热处理小麦粉对豆酱风味的影响研究

彭超，王亚琦

（佛山海天调味食品股份有限公司，广东 佛山 528000）

黄豆酱起源于我国，是一种历史悠久的传统发酵食品，是以大豆等为主要蛋白质原料，辅以面粉等淀粉质辅料，在微生物（包括米曲霉、酵母菌、乳酸菌等）的协同发酵作用下，形成富含多种氨基酸、多肽、维生素、矿物质及其他有机化合物的调味食品［1，2］。同时，发酵过程中的多种复合发酵代谢反应（如Maillard反应、酸发酵、醇发酵等）会产生大量的风味化合物，赋予了黄豆酱独特的色、香、味，用于日常饮食和烹调中具有改善滋味、提升色泽及调和香气等作用，成为了备受世界各国人民喜爱的佐餐及调味佳品［3－6］。

原料的种类及预处理方式、制曲及发酵过程中的温度、水分及周期等都对黄豆酱的滋味及香气成分有显著的影响。原料处理是黄豆酱生产中的重要工序，淀粉质原料处理的主要目的是进行原料杀菌及糊化，从而利于米曲霉生长，发酵过程中淀粉酶更易发挥作用［7］。在黄豆酱生产中，利用高温蒸汽加热是一种常见的预处理方法，有研究表明，经高温处理后，小麦粉的香气突出，制曲杂菌少，有益于黄豆酱风味物质的形成［8］。因此，探究不同原料预处理方式对黄豆酱风味的影响，分离、鉴定其基本呈味物质及挥发性香气化合物，并探索其在制曲、发酵等过程中的形成机理，有助于为黄豆酱生产中工艺的优化提供科学依据，对黄豆酱产品质量改善、新调味品及其相关食品的开发具有重要意义。

本文以热处理小麦粉发酵所得黄豆酱为研究对象，监控发酵过程中的各项理化指标，分析黄豆酱中的氨基酸成分，并以顶空固相微萃取-气质联用（HSSPME-GC-MS）技术分离、鉴定其挥发性风味化合物的种类及相对含量，并结合感官评价分析，研究热处理小麦粉对黄豆酱滋味及挥发性风味成分的影响，为黄豆酱前处理方式及工艺优化方案提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

种曲：佛山市海天调味食品股份有限公司，自制；黄豆、小麦粉、食盐：均为市购。

无水乙醇、苯酚、浓硫酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、甲醛、盐酸：均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；三氟乙酸、氨基酸标准品、香气化合物标品：均为色谱纯，美国Sigma公司。

CPA224S分析天平 德国赛多利斯集团；Trace DSQ气相色谱-质谱联用仪 美国Thermo公司；DB-5MS柱 美国J ＆W Scientific公司；A300全自动氨基酸分析仪 德国曼默博尔公司；BSD-150恒温培养箱 上海博讯医疗生物仪器股份有限公司；UV-2100紫外可见分光光度计 上海元析仪器有限公司；Tim840全自动电位滴定仪 雷迪美特公司。

1.2 实验方法

1.2.1 小麦粉的热处理

将市购的小麦粉置于高压蒸汽灭菌锅中于121℃蒸煮20min，之后与大豆、种曲等混合制曲。

1.2.2 还原糖的测定

采用DNS法，参照Zhu的方法［9］。

1.2.3 氨基酸态氮的测定

参照 GB 18186－2000［10］，采用甲醛滴定法原理，使用自动电位滴定仪测定。

1.2.4 游离氨基酸含量的测定

采用日立L-800型全自动氨基酸分析仪测定［11］。取适量样品溶解于超纯水中，振荡混合均匀后，常温下静置提取氨基酸30min，之后定容至50mL容量瓶中；取定容后的样液4mL，按样品∶磺基水杨酸（15%）为4∶1加入磺基水杨酸，混合均匀，置于4℃冰箱中冷藏静置60min；将上述溶液于4℃下以1000r／min离心15min，取离心后的上清液重复上述离心步骤；将上述离心液经0.22μm的滤膜过滤后于氨基酸分析仪进行检测。

1.2.5 HS-SPME萃取挥发性风味物质

准确称取10g黄豆酱置于气相萃取瓶中，并添加20μL 2-甲基-3-庚酮的甲醇溶液（1.724mg／L），采用顶空-固相微萃取的方式收集黄豆酱中的香气化合物。

1.2.6 GC-MS分离待测样品

GC-MS的分离过程采用毛细管柱（直径为0.25μm，尺寸为30m×0.25mm），分离条件如下：

升温条件：0～2min，40℃；2～18min，升温速度5℃／min，升至120 ℃；18～20min，120 ℃；20～35min，升温速度7℃／min，升至220℃；35～40min，220℃。

温度：离子源温度230℃，进样口温度250℃。

扫描条件：载气为分流比10∶1的高纯度氦气，流量为1.0mL／min，离子化能量：70eV，扫描范围：质荷比（m／z）：35～350。

1.2.7 挥发性化合物的鉴定

待GC-MS进行样品分离及数据采集后，采用XcaliburTM软件，结合人工方式和自动搜索解析离子峰碎片，并与检索谱库进行匹配，采用面积归一化法计算相对含量。

1.2.8 感官评价分析

参照GB／T 24399－2009《黄豆酱》感官检验方法并做适当修改［12］，随机选择10～15名食品专业人员组成评定小组，对黄豆酱进行甜味、鲜味、咸味、酯香、酱香、色泽、体态及口感协调性8个方面感官评价，其中分值越高，代表喜好度越好，满分为10分。

1.2.9 数据分析

所有试验均重复3次，并采用SPSS 16.0（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）统计分析软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 小麦粉热处理前后豆酱发酵还原糖的变化

制曲结束后添加1.5倍的21%质量分数的盐水，恒温30℃发酵，发酵至60天，豆酱发酵过程中还原糖的变化趋势见图1。

图1 小麦粉热处理前后豆酱发酵还原糖的变化Fig.1 Changes of reducing sugar in soybean paste before and after heat treatment of wheat flour

由图1可知，相同工艺发酵条件下，热处理后的小麦粉在发酵过程中还原糖生成速度非常快，特别是在发酵前期15天，这和小麦粉经过热处理后糊化度提高有对应性，糊化度提升后能够加快淀粉类物质的酶解，前期还原糖生成速度快更有利于美拉德反应生色生香，对豆酱的色泽、香气有提升作用。豆酱发酵中后期还原糖有下降趋势，主要因为后期还原糖反应和利用消耗的速度大于其生成速度。

2.2 小麦粉热处理前后豆酱发酵氨基酸态氮的变化

氨基酸态氮对豆酱的口感和鲜味影响较大，研究经过热处理后氨基酸态氮的变化情况，见图2。

图2 小麦粉热处理前后氨基酸态氮的变化Fig.2 Changes of amino acid nitrogen in soybean paste before and after heat treatment of wheat flour

由图2可知，随着发酵周期的延长，豆酱氨基酸态氮呈逐步上升的趋势，热处理小麦粉工艺在整个发酵过程均高于正常工艺的对照组。

2.3 小麦粉热处理前后发酵豆酱游离氨基酸分析

为探究热处理小麦粉制曲发酵后产品鲜、甜味突出的原因，取豆酱产品进行游离氨基酸成分分析，结果见表1。

表1 小麦粉热处理前后黄豆酱的氨基酸组成Table1 The content of amino acid in soybean paste before and after heat treatment of wheat flour

续 表

由表1可知，热处理组的氨基酸含量较对照组显著提高，约为16%。根据对氨基酸滋味的特征描述，氨基酸主要可分为鲜味、甜味、苦味和无味。鲜味主要是天冬氨酸、谷氨酸，甜味主要是苏氨酸、甘氨酸、丝氨酸和丙氨酸，主要对比两组的鲜味和甜味氨基酸，分析结果见图3，热处理鲜味氨基酸总量比对照组高35%，而甜味氨基酸总量比对照组高27%，这也是热处理后豆胚鲜、甜味增加的主要原因。

图3 小麦粉热处理前后黄豆酱鲜味和甜味氨基酸总量分析Fig.3 The content of umami and sweet amino acid in soybean paste before and after heat treatment of wheat flour

2.4 小麦粉热处理前后豆酱发酵挥发性香气分析

对发酵完成的黄豆酱进行了风味物质的测定，待GC-MS进行样品分离及数据采集后，采用XcaliburTM软件，结合人工方式和自动搜索解析离子峰碎片，并与检索谱库进行匹配，采用面积归一化法计算相对含量，结果见表2。

表2 小麦粉热处理前后黄豆酱挥发性风味成分分析Table2 The analysis of volatile compounds in soybean paste before and after heat treatment of wheat flour

续 表

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由表2可知，对照发酵组一共检测、解析出30种挥发性风味物质，其中包括11种醇类化合物、5种酯类化合物、3种醛类化合物、3种酮类化合物、4种酚类化合物、2种杂环类化合物和2种烃类物质。而热处理发酵组一共检测、解析出37种挥发性风味物质，其中包括8种醇类化合物、7种酯类化合物、7种醛类化合物、4种酮类化合物、3种酚类化合物、6种杂环类化合物和2种烃类物质。对比两组最大的区别是热处理组的醇类少于对照组，而其他黄豆酱特征香味物质的种类和含量占比明显多于对照组。

黄豆酱中的醇类物质主要来自于酵母菌的发酵作用［13］，由于其有较高的阈值，故而大部分对香气的贡献较小。经过热处理后，面粉制曲发酵后乙醇明显减少，转化成其他风味物质。有研究表明某些醇类物质也对黄豆酱的风味具有显著的改善作用，如苯乙醇在嗅闻试验中体现出很好的香气，提高了黄豆酱的醇香。

豆酱香气的主要来源是其中丰富的酯类物质，赋予其独特的果香、食品甜香，酯类物质一般是由酵母菌发酵所得，或是由醇类和有机酸类物质经过酯化反应催化而形成的复杂化合物。热处理组的乙酸乙酯和乳酸乙酯明显高于对照组，酯类物质在黄豆酱中起到香甜、浓郁而柔和的基底作用，能够明显增强黄豆酱风味。Yamabe、徐琳娜等［14，15］报道，随着黄豆酱的发酵成熟，乙基酯的含量持续提高，可以体现黄豆酱的成熟度。另外，黄豆酱中也含有苯甲酸乙酯和苯乙酸乙酯，苯甲酸乙酯呈现出显著的葡萄香气，气味浓郁强烈，但持久力一般；苯乙酸乙酯则呈现出麦片香味，这两类有机酯类成分香气柔和、适中，对黄豆酱的香气起到了重要作用。

豆酱的挥发性化合物中含有多种醛类、酮类物质，虽然含量较低，但有研究表明醛类阈值较低，微量的醛类物质即具有果香、坚果香及清香等气味，对黄豆酱的香气具有一定的调和作用［16］。醛类方面，热处理组异戊醛、苯甲醛和苯乙醛高于对照组，特别是苯乙醛明显高于对照组，这些醛类化合物中，异戊醛具有苹果气味，苯甲醛具有类似杏仁的香味以及焦糖的风味，是关键香气化合物之一；苯乙醛有浓郁的玉簪花香气和水果的甜香味。酮类方面，加热组比对照组少了具有酸臭味的3-辛酮。酚类方面，酚类物质主要经曲霉菌、球拟酵母的发酵作用生成，含量不高，对香气作用却十分明显。试验组的4-乙基愈创木酚占比明显高于对照组，该成分也是公认的产生酱香的关键成分之一［17］，具有酱油味的麦芽酚在加热组也偏高。另外，发现加热组中含氮类杂环类化合物的种类多于对照组，含氮类化合物主要是由蛋白质、氨基酸热分解、糖与蛋白质或氨基酸的Maillard反应所形成，一般具有烤面包香气以及烤味等，也属于黄豆酱主要的呈香物质。

2.5 小麦粉热处理前后发酵豆酱感官质量对比

两组酱胚进行相同的煮制工艺，按照产品的喜好度对产品进行感官鉴评，其中分值越高，代表喜好度越好，满分为10分，鉴评结果见图4。

图4 小麦粉热处理前后发酵的黄豆酱的感官评价Fig.4 Comparison of sensory evaluation of soybean paste before and after heat treatment of wheat flour

由图4可知，热处理后的豆酱产品在色泽、酱香、酯香以及口感的鲜甜味、协调性方面均有较大的优势，产品质量有较显著的提升。

3 结论

小麦粉经过热处理后，黄豆酱产品的氨基酸态氮和还原糖含量均有所提高。氨基酸分析表明，小麦粉热处理发酵组的鲜味及甜味氨基酸含量显著提高，分别提高了35%和27%。两种黄豆酱所含挥发性化合物的种类及含量均有较大差异，其中，热处理发酵组共检测出37种挥发性香气化合物，对照发酵组共检测出30种挥发性香气化合物，热处理发酵组中醇类物质显著降低，其他香气类物质（如醛类、酮类及酚类等）显著提高，风味物质比例提高，香气更加丰富浓郁。

小麦粉热处理对黄豆酱的色泽、香气、滋味、体态及口感协调性等方面均有不同程度的影响，经过热处理后，黄豆酱的色泽、香气及鲜甜、味显著提高，体态略微下降，咸味受影响较小，故而，热处理后的黄豆酱产品在色泽、酱香、酯香以及口感的鲜、甜味、协调性方面均有较大的优势，感官风味最佳，产品质量有较显著的提升。