黃豆醬關(guān)鍵工藝對(duì)其品質(zhì)影響研究進(jìn)展

龍 鳴,田曉靜*,黃芳麗,高丹丹,陳士恩

(西北民族大學(xué) 生命科學(xué)與工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730030)

作為我國(guó)優(yōu)秀傳統(tǒng)的發(fā)酵調(diào)味品,黃豆醬具有獨(dú)特濃郁的醬香、鮮味,且含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、鈣、磷、鐵等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[1-2]。國(guó)內(nèi)外的研究表明,黃豆醬中含有較高的有效生物活性,并表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化、抗癌活性,可降低人體中過(guò)多的脂肪含量,減少肥胖、高血壓和高血脂的發(fā)生率,使黃豆醬具有食療和保健作用[3-6]。黃豆醬的保健功能不遜色于日本的納豆和韓國(guó)的大醬,甚至遠(yuǎn)高于同類產(chǎn)品[7]。作為佐料用于烹制各種菜肴,黃豆醬增加了食物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值并改善食物感官品質(zhì),深受消費(fèi)者喜愛(ài)。隨著多種保健、食療功能的不斷開發(fā)利用,黃豆醬生產(chǎn)工藝的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注。雖然國(guó)內(nèi)黃豆醬生產(chǎn)和設(shè)備已經(jīng)邁進(jìn)工業(yè)化、規(guī)模化,但由于黃豆醬的選料和生產(chǎn)技術(shù)的差異性,使黃豆醬的品質(zhì)高低不同,難以提升競(jìng)爭(zhēng)力。為探索生產(chǎn)高品質(zhì)的黃豆醬,現(xiàn)針對(duì)黃豆醬選料、制醬過(guò)程中工藝的影響因素進(jìn)行總結(jié),旨在為工業(yè)化生產(chǎn)黃豆醬進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供參考。

1 原料對(duì)黃豆醬品質(zhì)的影響

黃豆醬生產(chǎn)時(shí),黃豆作為主要原料,其中的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等,經(jīng)微生物前發(fā)酵期間釋放的復(fù)雜酶系,如蛋白酶、肽酶、脂肪酶、半纖維素酶、纖維素酶、淀粉酶等,分解成肽、氨基酸、脂肪酸、糖等復(fù)雜的風(fēng)味前體物[8-9]。這些復(fù)雜的風(fēng)味前體物在后發(fā)酵過(guò)程中經(jīng)一系列復(fù)雜的發(fā)酵代謝和生化反應(yīng)(醇發(fā)酵、酸發(fā)酵、酯化反應(yīng)、美拉德反應(yīng)等)形成復(fù)雜的風(fēng)味物質(zhì)。研究表明,原料黃豆中蛋白質(zhì)含量和組成的差異,致使不同產(chǎn)地黃豆對(duì)黃豆醬的風(fēng)味形成產(chǎn)生影響,其中喬鑫等[9]對(duì)比研究了以東北黃豆、天門黃豆、孝感黃豆和漢南黃豆為原料制得黃豆醬中風(fēng)味物質(zhì)的差異,發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地黃豆以同種工藝制得黃豆醬的風(fēng)味存在差異,其中以孝感、漢南黃豆為原料發(fā)酵的黃豆醬風(fēng)味最佳。蛋白質(zhì)在發(fā)酵過(guò)程中經(jīng)酶降解生成氨基酸,并進(jìn)一步分解為具有揮發(fā)性的化合物,產(chǎn)生氣味,因蛋白質(zhì)含量的差異,生成的氨基酸組成不同,致使黃豆醬揮發(fā)性成分形成差異；同時(shí),因黃豆中氨基酸在后發(fā)酵期經(jīng)過(guò)代謝和生化作用后,氨基酸呈現(xiàn)出的酸、甜、苦、鮮等各種味道,作為風(fēng)味前體,氨基酸類別的不同對(duì)黃豆醬鮮味產(chǎn)生影響,其中酸性氨基酸使豆醬鮮美,中性氨基酸酪氨酸和苯丙氨酸可能產(chǎn)生丁香味的風(fēng)味物質(zhì),堿性氨基酸對(duì)風(fēng)味影響較小[10]。

2 加工工藝對(duì)黃豆醬品質(zhì)的影響

除原料影響外,黃豆醬品質(zhì)更多受到加工工藝的影響。針對(duì)黃豆醬生產(chǎn)關(guān)鍵控制點(diǎn),如黃豆的浸泡和蒸煮、面粉添加、發(fā)酵菌種、殺菌條件等進(jìn)行分析,以深入了解各個(gè)工藝過(guò)程對(duì)黃豆醬品質(zhì)的影響。黃豆醬的基本生產(chǎn)工藝流程如下:

2.1 黃豆浸泡

浸泡是提高大豆制品品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。清水浸泡可以節(jié)約蒸煮用時(shí)、降低加工成本。除去豆腥味,提高膠體分散程度,增加蛋白質(zhì)回收率。浸泡主要涉及浸泡溫度、浸泡時(shí)間和浸泡液。經(jīng)浸泡處理使細(xì)胞壁中的主要組成成分(如蛋白質(zhì)、淀粉、果膠等物質(zhì))吸水膨脹,使細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,黃豆的細(xì)胞膜完整性遭到破壞,內(nèi)部成分吸收水分膨脹,使得豆粒硬度降低,有利于制曲過(guò)程中微生物的生長(zhǎng)、酶的作用,也為發(fā)酵過(guò)程中黃豆結(jié)構(gòu)內(nèi)部大分子物質(zhì)的流出提供良好的條件[11]。研究表明,適度的鹽溶液可使黃豆表皮組織泡漲軟化促進(jìn)吸水,0.2%氯化鈉與氯化鉀的混合溶液浸泡效果最好[12]；李次力[13-14]研究獲得浸泡大豆的最佳條件:豆水比以1∶3(g∶mL)于25℃條件下浸泡12 h,大豆的完全吸水率可達(dá)到2.1；此外,浸泡還可除去黃豆中部分的植酸、單寧及會(huì)引起腸胃脹氣的水蘇糖、棉籽糖等低聚糖,并減少亞麻苦普等毒素。但原料中殘留的部分鐵豆在泡豆時(shí)不溶漲,影響蒸煮工藝。

2.2 蒸煮優(yōu)化

蒸煮是制作黃豆醬的關(guān)鍵工藝。經(jīng)蒸煮,黃豆組織結(jié)構(gòu)被進(jìn)一步破壞,可溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)溶出,大分子蛋白質(zhì)更易裸露、溶出和降解,蛋白質(zhì)適度變性、淀粉適度糊化,并發(fā)生美拉德反應(yīng),使其中的蛋白質(zhì)和淀粉更容易被微生物利用,提高蛋白質(zhì)的利用率；同時(shí)對(duì)黃豆醬的香氣、色澤、滋味、體態(tài)等方面均有不同程度的影響；此外,還可殺滅部分雜菌,減少制曲過(guò)程中雜菌的污染[15]。黃豆的蒸煮時(shí)間決定了黃豆醬的體態(tài)、氣味及色澤等方面,適度的蒸煮能確保黃豆保持一定的形態(tài)和形成一定的色度。

根據(jù)黃豆醬自身加工成型的需要及色澤要求,并為滿足消費(fèi)者對(duì)黃豆醬的感官質(zhì)量要求,結(jié)合表1選擇適當(dāng)?shù)恼糁髼l件。

表1 不同黃豆醬的蒸煮工藝技術(shù)Table 1 Cooking technologies of different soybean paste

2.3 面粉的添加

由于發(fā)酵初期霉菌分解生成糖類數(shù)量少,致使后期發(fā)酵時(shí)的菌種生長(zhǎng)所需的碳源不足,添加面粉為黃豆醬發(fā)酵過(guò)程中霉菌、酵母菌和乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖提供碳源,有利于黃豆醬后期發(fā)酵中的酵母菌和乳酸菌等的生長(zhǎng)；還可增加豆醬的黏稠度、糖度及固形物含量,提高成品產(chǎn)率；此外添加面粉對(duì)后期豆醬的色澤也具有很大影響,由于蒸煮大豆發(fā)生美拉德反應(yīng),大豆的色度顯著增加,因美拉德反應(yīng)產(chǎn)物具有還原性和抗氧化性,能抑制脂質(zhì)過(guò)氧化和清除單線態(tài)氧,影響色度,添加面粉發(fā)酵提升黃豆醬的抗氧化性,使豆醬總酚含量及色度均顯著增加。添加面粉對(duì)豆醬的品質(zhì)影響因其成分及加工工藝的差異,致使最終產(chǎn)品具有顯著的品質(zhì)差異性[9]。

一般傳統(tǒng)工藝為了節(jié)約成本、方便加工,選擇直接添加生面粉,但生面粉存在易結(jié)塊,不宜與黃豆充分混合等缺點(diǎn),影響黃豆醬的品質(zhì)。而工業(yè)生產(chǎn)時(shí)添加面粉應(yīng)合理加工處理,減少工藝缺陷對(duì)黃豆醬自身品質(zhì)的影響。對(duì)面粉的加工處理是進(jìn)行加熱熟制,經(jīng)加熱熟制面粉,使面粉具有獨(dú)特的香氣,且手感更疏松、無(wú)結(jié)塊,更利于黃豆與面粉更容易充分混合；同時(shí),熟制面粉比生面粉的淀粉糊化度高,更有利于發(fā)酵前期霉菌的生長(zhǎng),有研究采用熟面粉,濕豆與面粉質(zhì)量比10∶4、接種量0.07%、制曲時(shí)間48 h,可提升豆醬中的蛋白酶和淀粉酶酶活[21]。且面粉經(jīng)適度熟制可減少雜菌污染,陳玲[11]研究發(fā)現(xiàn)的面粉經(jīng)75℃烘干20 min,待溫度降至40℃左右與黃豆混勻干豆與面粉4∶1,可獲得較佳的效果。

2.4 發(fā)酵菌種

發(fā)酵劑對(duì)黃豆醬的發(fā)酵起著重要的作用,影響黃豆醬形成獨(dú)特的色、香、味、體,更是保證高品質(zhì)黃豆醬的重要物質(zhì)[22-24]。制曲過(guò)程主要是利用霉菌豐富酶系,經(jīng)發(fā)酵主要利用酵母菌和乳酸菌產(chǎn)生醇和酸生成酯類風(fēng)味物質(zhì)。目前,常見(jiàn)的黃豆醬制曲菌種有米曲霉、黑曲霉、混合霉菌、乳酸菌和酵母菌制曲。其中,米曲霉作為目前國(guó)內(nèi)釀造醬類產(chǎn)品最常用發(fā)酵菌種,其發(fā)酵的主要特性是分泌的蛋白酶酶活力高,能夠快速有效的降解大分子蛋白質(zhì)生成小分子的氨基酸,提高原料的利用率及氨基酸的種類和含量[25-28]。米曲霉對(duì)黃豆醬鮮味物質(zhì)的形成起著關(guān)鍵性作用,醬中的鮮味主要來(lái)源于氨基酸,在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中,蛋白酶活力高的米曲霉始終是優(yōu)勢(shì)菌[29-31],其最佳制曲工藝為制曲溫度30 ℃,接種量2.5×107個(gè)/g,面粉與黃豆的比例2∶10(g∶g),制曲時(shí)間48 h[26]。黑曲霉以產(chǎn)酸性蛋白酶為主,其主要在高溫發(fā)酵周期產(chǎn)生,黑曲霉的最佳制曲工藝為制曲溫度30℃,接種量0.5×106個(gè)/g,面粉與黃豆的比例1∶10(g∶g),制曲時(shí)間54 h[26]。研究表明用黑曲霉與米曲霉混合制曲,黑曲霉彌補(bǔ)米曲霉對(duì)酸性蛋白酶活力弱的缺陷,并增加淀粉酶含量,使酸性蛋白質(zhì)、淀粉大分子物質(zhì)得到更充分降解,豐富酶系,提高最終產(chǎn)品中各種氨基酸態(tài)氮、糖分、谷氨酸的含量[32-33],有研究米曲霉和黑曲霉按1∶1(g∶g)混合制曲,采用添加熟面粉的方式,面粉與黃豆的比例為3∶10(g∶g),制曲時(shí)間為36 h,制曲溫度為29～32℃,接種量為0.04%,酶的活性高于單一的霉曲添加效果[34]。在發(fā)酵中后期,酵母菌的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)比較明顯,與乳酸菌一起發(fā)酵糖分產(chǎn)生小分子酸、醛、酯等風(fēng)味物質(zhì),形成特殊的醬香成分。研究表明以氨基酸態(tài)氮含量為指標(biāo),米曲霉和黑曲霉1∶1(g∶g)混合制曲,加入濃度為15%的食鹽水,總曲與食鹽水比例為1∶1.5(g∶g),在混合霉菌制曲發(fā)酵后的第6天添加1.5%的安琪生香型活性干酵母,可有效改善黃豆醬的風(fēng)味[35-36]。乳酸菌主要分解醬中的糖類物質(zhì)生成小分子有機(jī)酸,對(duì)醬品的酸味起到重要作用。而乳酸菌的多樣性影響到黃豆醬體系中有機(jī)酸和氨基酸的組成,對(duì)黃豆醬的香氣、風(fēng)味和色澤具有一定的影響作用,乳酸菌多用于低鹽發(fā)酵[37]。

2.5 殺菌方法及工藝條件

2.5.1 高溫水浴殺菌

豆醬大多采用罐頭包裝,殺菌時(shí)罐頭升溫并保持一定時(shí)間可達(dá)到殺菌效果。時(shí)威等[38]利用水浴殺菌工藝,減少活菌的數(shù)量來(lái)抑制活性菌的發(fā)酵產(chǎn)氣,從而降低產(chǎn)品產(chǎn)氣脹袋的可能性。高溫水浴殺菌對(duì)產(chǎn)氣菌有很好的抑制作用,但滅菌溫度過(guò)高,導(dǎo)致醬的理化性質(zhì)發(fā)生變化,營(yíng)養(yǎng)成分也遭到破壞,故一般不常用此殺菌方法。

2.5.2 水浴巴氏殺菌法

高溫滅菌處理對(duì)黃豆醬的理化性質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分均有一定的影響,應(yīng)降低殺菌溫度。80℃/10min,90℃/5min處理樣品效果較好,且感官性狀變化較小。研究表明主要滅菌條件可初步確定為滅菌溫度80～90℃,滅菌時(shí)間5～10min[38]。

2.5.3 超高壓殺菌法

超高壓殺菌能更好的保持黃豆醬的品質(zhì)穩(wěn)定性,有試驗(yàn)證研究表明經(jīng)200～600 MPa范圍處理黃豆醬20 min,豆醬中有害菌數(shù)得到有效抑制,且樣品的感官物理指標(biāo)及pH值、總酸含量、氨基酸態(tài)氮含量、還原糖含量未有明顯的改變[39]。如進(jìn)行輔熱超高壓殺菌處理,黃豆醬的香氣成分會(huì)得到促進(jìn),并改善黃豆醬的配制工藝,大大提升黃豆醬品質(zhì)[40]。

3 結(jié)論與展望

作為我國(guó)優(yōu)秀的傳統(tǒng)食品,在黃豆醬的加工過(guò)程中,確定所選用的大豆蛋白質(zhì)含量,保證生產(chǎn)的產(chǎn)品的獨(dú)特風(fēng)味；再根據(jù)產(chǎn)品加工的需要選擇浸泡時(shí)間、蒸煮工藝,調(diào)配添加面粉和菌種的種類和添加量；最后進(jìn)行發(fā)酵殺菌,保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。今后,可以在增加黃豆醬的產(chǎn)品風(fēng)味多樣性,研發(fā)黃豆醬的復(fù)合新產(chǎn)品、發(fā)酵技術(shù)的控制及工業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化方面進(jìn)行更深入的研究。利用先進(jìn)的技術(shù)生產(chǎn)出更安全、更營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味更佳的黃豆醬產(chǎn)品。

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