聶景貴,張 宵,李栩栩,黃琪琳
(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院 國(guó)家大宗淡水魚加工技術(shù)研發(fā)中心(武漢)武漢 430070)
糟制是基于鹽腌、干燥預(yù)處理之后對(duì)原料施加的再加工技術(shù),是傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)之一,因通過(guò)與酒糟混合輔助發(fā)酵,使食物原料具有獨(dú)特的糟制風(fēng)味而得名[1]。糟制食品是深受人們喜愛的美食,在我國(guó)江西、浙江、福建等地廣為流傳??茖W(xué)證實(shí)糟制借助酒糟中殘余的乙醇為原料,營(yíng)造一種高醇環(huán)境,從而抑制雜菌生長(zhǎng),延長(zhǎng)食物保質(zhì)期[2]。此外,經(jīng)過(guò)密封發(fā)酵,微生物分解原料成分產(chǎn)生風(fēng)味物質(zhì),混合原料本身的風(fēng)味,形成糟制品的獨(dú)特發(fā)酵風(fēng)味[3]。
糟制過(guò)程中使用的主要輔料為酒糟,通常選用糯米酒糟。酒糟是釀酒業(yè)的主要副產(chǎn)物,我國(guó)釀酒業(yè)興盛,2018 年全國(guó)白酒酒糟的產(chǎn)量達(dá)1.1 億t[4]。若將酒糟直接丟棄,會(huì)對(duì)空氣、表層水和土壤造成嚴(yán)重的污染[5]。目前,大多數(shù)酒糟被直接用作廉價(jià)飼料或生產(chǎn)化工產(chǎn)品[4],利用效益低,而糟制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廉價(jià)酒糟的高值化利用,酒糟的再利用不僅能夠提高酒糟的經(jīng)濟(jì)效益,還能避免排放帶來(lái)的環(huán)境污染。
近年來(lái),隨著研究深入,糟制品的品質(zhì)形成機(jī)制逐漸明晰,且在糟制品生產(chǎn)過(guò)程中引入了新的技術(shù)與設(shè)備,使糟制技術(shù)不斷完善。然而,目前仍缺乏相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)糟制技術(shù)進(jìn)行全面的介紹。本文就糟制技術(shù)及糟制產(chǎn)品的相關(guān)研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述,旨在規(guī)范糟制技術(shù),并為其未來(lái)發(fā)展提供理論依據(jù)。
糟制食品醇香四溢,滋味濃郁,在我國(guó)具有上千年的食用歷史。據(jù)史料記載,糟制最早起源于三千多年前的商周時(shí)期,是中國(guó)古代漁民發(fā)明的用于保藏魚類的方法[6]。周代“八珍”、北魏《齊民要術(shù)》和宋朝《清異錄》都有對(duì)糟制品的記載;唐代時(shí)期的浙江糟魚名聲大振,到元朝,糟姜、糟魚、糟蟹成為一代飲食珍品;明代將朱元璋大戰(zhàn)鄱湖時(shí)食用過(guò)的酒糟魚列為皇家珍肴,清朝有曹雪芹在《紅樓夢(mèng)》中將賈母和寶玉吃糟鵝掌、糟鴨舌、糟鵪鶉的情景描繪得栩栩如生、惟妙惟肖[7]。因糟制品風(fēng)味極佳,糟制工藝一直流傳至今,并經(jīng)歷了諸多改良。對(duì)糟制品的科學(xué)化研究最早是由江西大學(xué)(現(xiàn)南昌大學(xué))于1988 年完成,并開發(fā)了首個(gè)正規(guī)的糟制產(chǎn)品——“明太祖酒糟魚”,該科研成果在1990 年被國(guó)家科委評(píng)選為國(guó)家級(jí)科技成果。同時(shí)期江西省國(guó)營(yíng)康山食品罐頭廠首次實(shí)現(xiàn)了糟制品的工業(yè)化生產(chǎn)。如今,最著名的糟制品當(dāng)屬江西省的非遺美食酒糟魚,其年產(chǎn)量高達(dá)數(shù)千噸[8]。
在糟制之前需要對(duì)原料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,使原料處于適合進(jìn)行糟制的狀態(tài)。圖1a 為肉制品糟制前常采用的預(yù)處理簡(jiǎn)易流程,圖1b 為各步驟預(yù)處理可選擇的方法。對(duì)肉制品的預(yù)處理有5 種不同的流程,傳統(tǒng)工藝中常用的預(yù)處理流程依次為清洗切塊、鹽腌和干燥(如圖1a 單實(shí)線箭頭指示),每一步預(yù)處理都將影響后續(xù)糟制產(chǎn)品的品質(zhì)[2,9-10]。原料的切塊大小與厚度會(huì)影響鹽腌和糟制過(guò)程中鹽分和糟制液向原料內(nèi)部的滲透速率,也會(huì)影響干燥過(guò)程中原料的干燥速率[11]。鹽腌在糟制品生產(chǎn)中主要有兩方面的作用。其一,降低原料的水分活度,從而達(dá)到抑菌防腐的目的;其二,賦予原料一定的咸味,為后續(xù)調(diào)味創(chuàng)造有利條件[2,12]。糟制前對(duì)腌制原料進(jìn)行干燥的主要目的是減少原料中的部分水分,獲得半干制品,以此制作的糟制品具有更加緊實(shí)的肉質(zhì),更有嚼勁[2,13]。此外,干燥的肉質(zhì)有利于提高糟制階段糟制液向原料中的滲透速率,且能夠吸收更多的糟制液,使產(chǎn)品具有更濃郁的風(fēng)味[14-15]。此外,干燥可以進(jìn)一步降低原料內(nèi)部的水分活度,加強(qiáng)對(duì)腐敗微生物的抑制作用[16]。
圖1 肉制品糟制前預(yù)處理流程圖(a)及方法選擇(b)Fig.1 Flowchart(a)and method selection of pretreatment(b)of meat products before wine-lees fermentation
基于傳統(tǒng)預(yù)處理方法,研發(fā)人員開發(fā)了另外4 種類似的肉制品預(yù)處理流程(如圖1a 不同線型箭頭指示),其不同之處在于個(gè)別步驟的增減與替代。在第2、3 種預(yù)處理流程中分別減少了鹽腌和干燥步驟,主要目的是簡(jiǎn)化操作、節(jié)省時(shí)間,然而這也將影響最終糟制品的品質(zhì)[17-18]。王秋麗等[17]在研制酒糟羅非魚風(fēng)味食品時(shí),將食鹽以適當(dāng)?shù)谋壤尤氲皆懔现?,以彌補(bǔ)減少鹽腌預(yù)處理帶來(lái)的影響,獲得的糟魚同樣具有較好的感官品質(zhì)。第4種預(yù)處理流程中的不同之處在于用其它殺菌方法替代鹽腌以達(dá)到抑菌防腐的作用,例如使用ClO2或75%乙醇溶液浸泡[19-20]。羅聯(lián)鈺等[19]研究發(fā)現(xiàn)使用150 mg/kg ClO2溶液浸泡20 min 可以有效殺菌,提高酒糟魚的保鮮效果,延長(zhǎng)保鮮期。與傳統(tǒng)預(yù)處理流程不同的是,第5 種是在干燥之后為原料接種發(fā)酵劑,即將菌懸液均勻地涂抹于干燥原料表面[21]。也有研究將該預(yù)處理與糟制合并,將菌種按一定比例添加到糟料中,再與原料混合糟制[20]。發(fā)酵劑由單一菌種或混合菌株組成,這些菌種是源自于原料或酒糟中的優(yōu)勢(shì)菌群,如植物乳桿菌、木糖葡萄球菌、短乳桿菌和釀酒酵母等[20-21]。優(yōu)勢(shì)菌自身及其之間的相互作用是影響糟制品品質(zhì)的主要因素,通過(guò)接菌預(yù)處理可以提高糟制成熟的速率,并優(yōu)化糟制品的品質(zhì)[22]。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,為預(yù)處理方法提供了不同的選擇。圖1b 列出了在糟制前預(yù)處理中已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際的方法與設(shè)備,如鹽腌預(yù)處理有干腌和濕腌兩種方法,干燥預(yù)處理有日曬、熱風(fēng)、微波、真空4 種方法[1-2]。王少偉[2]在研發(fā)酒糟魚工藝時(shí)比較了干腌和濕腌之間的差異,發(fā)現(xiàn)干腌過(guò)程中鹽的滲透速率更快,而濕腌過(guò)程中鹽在魚肉中的分布更均勻,亞硝酸鹽含量更低,且獲得的魚塊保持更好的組織形態(tài)。不同干燥技術(shù)間的干燥效率存在差異,由此獲得的干燥產(chǎn)品也具有品質(zhì)優(yōu)劣之分[23]。相比日曬和熱風(fēng)干燥,通過(guò)微波和真空干燥獲得的產(chǎn)品普遍被認(rèn)為具有更優(yōu)質(zhì)的品質(zhì),但是后者的能源消耗與設(shè)備成本也更高[24]。根據(jù)Kim等[25]的研究,低溫真空干燥處理后的魚干比熱風(fēng)干燥和冷凍干燥處理后的魚干更柔軟、更有咀嚼性,魚肉的紋理?yè)p傷最小,組織有彈性,魚油多,顏色為淺棕色。在選擇預(yù)處理方法時(shí),應(yīng)根據(jù)原料本身的特性,如尺寸、質(zhì)構(gòu)、營(yíng)養(yǎng)成分穩(wěn)定性等,以及生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行合理的選擇。
以上是對(duì)肉制品的預(yù)處理,對(duì)植物原料如竹筍的預(yù)處理則完全不同。竹筍在糟制之前要依次經(jīng)過(guò)去殼切片、漂燙、保脆和瀝干預(yù)處理[26]。漂燙能夠滅活竹筍中的內(nèi)源酶,如過(guò)氧化物酶,從而減少營(yíng)養(yǎng)成分因氧化而造成的損失[27]。保脆能夠增強(qiáng)筍體細(xì)胞間的連接,并增強(qiáng)筍片的脆度,使竹筍糟制之后依然保持清脆的口感[28]。
傳統(tǒng)糟制技術(shù)通常是將預(yù)處理后的食品原料與糟料混合,然后在低溫、密封條件下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間發(fā)酵成熟。通過(guò)傳統(tǒng)糟制技術(shù)制作的糟制品具有更加突出的特征性品質(zhì),而傳統(tǒng)糟制技術(shù)中存在一些限制因素,導(dǎo)致糟制時(shí)間漫長(zhǎng)、產(chǎn)品質(zhì)量不易控制。因此,研發(fā)人員不斷改良糟制的工藝參數(shù),使糟制技術(shù)符合現(xiàn)代化生產(chǎn)。
如表1 所示,糟料分為固態(tài)與液態(tài)兩種,即干糟與濕糟。干糟的配方可以由純酒糟、酒糟和菌種或糯米和菌種組成。濕糟的糟料主要是由酒糟(或糟鹵)、酒、白糖以及香辛料按照一定的比例配制而成。酒糟主要使用白色糯米酒糟和紅曲酒糟,兩者在營(yíng)養(yǎng)成分與風(fēng)味上均存在差異。此外,紅曲酒糟中含有紅曲色素,能夠賦予糟制品誘人的紅色[26]。糟鹵是由從酒糟中壓榨的鹵汁,加入黃酒、食用鹽、香辛料調(diào)配而成,可用于糟制食品[29-30]。在糟料中加入菌種的目的與第2 節(jié)中進(jìn)行接菌預(yù)處理的目的相同。張秀潔[20]在不使用真空糟制的情況下,通過(guò)接種混合菌群進(jìn)行常壓糟制將酒糟魚的成熟時(shí)間縮短到7 d,極大地節(jié)約了時(shí)間成本。周楠楠等[29]使用1H 核磁共振分析了糟鴨在干糟和濕糟過(guò)程中滋味化合物的變化,發(fā)現(xiàn)濕糟對(duì)糟鴨滋味化合物含量的影響比干糟更顯著,這可能是由于滋味化合物的濕糟滲透速率高于干糟。
糟料中營(yíng)養(yǎng)、滋味和風(fēng)味成分組成豐富,因此原料與糟料的配比,簡(jiǎn)稱料糟比,對(duì)糟制品品質(zhì)的影響較大。如表1 所示,在水產(chǎn)品糟制中常用的料糟比為1 ∶1 或1:2(m ∶m),糟鵝為1 ∶4(m ∶m),糟竹筍為2.5∶1(m∶m),按這些比例生產(chǎn)的糟制品具有較高的感官品質(zhì)。據(jù)研究,隨著酒糟用量提高,糟魚中的還原糖含量逐漸上升,氯化鈉、粗蛋白、氨基態(tài)氮和總酸的含量以及TBA-N 值逐漸下降[32,48]。
在民間傳統(tǒng)糟制技術(shù)中,溫度與濕度是限制糟制的主要原因。因?yàn)闇囟扰c濕度過(guò)高容易引起原料在腌制和干燥過(guò)程中快速腐敗變質(zhì),所以人們常選擇在溫度、濕度較低的秋冬季節(jié)制作糟制品[2]。然而秋冬季節(jié)溫度過(guò)低導(dǎo)致糟制過(guò)程中品質(zhì)成熟緩慢。例如:糟魚在冬季制作需長(zhǎng)達(dá)2~3 個(gè)月的成熟時(shí)間[36-37]?,F(xiàn)代化生產(chǎn)中通過(guò)使用恒溫恒濕設(shè)備克服了糟制品生產(chǎn)的季節(jié)限制,并根據(jù)有利微生物的生長(zhǎng)條件適當(dāng)?shù)卣{(diào)整糟制溫度以縮短糟制時(shí)間。曹雪等[33]研究發(fā)現(xiàn)在一定溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,糟魚發(fā)酵過(guò)程中優(yōu)勢(shì)菌(如乳菌和酵母菌)的生長(zhǎng)速度和溫度呈正相關(guān)關(guān)系。如表1,大多數(shù)食品的糟制工藝經(jīng)改良后,溫度控制在15~30 ℃,其中,糟魚的成熟時(shí)間可以縮短到1 個(gè)月。也有部分糟制品的生產(chǎn)仍延續(xù)了傳統(tǒng)工藝,將糟制溫度控制在10 ℃以下,如糟蝦仁、糟鵝和糟鴨。
為了提高糟制的效率,真空技術(shù)被引入到食物原料的糟制過(guò)程中。從表1 可知,采用真空輔助糟制可以將糟制速率提高4~5 倍,真空糟制魚的成熟時(shí)間從1 個(gè)月縮短到1 周左右,糟魷魚成熟需6 d,糟鮑魚僅需7.6 h。真空主要從兩個(gè)方面縮短食品糟制發(fā)酵的成熟時(shí)間,即真空促進(jìn)滲透并為優(yōu)勢(shì)菌生長(zhǎng)營(yíng)造無(wú)氧環(huán)境。在糟制過(guò)程中,糟料中的游離氨基酸、有機(jī)酸以及一些呈味物質(zhì)(如核苷酸、醇、醛等)會(huì)向原料內(nèi)部滲透,加速品質(zhì)成熟[2]。真空已被證明能夠加速物質(zhì)的滲透速率,其機(jī)理是通過(guò)抽真空、維持真空以及恢復(fù)常壓的操作,在食物原料的內(nèi)、外形成壓力梯度,從而加速食品基質(zhì)和糟料之間的雙向傳質(zhì)[49-50]。而且,在真空作用下原料會(huì)產(chǎn)生一定程度的膨脹,使得細(xì)胞之間間距變大,糟制液更易滲透進(jìn)原料內(nèi)部,提高糟制速率[51]。食物原料在密封糟制過(guò)程中,特征性品質(zhì)的形成主要依靠一些兼性厭氧型微生物,如酵母菌和乳酸菌[33]。抽真空的操作可以營(yíng)造無(wú)氧環(huán)境,抑制雜菌生長(zhǎng),有助于厭氧菌快速占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位,這對(duì)于糟制品風(fēng)味形成有一定的促進(jìn)作用[2]。據(jù)文獻(xiàn)記載,真空糟制技術(shù)早在2001 年已經(jīng)在酒糟魚的工業(yè)化生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用,該技術(shù)能夠?qū)⒕圃泗~的年產(chǎn)量提高12 倍,極大地提高了企業(yè)規(guī)模與效益[46]。
糟制技術(shù)最初被用于延長(zhǎng)魚的保質(zhì)期,隨著工藝的不斷改進(jìn),糟制技術(shù)同時(shí)能夠賦予食品令人愉悅的獨(dú)特風(fēng)味,改善食品的感官品質(zhì)與營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前,糟制技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類食品的保藏與調(diào)味,如表1 所示,研究人員已開發(fā)了包括水產(chǎn)類、禽肉類、禽蛋類和蔬菜類的各種糟制食品。
我國(guó)是世界水產(chǎn)養(yǎng)殖大國(guó),擁有極為豐富的淡水魚資源。根據(jù)2021 年《中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》顯示,我國(guó)2021 年水產(chǎn)品年產(chǎn)量為6 693 萬(wàn)t,其中,養(yǎng)殖水產(chǎn)品產(chǎn)量為5 388 萬(wàn)t,捕撈水產(chǎn)品產(chǎn)量為1 305 萬(wàn)t。水產(chǎn)品含水量較高,以冰鮮銷售為主,貨架期短,易腐敗,每年造成大量的水產(chǎn)原料浪費(fèi)[20]。采用糟制技術(shù)加工低值水產(chǎn)品,不僅可實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品精深加工,提高其利用率,且延長(zhǎng)了水產(chǎn)品的貨架期[2]。如表1 所示,有關(guān)糟魚的研究占半數(shù),文獻(xiàn)中記載的現(xiàn)有糟魚的類型包括多種常見的養(yǎng)殖淡水魚,如草魚[52]、鰱魚[2]、鱘魚[1]、鯽魚[53]、青魚[15]、羅非魚[34],還涉及部分經(jīng)濟(jì)型海水魚,如鯔魚[39]、大黃魚[38]、帶魚[31]。除魚類外,泥鰍、鮑魚、魷魚和蝦也實(shí)現(xiàn)了糟制化處理。
以往的研究揭示了酒糟魚在整個(gè)糟制發(fā)酵過(guò)程中各化學(xué)成分的變化規(guī)律。魚肉中的還原糖、氨基態(tài)氮、總酸、水分的含量和TVB-N 值均隨糟制時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增加,鹽分、總蛋白、鹽溶性蛋白質(zhì)、總脂肪的含量和TBA 值則逐漸下降。部分化學(xué)成分的含量在糟制末期趨于動(dòng)態(tài)平衡,這與酒糟魚糟制發(fā)酵過(guò)程中觀察到的微生物作用和滲透規(guī)律相符[1,2,54]。鮑魚在糟制過(guò)程中觀察到類似的成分變化規(guī)律[41]。然而,在潘玲等[30]的研究中觀察到與此相反的現(xiàn)象,蝦仁糟制過(guò)程中鹽分含量逐漸上升,水分含量逐漸下降。這是因?yàn)樵谠撗芯恐惺褂玫脑懔虾懈邼舛鹊柠}(7.2%),且蝦仁糟制前沒(méi)有經(jīng)過(guò)鹽腌預(yù)處理。
我國(guó)對(duì)禽肉的加工常使用鹽腌和干燥,糟制發(fā)酵技術(shù)在禽肉加工中的應(yīng)用還未推廣。目前,文獻(xiàn)記載的禽肉糟制品有糟鵝、糟鴨和糟鵪鶉。鄭小樂(lè)等[43]開發(fā)了軟包裝即食糟鵝產(chǎn)品,發(fā)現(xiàn)對(duì)原料適度干燥有利于提高產(chǎn)品品質(zhì)。張小濤等[44]在此基礎(chǔ)上對(duì)糟鵝的糟制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,由此制作的糟鵝成品肉質(zhì)細(xì)膩,香味純正。周楠楠等[29]描述了糟鴨的干糟和濕糟工藝,并分析了糟鴨中主要的滋味成分,發(fā)現(xiàn)糟鴨中含量最高的滋味物質(zhì)是乳酸、天冬氨酸、肌酸和葡萄糖。糟鵪鶉目前還僅限于民間制法,據(jù)文獻(xiàn)記載,糟鵪鶉具有食療功效,食之可補(bǔ)五臟、益中氣、實(shí)筋骨、耐寒暑、消積熱、止泄瀉[55]。糟制禽肉產(chǎn)品的開發(fā)不僅延長(zhǎng)了禽肉的保質(zhì)期,還擴(kuò)展了禽肉的銷售范圍,以此適應(yīng)現(xiàn)代人快節(jié)奏的生活方式。
生活中常見的加工蛋制品是鹽水蛋、皮蛋和鹵蛋,糟蛋是另一種鮮為人知的風(fēng)味蛋制品。糟蛋的制作方法經(jīng)過(guò)不同地區(qū)的改良,形成了3 種較為著名的糟蛋制品,分別是平湖軟殼糟蛋、四川宜賓敘府糟蛋和嘉興新塍高公興醬園的五香硬殼糟蛋,三者工藝各不相同,形成的風(fēng)味也各具特色[45]。對(duì)糟制蔬菜的文獻(xiàn)記載,目前僅有糟竹筍。洪秀榮對(duì)竹筍的糟制工藝進(jìn)行了優(yōu)化,并鑒定了竹筍糟制過(guò)程不同時(shí)期的優(yōu)勢(shì)微生物,發(fā)現(xiàn)酵母菌是整個(gè)糟制過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)菌。此外,隨糟制時(shí)間延長(zhǎng),竹筍中的粗纖維含量基本保持不變,總酸含量在發(fā)酵的前期和中期快速上升,發(fā)酵后期趨于平緩[26]。陳興煌等[47]通過(guò)調(diào)整調(diào)味液配方研發(fā)了酸甜型和酸辣型兩款糟筍。
糟制可以改善食物原料的感官品質(zhì)。糟制過(guò)程中,微生物生長(zhǎng)代謝和糟料滲透的共同作用使糟制品形成了獨(dú)特的發(fā)酵風(fēng)味,具有濃郁的酒香、米香和醋香[2]。水產(chǎn)品的腥味較重,尤其是淡水魚具有濃厚的土腥味。經(jīng)前期預(yù)處理和糟制處理后,大部分魚腥味被去除,剩余的魚腥味也被濃郁的酒香味掩蓋[39]。因此,糟制技術(shù)可以有效去除水產(chǎn)品的腥味,并賦予其誘人的發(fā)酵風(fēng)味。傳統(tǒng)糟制技術(shù)并不利于糟制品質(zhì)構(gòu)的形成,因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間浸泡,原料內(nèi)部水分含量增加,肉質(zhì)會(huì)出現(xiàn)一定程度的松軟[1]。而改良后的真空干糟技術(shù)在壓差的作用下,使肉質(zhì)更加緊實(shí),口感更佳[2]。糟制品具有獨(dú)特的色澤,歸因于糟制過(guò)程中的美拉德反應(yīng)可加深黃亮色[20],且NO3-在微生物和酸的作用下還原為NO,NO 與肌紅蛋白結(jié)合生成亞硝基肌紅蛋白,可以加深肉制品的紅色[56]。此外,采用紅曲酒糟輔助糟制時(shí),酒糟中的紅曲色素會(huì)附著在原料表面,并向原料內(nèi)部遷移,使糟制品呈現(xiàn)誘人的紅色[20]。
糟制可以提高食物原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。酒糟是一種營(yíng)養(yǎng)豐富、具有保健功能的天然食品,富含有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、聚戊糖、多種礦物質(zhì)和維生素等物質(zhì)[57]。紅曲酒糟中還含有紅曲霉和紅曲色素,它們具有降膽固醇、降血壓和降血糖等功能[20]。在糟制過(guò)程中,酒糟中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)會(huì)向原料中遷移擴(kuò)散,增加原料本身沒(méi)有的營(yíng)養(yǎng)成分。密封糟制過(guò)程中,乳酸菌成為優(yōu)勢(shì)菌,它是人們普遍認(rèn)可的保健因子[53]。
糟制可以延長(zhǎng)食物原料的保質(zhì)期,這主要體現(xiàn)在兩個(gè)階段。第一階段是糟制過(guò)程,在傳統(tǒng)糟制技術(shù)中,食物要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的發(fā)酵,其風(fēng)味才能成熟。例如糟制魚類大多需要1 個(gè)月才可成熟,當(dāng)糟制溫度低于10 ℃時(shí),甚至需要2~3 個(gè)月[36]。第二階段是糟制后的保藏,若不加入添加劑,糟鵝經(jīng)真空包裝和高溫高壓殺菌后,常溫下具有6 個(gè)月的保質(zhì)期[43]。糟制延長(zhǎng)保質(zhì)期的機(jī)理在于使用的原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理后,含菌量與水分含量都被極大程度的減少,且糟制與后期的保藏過(guò)程始終維持低水分含量、高鹽、高醇的環(huán)境,這抑制了腐敗微生物的生命活動(dòng)[1-2]。
目前,有關(guān)糟制品的風(fēng)味研究主要是針對(duì)酒糟魚的風(fēng)味形成機(jī)理的深入分析。本節(jié)通過(guò)總結(jié)文獻(xiàn)解析酒糟魚的風(fēng)味組成與形成機(jī)理,為糟制品風(fēng)味的后續(xù)研究提供參考。
在糟制過(guò)程中,特色風(fēng)味的形成除了與蛋白質(zhì)水解和脂肪降解密切相關(guān),碳水化合物氧化分解也扮演著重要的角色,因?yàn)榫圃阒写嬖诖罅康奶妓衔颷58]。內(nèi)源酶與微生物酶的作用是推進(jìn)糟制風(fēng)味形成的主要?jiǎng)恿Γc風(fēng)味形成相關(guān)的酶主要包括蛋白酶、肽酶、過(guò)氧化物酶、脂肪酶等[15,59]。李思維[15]從酒糟魚中分離了兩種風(fēng)味相關(guān)蛋白酶,一種為枯草芽孢桿菌分泌的中性金屬蛋白酶,另一種為魚肉中的內(nèi)源性氨肽酶。氨肽酶能夠水解寡肽釋放游離氨基酸,游離氨基酸再通過(guò)Strecker 降解和美拉德反應(yīng)產(chǎn)生小分子風(fēng)味化合物。趙品[1]研究了酒糟魚制作過(guò)程中內(nèi)源性脂肪酶的活性變化,揭示了脂肪酶活性與脂肪酸含量的關(guān)系。脂肪酸,尤其是不飽和脂肪酸是重要的風(fēng)味物質(zhì)或風(fēng)味前體,不飽和脂肪酸在一定條件下進(jìn)一步氧化可產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì),促進(jìn)產(chǎn)品風(fēng)味的形成[60]。內(nèi)源性脂肪酶主要分為兩大類,即脂解酶和脂氧合酶,脂解酶負(fù)責(zé)降解脂質(zhì),脂氧合酶負(fù)責(zé)氧化脂質(zhì)。脂解酶包括中性脂肪酶、酸性脂肪酶和磷脂酶,它們分別作用于三酰甘油和磷脂,促進(jìn)游離脂肪酸尤其是不飽和脂肪酸的釋放[61]。
糟制過(guò)程中,優(yōu)勢(shì)微生物能分泌各種酶,以此參與降解蛋白質(zhì)和多肽、氧化分解糖類、降解脂肪及氨基酸代謝等一系列反應(yīng),進(jìn)而影響糟制品的風(fēng)味[31]。酒糟魚的糟制過(guò)程處于密封、高鹽、高醇的環(huán)境,因此,耐高濃度鹽的兼性厭氧微生物能夠快速繁殖成為優(yōu)勢(shì)菌群[2]。據(jù)研究,酒糟魚糟制前期和中期的環(huán)境中存在大量的糖類和微量氧氣殘留,主要的優(yōu)勢(shì)微生物為酵母菌(如釀酒酵母、糖化酵母和奧默柯達(dá)酵母)和枯草芽孢桿菌,糟制后期環(huán)境中完全無(wú)氧且酸度增加,主要的優(yōu)勢(shì)微生物為酵母菌、葡萄球菌和乳酸菌(如魏斯氏乳桿菌)[33,39,62]。其中,釀酒酵母、糖化酵母具有產(chǎn)脂肪酶的特性,芽孢桿菌、葡萄球菌和乳酸菌均具有產(chǎn)蛋白酶和脂肪酶的特性[39]。乳酸菌能夠分泌細(xì)菌素,并通過(guò)糖酵解將糖類分解為乳酸,降低環(huán)境pH 值,抑制雜菌生長(zhǎng)[63-64]。而酵母菌可以在酸性環(huán)境中繁殖,且具有較強(qiáng)的產(chǎn)香能力[61]。因此,酵母菌與乳酸菌在酒糟魚中成為優(yōu)勢(shì)菌,不僅可以改善產(chǎn)品的風(fēng)味,還可以延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。
如圖2 所示,整理了存在于酒糟魚糟制過(guò)程中常見的,且氣味閾值小于10 mg/m3(閾值越低越易被感知)的揮發(fā)性風(fēng)味化合物,總計(jì)44 種,主要分為烴類、醇類、酯類、醛類、酮類、酸類及其它[3.39,65]。在糟制的不同階段,風(fēng)味化合物的組成與含量存在差異。
圖2 酒糟魚糟制過(guò)程中存在的揮發(fā)性風(fēng)味化合物及其閾值和氣味描述Fig.2 Volatile flavor compounds present during wine-lees fermentation of fish and their threshold and odor description
鏈狀烴主要源于脂肪酸烷氧自由基的裂解[66],而環(huán)烴則主要源于長(zhǎng)鏈脂肪酸的氧化[67]。酒糟魚烴類化合物的相對(duì)含量在糟制過(guò)程中變化顯著,其含量從前期的35%左右逐漸下降到后期的4%左右,且種類逐漸減少[3]。烴類相對(duì)含量的下降可能是因?yàn)槠浔贿M(jìn)一步分解為其它化合物,有研究表明在一定條件下,烴可形成醛、酮和醇類等風(fēng)味物質(zhì)[68]。在成熟的酒糟魚風(fēng)味組成中只存在少數(shù)幾種烴類化合物,如十二烷、十四烷、2,6,10,14-四甲基十五烷等,且由于烴類化合物的閾值普遍較高,因此對(duì)酒糟魚整體的風(fēng)味影響較小[39,3]。
醇通常是由多不飽和脂肪酸的氧化和降解形成的,具有果蔬香味和酒香[69]。酒糟魚醇類化合物的相對(duì)含量在糟制前期快速上升,在中、后期緩慢下降[3]。糟制前期,糟料中的醇會(huì)快速向魚肉中滲透擴(kuò)散,這是導(dǎo)致前期醇類化合物含量上升的主要原因[2]。此外,在密封、無(wú)氧條件下,微生物代謝能夠使多不飽和脂肪酸降解產(chǎn)生醇類化合物[3]。在糟制的中、后期,醇與某些產(chǎn)酸菌(如乳酸菌)代謝產(chǎn)生的酸發(fā)生酯化反應(yīng),導(dǎo)致醇類化合物含量下降[3]。糟料中含有豐富的醇類化合物,其中乙醇是賦予糟魚酒香味的主要成分,糟魚成品中的乙醇相對(duì)含量高達(dá)55%~75%。酒糟魚中的1-辛烯-3-醇具有蘑菇香和脂香,是亞油酸的氫過(guò)氧化物降解產(chǎn)物,具有醇類化合物中最低的閾值(0.01),因此對(duì)酒糟魚風(fēng)味具有重要貢獻(xiàn)[70]。
酯通常是由醇和有機(jī)酸的非酶酯化反應(yīng)和微生物酶催化作用形成,大部分酯具有果香味[61]。如圖2 所示,除乳酸乙酯和十四酸乙酯外,其余所有酯的閾值均低于1,因此酯類是促進(jìn)酒糟魚風(fēng)味成熟的重要物質(zhì)。酒糟魚糟制起始時(shí)幾乎不含酯類化合物,其相對(duì)含量在糟制過(guò)程中逐漸增加,且種類也逐漸豐富,至糟制后期共檢測(cè)到的18 種酯類化合物[3]。由于酒糟的加入使糟制起始環(huán)境中含有大量的乙醇,隨著產(chǎn)酸菌逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌,酸的產(chǎn)生逐漸增加,乙醇與各種酸類化合物酯化生成種類繁多的乙酯類化合物[39]。例如魏斯氏乳桿菌作為糟制后期的優(yōu)勢(shì)菌,是一種異型發(fā)酵乳酸菌,可通過(guò)異型乳酸發(fā)酵中的磷酸解酮酶途徑產(chǎn)生乳酸和乙酸,再由此生成乳酸乙酯和乙酸乙酯[71-72]。
醛主要由不飽和脂肪酸自氧化和氨基酸降解產(chǎn)生[58],例如,亞油酸的自氧化生成13-氫過(guò)氧化物,13-氫過(guò)氧化物斷裂則可生成己醛;油酸自氧化可生成壬醛[73];亮氨酸和苯丙氨酸的Strecker 降解可生成苯甲醛[3]。如圖2 所示,醛大多具有令人愉悅的氣味,例如青草香、花香、堅(jiān)果香和脂香,其整體閾值低于其它風(fēng)味化合物,易被感知[65]。且醛類化合物有氣味加和作用,即使微量存在也會(huì)顯著影響產(chǎn)品的整體風(fēng)味[74]。因此,醛類化合物也是決定酒糟魚風(fēng)味成熟的重要物質(zhì)。醛類化合物的相對(duì)含量在糟制后期均呈下降趨勢(shì),它們可能在微生物酶的作用下逐漸被氧化或還原成相應(yīng)的酸或醇[75]。其中,己醛相對(duì)含量降低反而有利于酒糟魚風(fēng)味形成,因?yàn)榧喝┰诟邼舛葧r(shí)呈現(xiàn)酸敗味,在低濃度時(shí)呈現(xiàn)令人愉悅的青草香、果香[76]。有研究表明,乳酸菌對(duì)發(fā)酵魚醛類化合物的產(chǎn)生具有促進(jìn)作用,其機(jī)理有待進(jìn)一步揭示[77]。
酒糟魚糟制過(guò)程中還存在少數(shù)幾種酮類和酸類化合物,如具有獨(dú)特奶香味和焦糖味的2,3-戊二酮和3,5-辛二烯-2-酮,以及具有酸味和奶酪味的乙酸和己酸,見圖2。酮可以通過(guò)熱氧化或多不飽和脂肪酸降解、微生物氧化、氨基酸降解或美拉德反應(yīng)產(chǎn)生[65],酸主要源于產(chǎn)酸菌代謝[61]。這幾種風(fēng)味化合物具有較低的閾值,然而在糟制成熟的酒糟魚中相對(duì)含量較低,因此只對(duì)酒糟魚風(fēng)味形成起輔助作用[3]。酮類化合物含量較低的原因可能與醛類化合物類似,被酶氧化或還原成相應(yīng)的酸或醇。酸類化合物含量較低是因?yàn)榘l(fā)生酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為酯,酸含量適量下降能使酒糟魚無(wú)酸敗味,口感更加和諧[39]。
糟制技術(shù)作為一項(xiàng)中國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù),對(duì)食物原料各方面的品質(zhì)均有一定的改善作用,未來(lái)在食品精深加工領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。目前,在相關(guān)研究中還存在很多不足:1)因缺乏統(tǒng)一的、科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn),糟制技術(shù)的參數(shù)設(shè)置參差不齊,導(dǎo)致不同研究中的糟制品品質(zhì)相差甚大;2)僅間接真空被應(yīng)用于改良糟制工藝,變壓、超聲等輔助技術(shù)沒(méi)有被應(yīng)用;3)雖然已經(jīng)明確滲透作用在促進(jìn)糟制成熟中的重要性,但是沒(méi)有研究對(duì)糟制過(guò)程中物質(zhì)的滲透行為進(jìn)行表征;4)除酒糟魚,其它食品糟制過(guò)程中的微生物和風(fēng)味演變機(jī)制沒(méi)有被揭示;5)缺乏對(duì)糟制品微觀結(jié)構(gòu)表征方面的研究,如糟制過(guò)程中組織微觀結(jié)構(gòu)的變化、蛋白變性和脂質(zhì)降解對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的影響、微觀結(jié)構(gòu)的變化與宏觀質(zhì)構(gòu)間的關(guān)系。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,目前仍較復(fù)雜的糟制品生產(chǎn)工藝將不斷優(yōu)化,在保證品質(zhì)的同時(shí)節(jié)約生產(chǎn)成本、提高糟制效率,將為糟制品帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)效益。目前,僅江西酒糟魚和浙江香糟雞擁有相關(guān)品牌,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和網(wǎng)絡(luò)銷售。因此,糟制品的市場(chǎng)還具有很大的發(fā)展空間,未來(lái)可創(chuàng)建更多的糟制品品牌,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)銷售創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益。