苦蕎麥豆醬自然發酵工藝研究

何天明，劉章武*

（武漢輕工大學 食品科學與工程學院，湖北 武漢 430023）

中國是醬文化的發源地[1]。醬由于其獨特的色香味已成為人們日常生活不可缺少的調味品。但是隨著現代人對于餐飲品質的追求，傳統單一的醬類調味品已不能滿足烹飪的需要，復合調味品正在形成“小產品，大市場”的格局[2]。傳統調味品生產企業已紛紛進行技術改造，產品的技術含量日益增強，產品質量也得以進一步提高[3]。復合調味醬因其“大眾食品功能化”[4]的理念而受到追捧。

苦蕎麥為蓼科蕎麥屬植物，別名菠麥、烏麥、花蕎等。據《本草綱目》記載：苦蕎麥性味苦、平、寒，有益氣力、續精神、利耳目、降氣寬腸健胃的作用。廣泛種植在我國東北、西北、西南地區的山區，在亞洲、歐洲及北美洲的一些國家的山區也有種植[5]。研究表明，苦蕎的膳食纖維含量較高[6]，含有能降糖、降脂、抗氧化、抗衰老及治療心腦血管系統疾病等作用的蘆丁[7-8]，以及含有絕大多數谷物中缺乏的賴氨酸[9]，并且對油脂及膽固醇有較顯著的吸附作用[10]，同時相較于其同類的甜蕎具有更高的營養價值。

當前，蕎麥因其特殊功能性已經被開發成許多產品，如蕎麥掛面[11]、苦蕎麥降脂茶[12]、蕎麥醋與蕎麥酒[13]、蕎麥豆乳飲料[14]等。苦蕎麥的功效在國外也得到廣泛的應用[15]。但是目前國內市場上苦蕎麥發酵產品鮮見[16]，開發出風味獨特的發酵類產品成為當下亟待解決的問題。

豆醬除具有豐富的蛋白質及特有的大豆異黃酮功效外[17]，還具有和苦蕎相似的生理活性[18-19]，并且大豆蛋白在微生物作用下生成的氨基酸，有開胃助食的功效。為此，將大豆和苦蕎按一定比例混合發酵，并對苦蕎麥豆醬自然發酵工藝進行了探討。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦蕎、大豆均由湖北山鄉調味品有限公司提供，無碘食鹽購自市場。

甲醛、氫氧化鈉等試劑都為市售分析純。

1.2 儀器與設備

DELTA320 pH計：美國梅特勒-托萊多有限公司；YX280B手提式不銹鋼蒸汽消毒器：上海三申醫療器械有限公司；AL204分析天平：梅特勒-托力多儀器（上海）股份有限公司；LRH-150-S型恒溫恒濕培養箱：廣東省醫療器械廠；90-2型恒溫磁力攪拌器：上海亞榮生化儀器廠。

1.3 實驗方法

檢測樣品的制備：參照國標GB/T5009.40—2003醬衛生標準的分析方法；氨基酸態氮的測定：甲醛值法GB/T5009.39—2003，GB/T5009.40—2003；感官檢驗：GB/T5009.40—2003、GB2718-2003及相關參考文獻[20]。

1.3.1 工藝流程

1.3.2 工藝條件

大豆的預處理：挑選飽滿無蟲害的大豆，室溫條件下加3倍體積的清水浸泡，浸泡時間選取16h[21]。在蒸煮時，考慮到大豆的特性，選擇分段蒸煮的原則，即蒸煮溫度180℃，每30min加水一次，蒸煮2h。蒸煮后的大豆以手輕輕擠壓即可壓扁為宜。蒸煮后的大豆在室溫條件下攤晾，備用。

苦蕎的預處理：苦蕎麥經脫殼篩選后，去除雜質，室溫條件下3倍體積的清水浸泡。蒸煮條件為常壓條件下180℃蒸煮時間30min。

自然制曲：實驗采用自然制曲的方法，即將攤晾后的大豆和苦蕎按照實驗要求的比例混合以后，用滅菌紗布包裹住，放入事先清洗滅菌的容器中自然發酵，發酵期間，容器上覆蓋保溫棉絮，同時醬醅不能壓實，保持其裝入時的狀態。參照人工發酵制作小麥醬的工藝[22]，發酵制曲時間為3d～5d。

1.3.3 單因素試驗

原料配比：由于苦蕎麥味甘、性涼[23]，單獨發酵后適口性不好，有輕微澀口感，以適當比例的大豆與之搭配調和后，制成的醬品既有大豆的醬香又有苦蕎麥獨特的風味，綜合口感讓人易于接受。試驗采用不同的苦蕎麥與大豆的混合比例，以氨基酸態氮含量為考察指標，結合感官評價，確定最佳的苦蕎麥與大豆配比。

苦蕎麥浸泡時間：苦蕎麥的浸泡時間不同，蒸煮后苦蕎的顏色會不同，制得的成品醬顏色也會不同；浸泡時間不同，苦蕎麥在浸泡過程中營養成分流失也會不同，直接現象就是浸泡時間過長后，浸液的顏色加深并且黏稠，部分有拉絲現象。分別浸泡4h～20h，以氨基酸態氮含量為考察指標，結合感官評價，確定最佳的苦蕎麥浸泡時間。

食鹽添加量：傳統醬類產品自然發酵時食鹽添加量大多由人工控制，添加量完全憑感覺，會嚴重影響產品的質量。食鹽添加量過大時，會對酶產生抑制作用，延長醬制品的發酵周期，同時可能會掩蓋醬品部分風味。而且鹽分過量攝入被認為是胃癌、高血壓等的致病因子[24]；食鹽添加量過低時，又會降低食鹽對雜菌的抑制作用，致使雜菌生長繁殖而造成醬的變質。研究分別按3%～15%的食鹽添加量，以氨基酸態氮含量為考察指標，結合感官評價，確定最佳食鹽添加量。

發酵時間：考察后期發酵時間，即從自然制曲結束后加鹽的第1d起，分別發酵5d～20d，以氨基酸態氮含量為考察指標，結合感官評價，確定最佳后期發酵時間。

1.3.4 發酵工藝條件優化正交試驗

利用正交試驗確定苦蕎麥豆醬自然發酵的最佳工藝條件。正交試驗因素水平見表1，感官評定標準見表2。

表1 苦蕎麥豆醬發酵因素水平Table 1 Factors and levels ofFagopyrum tataricumand soybean paste fermentation

表2 感官評定標準Table 2 Score standard of sensory evaluation

2 結果與討論

2.1 原料配比的影響

圖1 原料配比對產品氨基酸態氮值的影響Fig.1 Effect of raw material ratio on product's amino nitrogen

由圖1可知，以氨基酸態氮值為考察指標，在試驗范圍內，氨基酸態氮值隨著原料配比的增加而上升，在苦蕎麥/大豆為3∶2時達到較大值，而后隨著苦蕎麥與大豆配比的增加氨基酸態氮值變化不大。故選擇3∶2的原料配比，不僅可以保證產品的營養和風味，而且能在一定程度上節約原料。

2.2 浸泡時間的影響

苦蕎麥浸泡時間對產品品質的影響見圖2。以氨基酸態氮值為考察指標，在試驗范圍內，氨基酸態氮值隨著苦蕎浸泡時間的增加，先短暫下降再上升，并達到峰值，而后隨著浸泡時間的延長，氨基酸態氮值逐漸降低。浸泡時間8h～16h之間為最佳值。

圖2 浸泡時間對產品氨基酸態氮值的影響Fig.2 Effect of soaking time on product's amino nitrogen

由圖2可知，隨著浸泡時間的增加，苦蕎麥細胞逐漸吸水，細胞結構得以軟化，能提高膠體的分散狀態，使蛋白體膜成松脆狀態，有利于在后發酵的過程中蛋白質的分解，氨基酸態氮值就會逐漸增加。隨著時間的延長，這種作用逐漸達到飽和，影響逐漸減小。浸泡時間越長，苦蕎的營養成分流失越嚴重，考慮到風味和營養的因素，苦蕎的最佳浸泡時間選為12h。

2.3 食鹽添加量的影響

在醬醅自然發酵制曲后，添加無碘食鹽，考察食鹽添加量對產品的影響，以氨基酸態氮值為衡量指標，其影響結果見圖3。

圖3 食鹽添加量對產品氨基酸態氮值的影響Fig.3 Effect of salt content on product's amino nitrogen

由圖3可知，在試驗范圍內，總體變化趨勢為氨基酸態氮值隨著食鹽添加量的增加而上升，當食鹽添加量為9%時，氨基酸態氮值達到最大，而后隨著食鹽添加量的增加而下降。在食鹽添加量為6%～12%時氨基酸態氮值較高，食鹽添加量過高或者過低時，氨基酸態氮值都較低。鹽濃度過低時，醬料容易滋生有害細菌，使產品腐敗變質；鹽濃度過高，產品的風味差，且不符合當下低鹽飲食[25]的食品潮流，綜合考慮選取最佳的食鹽添加量為9%。

2.4 發酵時間的影響

參照小麥醬自然發酵工藝，在苦蕎麥豆醬制曲階段采取自然制曲的方式，即在制曲階段不添加任何菌種，制曲時間大概為3d～5d，5d以后為苦蕎麥豆醬的后發酵時期。發酵時間對產品氨基酸態氮值的影響見圖4。由圖4可知，氨基酸態氮值隨著后發酵時間的延長而增加，在第11d的時候達到最大值，在13d以后，隨著后發酵時間的延長，氨基酸態氮值變化趨于穩定。綜合感官評價結果，后發酵時間選擇為11d。

圖4 發酵時間比對產品氨基酸態氮值的影響Fig.4 Effect of fermentation time on product's amino nitrogen

2.5 發酵工藝優化正交試驗

表3 發酵工藝優化正交試驗結果與分析Table 3 Results and analysis of orthogonal experiment for fermentation process

發酵工藝優化正交試驗結果見表3。研究用極差R值反映各因素水平的變化對試驗結果的影響。通過直觀分析可知，對氨基酸態氮值影響的因素主次順序依次為后發酵時間（D）＞苦蕎浸泡時間（B）＞食鹽添加量（C）＞原料配比（A）；最佳工藝條件為A2B3C2D2，即苦蕎麥/大豆3∶2，制曲前加3倍體積清水浸泡16h，發酵期添加9%食鹽，發酵時間11d。感官評價得分與氨基酸態氮值呈正相關關系，對其進行方差分析后確定的最佳工藝條件吻合。在此最佳發酵條件進行驗證試驗，氨基酸態氮含量為0.28518/100g。

由表3可知，因素A的離均差平方和最小，對整個試驗結果影響最小，將其作為誤差估計，用以檢驗其他因素作用的顯著性。正交試驗結果方差分析見表4。

表4 正交試驗結果方差分析Table 4 Variance analysis of orthogonal test result

由表4方差分析可知，只有因素B、D有統計學意義（F0.05（2，2）＜FB、D＜F0.01（2.2）），且影響次序為D＞B。

2.6 苦蕎麥豆醬產品質量指標

在最佳工藝條件下，生產苦蕎麥豆醬，檢測質量指標如下：

感官評價：棕褐色，顏色鮮亮有光澤；醬香濃郁、柔和，有特有的苦蕎麥香；滋味鮮美，咸淡適中，無異味；粘稠適度均勻，無雜質無霉花。

理化指標：氨基酸態氮值0.35g/100g～0.45g/100g，pH 4.6，總酸1.1g/100g～1.2g/100g。

微生物指標：符合醬衛生標準GB2718—2003。

3 結論

對苦蕎麥豆醬自然發酵工藝的研究，得出其自然發酵最佳工藝條件為：

在室溫下，放入發酵容器中的醬醅在保溫條件下自然制曲時間為3d～5d；苦蕎與大豆的原料配比為3∶2；制曲前苦蕎麥的浸泡條件為加3倍體積的清水浸泡16h，大豆浸泡時間為16h；后發酵期添加9%的食鹽，發酵11d左右可以得到顏色呈棕黃色、口感適中、醬香濃郁、有特殊苦蕎麥香味的產品，且產品質量指標符合國標。

采用以上自然發酵工藝制成的風味獨特、醬香濃郁的新產品，不僅保證了苦蕎麥的功能價值，更賦予了其大豆的營養價值，為研究開發豆醬新品種提供參考。其中自然發酵的一些缺陷將在后續對苦蕎麥豆醬自然發酵過程中菌相分析的研究中得以探討和彌補。

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