三种发酵方式制备黄豆酱的品质比较

解殿伟，袁秋萍

(1.浙江特殊教育职业学院，杭州 310023；2.浙江科技学院 生物与化学工程学院，杭州 310023；3.浙江省农产品化学与生物加工技术重点实验室，杭州 310023；4.浙江省农业生物资源生化制造协同创新中心，杭州 310023)

黄豆酱又称大豆酱、豆酱、黄酱，是一种以大豆为原料经发酵而成的半固体粘稠状发酵酱[1]。其富含多种氨基酸、可溶性蛋白质、矿物质和维生素，在调味品领域具有重要作用。目前黄豆酱发酵主要以自然发酵方式、低盐发酵方式与复合发酵方式为主[2]。自然发酵方式制备的黄豆酱主要是在多种微生物作用下经历成分降解、风味物质形成、产物再平衡3个阶段，自然接种，发酵周期长，风味醇厚[3]；低盐发酵方式主要是人工接种单一菌种制曲，降低食盐添加量，其发酵周期较短，风味不够醇厚[4]；复合发酵方式采用人工加曲与自然发酵结合，该种方法制备的黄豆酱风味醇厚，发酵周期短[5]。3种发酵方式各有利弊，探寻一种合理的发酵方式成为黄豆酱生产领域的研究重点。

大豆通称黄豆，在我国种植面积较广，主要集中在东北平原、黄淮平原、长江三角洲和江汉平原，价格低廉，富含蛋白质[6]。本文以东北平原生产的黑农48大豆为原料，采用自然发酵方式、低盐发酵方式与复合发酵方式制备黄豆酱，对比分析黄豆酱成品中氨基酸态氮、色泽、总氮、可溶性氮、挥发性风味物质等指标，以及生酱及烹饪加工后熟酱的感官性状的差异，为相关研究提供了模式参考，为黄豆酱生产工艺优化提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

许氏大酱：购于黑龙江省许氏食品有限公司；黑农48大豆、色拉油、食盐、面粉等：购于浙江省杭州市沃尔玛购物广场(黄龙店)；沪酿 3.042米曲霉：购于浙江省微生物研究所；其他试剂均为国产分析纯。

1.1.2 仪器

BKQP-50高压灭菌锅 山东博科科学仪器有限公司；FA1004B电子天平 上海精密仪器仪表有限公司；HunterLab色差仪 上海贝夫化工科技有限公司；GCMS-QP2010气质联用仪 岛津企业管理(中国)有限公司；WH420/620恒温加热磁力搅拌器 北京桑翌实验仪器研究所；5427R台式高速冷冻离心机 艾本德(中国)有限公司；SW-CJ-1BU超净化工作台 上海百典仪器设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 黄豆酱制备工艺1.2.1.1 自然发酵方式

购买样品许氏大酱，该样品采用自然发酵方式，其制备工艺主要包括浸泡、蒸煮、制酱胚、自然接种、晾晒、水洗、下酱缸、晒酱等，其方法与传统农家生产黄豆酱方法基本相同，发酵周期约为100 d。

1.2.1.2 低盐发酵方式

参照张辉[7]、张菁[8]的方法。首先制曲，将大豆浸泡24 h，沥干水分放入高压灭菌锅蒸煮1 h，然后沥干水分，拌入面粉(黄豆与面粉的比例为9∶1)，冷却至30 ℃时，接入米曲霉种曲，混合均匀，放入恒温培养箱30 ℃堆积培养18 h，翻曲后平铺培养25 h，成曲；然后将制成的曲与100%质量的盐水(浓度12%)放入发酵罐，在40～42 ℃发酵10 d，调低温度至30～32 ℃继续发酵20 d，制得黄豆酱。

1.2.1.3 复合发酵方式

参照高雅文等的方法。制曲方法同低盐发酵方式，将制成的曲与100%质量的盐水(浓度18%)放入酱缸，每2 d自然晒酱50 min，并打耙5 min，常温发酵45 d，制得黄豆酱。

1.2.2 理化指标测定

参考康蕾[9]的方法，采用甲醛滴定法检测氨基酸态氮；参考朱楠楠[10]的方法，依据GB/T 5009.5-2010的规定检测总氮；依据GB/T 24399-2009的规定检测可溶性氮。

1.2.3 色泽测定

参考徐晗等[11]的方法，采用色差仪测定L*、a*、b*值。

1.2.4 挥发性风味物质测定

参考乔鑫[12]的方法，采用固相微萃取与气质联用方法进行测定。固相微萃取条件：将15 g样品加入去离子水15 g、1.5 g NaCl，恒温水浴搅拌15 min，经萃取头吸附20 min，解吸20 min；GC条件：采用程序升温，上升温度250 ℃，速率6 ℃/min，载气为N2；MS条件：接口温度210 ℃，离子源温度190 ℃，电子扫描范围28～430 m/z。将样品挥发性化合物的图谱经计算机分析匹配，相对百分比含量用面积归一法计算。

1.2.5 感官评价

分别对3种方法制备的黄豆酱进行感官评价，选取10位(男女各5人)年龄在20～25岁之间具有食品专业背景的人员组成，经过针对本次实验内容的培训，对未加热制熟黄豆生酱和烹饪成熟后的黄豆酱进行感官评价[13]。烹饪成熟后感官评价是将3种方法制备的黄豆酱放入其质量0.5倍的色拉油中，加热至160 ℃，继续搅拌加热5 min，拌入煮熟面条进行感官评价[14]，具体评价标准见表1。

表1 黄豆酱感官评定标准表Table 1 The sensory evaluation standard table of soybean paste

1.3 数据分析

样品平行测定3次，使用Excel 2010 软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同发酵方式对黄豆酱氨基酸态氮的影响

图1 黄豆酱氨基酸态氮含量Fig.1 Amino acid nitrogen content of soybean paste

氨基酸态氮在黄豆酱的发酵过程中参与合成醇类等风味物质，也是鲜味的主要呈味物质，是发酵型黄豆酱的主要品质指标[15]。根据国标GB/T 24399-2009的规定，黄豆酱中氨基酸态氮含量应满足≥0.50 g/100 g，由图1可知，3种发酵方式制备的黄豆酱氨基酸态氮含量均达到国家标准。氨基酸态氮含量主要受黄豆酱发酵过程中蛋白质酶解程度的影响，自然发酵方式制备的黄豆酱种曲源于自然，发酵时间最长，其蛋白质酶解产物氨基酸态氮含量最高；复合发酵方式通过人工添加种曲与自然发酵相结合的方式，能有效地提高酶活性，蛋白质酶解程度较好，其氨基酸态氮含量与自然发酵方式制备的黄豆酱氨基酸态氮含量差异性不显著；低盐发酵方式通过人工添加曲种，能有效地控制酶活性，但因受发酵温度与发酵时间的影响，氨基酸态氮含量最低。

2.2 不同发酵方式对总氮、可溶性氮含量的影响

表2 黄豆酱总氮、可溶性氮含量检测结果Table 2 Test results of total nitrogen content and soluble nitrogen content of soybean paste

衡量蛋白质利用率的重要指标通过黄豆酱中的总氮含量来体现，可溶性氮主要包括可溶性蛋白质、肽和氨基酸，其含量主要表现为黄豆酱被人体消化吸收利用程度，其含量多少直接影响黄豆酱的品质[16]。由表2可知，3种发酵方式制备的黄豆酱，自然发酵方式总氮含量最高，达到0.91 g/100 g，其次为复合发酵方式，最低的为低盐发酵方式，不同发酵方式对黄豆酱总氮含量影响差异显著(p<0.05)；自然发酵方式制备的黄豆酱可溶性氮含量最高，其含量与复合发酵方式制备的黄豆酱可溶性氮含量差异不显著(p>0.05)，低盐发酵方式制备的黄豆酱可溶性氮含量最低。综上分析，自然发酵制备的黄豆酱蛋白质利用率最高，被人体消化利用程度较好，其次为复合发酵方式、低盐发酵方式。

2.3 不同发酵方式对黄豆酱色泽的影响

表3 黄豆酱色泽检测结果Table 3 Test results of color of soybean paste

黄豆酱的色泽主要受发酵过程中酶促褐变反应和非酶褐变的影响，大豆蛋白酶分解成肽与氨基酸，在空气中的氧气以及酶的作用下经过氧化等系列反应，形成棕色[17]。由表3可知，复合发酵方式制备的黄豆酱L*值最高，其次为自然发酵、低盐发酵，即复合发酵制备的黄豆酱亮度最佳；低盐发酵方式制备的黄豆酱a*值最低，b*值最高，即红色度最低，黄色度最高，自然发酵优于低盐发酵，复合发酵最佳。大豆酱在自然发酵过程中，蛋白质变性，种曲添加、发酵时间及发酵温度直接影响蛋白质变性程度，发酵时间过短不利于酶促褐变反应的发生，影响色素产生，导致成品色泽不佳。总体分析，复合发酵方式制备的黄豆酱色泽最佳，其次为自然发酵、低盐发酵。

2.4 不同发酵方式对黄豆酱挥发性风味成分的影响

表4 黄豆酱挥发性风味成分检测结果Table 4 Test results of volatile flavor components of soybean paste

注：“-”表示未检测出。

黄豆酱在发酵过程中，其原料本身具有的风味物质、微生物代谢产物以及发酵过程中的反应生成物[18]，其中大分子蛋白质以及淀粉等被曲种中的酶水解成氨基酸等小分子物质，利用酵母菌和乳酸菌发酵产生醇类物质和酸类物质，合成酯类风味物质[19]。米曲霉分泌的酶类能够将原料中的蛋白质分解为氨基酸，将碳水化合物分解为糖类物质，酵母菌和乳酸菌将糖分解成乙酸、乳酸等产物[20]；各种醇类、乳酸和乙酸结合成乳酸乙酯和乙酸乙酯等呈香味物质[21]。3种发酵方式制备的黄豆酱受曲种添加、发酵时间、发酵温度等的影响，导致挥发性风味物质的差异。由表4可知，共检测出27种风味物质，其中醇类物质6种，醛类物质5种，酸类物质6种，酮类物质3种，酯类物质3种，酚类物质2种，杂环类2种。

醇类物质主要是氨基酸代谢的产物，对黄豆酱挥发性成分影响较大。3种发酵方式制备的黄豆酱均含醇类，其中自然发酵方式与复合发酵方式制备的黄豆酱含有4种醇类物质，低盐发酵方式含有全部6种，含有另外两种发酵方式未检测到的乙醇和3-辛醇，这两种醇类主要呈现酒香和苦味，随着发酵时间延长，两种醇类物质被分解；酸类化合物对挥发性风味影响较小，受发酵时间影响，时间越长，酸类物质含量相对较低，自然发酵方式制备的黄豆酱酸类化合物少于复合发酵方式制备的黄豆酱，低盐发酵方式制备的黄豆酱酸类化合物含量最高。脂质氧化产物醛类和酮类能产生令人愉悦的气味，主要丰富黄豆酱滋味的醇厚度；黄豆酱中的酯类物质主要增加其回味感。

综合分析，自然发酵方式与复合发酵方式制备的黄豆酱含有有利挥发性风味物质种类最多，风味效果优，低盐发酵方式相对较差。

2.5 不同发酵方式对黄豆酱感官评价的影响

黄豆酱感官分析选取色泽、体态、气味和滋味4个指标进行评价，分别评定生酱感官指标与熟酱感官指标，具体结果见图2和图3。

图2 生酱感官评定结果Fig.2 Sensory evaluation results of raw sauce

图3 熟酱感官评定结果Fig.3 Sensory evaluation results of cooked sauce

黄豆酱滋味主要为其鲜味与咸味，以及其他复合味道，氯化钠含量直接影响其咸度，发酵过程中氨基酸和呈味核苷酸等风味物质协同作用，增加黄豆酱香味，在加热过程中，受油脂影响，其滋味醇厚度会增加[22]。由图2和图3可知，生酱与熟酱的滋味评分结果：复合发酵方式制备的黄豆酱最佳，其次为自然发酵方式，两者差异性不显著，低盐发酵方式制备的评分最差，结果与黄豆酱氨基酸态氮含量分析一致。复合发酵法通过人工添加种曲，并采用自然温度为发酵环境，既能控制发酵温度对发酵效果的影响，又能有效地控制菌落发酵过程，黄豆酱色泽主要受发酵效果和发酵时间的影响；低盐发酵方式发酵时间最短，发酵程度较弱，不利于色泽自然形成，复合发酵方式色泽最佳，其次为自然发酵，这一结果与黄豆酱色泽分析一致；有研究表明发酵过程中菌落种类及发酵时间直接影响黄豆酱蛋白质酶活性，延长发酵时间，有利于微生物产生风味物质[23]。自然发酵方式自然接种，发酵时间最长，其风味物质相对丰富，生酱气味优于低盐发酵方式，加热后的熟酱受油脂作用影响，气味评分与复合发酵方式制备的黄豆酱相近，低盐发酵方式因发酵时间最短，不利于风味物质的产生，生酱与熟酱评分最差，这一结果与黄豆酱挥发性风味成分分析一致；体态主要受含水量及发酵效果的影响，3种发酵方式制备的生酱和加热成熟酱评分相差较小，复合发酵方式优于自然发酵方式和低盐发酵方式。

3 结果与讨论

本研究对3种发酵方式制备的黄豆酱品质进行比较分析，结果表明：(1)3种发酵方式制备的黄豆酱氨基酸态氮含量均达到国家标准，均具有良好的感官性状，易于消化吸收，挥发性风味物质种类丰富，品质佳；(2)自然发酵方式与复合发酵方式制备的黄豆酱在氨基酸态氮含量、总氮含量、可溶性氮含量以及挥发性风味成分含量差异不显著(p>0.05)，低盐发酵方式相对差异显著；(3)自然发酵方式自然添加曲种，发酵时间最长，风味物质丰富，除生酱色泽弱于复合发酵方式，其他指标均优。复合发酵方式通过人工添加曲种结合自然发酵环境，其发酵时间短于自然发酵，但是其能有效地调控黄豆酱发酵，缩短发酵时间。低盐发酵方式降低了盐的添加量，结合人工添加曲种，利于蛋白质水解，但是其发酵效果略差，整体品质不及自然发酵与复合发酵。

综上，复合发酵在整体风味方面与自然发酵有一定差异，但是差异不显著，其兼顾了自然发酵与低盐发酵的优点。快速、低盐是今后黄豆酱发酵制品生产的趋势，优选多种发酵方式，通过合理的曲种添加，结合适宜的发酵环境，制备品质优良的黄豆酱成为研究方向。