KCl在豆醬發(fā)酵中的應(yīng)用

孫盛，孫波，趙曉，孔慶敏

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江哈爾濱，150030)

豆醬酯香濃郁，風(fēng)味醇美獨(dú)特，是人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用最為廣泛的調(diào)味品之一。NaCl在豆醬中起到重要作用，一方面可以增強(qiáng)豆醬的鮮味，另一方面可以提高豆醬的防腐能力。但是，有研究表明日常飲食攝入NaCl過(guò)多易引發(fā)高血壓、心腦血管等疾?。?-3］，而豆醬中NaCl含量普遍高達(dá)11% ～14%，消費(fèi)者長(zhǎng)期食用豆醬對(duì)身體健康不利。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)低鹽食品的研究較為深入，主要包括選用食鹽替代物降低食品中食鹽含量的研究［4-5］以及提高低鹽發(fā)酵食品保存，延長(zhǎng)低鹽發(fā)酵食品貨架期的研究［6-7］等。在選用食鹽替代物的研究中，由于KCl與NaCl的理化性質(zhì)及口感較為相似，且大量研究表明減少鈉、提高鉀的攝入能降低血壓，減少高血壓的發(fā)生［8-9］，所以在食品中以KCl作為代鹽劑的相關(guān)研究較為廣泛。但是，目前以KCl部分替代NaCl發(fā)酵豆醬的研究較為少見(jiàn)。由于NaCl與KCl在對(duì)微生物以及蛋白酶酶活的作用上存在一定差異［10-11］，若以KCl部分替代NaCl發(fā)酵豆醬，其產(chǎn)品品質(zhì)可能發(fā)生改變。所以本文以KCl部分替代NaCl進(jìn)行豆醬發(fā)酵，研究其發(fā)酵過(guò)程中總酸含量、蛋白酶酶活、氨基酸態(tài)氮含量的變化，并對(duì)豆醬的感官品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)及分析。旨在探討KCl應(yīng)用于豆醬發(fā)酵的可行性，并為開(kāi)發(fā)豆醬產(chǎn)品提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

成曲，黑龍江省寶泉嶺農(nóng)墾公司提供;食品級(jí)NaCl、食品級(jí)KCl，連云港樹(shù)人科創(chuàng)食品添加劑有限公司。

NaOH、Na2HPO4、NaH2PO4、三氯乙酸、Na2CO3、Folin試劑，均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2401PC分光光度計(jì)，日本島津制作所;LG10-2.4A型高速離心機(jī)，北京醫(yī)用離心機(jī)廠;HWS-24型電熱恒溫水浴鍋，上海齊欣儀器有限公司;PHS-3C型pH計(jì)，上海雷磁儀器廠。

1.3 豆醬的發(fā)酵

1.3.1 豆醬生產(chǎn)工藝流程

大豆→篩選→清洗→浸泡→蒸煮→冷卻→拌面→接種→制曲→拌鹽水→發(fā)酵→成品醬［12］

1.3.2 單因素試驗(yàn)

配制NaCl與KCl的混合鹽溶液，其中NaCl與KCl的總添加量為豆醬質(zhì)量的12%，NaCl與KCl添加比例如表1所示。將鹽溶液煮沸，并冷卻至45℃與曲豆混合，拌勻。將發(fā)酵容器置于45℃下發(fā)酵30 d，每3天翻醬1次至發(fā)酵成熟。J4中NaCl添加量為12%，作為對(duì)照組，J1、J2、J3與J4各進(jìn)行3次重復(fù)。

表1 KCl與NaCl添加量Table 1 Add the amount of sodium chloride and potassium chloride

1.4 測(cè)定方法

蛋白酶酶活的測(cè)定，按照SB/T 10317-1999進(jìn)行;氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定，按照 GB/T 5009.40-2003進(jìn)行;總酸含量的測(cè)定，按照 GB/T 5009.39-2003進(jìn)行。

1.5 感官評(píng)價(jià)方法

挑選20名有經(jīng)驗(yàn)的感官評(píng)價(jià)員，依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 2433-2009黃豆醬》中的感官要求，以色澤、氣味、滋味和體態(tài)為指標(biāo)對(duì)各樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，各項(xiàng)評(píng)價(jià)內(nèi)容分別以2個(gè)感官指標(biāo)描述詞代表2個(gè)極端，由感官評(píng)價(jià)員打分。各項(xiàng)共計(jì)100分，相應(yīng)等級(jí)為:100～80分為“優(yōu)”，80～60分為“良”，＜60分為“差”，具體評(píng)價(jià)內(nèi)容見(jiàn)表 2［13］。

表2 豆瓣醬感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory evaluation system of low-salt soybean paste

1.6 數(shù)據(jù)分析

每組進(jìn)行3次重復(fù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件One way ANOVA方法進(jìn)行方差分析，對(duì)F檢驗(yàn)達(dá)顯著性水平(P＜0.05)的因子，進(jìn)行 LSD法多重比較。數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示(n=3)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同NaCl與KCl添加比例對(duì)豆醬總酸含量的影響

按不同比例添加NaCl與KCl進(jìn)行豆醬發(fā)酵，測(cè)定發(fā)酵過(guò)程中總酸含量的變化，結(jié)果如圖1所示。

總酸含量是豆醬的重要衛(wèi)生指標(biāo)，用于指示發(fā)酵過(guò)程中微生物的污染程度。發(fā)酵初期蛋白酶、脂肪酶分解大分子物質(zhì)產(chǎn)生氨基酸、脂肪酸，同時(shí)微生物代謝產(chǎn)生有機(jī)酸導(dǎo)致總酸含量迅速升高。4 d總酸含量增長(zhǎng)速度減緩，并逐漸趨于穩(wěn)定。陶興無(wú)［10］及Zarei［11］研究表明 KCl對(duì)雜菌的抑制能力弱于 NaCl，但本試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示當(dāng)各組樣品總酸含量趨于穩(wěn)定時(shí)，數(shù)據(jù)無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，且均小于2.0 g/100 g，符合《GB/T 2433-2009黃豆醬》對(duì)總酸含量的限制要求。所以控制NaCl與KCl添加比例，使KCl添加量小于6%時(shí)，豆醬總酸含量變化不受影響。

圖1 不同NaCl與KCl添加比例對(duì)豆醬發(fā)酵過(guò)程中總酸含量變化的影響Fig.1 Effect of potassium chloride and sodium chloride on total acid content in soybean paste fermentation process

2.2 不同NaCl與KCl添加比例對(duì)發(fā)酵豆醬中蛋白酶酶活及氨基酸態(tài)氮含量的影響

按不同比例添加NaCl與KCl進(jìn)行豆醬發(fā)酵，測(cè)定發(fā)酵過(guò)程中蛋白酶酶活及氨基酸態(tài)氮含量的變化，結(jié)果如圖2及表3所示。

圖2 不同NaCl與KCl添加比例對(duì)豆醬發(fā)酵過(guò)程中蛋白酶酶活變化的影響Fig.2 Effect of potassium chloride and sodium chloride on protease activity in soybean paste fermentation process

表3 不同NaCl與KCl添加比例對(duì)豆醬發(fā)酵過(guò)程中氨基酸態(tài)氮含量的影響Table 3 Effect of potassium chloride and sodium chloride on content of amino acid nitrogen in soybean paste fermentation process

各組樣品初始蛋白酶酶活為最高，隨發(fā)酵進(jìn)行蛋白酶酶活逐漸下降，但下降速率不同。其中0 d～12 d各組樣品蛋白酶酶活差異顯著(P＜0.05)，且J1＞J2＞J3＞J4。在蛋白酶的作用下，蛋白質(zhì)分解為氨基酸。各組樣品在發(fā)酵初期氨基酸態(tài)氮含量增長(zhǎng)迅速，隨著蛋白酶酶活不斷下降，氨基酸態(tài)氮增長(zhǎng)速度下降，8d趨于穩(wěn)定。由于各組樣品蛋白酶酶活在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生差異，使得10 d各組樣品間氨基酸態(tài)氮含量差異顯著(P＜0.05)，且 J1＞J2＞J3＞J4。結(jié)果表明，樣品中KCl含量越高，蛋白酶酶活的下降速度越慢，說(shuō)明KCl部分替代NaCl可降低NaCl對(duì)蛋白酶酶活的影響，并間接提高了氨基酸的生成。陶興無(wú)［10］研究發(fā)現(xiàn)KCl對(duì)蛋白酶酶活的影響弱于NaCl，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。

2.3 不同NaCl與KCl添加比例對(duì)豆醬感官品質(zhì)的影響

20名感官評(píng)價(jià)員，依據(jù)感官評(píng)價(jià)要求，以色澤、氣味、滋味和體態(tài)為指標(biāo)對(duì)各樣品進(jìn)行評(píng)分。根據(jù)評(píng)分結(jié)果對(duì)各樣品進(jìn)行分級(jí)，結(jié)果如表4所示。

表4 豆醬感官評(píng)價(jià)Table 4 Sensory evaluation of soybean paste

J1等級(jí)為“良”，品嘗時(shí)略有苦澀味。J2、J3樣品感官評(píng)價(jià)等級(jí)均為“優(yōu)”，且評(píng)分優(yōu)于僅以NaCl發(fā)酵樣品J4。色澤、氣味、體態(tài)3項(xiàng)指標(biāo)J2、J3與J4無(wú)明顯不同，但滋味略有差異，主要是由于J2、J3氨基酸含量較高，醬香味更為濃厚，滋味優(yōu)于J4。

3 結(jié)論

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明KCl部分替代NaCl發(fā)酵豆醬具有可行性。一方面，KCl部分替代NaCl發(fā)酵產(chǎn)品的氨基酸態(tài)氮含量高于NaCl發(fā)酵產(chǎn)品，并且感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示前者的感官品質(zhì)更優(yōu)。另一方面，KCl部分替代NaCl發(fā)酵過(guò)程與NaCl發(fā)酵過(guò)程中的總酸含量變化無(wú)顯著差異。所以KCl部分替代NaCl可以使豆醬正常發(fā)酵，且不僅降低了NaCl的含量，更進(jìn)一步增強(qiáng)了豆醬的產(chǎn)品品質(zhì)。

中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)在《鉀的安全和適宜的攝入量》中指出我國(guó)居民鉀攝入量為1 875～5 625 mg/d［14］，而我國(guó)在2002年全國(guó)營(yíng)養(yǎng)調(diào)查結(jié)果中顯示，我國(guó)18歲以上成人鉀的攝入量?jī)H為 1 578～1 718 mg/d［15］，我國(guó)居民對(duì)鉀的攝入偏低。因此，以KCl部分替代NaCl發(fā)酵豆醬不但可以減少消費(fèi)者對(duì)鈉的攝入，還能夠幫助消費(fèi)者補(bǔ)充鉀，對(duì)人體健康十分有益。

本文研究證明了KCl部分替代NaCl發(fā)酵豆醬具有一定可行性，但距離應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)尚有距離。KCl對(duì)雜菌的抑制力低于NaCl，因此為了使豆醬發(fā)酵過(guò)程不受雜菌影響，同時(shí)使成品具有穩(wěn)定的保質(zhì)期，對(duì)KCl部分替代NaCl發(fā)酵豆醬還需進(jìn)一步研究。

［1］ 張高輝，馬吉祥.減鈉補(bǔ)鉀防控高血壓有關(guān)研究證據(jù)綜述［J］.預(yù)防醫(yī)學(xué)論壇，2011，17(9):813-816.

［2］ O＇Shaughnessy K M，Karet F E.Salt handling and hypertension［J］.J Clin Invest，2004，113(8):1 075-1 081.

［3］ 華琦，任海榮.正確認(rèn)識(shí)高鹽和高血壓［J］.首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，32(5):617-625.

［4］ Gimeno O，Astiasarán I，Bello J.Influence of partial replacement of NaCl with KCl and CaCl2on micr obiological evalution of dry fer mented sa usages［J］.Food Microbiology，2001，18:329-334.

［5］ Ruusunen M，Vainionp?? J，Puolanne E，et al.Effect of sodium citrate，carboxymethyl cellulose and carrageenan levels on quality characteristics of low-salt and low-fat bologna type sausages［J］.Meat Science，2003，64(4):371-381.

［6］ 尼海峰，熊發(fā)祥.不同殺菌方式對(duì)低鹽榨菜品質(zhì)的影響［J］.食品與發(fā)酵科技，2011，47(2):69-73.

［7］ So-Lim Park，So-Young Lee.Fermentation properties of lowsalted Doenjang supplemented with Licorice and Mustard［J］.Food Sci Biotechnol，2012，21(1):91-99.

［8］ HE F J，LI J，Macgregor G A.Effect of longer-term modest salt reduction on blood pressure［J］.Cochrane Database Syst Rev，2013，4:CD004937.

［9］ Whelton P K，He J.Health effects of sodium and potassium in humans［J］.Curr Opin Lipidol，2014，25(1):75-79.

［10］ 陶興無(wú).KCl與NaCl在低鹽固態(tài)法醬油發(fā)酵中的應(yīng)用比較［J］.中國(guó)調(diào)味品，2005(8):9-27.

［11］ Zarei M，Pourmahdi B M.Comparing the effect of NaCl and KCl on the growth of Listeria monocytogenes with a view to KCl replacement［J］.Iranian Journal of Veterinary Research，2012，13:147-151.

［12］ 上海釀造科學(xué)研究所.發(fā)酵調(diào)味品生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，1999.

［13］ 劉麗，孫波，遲玉杰，等.豆醬微波殺菌工藝［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2011，37(5):88-91.

［14］ 王三根.微量元素和健康［M］.上海:上?？茖W(xué)普及出版社，2004.

［15］ 郭俊生.鉀膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝人量修訂說(shuō)明［C］.中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)第二次膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量研討會(huì)，北京:2011.