减盐豆酱的品质变化及货架期预测

李天一，杨丽军，苏 超，夏 楠，张冬冬

（芜湖职业技术学院 食品与生物工程学院，安徽 芜湖 241006）

发酵豆制品是以大豆为原料采用微生物接种方式或利用环境中的微生物发酵形成的易于人体消化吸收的调味品[1].在发酵过程中，通过微生物菌系分泌的酶类将大豆原料降解成具有更高生理活性的物质[2-3]，从而使豆酱具有抗氧化、降低胆固醇等多种功效[4-5]，它可作为佐料用于多种食品的烹饪中，也可单独食用，深受人们的喜爱[6].大多工业化生产的豆酱含盐量较高，而摄入过多的盐会危害人的身体健康[7]，故减盐已成为豆酱的发展趋势[8].然而，当豆酱含盐量较低时，在储藏过程中易受外界环境影响导致多种有害微生物的生长繁殖[9-10]；其中的营养物质也易受到污染而发生改变，出现色泽变暗、口感变酸[11]、胀袋等现象.这不仅会影响产品的口感及品质，甚至产生食品安全问题[12-13]，对人的身体健康造成危害.

在减盐豆酱储藏过程中，相关的品质指标会发生动态变化，如何快速有效的评估减盐豆酱在储藏期间品质变化并准确预测货架期已成为研究发酵食品的热点之一.采用数学公式拟合的方式对储藏过程中减盐豆酱品质变化趋势进行表达，并通过相关的动力学模型对其货架期进行准确的预测[14-15]是目前研究的重要方向.氨基酸态氮[16]、总酸、菌落总数[17]又是减盐豆酱品质把控的重要指标.因此，本研究分别在4、25 和37 ℃储藏温度下，对减盐豆酱的以上3 项指标进行定期测定并进行感官评分，采用数学方式进行货架期模型构建，对减盐豆酱的货架期进行预测，以期提高减盐豆酱的安全稳定性，并为今后的生产、储藏、运输和销售过程中品质的监控及货架期的延长提供参考.

1 材料与方法

1.1 实验材料

主要实验材料：减盐豆酱（实验室自制）、牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、甲醛、盐酸、氢氧化钠、葡萄糖等.

1.2 主要仪器

主要仪器：PHS-3E型酸度计（上海仪电科学仪器股份有限公司）、LRH-70型电热恒温培养箱（上海恒一精密仪器有限公司）、磁力搅拌器（上海冠森生物科技有限公司）、XZG-3-A 型旋转蒸锅（温州市博泰机械科技有限公司）.

1.3 实验方法

1.3.1 减盐豆酱的生产工艺流程 生产工艺流程：大豆→除杂→浸泡→蒸料→制酱曲→加盐水→发酵→灌装→封袋→灭菌→成品.先将品质优良的大豆置于泡豆池中用清水于室温条件下浸泡，将浸泡后的大豆置于旋转蒸锅中进行蒸煮（蒸气压0.15 MPa、时间15 min）；再将蒸煮好的大豆蒸料通过卡块机制成30 cm×20 cm×10 cm的酱曲块，并放置到制曲室内进行制曲（温度18～20 ℃、相对湿度60%）；当酱曲完全成熟后，在酱曲、食盐正常投料比例（质量比3∶1）基础上，把食盐减少20%进行投料，然后置于发酵缸中进行酱醪的自然发酵，发酵期间每日打耙2 次使其混合均匀，90 d 后结束发酵；将发酵好的酱醪进行灌装密封处理，在85 ℃下灭菌30 min则为成品[18].

1.3.2 样品采集 随机抽样选出灭菌处理过的样品，将其平均分为3 份，分别放置于4、25 和37 ℃条件进行储藏，每20 d取样一次，测定氨基酸态氮、总酸、菌落总数并进行感官评分[19].

1.3.3 指标测定 参照GB 5009.235—2016《食品中氨基酸态氮的测定》[20]测定氨基酸态氮含量；参照GB 12456—2021《食品中总酸的测定》[21]测定总酸含量；参照GB 4789.2—2022《食品微生物学检验菌落总数测定》[22]测定菌落总数.

1.3.4 感官评分 选择10 名经过专业培训的人员，对减盐豆酱进行感官评分.感官评分标准[23-24]如表1所示，4 项指标均按整数进行评分，感官整体评分=滋味评分×30%+气味评分×30%+色泽评分×30%+体态×10%.

表1 减盐豆酱感官评分标准

1.3.5 减盐豆酱货架期预测方法 减盐豆酱中品质指标的变化大多遵循零级、一级动力学模型，若品质指标变化与储藏时间存在线性关系，则符合零级动力学模型；若品质指标的对数变化与储藏时间存在线性关系，则符合一级动力学模型.选择拟合度较高的动力学模型，与Arrhenius 方程结合，构建货架期预测模型[25].

零级动力学模型公式为

一级动力学模型公式为

式中：t为储藏时间（d）；B为储藏时间t时指标水平；B0为指标初始水平；k为反应速率常数.

Arrhenius方程为

式中：k为反应速率常数；Ea为反应活化能（KJ·mol-1）；T为储藏的绝对温度（K）；k0为指前因子；R为气体常数（8.314 J·（mol·K）-1）.

将零级动力学模型与Arrhenius方程结合，构建减盐豆酱货架期预测模型为

将一级动力学模型与Arrhenius方程结合，构建减盐豆酱货架期预测模型为

1.4 数据处理

实验重复3 次，采用Excel 2016 对数据进行整理分析，采用SPSS 22.0 对数据进行Pearson 相关性分析、差异性分析；采用Origin进行作图.

2 实验结果与分析

2.1 不同储藏温度下减盐豆酱的品质变化

2.1.1 不同储藏温度下减盐豆酱的感官评分变化 由图1 可知，储藏后期，大部分豆酱样品逐渐出现色泽暗沉不均的现象，口感偏酸涩、苦涩，有恶臭等不良气味.由表2可知，在同一储藏温度下，减盐豆酱感官整体评分随着储藏时间的延长缓慢降低；相比储藏0 d，在4、25、37 ℃储藏温度下，储藏80 d 后，减盐豆酱其感官整体评分分别降低了2.6、2.7、3.6分.在相同储藏时间时，减盐豆酱的感官整体评分随着储藏温度的升高呈降低趋势，且在温度较高的时候降低更明显.

图1 不同储藏温度下减盐豆酱的感官评分

2.1.2 不同储藏温度下减盐豆酱的氨基酸态氮变化 由图2可知，在同一储藏温度下，减盐豆酱氨基酸态氮含量随着储藏时间的延长缓慢降低；相比储藏0 d，在4、25、37 ℃储藏温度下，储藏80 d 后，减盐豆酱氨基酸态氮质量比分别降低了0.015、0.020、0.025 g·kg-1.在相同储藏时间时，减盐豆酱的氨基酸态氮含量随着储藏温度的升高逐渐降低.

图2 不同储藏温度下减盐豆酱的氨基酸态氮质量比变化

2.1.3 不同储藏温度下减盐豆酱的总酸变化 由图3可知，在同一储藏温度下，减盐豆酱总酸质量比随着储藏时间的延长缓慢升高；相比储藏0 d，在4、25、37 ℃储藏温度下，储藏80 d后，减盐豆酱总酸质量比分别升高了0.008、0.038、0.058 g·kg-1.在相同储藏时间时，减盐豆酱的总酸质量比随着储藏温度的升高逐渐升高.

图3 不同储藏温度下减盐豆酱的总酸质量比变化

2.1.4 不同储藏温度下减盐豆酱的菌落总数变化 由图4可知，在同一储藏温度下，减盐豆酱菌落总数随着储藏时间的延长缓慢升高；相比储藏0 d，在4、25和37 ℃储藏温度下，储藏80 d后，减盐豆酱菌落总数分别升高了1.20、1.79、2.74 lg CFU·g-1.在相同储藏时间时，减盐豆酱的菌落总数随着储藏温度的升高逐渐升高.

图4 不同储藏温度下减盐豆酱的菌落总数变化

2.2 不同储藏温度下减盐豆酱货架期预测模型的建立

2.2.1 不同储藏温度下减盐豆酱各指标间Pearson 相关性分析 通过分析感官评分与其他指标的相关性，选择相关性较大的指标进行后续货架期预测模型的构建.如表3 所示，在不同的储藏温度下感官评分均与菌落总数相关性较高，与氨基酸态氮和总酸相关性较低，因此选择相关性较高的菌落总数进行后续货架期预测模型的构建.

表3 不同储藏温度下减盐豆酱的感官评价与其他指标间Pearson相关系数

2.2.2 不同储藏温度下减盐豆酱反应级数的确定 以温度倒数（1/T）为横坐标，速率常数的对数值（lnk）为纵坐标，建立Arrhenius曲线.如表4所示，根据曲线获得拟合度R2和拟合度之和∑R2.与一级动力学模型相比，零级动力学模型的拟合度较高，后续选择零级动力学模型对菌落总数指标进行拟合可以更准确构建货架期预测模型.

表4 不同储藏温度下减盐豆酱的菌落总数的动力学模型

表5 不同储藏温度下减盐豆酱的菌落总数指标的货架期预测值和实测值

2.2.3 不同储藏温度下减盐豆酱的货架期预测模型建立 结合公式1和公式3，最终计算出活化能Ea为16 418.49 kJ·mol-1，指前因子k0为19.727 23，R2=0.968.将其代入公式4中，可得菌落总数的货架期预测模型为

2.2.4 不同储藏温度下减盐豆酱的货架期模型的预测及验证 在不同储藏温度条件下，货架期预测值与实测值的相对误差均在10%以内，表明该模型可以用来预测减盐豆酱货架期[26].

3 讨论与小结

在不同储藏温度下，减盐豆酱感官整体评分、氨基酸态氮含量随着储藏时间的延长缓慢降低，总酸、菌落总数随着储藏时间的延长缓慢升高.在4、25、37 ℃储藏温度下,货架期的预测值分别为174、105、81 d，与实际值相对误差均在10%以内，说明构建的货架期预测模型是可靠的，并且该模型成本较低，可作为减盐豆酱货架期预测手段被广泛使用.通过结果可以看出，目前减盐豆酱不适宜在常温及高温条件下储藏，食盐对豆酱中微生物的控制极为重要，在减盐条件下，对微生物的控制减弱.在常温及高温条件下，微生物快速增殖，破坏了豆酱中营养物质及品质，同时缩短了其货架期，因此，在今后的研究中，可根据减盐豆酱的实际运输设备、销售条件，以及消费者购买后的存放条件进行温度条件的调整，保证减盐豆酱的质量.本研究结果可为减盐豆酱品质变化的探究及货架期精准预测提供一定的参考，对于减盐发酵豆制品的开发，以及其成品的储藏、运输等领域的研究开发具有一定的指导意义.

[责任编辑 杨玉玲]