小麥粉熱處理對(duì)豆醬制曲質(zhì)量的影響研究

(佛山海天調(diào)味食品股份有限公司，廣東 佛山 528000)

黃豆醬是以黃豆為主要原料，經(jīng)霉菌、酵母、乳酸菌等微生物的作用而制成的具有特定風(fēng)味的調(diào)味品[1]。制曲是黃豆醬制作的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程，豆醬制曲技術(shù)實(shí)際上是米曲霉的擴(kuò)大再培養(yǎng)、微生物及酶技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)[2]，直接關(guān)系到豆醬的產(chǎn)品質(zhì)量和原料利用率。

面粉的熱處理工藝和技術(shù)是近幾年歐、美等國(guó)家開(kāi)發(fā)并應(yīng)用在面粉的后處理工藝上的一項(xiàng)新技術(shù)，主要是生產(chǎn)一種高糊化度和低細(xì)菌的面粉[3]。在豆醬生產(chǎn)中面粉熱處理后可實(shí)現(xiàn)原料殺菌及糊化，從而利于米曲霉生長(zhǎng)，發(fā)酵過(guò)程中淀粉酶更易發(fā)揮作用[4]，有利于豆醬發(fā)酵色、香、味的形成。

本文通過(guò)研究小麥粉熱處理工藝及其在制曲過(guò)程中米曲霉的生產(chǎn)代謝、產(chǎn)酶規(guī)律，探究熱處理小麥粉對(duì)豆醬制曲質(zhì)量的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

種曲：佛山市海天調(diào)味食品股份有限公司，自制；黃豆、小麥粉、食鹽：市購(gòu)。

酪蛋白、濃硫酸、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、碘化鉀、碘、氫氧化鉀、鹽酸、乙酰丙酮、碳酸鈉、對(duì)二甲氨基苯甲醛、無(wú)水乙醇：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；鹽酸氨基葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品(GAH)：Sigma公司。

CPA224S分析天平 德國(guó)賽多利斯集團(tuán)；DHS-500恒溫恒濕培養(yǎng)箱 上海亞太拉斯股份有限公司；PHS-3C pH計(jì) 上海雷磁儀器廠(chǎng)；721S可見(jiàn)光分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器有限公司；UV-2100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司； YXQ-LS-100S Ⅱ高壓滅菌鍋 西安常儀儀器設(shè)備有限公司；FW177中草藥粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司；DHG電熱恒溫鼓風(fēng)烘箱 廣州環(huán)凱微生物科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 小麥粉的熱處理

將市購(gòu)的小麥粉置于高壓蒸汽滅菌鍋于121 ℃進(jìn)行高壓蒸煮，進(jìn)行糊化熱處理。

1.2.2 豆醬制曲

使用蒸熟后的黃豆1000 g，按照黃豆∶小麥粉為8∶2的比例加入熱處理后的小麥粉接種米曲霉混合拌料制曲，恒溫恒濕培養(yǎng)箱制曲，曲料在30～34 ℃的溫度、90%～95%的濕度范圍內(nèi)培養(yǎng)制曲40 h，分別在第12，24 h各進(jìn)行1次松曲。

1.3 檢測(cè)方法

1.3.1 糊化度的測(cè)定[5]

取樣品0.2 g于98 mL蒸餾水中，加2 mL 10 mol/L的KOH溶液，磁力攪拌5 min后。在4500 r/min條件下離心10 min。取0.2 mL上清液，加0.2 mL濃度為0.2 mol/L的HCl溶液，再加入15 mL蒸餾水，最后加入碘溶液0.2 mL，在600 nm的紫外分光光度計(jì)下測(cè)定吸光度，為A1。另取0.2 g樣品懸浮于95 mL蒸餾水中，加入5 mL的10 mol/L的KOH溶液，磁力攪拌5 min，在4500 r/min條件下離心10 min。取上清液0.2 mL，加入0.5 mol/L的HCl溶液0.2 mL中和pH為7.0，再加入15 mL蒸餾水，最后加入碘液0.2 mL，在600 nm的條件下比色測(cè)定吸光度，為A2。糊化度=A1/A2×100%。

1.3.2 水分含量的測(cè)定

干燥法，參見(jiàn)GB/T 5009.3-2003。

1.3.3 pH值的測(cè)定[6]

將樣品粉碎，稱(chēng)取試樣5 g置于100 mL燒杯內(nèi)，加入新煮沸并冷卻至室溫的蒸餾水50 mL，攪拌5 min，放置15 min后再攪拌5 min，靜置5 min后測(cè)定pH值，平行測(cè)定2次，誤差不得超過(guò)0.05，取其平均值為結(jié)果，準(zhǔn)確到小數(shù)點(diǎn)后第2位。

1.3.4 生物量的測(cè)定

參考《固態(tài)培養(yǎng)米曲霉過(guò)程中菌體量的測(cè)定方法》，對(duì)于鹽酸氨基葡萄糖含量的測(cè)定,通常采用N-甲基葡萄糖胺反應(yīng)(Elson-Morgan) 法。其原理是在一定溫度下,過(guò)量的乙酰丙酮堿性溶液將D-氨基葡萄糖分子2號(hào)碳位上的氨基乙酰化,生成帶有吡咯環(huán)的N-乙酰衍生物。當(dāng)加入酸性的對(duì)二甲氨基苯甲醛(P-DABA)時(shí)，立刻發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),生成紫紅色溶液,在530 nm 處有最大吸收度，樣品中的生物量是以氨基葡萄糖的含量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

1.3.5 蛋白酶活力的測(cè)定[7]

參照國(guó)標(biāo)GB/T 23527-2009，采用福林法測(cè)定中性條件下pH值為7.2的蛋白酶活力，酶活的定義：在40 ℃每1 min水解酪蛋白產(chǎn)生1 μg酪氨酸所需的酶量，定義為1個(gè)蛋白酶活力單位。

1.3.6 α-淀粉酶活的測(cè)定[8]

通過(guò)紫外分光光度法，底物為淀粉，在波長(zhǎng)540 nm處測(cè)定反應(yīng)產(chǎn)物麥芽糖的含量，再換算得到α-淀粉酶活力。α-淀粉酶活力表示為在40 ℃條件下，1 g大曲1 min催化淀粉生成l mg麥芽糖為l U。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 小麥粉熱處理時(shí)間

固定蒸煮的壓力和溫度，保壓后開(kāi)始計(jì)時(shí)，評(píng)估不同蒸煮時(shí)間下小麥粉的糊化度，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同加熱時(shí)間小麥粉糊化度的變化Fig.1 Changes of wheat flour gelatinization degree at different heating time

由圖1可知，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，小麥粉的糊化度逐步上升，在10～25 min增幅比較快，當(dāng)達(dá)到25 min后糊化度基本不變，再延長(zhǎng)加熱時(shí)間，對(duì)糊化度影響不大，綜合來(lái)看，小麥粉加熱時(shí)間控制在25 min，此時(shí)糊化度可達(dá)到72%。

2.2 熱處理小麥粉對(duì)制曲質(zhì)量的影響分析

2.2.1 熱處理小麥粉對(duì)制曲過(guò)程中水分的影響

水分是制曲過(guò)程中非常重要的一個(gè)參數(shù)，曲料培養(yǎng)前期主要影響米曲霉孢子的發(fā)芽速度，后期主要影響米曲霉的產(chǎn)酶代謝，小麥粉熱處理前后制曲過(guò)程中的水分含量變化趨勢(shì)見(jiàn)圖2。

由圖2可知，制曲過(guò)程中曲料的水分含量一直呈下降的趨勢(shì)，熱處理前后水分變化差異不大，但整體上熱處理組水分偏低一些，制曲感官上熱處理后的米曲霉菌絲生長(zhǎng)更旺盛、產(chǎn)熱明顯，水分始終略低于正常對(duì)照組。

2.2.2 熱處理小麥粉對(duì)制曲過(guò)程中pH的影響

pH的高低是衡量成曲質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，pH主要影響發(fā)酵過(guò)程中各種酶的活性，一般各種酶作用的最適pH均在中性左右。對(duì)比熱處理前后制曲過(guò)程的pH變化情況，見(jiàn)圖3。

圖3 小麥粉熱處理前后pH的變化Fig.3 Changes of pH values of wheat flour before and after heat treatment

由圖3可知，制曲過(guò)程中曲料的pH隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，入室時(shí)曲料的pH呈中性，隨后至松曲前呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，然后隨著米曲霉生長(zhǎng)代謝的加快又逐漸升高。從數(shù)據(jù)來(lái)看小麥粉熱處理組培養(yǎng)過(guò)程中pH始終高于對(duì)照組，這可能和小麥粉熱處理后雜菌更少、培養(yǎng)過(guò)程受產(chǎn)酸的細(xì)菌、乳酸菌等雜菌的污染減少有較大的關(guān)系。

2.2.3 熱處理小麥粉對(duì)制曲過(guò)程中生物量的影響

生物量直接反映了米曲霉菌體的增殖和生長(zhǎng)情況，小麥粉熱處理前后生物量的變化情況見(jiàn)圖4。

由圖4可知，生物量在第1次松曲12 h后快速增殖，到24 h時(shí)趨于穩(wěn)定，和米曲霉菌絲繁殖期對(duì)應(yīng)性一致。對(duì)比熱處理前后生物量的差異，熱處理后的小麥粉的生物量始終高于對(duì)照組，在第2次松曲時(shí)生物量較對(duì)照組高12%，這也反映了熱處理后的小麥粉更適合米曲霉的生長(zhǎng)。

圖4 小麥粉熱處理前后生物量的變化Fig.4 Changes of biomass of wheat flour before and after heat treatment

2.2.4 熱處理小麥粉對(duì)蛋白酶活力的影響

蛋白酶活力一直是豆醬制曲發(fā)酵的重要指標(biāo)，直接關(guān)系到原料的利用率和氨基酸的分解利用，對(duì)豆醬的鮮味和口感影響較大。對(duì)比熱處理前后制曲過(guò)程中蛋白酶活力的變化規(guī)律，見(jiàn)圖5。

圖5 小麥粉熱處理前后中性蛋白酶活力的變化Fig.5 Changes of neutral protease activity of wheat flour before and after heat treatment

由圖5可知，制曲過(guò)程中隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，酶活呈逐漸上升趨勢(shì)，達(dá)到36 h時(shí)中性蛋白酶活力達(dá)到最高值，之后延長(zhǎng)制曲時(shí)間，酶活變化不大。使用熱處理小麥粉在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中性蛋白酶活力更高，從制曲感官來(lái)看，熱處理小麥粉培養(yǎng)過(guò)程中米曲霉菌絲繁殖增加旺盛，更有利于產(chǎn)酶。

2.2.5 熱處理小麥粉對(duì)淀粉酶活力的影響

圖6 小麥粉熱處理前后淀粉酶活力的變化Fig.6 Changes of amylase activity of wheat flour before and after heat treatment

α-淀粉酶活力是衡量制曲質(zhì)量?jī)?yōu)劣的一個(gè)重要指標(biāo)，影響到原料的利用率，淀粉質(zhì)原料在α-淀粉酶催化作用下分解為還原糖，糖類(lèi)進(jìn)一步被微生物代謝利用、美拉德反應(yīng)形成豆醬特有的醬香，對(duì)香氣和口感質(zhì)量貢獻(xiàn)較大。

由圖6可知，隨著制曲時(shí)間的延長(zhǎng)，α-淀粉酶逐步增加，熱處理后的小麥粉曲料的淀粉酶活力在培養(yǎng)過(guò)程中始終低于對(duì)照組。從米曲霉產(chǎn)酶原理來(lái)看，淀粉酶是誘導(dǎo)酶，小麥粉熱處理后淀粉類(lèi)物質(zhì)糊化，更容易被米曲霉利用，誘導(dǎo)作用減弱。

3 結(jié)論

小麥粉熱處理后糊化度提升，當(dāng)加熱25 min時(shí)糊化度達(dá)到72%，淀粉糊化后更有利于米曲霉生長(zhǎng)代謝利用。對(duì)比熱處理前后豆醬制曲情況，熱處理后小麥粉制曲水分稍低，pH始終高于對(duì)照組，菌體量較對(duì)照組增加13%，蛋白酶活力提高18%，淀粉酶活力下降12%，熱處理后的小麥粉更有利于米曲霉的生長(zhǎng)，產(chǎn)酶代謝活力增加，制曲質(zhì)量得到明顯的提升。