不同干燥方式對豆豉粉營養及品質研究

劉姝巖，熊楊洋，李云成,2*，劉達玉,2，孟凡冰,2

(1.成都大學 藥學與生物工程學院，成都 610106；2.農業農村部雜糧加工重點實驗室，成都 610106)

豆豉是以大豆作為主要原料，經浸泡、蒸熟、晾涼、制曲以及發酵等工藝流程而制成的一種傳統的調味品[1]，其色澤呈深棕色至黑色，具有濃郁醇厚的醬香味[2]。豆豉的營養價值和保健功效都非常高，富含可溶性氮、可溶性糖以及B族維生素、VA和VE等[3]；功能性因子以大豆異黃酮為主；此外，還含有多肽、大豆皂苷、大豆低聚糖和褐色色素類等[4]。目前市面上所售的豆豉均是呈固態或半固態粘稠狀，水分含量高，容易受微生物污染[5,6]；豆豉包裝一般采用真空袋裝[7]，取用較不方便，運輸中易被損壞[8]。同時，在做調味品進行二次加工時，固體顆粒豆豉有時會影響產品感官，也不利于風味釋放。因此，將豆豉經脫水干燥后制成豆豉粉，不僅保留了傳統豆豉的優良風味，在較低的水分活度條件下更有利于貯存和運輸[9]，同時作為添加劑用于食品加工中，更加方便使用及風味提升。

目前還沒有對豆豉粉制備相關的系統研究，本研究選擇熱風干燥、真空干燥以及冷凍干燥3種干燥方式，研究不同干燥方式對豆豉粉的氨基酸態氮含量、總酸含量、堆積密度、集粉率、吸潮性以及感官的影響，從而開發出豆豉粉的最佳制備工藝[10-12]。本研究對推動豆豉精深加工及二次利用具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

毛霉型豆豉：永川豆豉食品有限公司；氫氧化鈉(分析純)、甲醛(分析純)：成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設備

101-1 電熱鼓風干燥箱 北京科偉永興儀器有限公司；DZF-6020真空干燥箱 上海瑯玕實驗設備有限公司；FD-1A-50真空冷凍干燥機 北京博醫康實驗儀器有限公司；ESJ120-48 分析天平 沈陽龍騰電子有限公司；FW200 粉碎機、HZ85-2 磁力攪拌器 北京中興偉業儀器有限公司；PHS-3E 酸度計 上海雷磁儀器廠。

1.3 研究方法

1.3.1 預處理

選取顆粒完整、顏色正常、無霉變、無異味的毛霉發酵型豆豉作為原料，去除雜質。

1.3.2 預干燥

取一定量的豆豉樣品，分別進行熱風干燥(50 ℃，4 h)、真空干燥(42 ℃，0.07 MPa，8 h)、真空冷凍干燥(-60 ℃，9.8 Pa，10 h)。

1.3.3 磨粉

將以上預干燥后的樣品分別用磨粉機充分磨碎。

1.3.4 二次干燥

將粉碎后的樣品平鋪于培養皿中，平鋪厚度5 mm，采用單因素試驗，熱風干燥(45 ℃下分別干燥0.5，1，1.5，2 h取樣)；真空干燥(40 ℃，0.07 MPa下干燥，每隔1 h取一次樣)；真空冷凍干燥(-60 ℃，9.8 Pa下干燥，每隔0.5 h取一次樣)。

1.3.5 水分含量測定

將以上制得的樣品再次研磨粉碎后，稱取約1.5 g樣品，均勻鋪于恒重干燥的稱量瓶中，在80 ℃烘箱中干燥，取出置于干燥器內冷卻、稱重，直至恒重，計算各組樣品的水分含量，以含水量小于5%為準，得到每種干燥方式相應的適宜條件。

1.3.6 制樣

按照上述水分含量為衡量指標所篩選出的工藝條件制備豆豉粉，分別得到3種工藝所對應的產品。

1.4 指標檢測

1.4.1 氨基酸態氮的測定

氨基酸態氮的測定：依據GB/T 5009.39-2003 《醬油衛生標準的分析方法》中的甲醛值法進行測定。

稱取5.0 g樣品于100 mL的容量瓶中，定容。充分混勻，吸取20.0 mL稀釋液，置于250 mL燒杯中，再加60 mL水，同時開啟磁力攪拌器，并用配制好的0.050 mol/L NaOH標準溶液將pH調至8.2，滴定完畢，記下消耗的NaOH標準溶液(0.05 mol/L)的毫升數。

向燒杯中加入10.0 mL 36%甲醛溶液，混勻。然后用0.05 mol/L的NaOH標準溶液滴定至pH 9.2，滴定完畢，記下所消耗的0.05 mol/L NaOH標準溶液的毫升數。

最后做試劑空白試驗：取80 mL水，先用0.05 mol/L NaOH標準溶液調節pH為8.2，然后加入10.0 mL 36%甲醛溶液，用0.05 mol/L的NaOH標準溶液滴定至pH 為9.2，結果計算如下：

(1)

式中：X1為試樣中所含有的氨基酸態氮含量(g/dL)；V1為加入甲 醛后樣品稀釋液所消耗的NaOH標準溶液的體積(mL)；V2為加入甲醛后空白試驗所消耗的NaOH標準溶液的體積(mL)；V3為樣品稀釋液的取用量(mL)；C1為NaOH標準溶液的濃度(mol/L)；0.014為與1.00 mL 1.000 mol/L的NaOH標準溶液相當的氮的質量(g)。

1.4.2 總酸的測定

根據GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》的方法進行測定。

稱取10 g樣品置于100 mL的燒杯中，用80 ℃左右煮沸后的水溶解，然后轉移至250 mL容量瓶中，置于水浴鍋中煮沸30 min，待冷卻至常溫，定容至250 mL。

取25.0～50.0 mL稀釋液，置于250 mL錐形瓶中，加入60 mL水，用0.1 mol/L的NaOH標準溶液滴定至pH終點，記錄下消耗的NaOH標準溶液的體積V1，做2次平行試驗。

空白試驗：用純水代替稀釋液，按照以上步驟進行操作，并記錄下消耗的0.1 mol/L NaOH標準溶液的體積V2；食品中總酸含量以質量分數X2計，單位為g/100 g。

(2)

式中：C2為滴定用NaOH標準溶液的濃度(mol/L)；V4為樣品稀釋液消耗的NaOH標準溶液的體積(mL)；V5為空白試驗消耗的NaOH標準溶液的體積(mL)；K為酸的換算系數，以乳酸計0.090；F為樣品的稀釋倍數；m1為樣品的質量(g)。

1.4.3 堆積密度的測定

參照司金金等[13]的測定方法，取10 mL的量筒，將3種豆豉粉分別填充至量筒10 mL的刻度，然后精確稱量量筒中樣品的質量，再計算堆積密度X3。

(3)

式中：X3為樣品的堆積密度(g/cm3)；m2為樣品的質量(g)；V6為樣品的體積(cm3)。

1.4.4 集粉率的測定

參照孔江龍等[14]的測定方法，稱取20 g豆豉原樣，按照上述3種干燥工藝對其進行干燥、磨粉，每種干燥方法兩組平行試驗，稱取最終得到的豆豉粉的重量，計算集粉率W1。

(4)

式中：W1為豆豉粉的集粉率(%)；m3為最終收集的豆豉粉質量(g)；m4為干燥前豆豉的質量(g)。

1.4.5 吸潮性的測定

參照王海鷗等[15]的測定方法，在室溫下，分別稱取5 g干燥好的豆豉粉，鋪于已稱重的干燥培養皿中，放置于玻璃干燥器中，同時在其底部盛有飽和NaCl溶液。每天稱取吸潮后豆豉粉的重量，并計算吸潮率W2，連續觀察7 d。

續 表

(5)

式中：W2為吸潮率(%)；M為豆豉粉初始質量(g)；mn+1為吸潮后1 d豆豉粉與培養皿的總質量(g)；mn為吸潮前1 d豆豉粉與培養皿的總質量(g)。

1.4.6 感官評價

本次感官評價由20位食品專業人員對給定的豆豉粉成品逐一進行評價。感官評價標準見表1。

表1 感官評價標準表Table 1 The standard of sensory evaluation

2 結果與分析

2.1 不同干燥工藝水分含量測定

由表2可知，磨粉后干燥，1 h后水分含量為4.76%，即可達到要求的5%以下，繼續干燥至1.5 h水分含量驟降，至2 h時水分含量接近穩定，繼續干燥可能引起豆豉粉中某些成分損失。由表3可知，因為干燥溫度較低，設備不能將干燥產生的水蒸氣自動排出，采用真空干燥法干燥所需的時間比熱風干燥長許多。所以，磨粉后干燥5 h方可達到要求，此時水分含量為4.93%。由表4可知，雖然預干燥時冷凍干燥所消耗的時間最長，但磨粉后干燥1 h，其水分含量即可達標。這是由于冷凍干燥溫度極低，干燥時中心水分不易散失出來，但當磨粉后由于極低的壓強，致使水的蒸發點大大降低，干燥時間會縮短。

表2 熱風干燥豆豉粉的水分含量Table 2 Moisture content of fermented soybean powder by hot air drying

表3 真空干燥豆豉粉的水分含量Table 3 Moisture content of fermented soybean powder by vacuum drying

表4 冷凍干燥豆豉粉的水分含量Table 4 Moisture content of fermented soybean powder by freeze drying

由表2～表4的數據可知，在水分含量均達標，盡量對后期測定各項指標的干擾較小，且盡量縮短干燥時間的條件下，最終選擇以下干燥條件：

熱風干燥：50 ℃預干燥4 h，再在45 ℃下干燥1 h；

真空干燥：42 ℃，0.07 MPa預干燥8 h，再在40 ℃，0.07 MPa下干燥5 h；

冷凍干燥：-60 ℃，9.8 Pa預干燥10 h，再在同樣條件下干燥1 h。

3種工藝制得的豆豉粉水分含量見圖1。

圖1 3種干燥方式所得豆豉粉的水分含量Fig.1 Moisture content of fermented soybean powder prepared by three drying methods

2.2 不同干燥方式下豆豉粉氨基酸態氮含量及總酸含量的比較

采用熱風干燥、真空干燥以及冷凍干燥制得的豆豉粉，所測得的氨基酸態氮含量及總酸含量見圖2。

圖2 3種干燥方式所得豆豉粉的氨基酸態氮及總酸含量Fig.2 Amino acid nitrogen and total acid content of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由圖2可知，3種方式制得的豆豉粉中，氨基酸態氮的含量略有差別。其中，氨基酸態氮含量最高的豆豉粉為冷凍干燥所制得，其次為熱風干燥，真空干燥最低。因為在低溫條件下，氨基酸態氮得以很好地保留，雖然真空干燥溫度低于熱風干燥溫度，但干燥時間遠遠比熱風干燥的時間長，所以對氨基酸態氮的損耗較大。

3種方式制得的豆豉粉中，總酸的含量有較顯著的差別。其中，總酸含量最高的豆豉粉由冷凍干燥制得，其次是熱風干燥，真空干燥最低。因為溫度越高，時間越長，總酸的揮發程度就越高，最終產品的總酸含量越低。

2.3 不同干燥方式制得的豆豉粉的堆積密度比較

采用熱風干燥、真空干燥以及冷凍干燥制得的豆豉粉，所測得的堆積密度見圖3。

圖3 3種干燥方式制得的豆豉粉的堆積密度Fig.3 Bulk density of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由圖3可知，不同干燥方式制得的豆豉粉中，熱風干燥所得的豆豉粉堆積密度最大，其次為真空干燥，冷凍干燥最小。熱風干燥和真空干燥制得的豆豉粉的堆積密度分別為0.389，0.385 g/cm3，基本無差異。它們的顆粒粒徑較大，故堆積密度較大，冷凍干燥制得的豆豉粉堆積密度為0.369 g/cm3，其顆粒較細膩，堆積密度也相應較小。致使以上結果的原因可能是：在真空冷凍干燥的過程中，由于干燥溫度低，脫水也較完全，從而得到疏松多孔、顆粒間空隙較大的凍干粉，因此堆積密度較小。

2.4 不同干燥方式制得的豆豉粉的集粉率比較

精確稱取20.0 g豆豉原樣，采用熱風干燥、真空干燥以及冷凍干燥3種方法對其進行干燥、磨粉，稱取最終得到的豆豉粉的重量，所測得的集粉率見圖4。

圖4 3種干燥方式制得的豆豉粉的集粉率Fig.4 Collection rate of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由圖4可知，冷凍干燥最終得到的豆豉粉最多，其集粉率為60.68%，真空干燥最終得到的豆豉粉也較多，其集粉率為60.4%，熱風干燥得到的豆豉粉最少，集粉率為57.86%。這是由于熱風干燥過程中，所用干燥箱采用鼓風裝置，氣流會吹走部分粉，而冷凍干燥和真空干燥過程中，由于其高真空度，相應的氣流較小，對粉的損失少，所以最終得到的粉較多。

2.5 不同干燥方式制得的豆豉粉的吸潮性比較

采用不同干燥方式制得的豆豉粉的吸潮性各不相同，恒濕環境中7 d的吸潮率趨勢見圖5。

圖5 3種干燥方法制得的豆豉粉的吸潮性Fig.5 Hygroscopicity of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由圖5可知，熱風干燥制得的豆豉粉的吸潮性最強，7 d后吸潮率達13.59%，冷凍干燥制得的豆豉粉的吸潮性最小，7 d后吸潮率為8.87%。此外，觀察到吸潮后3種豆豉粉的狀態(見圖6)，熱風干燥制得的豆豉粉幾乎完全結成塊，真空干燥制得的豆豉粉大量結塊，而冷凍干燥制得的豆豉粉僅有少量結塊，因此，冷凍干燥制得的豆豉粉品質更好，更易于保藏。

圖6 3種干燥方法所得豆豉粉吸潮后的狀態Fig.6 The state of fermented soybean powder prepared by three kinds of drying methods after absorbing moisture

2.6 不同干燥方式制得的豆豉粉的感官評價

不同干燥方式制得的豆豉粉的感官評價見表5。

表5 感官評分Table 5 The sensory score

由表5可知，熱風干燥制得的豆豉粉色澤明亮，香氣濃郁，口感鮮香，形態較好，總體得分為87.2分，得分最高；真空干燥制得的豆豉粉色澤較暗，香氣口感均一般，有較多的結塊，總體得分為79.4分，得分最低；冷凍干燥制得的豆豉粉色澤呈棕色，香氣一般但口感濃郁，粉質也較好，總體得分為82.75分。

根據品評員對3種樣品的感官描述，熱風干燥制得的豆豉粉風味更佳，醬香味濃厚，這可能是因為在加熱的條件下，某些成分發生化學反應，從而產生新的風味物質。冷凍干燥制得的豆豉粉口感和質地更好，說明氨基酸等鮮味物質得以保留，制得的粉更細膩，這與2.2的研究結果一致。

3 結論

通過對比3種干燥方式發現：冷凍干燥制得的豆豉粉氨基酸態氮含量、總酸含量保留得最好且堆積密度最小，分別是0.66，2.92 g/100 g和0.369 g/cm3，真空干燥與冷凍干燥法制得的豆豉粉集粉率均較高，分別為60.4%和60.68%。冷凍干燥制得的豆豉粉不易吸潮，熱風干燥制得的豆豉粉幾乎完全結成塊，但是熱風干燥制得的豆豉粉綜合感官評分最高，可能是溫度的升高，使風味物質得到更好的揮發。從營養品質及理化性質角度綜合考慮，優先考慮冷凍干燥的方式，條件選擇為：-60 ℃，9.8 Pa下預干燥10 h，磨粉后于相同條件下干燥2 h。