的檢測參照GB 12456—2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中總酸的測定》[17]中的方法;還原糖測定參照GB 5009.7—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測定》[18]中的方法;pH值采用pH計(jì)法。
1.3.2.2 感官評定
12名專家小組成員(均經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn))參考GB/T 18186—2000《釀造醬油》[19]中的感官質(zhì)量要求及評分方法對山楂風(fēng)味醬油原油產(chǎn)品的色澤、香氣、滋味和體態(tài)進(jìn)行感官評分,滿分為100分,具體見表1。
表1 醬油的感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of soy sauce
采用Origin和Excel對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
2.1.1 醬油發(fā)酵過程色度的變化
色度是判斷醬油品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),山楂中含有豐富的天然紅色素,其著色力強(qiáng)且無毒,因此,添加山楂粉對醬油的顏色具有一定影響。在豆腐渣與麩皮質(zhì)量比一定的前提下,不同添加量山楂粉對醬油色度的影響見圖1~圖3。
圖1 豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為10∶1時(shí)醬油色度的變化Fig.1 Change of chroma of soy sauce at Tofu residue to bran mass ratio 10∶1
圖2 豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為5∶2時(shí)醬油色度的變化Fig.2 Change of chroma of soy sauce at Tofu residue to bran mass ratio 5∶2
圖3 豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為3∶2時(shí)醬油色度的變化Fig.3 Change of chroma of soy sauce at Tofu residue to bran mass ratio 3∶2
由圖1可知,當(dāng)豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為10∶1時(shí),隨著發(fā)酵時(shí)間的延長,醬油的色度逐漸升高,添加山楂粉的試驗(yàn)組均高于對照組,且山楂粉添加量越大,醬油的色度越高。在發(fā)酵20 d后,山楂粉添加量15%的醬油色度最大,為4.64;對照組的色度最小,僅為3.86。
由圖2可知,當(dāng)豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為5∶2時(shí),醬油醪液色度的變化趨勢與圖1相同,但在發(fā)酵過程中各醬油的色度變化范圍為1.62~4.95,發(fā)酵20 d后,山楂粉添加量15%的醬油色度達(dá)到4.95,對照組色度最小,為4.09,但均高于豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為10∶1時(shí)的色度。
由圖3可知,豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為3∶2時(shí),醬油色度整體的變化趨勢與圖1、圖2相同,在發(fā)酵過程中醬油的色度變化范圍在1.46~4.56之間,發(fā)酵20 d后,山楂粉添加量15%的醬油色度為4.56;對照組色度為3.74,低于其他比例。
綜上,醬油的色度與發(fā)酵時(shí)間、山楂粉添加量呈正相關(guān)。而豆腐渣與麩皮質(zhì)量比也是影響色度的重要因素之一,通過比較看出,發(fā)酵前不同豆腐渣與麩皮質(zhì)量比的對照組之間色度僅差0.35,添加15%山楂粉的醬油色度最高值之間相差0.94。當(dāng)豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為5∶2時(shí),醬油的色度最高值與最低值的差為0.86,故原料比例和山楂粉添加量均對醬油顏色有一定的影響,且具有一定的協(xié)同作用。
2.1.2 醬油發(fā)酵過程pH值的變化
pH值是影響醬醅發(fā)酵過程中酶促反應(yīng)速率的一個(gè)重要因素,山楂粉中富含多種有機(jī)酸,在不同發(fā)酵周期中對醬醅pH值進(jìn)行測定,以探究山楂粉添加量對醬油pH值的影響,進(jìn)而判斷其對風(fēng)味醬油產(chǎn)品酸度及綜合感官品質(zhì)的影響。在豆腐渣與麩皮質(zhì)量比一定的前提下,不同添加量的山楂粉對醬油pH值的影響見圖 4~圖 6。
圖4 豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為10∶1時(shí)醬油pH值的變化Fig.4 Change of pH of soy sauce at Tofu residue to bran mass ratio 10∶1
圖5 豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為5∶2時(shí)醬油pH值的變化Fig.5 Change of pH of soy sauce at Tofu residue to bran mass ratio 5∶2
圖6 豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為3∶2時(shí)醬油pH值的變化Fig.6 Change of pH of soy sauce at Tofu residue to bran mass ratio 3∶2
由圖4可知,隨著發(fā)酵時(shí)間的延長,醬油pH值下降,且添加山楂粉的試驗(yàn)組均低于對照組,山楂粉添加量越大,pH值越小,說明山楂粉添加影響了醬油的酸性。發(fā)酵過程中pH值最高為6.29,最低為4.61。發(fā)酵結(jié)束時(shí),對照組pH值最大,為5.08,山楂粉添加量15%組的pH值最小,為4.78。
由圖5可知,豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為5∶2時(shí),醬油pH值的變化趨勢與圖4相似。在發(fā)酵結(jié)束時(shí),對照組pH值為4.88,山楂粉添加量為15%的醬油pH值為4.60。
由圖6可知,當(dāng)豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為3∶2時(shí),pH值變化較其他質(zhì)量比的豆腐渣與麩皮組更明顯,發(fā)酵結(jié)束時(shí),對照組pH值為4.79,山楂粉添加量為15%的醬油pH值為4.52。
綜上,醬油pH值與發(fā)酵時(shí)間、山楂粉添加量呈負(fù)相關(guān),但是原料比例的影響并不大,只是略有下降。在醬油發(fā)酵過程中,pH值是影響醬油品質(zhì)的一個(gè)重要因素,pH值過低不利于醬油醪液中中性蛋白酶的作用。
2.2.1 不同醬油樣品中氨基酸態(tài)氮含量的變化
不同醬油樣品中氨基酸態(tài)氮含量如圖7所示。
圖7 不同醬油樣品中氨基酸態(tài)氮含量Fig.7 Ammoniacal nitrogen content in different soy sauce samples
由圖7可知,添加山楂粉的醬油中氨基酸態(tài)氮含量均明顯低于對照組,且山楂粉添加量越大,氨基酸態(tài)氮含量越低。豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為5∶2時(shí),所有組的氨基酸態(tài)氮含量均高于其他比例,其中,對照組的氨基酸態(tài)氮含量最高,為0.335 g/100 mL,其次為山楂粉添加量5%組。當(dāng)豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為10∶1、山楂粉添加量15%時(shí),醬油的氨基酸態(tài)氮含量最低,僅為0.261 g/100 mL。可見豆腐渣與麩皮的質(zhì)量比對該指標(biāo)影響較大,而山楂粉自身蛋白質(zhì)含量低,氨基酸態(tài)氮含量并不會因?yàn)槠涮砑恿康脑黾佣黾?。綜上所述,豆腐渣和麩皮質(zhì)量比5∶2的試驗(yàn)組氨基酸態(tài)氮含量整體較高。
2.2.2 不同醬油樣品中還原糖含量的變化
還原糖含量在醬油釀造中對醬油的色、香、味、體均有著重要的作用,還原糖含量高,醬油色澤鮮艷、甜味好、體態(tài)濃厚。不同醬油樣品中的還原糖含量見圖8。
圖8 不同醬油樣品中的還原糖含量Fig.8 Reducing sugar content in different soy sauce samples
由圖8可知,添加山楂粉的試驗(yàn)組還原糖含量均高于不同比例下醬油的對照組,但還原糖含量并不隨山楂粉添加量的增加而升高,且各比例下對照組的還原糖含量差異不明顯。當(dāng)山楂粉添加量為5%時(shí),豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為10∶1和5∶2時(shí)較明顯地高于3∶2組,但當(dāng)山楂粉添加量為10%和15%時(shí),還原糖含量無此規(guī)律。豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為5∶2、山楂粉添加量10%時(shí),還原糖含量最高,達(dá)到了3.54 g/100 mL;其次是豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為3∶2、山楂粉添加量10%時(shí)的還原糖含量,為3.27 g/100 mL;豆腐渣與麩皮質(zhì)量比3∶2的對照組還原糖含量最低,為2.76 g/100 mL。說明豆腐渣含糖量小,還原糖的變化主要來自于山楂粉的添加,但山楂粉的添加對醬油還原糖含量的影響并不大。
2.2.3 不同醬油樣品中總酸含量的變化
不同醬油樣品中的總酸含量見圖9。
圖9 不同醬油樣品中的總酸含量Fig.9 Total acids content in different soy sauce samples
由圖9看出,山楂粉添加量以及豆腐渣與麩皮的質(zhì)量比均對醬油中總酸含量有較大影響。隨著山楂粉添加量增加、豆腐渣與麩皮質(zhì)量比的升高,總酸含量均呈較明顯的上升趨勢,且試驗(yàn)組均高于對照組。豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為3∶2、山楂粉15%時(shí),醬油總酸含量最高,為2.63 g/L,而豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為10∶1的對照組總酸含量僅為1.47 g/L。醬油的總酸含量過高會影響發(fā)酵過程中酶的活性,而含量過低會使醬油酸味加重,影響醬油風(fēng)味。
表2為醬油樣品的感官評價(jià)結(jié)果。
表2 醬油樣品的感官評價(jià)結(jié)果Table 2 Sensory evaluation results of soy sauce samples
由表2可以看出,評分最高的為第7組,即豆腐渣和麩皮質(zhì)量比為5∶2、山楂粉添加量為10%的樣品組,評分為93,該醬油顏色鮮艷、呈紅褐色,透明且無沉淀,有醬味、口感醇厚。評分最低的為第12組,即豆腐渣和麩皮質(zhì)量比為3∶2、山楂粉添加量為15%的樣品組,評分僅為74,其香味不足,且酸味較重,有較明顯的感官缺陷。綜上所述,豆腐渣與麩皮質(zhì)量比5∶2的樣品組整體高于其他兩個(gè)比例的樣品組;3個(gè)不同豆腐渣和麩皮質(zhì)量比的組中,山楂添加量為10%的評分均為最高,而山楂量15%的評分均低于其他組。可見高的山楂粉添加量會增強(qiáng)醬油的顏色、酸味、甜味及醇厚感,但會降低或掩蓋醬油的鮮味。說明醬油的酸甜味較重一方面會掩蓋醬香味,另一方面酸度增加會降低醬油發(fā)酵過程中的pH值,而醬油中米曲霉所產(chǎn)生的中性蛋白酶、堿性蛋白酶占比90%,酸性蛋白酶占比約10%,pH值過低會抑制這些蛋白酶的活性,不僅降低原料的利用率,也會降低終產(chǎn)品中氨基酸態(tài)氮的含量;且谷氨酰胺酶活力也可能會受抑制,使谷氨酸形成無鮮味的焦谷氨酸,進(jìn)一步影響醬油的風(fēng)味[20-21]。故山楂粉添加量為15%時(shí),反而呈現(xiàn)出最低的感官評分。
醬油樣品的感官雷達(dá)圖如圖10所示,采用6點(diǎn)數(shù)字評估法,評估醬油樣品顏色、澄清度、酸味、甜味、醬香味、咸味6個(gè)特性的強(qiáng)度,并將6個(gè)特性強(qiáng)度用0~5數(shù)字表示:0為不存在、1為可識別、2為弱、3為中等、4為強(qiáng)、5為很強(qiáng)。
圖10 醬油樣品的感官雷達(dá)圖Fig.10 Sensory radar diagram of soy sauce samples
由圖10看出,在顏色、澄清度、酸味及甜味4個(gè)特性中,對照組的樣品特征線均位于內(nèi)側(cè),說明添加山楂粉能提高醬油的顏色、澄清度、酸味及甜味,但醬香味較低;且這4種特性的強(qiáng)度均隨著山楂粉添加量的增加而增大;但在豆腐渣與麩皮不同質(zhì)量比的樣品中,5∶2組的樣品顏色最深、甜度較高、酸度適中;而澄清度各組之間差別不大,受山楂粉添加量和豆腐渣與麩皮質(zhì)量比的影響沒有明顯趨勢。在醬香味及咸味特性方面,對照組樣品含量均相對較高,在豆腐渣與麩皮不同質(zhì)量比的樣品中,5∶2組樣品咸味略低、醬香味適中??梢钥闯龈泄偬卣鲝?qiáng)度(圖10)與表2的感官評價(jià)基本一致,同時(shí)與各理化指標(biāo)的檢測結(jié)果也有一定的對應(yīng)關(guān)系。
當(dāng)豆腐渣與麩皮質(zhì)量比為5∶2、山楂粉添加量為10%時(shí),所釀的風(fēng)味醬油呈鮮艷的紅褐色、酸甜味適當(dāng),有一定的醬香味和鮮味,且口感較醇厚、澄清無沉淀。其感官評分為93。豆腐渣為主要原料的山楂風(fēng)味醬油的研發(fā)具有一定的可行性。本研究結(jié)果可為豆腐渣在醬油生產(chǎn)中的再利用及不同風(fēng)味醬油的開發(fā)提供一定參考。