不同酿造工艺对黑豆酱油理化特性和感官品质的影响.pdf
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1、食品研究与开发23 年 9 月第 44 卷第 18 期基础研究基金项目:天津市科技计划项目(20YDTPJC01400)作者简介:牛丽丽(1985),女(汉),副高级工程师,硕士研究生,研究方向:发酵调味品。*通信作者:崔艳(1972),女(汉),副教授,硕士研究生,研究方向:生物工程、微生物发酵。DOI:10.12161/j.issn.1005-6521.2023.18.012不同酿造工艺对黑豆酱油理化特性和感官品质的影响牛丽丽1,崔艳2*,闫志华1,刘先印1,刘恺1,卢婷1,宋茜1(1.天津市利民调料有限公司,天津 300308;2.天津农学院 食品科学与生物工程学院,天津 300384)
2、摘要:采用低温酿造、常温酿造和高温酿造工艺发酵黑豆酱油,检测发酵过程中 3 组酱油的理化指标和感官指标。结果发现:低温酿造组原油品质高,氨基酸态氮含量为(1.020.10)g/100 mL,全氮含量为(1.650.17)g/100 mL,色值为 141,香气浓郁、滋味芳醇;常温酿造组原油品质较均衡,氨基酸态氮含量为(0.880.09)g/100 mL,全氮含量为(1.600.15)g/100 mL,色值为 111;高温酿造组原油品质一般,氨基酸态氮含量为(0.840.08)g/100 mL,全氮含量为(1.540.15)g/100 mL,色值为 91,酱香浓郁、黏稠适中。关键词:黑豆;酱油;低
3、温酿造;常温酿造;高温酿造Effects of Different Brewing Techniques on Physicochemical Properties and Sensory Quality of BlackBean Soy SauceNIU Lili1,CUI Yan2*,YAN Zhihua1,LIU Xianyin1,LIU Kai1,LU Ting1,SONG Qian1(1.Tianjin Limin Condiment Co.,Ltd.,Tianjin 300308,China;2.College of Food Science and Biotechnology,T
4、ianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China)Abstract:By using low-temperature brewing,room-temperature brewing,and high-temperature brewing techniques to ferment black bean soy sauce,the physicochemical and sensory indicators of three groups of soy sauceduring the fermentation process were t
5、ested.The results showed that the low-temperature brewing group hadhigh-quality crude oil,with an amino acid nitrogen content of(1.020.10)g/100 mL,a total nitrogen content of(1.650.17)g/100 mL,a color value of 141,as well as a rich aroma and mellow taste.The quality of crude oilin the room-temperatu
6、re brewing group was relatively balanced,with an amino acid nitrogen content of(0.880.09)g/100 mL,a total nitrogen content of(1.600.15)g/100 mL,and a color value of 111.The quality ofcrude oil in the high-temperature brewing group was average,with an amino acid nitrogen content of(0.840.08)g/100 mL,
7、a total nitrogen content of(1.540.15)g/100 mL,a color value of 91,and a strong sauce aroma with moderate viscosity.Key words:black bean;soy sauce;low-temperature brewing;room-temperature brewing;high-temperaturebrewing引文格式:牛丽丽,崔艳,闫志华,等.不同酿造工艺对黑豆酱油理化特性和感官品质的影响J.食品研究与开发,2023,44(18):88-93.NIU Lili,CUI
8、Yan,YAN Zhihua,et al.Effects of Different Brewing Techniques on Physicochemical Properties and SensoryQuality of Black Bean Soy SauceJ.Food Research and Development,2023,44(18):88-93.88食品研究与开发23 年 9 月第 44 卷第 18 期基础研究酱油,以大豆和小麦为主要原料,经米曲霉、酵母等多种微生物混合发酵而成,是我国最主要的调味品之一1。酱油的发酵方式主要有低盐固态发酵、高盐稀态发酵两种2。低盐固态发酵是以
9、脱脂大豆(或大豆)及麸皮、麦粉等为原料,经过蛋白变性、制曲后,混合6 B 的盐水,在 4555 下发酵 2030 d。高盐稀态发酵是以大豆或大豆粕为主要原料,经过蛋白变性、制曲后,与 20 B 的盐水混合成稀醪,在发酵罐中发酵46 个月。酱油是日常烹饪的必备品,烹饪时添加适量酱油,会使菜肴色泽诱人、香气扑鼻、味道鲜美3。酱油不仅是一种传统的调味品,还具有抗氧化等功效4。随着人们生活水平的提高,消费者对更高品质、更高营养价值的酱油产品需求日益强烈。黑豆中含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、微量元素和粗纤维,具有高蛋白、低热量的特性。其中蛋白质含量达 40%以上,黑豆蛋白质中的必需氨基酸组成结构水平总
10、体优于黄豆5。黑豆富含人体所需的氨基酸、维生素和微量元素;其表皮中富含的原花青素(3.61%5.59%)是一种高效的自由基清除剂,具有保护心血管系统、降血糖、抗肿瘤等作用6。黑豆因其活性物质含量高于黄豆,逐渐成为酱油改良的主要原料7。张欢欢等8在高盐稀态发酵工艺下,使用黄豆、黑豆两种蛋白原料进行发酵,发现黑豆酱油抗氧化活性高于黄豆酱油,醇、酯及醛酮类主要挥发性成分较均衡,风味协调;王猛9在黑豆酱油的初步研究中,发现黑豆酱油的氨基酸态氮、全氮、可溶性无盐固形物的含量均高于黄豆酱油;黑豆酱油中的有机酸含量高于黄豆酱油,特别是乳酸、乙酸、酒石酸。当前酱油发酵工艺方法较多,不同的发酵工艺有不同的特点,
11、酱油的风味也不同,注重酱油发酵工艺研究并提出酱油风味改善的方法有重要意义10。本文以黑豆为主要蛋白质原料,在发酵过程中设定不同的温度控制程序,分析不同酿造方式对黑豆酱油品质的影响,为后续黑豆酱油的发酵工艺选择提供参考。1材料与方法1.1材料与设备1.1.1原料黑豆:市售;炒小麦:涿州市永鑫炒麦厂;米曲霉(沪酿 3.042):石家庄市鼎鑫酿造食品科学研究所。1.1.2试剂氢氧化钠:天津市大陆化学试剂有限公司;甲醛溶液:天津市风船化学试剂科技有限公司;硝酸银:天津市南开化工厂;铬酸钾:天津市天大化工实验厂;硫酸:天津化学试剂三厂;硼酸:天津市凯通化学试剂有限公司;盐酸、亚铁氰化钾:天津市恒兴化学试
12、剂制造有限公司;硫酸铜:天津市化工三厂有限公司;硝酸钾、次甲基蓝:天津市致远化学试剂有限公司;葡萄糖、酒石酸钾钠:天津市科密欧化学试剂有限公司。所用试剂均为分析纯。1.1.3设备T700 型紫外可见分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司;PHSJ-5 型实验室 pH 计:上海仪电科学仪器股份有限公司;GH610-3 型分析天平:北京京衡伟业科技有限公司;HSY-16 型水浴锅:上海跃进医疗器械有限公司;101-01 型电热恒温干燥箱:天津市三水科学仪器有限公司;JC-9870A 型全自动凯氏定氮仪:上海市沛欧分析仪器有限公司;DN3000 型玻璃钢保温发酵罐:连云港中复连众复合材料有限公司;
13、斗式提升机、泡豆槽及平台:上海瑞派机械有限公司;蒸球:江阴市华信药化设备有限公司;三联发酵罐:镇江生物设备有限公司;CSOIF 型生物显微镜:上海光学仪器五厂。1.2试验方法1.2.1黑豆酱油发酵工艺黑豆酱油发酵工艺流程为选豆浸泡蒸煮接菌制曲发酵压榨。原料配比:黑豆炒小麦=73(质量比)。每蒸球用量为黑豆 700 kg,炒小麦 300 kg。黑豆泡发时间为 1012 h。蒸煮工艺:泡好的黑豆进入蒸球中蒸煮。蒸煮条件:0.18 MPa、3 min。蒸煮完成的黑豆与炒小麦混合,经隧道冷却后接种米曲霉菌种,接种量为 0.035%。制曲工艺:曲料入曲池后,温度控制在 3035。品温超过 35 时第一次
14、翻曲,1012 h 后进行第二次翻曲,翻曲后温度控制在 2025。6872 h 后出曲。成曲取样,测定成曲水分和酶活力等指标。混料入罐工艺:盐水浓度为 20 B,添加酵母培养液的浓度2107cfu/mL,每罐 45 L。分别采用低温酿造工艺、常温酿造工艺和高温酿造工艺 3 组发酵工艺进行后续发酵酿造。1)低温酿造工艺:盐水温度为 04,进罐后 1020 保持 20 d;随后开启热水循环,缓慢加温至 30;加入酵母培养液,在 3035 保温发酵 60 d;开启冷冻机组,温度控制在 2530,保温发酵 30 d;酱醪成熟,出罐压榨。发酵期约为 4 个月。2)常温酿造工艺:盐水温度为常温(约为 25
15、),进罐后开启热水循环,升温至 30;加入酵母培养,保持 3035 发酵直至结束。发酵期约为 4 个月。3)高温酿造工艺:盐水温度为 5052,进罐后4045 保温发酵 20 d;开启冷冻机组,缓慢降温至89食品研究与开发23 年 9 月第 44 卷第 18 期基础研究30;加入酵母培养液,3035 发酵直至结束。发酵期约为 4 个月。定期取样,检测酱汁温度、pH 值、还原糖、氨基酸态氮、全氮等指标。1.2.2相关指标测定方法酶活力参照 SB/T 103171999 蛋白酶活力测定法中甲醛法测定;总酸、氨基酸态氮、可溶性无盐固形物、全氮、感官品质参照 GB/T 181862000 酿造酱油测定
16、;还原糖采用 SB/T 102131994 酱腌菜理化检验方法测定;水分参照 GB 5009.32016 食品安全国家标准 食品中水分的测定测定;酵母菌计数采用血球计数板计数法;pH 值采用实验室 pH 计直接读数得出;色值采用比色板直接比对。感官评价标准见表 1。1.3数据处理所有样品均重复测定 3 次,采用 GraphPrism 8 软件绘图。品评数据利用 Origin 9.0 绘制雷达图。2结果与分析2.1水分和酶活力测定结果酱油制大曲过程是为了让米曲霉产生更多种类、更多数量的酶,主要包括水解蛋白质的蛋白酶、肽酶以及分解碳水化合物的酶类,其中米曲霉和蛋白酶活性是影响酱油原料利用率和产品品
17、质的关键因素11,决定酱油品质好坏和发酵周期长短,曲料中适当的水分含量会对酶的分泌起到促进作用。通常,成曲水分含量在 25%30%,成曲酶活在 11.3 g 氨基酸态氮/100 g(干基)。本次试验,分别测定每个试验组成曲水分和成曲酶活性,以确定 3 组发酵工艺是否在成曲质量上保持一致。具体结果见图 1、图 2。从图 1、图 2 可以看到,3 组的成曲平均水分含量在 29%,成曲酶活力平均值为 1.25 g 氨基酸态氮/100 g(干基),成曲质量一致,没有明显差别。2.2不同发酵工艺中酱油理化指标变化2.2.1发酵过程中温度的变化酱油发酵的温度与酱油品质密切相关。发酵温度会影响发酵过程中各种
18、酶活力的变化、微生物的生长12及美拉德反应,从而导致酱油的风味、香气和色泽产生差异13。低温发酵工艺可以模拟自然发酵过程,更适合酵母菌、乳酸菌等有益微生物的繁殖、发酵,酱醪中酒精含量高,能够生成醇厚的香气;常温发酵工艺可以排除投料季节不同而造成的温度差异,将发酵温度始终控制在 30 左右,在保证酶发挥作用的基础上,生产出品质均一的产品;高温酿造工艺初期采用高温,适合米曲霉蛋白酶发挥作用,使蛋白质快速分解消化,能够在短时间提升酱油的氨基酸态氮和全氮指标,在短时间获得浓厚呈味成分。本次试验每 5 d 取样一次,检测 3 组酱汁发酵过程中发酵温度的变化,结果见图 3。从图 3 可以看出,低温酿造组发
19、酵温度在 120 d,发酵温度20;2130 d,发酵温度控制在 1530;3190 d,发酵温度控制在 3035;91120 d,发酵温度控制在 2528;常温酿造组在 120 d,发酵温度控制在 2030;21120 d,发酵温度控制在 3035;高温酿造组在 120 d,发酵温度控制在 4050;2130 d,发酵温度控制在 3040;31120 d,发酵温度控表 1感官评价标准Table 1Sensory evaluation scale品评项目评分标准分值色泽色泽红褐色或浅红褐色,色泽鲜艳,清澈有光泽5颜色深、发乌3浑浊有杂质0香气酱香、酯香浓郁5无酱香、酯香3有焦糊味、霉味、氨味0
20、滋味滋味芳醇、鲜咸适中、后味绵长5有苦味、涩味、过咸3有异味0体态浓稠适度、无沉淀、无悬浮、无霉斑5有沉淀、有悬浮3有霉斑0图 1不同发酵工艺成曲水分含量Fig.1Moisture content of soy sauce koji in different brewingtechniques图 2不同发酵工艺成曲酶活力Fig.2Enzyme activity of soy sauce koji in different brewingtechniques水分含量/%常温酿造组酶活力/g 氨基酸态氮/100 g(干基)403020100高温酿造组低温酿造组常温酿造组高温酿造组低温酿造组1.51
21、.00.5090食品研究与开发23 年 9 月第 44 卷第 18 期基础研究制在 3035。因此,3 组的温度变化过程基本符合试验设定要求。2.2.2酱汁 pH 值变化在酱油发酵过程中,酱汁的 pH 值变化体现了有机酸的变化规律。在发酵初期,耐盐乳酸菌利用炒小麦中的碳源代谢成乳酸等有机酸。适量的有机酸对酱油风味具有很大影响,有机酸本身的酸味形成酱油爽口的特殊口感,同时还可以与醇类物质发生酯化。但酸含量过高或分布不平衡会使酱油的口感刺激且不协调14。如果通风制曲过程中感染杂菌,由于盐水不能很快渗透到菌丝旺盛的曲料中,杂菌就会迅速繁殖、产酸,使酱醪 pH 值异常下降。酱汁 pH 值过低会对各种酶
22、反应、谷氨酸钠的生成、氮的利用等产生不良影响。3 组样品中的 pH 值变化见图 4。从图 4 可以看出,在酱油发酵前期,pH 值的降低幅度为高温酿造组常温酿造组低温酿造组。这是因为发酵前期酱醪中主要微生物是耐盐乳酸菌。发酵温度越高,酱醪中乳酸菌代谢越活跃,进而产生大量乳酸,从而引起酱汁 pH 值降低15。发酵中后期,3 组酱汁的 pH 值减少幅度变缓这是因为酱醪加入酵母菌后,酵母菌和乳酸菌发生激烈竞争,乳酸菌发酵受到抑制,酵母菌发酵产生乙醇,酱汁的总酸和 pH 值趋于稳定16。2.2.3酱汁还原糖变化酱汁中的还原糖不仅是微生物的代谢底物,也是美拉德反应的底物,直接影响酱油的风味和色泽。还原糖能
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