水分添加量对豇豆发酵过程中品质变化的影响

刘楚岑 谭兴和 张春燕 王 锋 郭红英 李清明 周红丽 刘宗敏 王栏树 严钦武

(1. 湖南农业大学食品科技学院，湖南 长沙 410128；2. 食品科学与生物技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410128；3. 湖南佳宴食品有限公司，湖南 长沙 410000；4. 湖南插旗菜业有限公司，湖南 岳阳 414000)

水分添加量对豇豆发酵过程中品质变化的影响

刘楚岑1,2谭兴和1,2张春燕1,2王 锋1,2郭红英1,2李清明1,2周红丽1,2刘宗敏1,2王栏树3严钦武4

(1. 湖南农业大学食品科技学院，湖南 长沙 410128；2. 食品科学与生物技术湖南省重点实验室, 湖南 长沙 410128；3. 湖南佳宴食品有限公司，湖南 长沙 410000；4. 湖南插旗菜业有限公司，湖南 岳阳 414000)

以干豇豆为原料，采用自然发酵法，研究水分添加量对豇豆发酵过程中品质变化的影响。结果表明：在发酵过程中，产品品质整体表现为，pH值呈下降趋势；除12%添加量外，水分越高，总酸含量越高；每组都有亚硝峰产生，水分添加量为16%，20%时，产品亚硝酸盐峰迟于其余3组，并且峰值更低；挥发酯含量先上升随后趋于平缓；水分添加量为14%，16%，18%时，挥发酸含量相对较高；第32天时，16%水分添加量产品的氨基酸含量大于其它组；发酵豇豆硬度、胶黏性、咀嚼性随水分含量的升高均呈先下降后上升的趋势。说明水分含量过高、过低，均不利产品的品质，当水分添加量为14%～16%时得所产品的品质最好。

发酵；蔬菜；豇豆；水分添加量

Abstract： This paper used dried cowpea as materials to study the different proportion of water which effected the quality of cowpea with wild fermentation method. The results showed that, during the fermentation process, with the addition of water, the cowpea’s pH value decreased. The total acid content increased with the water addition except when the amount of water was 12%. The peak of nitrite was slower and lower than others when proportion of water was 16% and 20%. The content of volatile ester increased firstly, then keep invariability. And the content of volatile ester was higher than the proportion of water was 14%,16% and 18%. After 32 days, the amino acid contents which the water addition was 16% higher than other treatments; with the increased of water content, the cowpea’s hardness, adhesive and chewiness were decreased at first, then increased. Taken together, when the proportion of water was between 14%～16%, the quality of cowpea with wild fermentation method was the best.

Keywords： fermentation; vegetable;Vignaunguiculata; water addition

豇豆(Vignaunguiculata)又被称为豆角，是盛产于夏秋两季的大宗蔬菜，味道及口感鲜嫩。豇豆含有丰富的营养成分(VC190 mg/kg、蛋白质1.5 g/100 g、叶绿素160 mg/kg、可溶性固形物10.15 g/100 g、有机酸0.2 g/100 g)[1]，被称为“蔬菜中的肉类”。豇豆呼吸强度大于普通蔬菜，极其不耐贮藏。发达国家通常将其进行脱水处理，以延长贮藏期，降低损耗率和运输费用[2]；中国常将豇豆发酵，利用乳酸菌来保藏豇豆，发酵豇豆是中国传统美食，因酸爽、适口、开胃的特点，被视为佐餐佳品，俗称为“酸豆角”。发酵豇豆中含有丰富的乳酸菌，乳酸菌是一种益生菌，有调节肠道内微生物结构，抑制有害微生物生长和繁殖等多种保健功能[3-4]，其在发酵过程中起着主导作用。

鲜豇豆具有季节性、无法保证全年制作发酵豇豆。采用干豇豆代替鲜豇豆作为发酵原料，可调节豇豆淡旺季保证原料周年供应，并提高豇豆的附加值，丰富产品形式，当前，对于发酵干制蔬菜的研究还停留在初期阶段。微生物在适宜的水分活度下，才能进行正常生理活动；水分活度低到一定程度时，乳酸菌会停止生长；水分活度过高时，利于腐败细菌与有害菌的生长，从而导致产品发酵失败[5-6]。有人[7]曾采用不同水分的腌制方法来腌制豇豆，但是并未设置水分添加量，为了进一步了解发酵豇豆产品质量与水分梯度的关系，本试验设置了12%，14%，16%，18%，20% 5个水分添加量，通过研究产品pH值、总酸、亚硝酸盐、挥发酯、挥发酸、游离氨基酸的动态变化，结合感官评价和质构测定，探究水分梯度对发酵豇豆的质量影响，以期为发酵干制蔬菜的工业化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豇豆(Vignaunguiculata)：湖南省插旗菜业有限公司；

辣椒(Capsicumannuum)：红线椒，水分含量为(52.50±0.01)%，市售；

雪天海藻碘盐：湖南省湘澧盐化有限责任公司；

金龙鱼菜籽油：益海嘉里粮油工业有限公司；

亚铁氰化钾、乙酸锌、冰醋酸、硼酸钠、盐酸、对氨基苯磺酸、乙酸萘乙二胺、亚硝酸钠、磷酸、硫酸、酚酞乙醇、甲醛：分析纯，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平：京制00000249型，北京赛多利斯仪器系统有限公司；

可见分光光度计：WFJ7200型，尤尼柯(上海)仪器有限公司；

磁力加热搅拌器：78-1型，金坛市医疗仪器厂；

精密酸度计：PHS-3C型，上海精密科学仪器有限公司；

质构仪：TA.XT.Plus.型，英国Stable Micro Systems公司。

1.3 试验方法

1.3.1 干豇豆的制备 选取新鲜豇豆清洗干净, 热烫后经太阳晾晒至水分含量为(13.18±0.01)%。

1.3.2 剁辣椒制备 将新鲜辣椒清洗干净，晾干表面明水，切分成1～2 cm长的小块，按照辣椒与食盐9∶1的比例加入食盐，拌匀，装坛，压紧、留1 cm頂隙，加坛盖，油封，自然温度下发酵制成剁辣椒。发酵50 d后，测得水分含量为(52.50±0.01)%。

1.3.3 豇豆处理与发酵 将干豇豆清洗干净，沥干后测定其含水量为(35.10±0.01)%时，切分成2 cm长条。取一定量的豇豆，以总重量定为100%，加入剁辣椒40%，食盐6%，新鲜豇豆水分含量为(92.33±0.01)%，经过预试验后，决定设置为添加12%，14%，16%，18%，20%的清水，拌匀、装坛、压紧、加盖，在自然温度下发酵，每隔5 d测亚硝酸盐和pH值，每隔15 d测游离氨基酸、挥发酸、挥发酯， 90 d时进行感官评价与质构检测。

1.4 检测项目及方法

1.4.1 水分含量测定 按GB 5009.3—2016中的直接干燥法执行。

1.4.2 pH值与总酸含量的测定

(1) pH值测定：按GB 5009.237—2016 执行。

(2) 总酸测定：按GB/T 12456—2008执行，以乳酸计。

1.4.3 亚硝酸盐含量的测定 按GB/T 5009.33—2010执行。

1.4.4 挥发酯含量的测定 参照文献[8]。

1.4.5 挥发酸含量的测定 按GB/T 10467—1989执行。

1.4.6 游离氨基酸含量的测定 参照文献[9]。

1.4.7 质构检测 根据文献[10]应用质构分析仪进行测定，测试模式为TPA，采用适配探头类型SMS P/36R，测定参数：测前速度3.0 mm/s，测中速度1.0 mm/s，测后速度1.0 mm/s；压缩比50%；两次下压间隔时间10.0 s。测试项目包括发酵豇豆的硬度、弹性、脆性、咀嚼性、胶黏性、黏性、回复性和黏聚性。

1.4.8 感官评定 根据文献[11]先观察色泽形态，闻气味，取40 g样品加入食用油5 g，清炒后入口进行评价。由10名经过训练的评定员按表1从5个方面打分，评分比为1∶1∶2∶3∶3，总分100分。

2 结果与分析

2.1 对pH值和总酸含量的影响

pH值与总酸含量，在一定程度上反映发酵进度。发酵过程是一个乳酸菌利用发酵底物不断产酸的过程，pH值和酸度不仅会影响发酵豇豆的风味，也会影响产品中乳酸菌的生长环境，随着酸度增加，有害菌的生长受到抑制，发酵主导菌不断变化[12]。

由图1(a)可知，随着发酵时间延长，pH值总体呈先下降后趋于平缓的趋势，发酵16～36 d时，20%组pH值下降速度快于其余4组，12%，14%组pH值下降趋势较其它3组更为平缓。发酵30 d时，16%组pH值明显低于其它几组。从整体上看，pH值变化不明显，可能是食盐浓度过高抑制乳酸菌生长[13]。由图1(b)可知，总酸总体呈上升趋势，在发酵前16 d，水分添加量越高，总酸含量上升越快。综上，说明水分添加量是影响其发酵的重要因素，在一定范围内，水分添加量越高，发酵速度越快。

表1 感官评价评定标准

图1 水分添加量对发酵过程中豇豆pH值与总酸的影响

Figure 1 Water gradient in the process of cowpea fermentation pH and total acid change (n=2)

2.2 对亚硝酸盐含量的影响

由图2可知，随着时间延长，都出现了亚硝峰。水分添加量为18%时，亚硝峰出现时间早于其它4组，且其峰值显著高于其它4组的(P<0.05)。16%，20%组亚硝峰出现最迟且峰值最小，可能是这2组产生的抑菌物质浓度高于其余组[14]，或者乳酸菌生长活力更旺盛[15]。从整体看，16%～20%水分添加量较优。根据行业标准NY/T 437—2012《绿色食品酱腌菜》中的规定，酱腌菜中亚硝酸盐含量应低于4 mg/kg，观察图2发现，发酵30 d后，亚硝酸盐含量均低于4 mg/kg，因此主要观察30 d后每组发酵产品的品质。

图2 水分添加量对发酵过程中豇豆亚硝酸盐含量的影响

Figure 2 Water gradient of cowpea fermentation process the influence of the change of nitrite content (n=2)

2.3 对挥发酯含量的影响

挥发酯是发酵豇豆中香味的主要来源物质，是一部分发酵风味物质的总和(如乙酸乙酯)，通过测定挥发酯，可判断风味物质变化趋势[16-17]。由图3可知，随着水分添加量的升高，挥发酯均先上升后保持小幅度波动，发酵32 d时，12%组挥发酯含量最低，16%组含量最高，说明水分添加量12%时过低，不利于挥发酯的产生，16%时最适于挥发酯的产生，因此16%水分添加量比较适宜。32 d后整体趋近平缓，且每组间有显著性差异(P<0.05)。

图3 水分添加量对发酵过程中豇豆挥发酯含量的影响

Figure 3 Water gradient of cowpea in the fermentation process by the change of volatile esters (n=2)

2.4 对挥发酸含量的影响

发酵蔬菜有独特的发酵风味，挥发酸是以游离状态或以盐的形式存在的所有乙酸等脂肪酸的总和，是反映风味的主要成分之一[18]。由表2可知，随着时间延长，12%，14%组挥发酸含量先快速上升再下降，随后继续上升，可能是水分添加过少会导致产挥发酸微生物的活动受到影响，挥发酸产生量低于挥发量时，其含量轻微下降，直到末期再继续上升[19]。16%组一直为上升趋势，前16 d，18%组上升速度明显快于其它4组，32～64 d时，12%，14%，18%，20%呈先上升再下降的趋势。这可能是发酵过程中的主导微生物在改变，其生长繁殖所需要的适宜水分含量也在变化[20]。综上所述，适当提高水分添加量，能使产品中挥发酸含量上升，但提高过多会导致含量显著降低，因此水分添加量可取中间值14%～18%。

2.5 对游离氨基酸含量的影响

豇豆中含有丰富的蛋白质，可在蛋白酶作用下分解成多种氨基酸。氨基酸是一种滋味物质，具有鲜味、甜味，如：天门冬氨酸等具有鲜味，其是发酵豇豆中风味物质重要构成成分[21]。由图4可知，随着发酵时间延长，16%，18%，20%组总体呈先上升再下降的趋势，16 d时达到峰值，且20%组与其它2组相比有显著性差异(P<0.05)。12%，14%组中游离氨基酸前16 d上升速度慢于其它3组，但是一直保持上升趋势，说明水分含量影响蛋白质分解速度。发酵32 d时，游离氨基酸含量顺序为16%组>14%组>18%组>20%组>12%组，且经SPSS分析，每组间无显著性差异，但是明显高水分和低水分都不利于游离氨基酸的产生。

表2 水分添加量对发酵过程中豇豆挥发酸含量的影响†

† 同行数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)，肩标相同字母表示差异不显著(P>0.05)。

图4 水分添加量对发酵过程中豇豆游离氨基酸含量的影响Figure 4 Water gradient of free amino acid change in cowpea fermentation process (n=2)

2.6 对质构的影响

由表3可知，随着水分添加量的提高，发酵豇豆的硬度、咀嚼性、胶黏性基本呈先下降后上升趋势，黏结性、回复性随着水分添加量的增高，较为稳定，每组之间无显著性差异(P>0.05)。当水分添加量为18%，20%时，硬度与其它3组相比有显著性差异(P<0.05)；12%组硬度最大。当水分添加为14%时，产品弹性达到最大值，且与12%，16%组相比有显著性差异(P<0.05)，产品咀嚼性达到最大值，硬度也偏高。综合考虑，添加16%～20%的水为宜。

2.7 对感官品质的影响

由表4可知，随着水分添加量的增加，产品色泽与形态变化不明显，每组间无显著性差异(P>0.05)。前4组气味、口味的变化无显著性差异(P>0.05)，但20%组打分明显偏低，与其它4组相比有显著性差异(P<0.05)。产品质地评分与总评分，总体呈先上升后下降的趋势，16%组质地评分最高，20%组评分最低，2组具有显著性差异(P<0.05)。从总评分来看，20%组评分明显低于其它4组，但是与12%组相比无显著性差异，说明水分添加量过高、过低都会影响产品的品质。

3 结论

通过改变水分添加量，研究了其对发酵豇豆pH值、总酸、亚硝酸盐、挥发酯、挥发酸、游离氨基酸、质构、感官评价的影响。结果表明，随着水分添加量的提高，pH值降低，总酸、挥发酯增高；16%，20%组，亚硝酸盐峰迟于其余3组，且峰值更低；挥发酸含量先上升后下降；14%，18%组，蛋白质分解成氨基酸的效率高于其余3组；发酵豇豆硬度、胶黏性、咀嚼性，基本呈先下降后上升的趋势；感官评定结果表明，水分添加量过低、过高，都对产品感官和品质有不利影响。单从水分来看，添加14%～16%的水能保证产品品质较好，发酵30 d后，符合绿色食品的要求(4 mg/kg)。

表3 水分添加量对发酵豇豆质构指标的影响†

† 同列数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)，肩标相同字母表示差异不显著(P>0.05)。发酵天数为90 d。

表4 5种水分添加量对发酵豇豆感官评分的影响

† 同列数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)，肩标相同字母表示差异不显著(P>0.05)。发酵天数为90 d。

本试验对干豇豆的发酵条件进行了初步试验，在其他条件一定时，发现水分对发酵结果起到了一定的影响。但豇豆的其它发酵条件仍需进一步的探索。

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Study on different Water addition changes in the quality and structure of fermented dry beans

LIU Chu-cen1,2TANXing-he1,2ZHANGChun-yan1,2WANGFeng1,2GUOHong-ying1,2LIQing-ming1,2ZHOUHong-li1,2LIUZong-min1,2WANGLan-shu3YANQin-wu4

(1.CollegeofFoodScienceandTechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha,Hunan410128,China; 2.HunanProvincialKeyLaboratoryofFoodScienceandBiotechnology,Changsha,Hunan410128,China; 3.HunanJiayanFoodCompanyLimited,Changsha,Hunan410000,China; 4.HunanChaQiVegetablesIndustryCompanyLimited,Yueyang,Hunan414000,China)

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.08.037

湖南省重点研发计划(编号：2016NK2113)

刘楚岑，女，湖南农业大学在读硕士研究生。

谭兴和(1959—)，男，湖南农业大学教授，博士。 E-mail: xinghetan@163.com

2017—05—24