闽北豆豉生产过程中营养成分的变化

张 静，魏礼慧，徐颖惠，陈宗道，张见明，黄 艳

（1.武夷学院 茶与食品学院，福建 武夷山 354300；2.武夷学院 生态与资源工程学院，福建 武夷山 354300；3.武夷学院 科研处，福建 武夷山 354300）

豆豉古称“幽菽”，是出现在我国先秦时期的一种传统发酵豆制品，《汉书》、《本草纲目》等古籍中均有记载。它是以大豆或黑豆为主要原料，经过微生物发酵而成的一种豆制品，在发酵过程中所产生的氨基酸与糖类等物质使豆豉具有鲜美的滋味和独特的风味[1-2]。我国的豆豉种类繁多，按发酵微生物种类的不同，可分为细菌型、毛霉型、根霉型、曲霉型和脉胞菌型；以产品形态可分为干豆豉和水豆豉两类，以口味又可分为淡豆豉、咸豆豉和酒豆豉三类[3-4]。隋唐时期，豆豉的制作方法随着佛教的传播流传到了日本、印度尼西亚等一些国家，从而演变成了现在的日本纳豆和印尼天培。因此，日本纳豆和印尼天培在生产工艺上和豆豉还是有着相似之处[5-8]。

闽北豆豉在当地被称为霉豆子，是豆豉的一种。闽北豆豉作为福建省闽北地域特色小菜，因其风味独特、口感美味而深受当地居民和外来游客喜爱。它是一种类似于细菌型豆豉的大豆发酵制品，传统制作方法是将蒸熟的大豆，包裹在稻草内，进行自然发酵，2 d后大豆表面发黏，用筷子夹起时有拉丝现象后，加入食盐、红曲和其他辅料装罐继续发酵一星期左右，即可产生成品闽北豆豉。经过民间长期的流传，闽北豆豉生产工艺不断完善，至今已基本形成比较成熟的家庭制作方法与技巧和比较固定的产品风味与品质。如果能够确定闽北豆豉的规模生产工艺与过程控制，传统风味的改善与品质的提升，产品质量标准与质量控制，产品的开发与策划等一系列工作，则可为闽北豆豉实现产业化发展奠定坚实的基础。

该研究是在对国内豆豉研究结果认真查阅及对闽北豆豉调研后的基础上展开试验的。主要目的是研究闽北豆豉生产过程中，水分、还原糖、蛋白质、氨基酸态氮及赖氨酸等营养成分含量的动态变化，为深化闽北豆豉试验研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆、食盐、红曲、黄椒等均购于闽北武夷山农贸市场。

氯化铜、亚铁氰化钾、乙酸锌、酒石酸钾钠、冰乙酸、甲醛、硫酸铜、茚三酮、乙二醇甲醚等均为分析纯：国药集团化学试剂有限公司；L-赖氨酸：上海展云化工有限公司；柠檬酸：西陇化工股份有限公司。

1.2 仪器与设备

KDN08C数控消化炉：上海新嘉电子有限公司；V-1100D型可见分光光度计：上海美普达仪器有限公司；PB-10酸度计：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；FW100高速万能粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；DHP-9082型电热恒温培养箱：上海慧泰仪器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 闽北豆豉的传统生产工艺及操作说明

大豆筛选→清洗→浸泡→蒸煮→沥干→冷却→稻草包裹→自然发酵→半成品→拌料→后熟→闽北豆豉成品→检测

操作说明：

①选料：选择无虫蚀、无霉烂变质且颗粒完整、均匀饱满的新鲜大豆。

②浸泡：将清洗干净的黄豆倒入盆中，加水使之淹没，浸泡2～5 h至90%以上豆粒无皱皮。

③蒸煮：常压蒸料在4 h左右，若在0.1 MPa压力下蒸25 min即可。蒸煮操作使熟豆的水分含量控制在50%左右为宜，水分过低不利于微生物的生长繁殖和产酶，且制好的闽北豆豉口感发硬；水分过高则易使其他杂菌繁殖，且豆粒容易溃烂。蒸熟的大豆颗粒完整，用手指能捻成豆饼状。

④沥干、冷却：将蒸好的熟豆倒入纱布袋中，沥干，冷却至（35±1）℃。

⑤稻草包裹：将冷却后的熟豆倒入铺好约5 cm厚稻草的纸箱内，再在熟豆表层铺盖上约5 cm厚的稻草。稻草的作用是为闽北豆豉的发酵提供枯草芽孢杆菌，同时还可吸收发酵过程中放出的氨味，给闽北豆豉提供特殊的发酵风味。

⑥发酵：由于闽北豆豉的生产受天气的影响，是具有季节性的地方产品。为了完成试验，克服这个问题，本试验在30 ℃，相对湿度为95%的条件下对其进行发酵（枯草芽孢杆菌最适宜的生长温度为30～37 ℃）。大豆表面发黏，用筷子夹起时有拉丝现象后发酵结束，一般2 d左右。

⑦拌料：每100 kg黄豆制成的闽北豆豉半成品中，加入食盐50 kg、红曲25 kg、黄椒0.5 kg，再添加煮豆水配成总量为300 kg。

⑧后熟：将上述物料拌均匀后，装入罐中。在室温条件下后熟1～2个星期即可。

⑨检测：以发酵7 d后豆豉进行各种指标测定。

1.3.2 营养成分含量变化的测定方法

水分的测定用直接干燥法[9]；还原糖的测定用直接滴定法[10]；蛋白质的测定用凯氏定氮法[11]；氨基酸态氮的测定用中性甲醛反应法[12]；赖氨酸的测定用分光光度法[13]。

2 结果与分析

2.1 闽北豆豉的发酵动态分析

2.1.1 发酵过程中闽北豆豉水分含量的变化

经过测定，原料大豆中水分含量只有10.86%，蒸煮后的原料水分含量最高。在发酵的过程中，水分含量日渐下降。

图1 闽北豆豉生产过程中水分含量的变化Fig.1 Change of moisture in the Minbei Douchi processing

从图1可以看出，蒸煮后的原料水分含量达53.34%，发酵1 d后，水分含量降为52.69%。在发酵的过程中，由于水分蒸发及微生物利用的原因，水分含量明显下降。到第7天时，水分含量已降至27.34%。另外，在闽北豆豉发酵过程中，蒸煮后的原料水分含量直接影响着发酵过程中微生物的生长和代谢，进而影响各种酶的产生，因此要控制好蒸煮后的原料水分含量，使其控制在50%左右。

2.1.2 发酵过程中闽北豆豉还原糖含量的变化

图2 闽北豆豉生产过程中还原糖含量的变化Fig.2 Change of reducing sugar content in the Minbei Douchi processing

从图2可以看出，在发酵过程中闽北豆豉中还原糖含量的变化呈先增后减的趋势，但总体含量变化不大。

在发酵开始阶段，由于微生物的生长需要能量，部分碳水化合物被分解，使淀粉等生物大分子分解产生还原糖，因此在发酵第1天～第5天这期间，还原糖的含量在逐渐上升，由1.42%上升至2.50%。而在第5天～第7天这个阶段，由于微生物产酶旺盛，一方面酶将大分子物质分解为小分子物质，并释放能量，另一方面微生物利用这些分解后的物质合成生物体，因此，此阶段还原糖含量急剧下降，到第7天时含量为1.82%。

2.1.3 发酵过程中闽北豆豉蛋白质含量的变化

图3 闽北豆豉生产过程中蛋白质含量的变化Fig.3 Change of protein content in the Minbei Douchi processing

从图3可以看出，蛋白质的含量在闽北豆豉发酵的前期略有上升，由36%上升至44.41%，它与发酵过程中固形物的损失有关，这与RUIZ-TERAN F等[14-15]的研究一致。由以上2.1.2还原糖含量的变化分析可知，在发酵过程中，由于被微生物分解而生成的还原糖等小分子物质再次被其利用生成生物有机体，因此发酵过程中存在固形物损失。

在发酵的后期，由于发酵体系所产生氨气的释放，导致试验结果测定的氮元素含量下降，从而体现在蛋白质含量的降低。所以蛋白质的含量由发酵4 d后的44.41%降为发酵7 d后的41.77%。

2.1.4 发酵过程中闽北豆豉氨基酸态氮含量的变化

图4 闽北豆豉生产过程中氨基酸态氮含量的变化Fig.4 Change of amino acid nitrogen content in the Minbei Douchi processing

氨基酸态氮可以反映出发酵制品是否已经成熟，因此对于闽北豆豉的生产有着很重要的指导意义，且制好的闽北豆豉中所具有的特殊风味也是由其所赋予的。另外，蛋白质的水解程度与氨基酸态氮的含量也有关。

从图4可以看出，闽北豆豉在发酵的过程中氨基酸态氮的含量明显升高，由发酵1 d后的0.45 g/100 g升至发酵7 d后的0.9 g/100 g。在豆豉的国家标准及各地的地方标准中最高要求氨基酸态氮≥0.8 g/100 g，闽北豆豉发酵7 d后的氨基酸态氮已＞0.8 g/100 g，说明发酵7 d闽北豆豉已发酵成熟，这也证明了闽北豆豉传统制作方法发酵时间为7 d的可行性。另外，氨基酸态氮在发酵过程中，一方面作为微生物的氮源被利用，另一方面，由发酵体系中的酶分解生成。

2.1.5 发酵过程中闽北豆豉赖氨酸含量的变化

图5 闽北豆豉生产过程中赖氨酸含量的变化Fig.5 Change of lysine content in the Minbei Douchi processing

从图5可以看出，在闽北豆豉的生产过程中，赖氨酸含量的变化呈直线增长趋势，由发酵1 d后的2.45 mg/100 g升至发酵7 d后的19.23 mg/100 g，含量增加了近7倍，与宋永生[16]的豆豉加工前后营养成分与活性成分变化的研究结果相似。在大豆蛋白质中含有的赖氨酸含量相对较高，但绝大部分以结合态形式存在，闽北豆豉发酵过程中，发酵菌种大量繁殖所产生的蛋白酶使大豆的蛋白质部分水解，使赖氨酸的含量提高，并使大豆的硬度下降。因此，闽北豆豉中的赖氨酸等游离氨基酸可在进食后直接被肠黏膜吸收，这对消化力减退和患有消化功能障碍的人是十分有利的。

3 结论

闽北豆豉是具有地方性的一种细菌型大豆发酵制品，人们对它的制作与产品质量的评价一般是依靠多年来的经验积累做出的判断，缺乏科学性。本研究通过试验得出的闽北豆豉在生产过程中，主要营养成分的含量变化如下：在发酵7 d后，水分含量变化呈直线下降趋势，由53.34%下降至27.34%，还原糖含量变化不大，呈先增后减的趋势，在1.42%～2.50%之间波动；蛋白质总的含量略有上升，由开始的36%升至41.77%；氨基酸态氮的含量明显升高，由0.45 g/100 g升至0.90 g/100 g；赖氨酸含量的变化呈直线增长趋势，由2.45 mg/100 g升至19.23 mg/100 g，含量增加了近7倍。

目前闽北豆豉一直是停留在农家自产自销和小作坊生产的状态，其生产规模扩大、产品品质提升、发酵过程中有益微生物的确定及其生产、产品风味的改善、科学生产等研究还没有被重视，这是制约其发展和向产业化转化的关键。

本研究通过试验得出的闽北豆豉在发酵过程中水分、氨基酸态氮这些指标含量的变化情况，可以为今后指导闽北豆豉生产、优化工艺、提高产品质量提供参考。

[1]藉保平.豆制品安全生产与品质控制[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2]林晓华.曲霉型豆豉的发酵条件及挥发性成分的研究[D].南昌：南昌大学硕士论文，2013.

[3]郑建安.功能性食品（第二卷）[M].北京：中国轻工业出版社，2002.

[4]崔洪斌.大豆生理活性物质的开发与应用[M].北京：中国轻工业出版社，2001.

[5]CHEN Q,HE G.Research advancement of nattokinase[J].Food &Fermentation Industries,2001,27(12):55-58.

[6]MINE Y,WONG A H K,JIANG B.Fibrinolytic enzymes in Asian traditional fermented foods[J].Food Res Int,2005,38(3):243-250.

[7]代丽娇，孙 森，钱家亮.豆豉营养与保健功能的研究[J].粮食加工，2007，32（2）：57-59.

[8]牛广财，贾亭亭，魏文毅，等.淡豆豉的研究进展[J].中国酿造，2013，32（9）：6-10.

[9]中华人民共和国卫生部.GB 5009.3—2010 食品中水分的测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

[10]中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.7—2008 食品中还原糖的测定[S].北京：中国标准出版社，2008.

[11]中华人民共和国卫生部.GB 5009.5—2010 食品中蛋白质的测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

[12]中华人民共和国国内贸易部.SB/T 10229—1994 豆制品理化检验方法[S].北京：中国标准出版社，1994.

[13]王德利，曲红杰，张玉瑛.分光光度法测定豆类食品中赖氨酸含量的研究[J].内蒙古科技与经济，2005（16）：65.

[14]RUIZ-TERAN F,OWENS J D.Chemical and enzymic changes during the Fermentation of baeteria-free soya bean tempeh[J].J Sci Food Agric,1996,71(4):523-530.

[15]张建华.曲霉型豆豉发酵机理及功能性的研究[D].北京：中国农业大学博士论文，2003.

[16]宋永生.豆豉加工后营养与活性成分变化的研究[J].食品工业科技，2003，24（7）：79-81.