水分添加量對豇豆發酵過程中品質變化的影響

劉楚岑 譚興和 張春燕 王 鋒 郭紅英 李清明 周紅麗 劉宗敏 王欄樹 嚴欽武

(1. 湖南農業大學食品科技學院，湖南 長沙 410128；2. 食品科學與生物技術湖南省重點實驗室, 湖南 長沙 410128；3. 湖南佳宴食品有限公司，湖南 長沙 410000；4. 湖南插旗菜業有限公司，湖南 岳陽 414000)

水分添加量對豇豆發酵過程中品質變化的影響

劉楚岑1,2譚興和1,2張春燕1,2王 鋒1,2郭紅英1,2李清明1,2周紅麗1,2劉宗敏1,2王欄樹3嚴欽武4

(1. 湖南農業大學食品科技學院，湖南 長沙 410128；2. 食品科學與生物技術湖南省重點實驗室, 湖南 長沙 410128；3. 湖南佳宴食品有限公司，湖南 長沙 410000；4. 湖南插旗菜業有限公司，湖南 岳陽 414000)

以干豇豆為原料，采用自然發酵法，研究水分添加量對豇豆發酵過程中品質變化的影響。結果表明：在發酵過程中，產品品質整體表現為，pH值呈下降趨勢；除12%添加量外，水分越高，總酸含量越高；每組都有亞硝峰產生，水分添加量為16%，20%時，產品亞硝酸鹽峰遲于其余3組，并且峰值更低；揮發酯含量先上升隨后趨于平緩；水分添加量為14%，16%，18%時，揮發酸含量相對較高；第32天時，16%水分添加量產品的氨基酸含量大于其它組；發酵豇豆硬度、膠黏性、咀嚼性隨水分含量的升高均呈先下降后上升的趨勢。說明水分含量過高、過低，均不利產品的品質，當水分添加量為14%～16%時得所產品的品質最好。

發酵；蔬菜；豇豆；水分添加量

Abstract： This paper used dried cowpea as materials to study the different proportion of water which effected the quality of cowpea with wild fermentation method. The results showed that, during the fermentation process, with the addition of water, the cowpea’s pH value decreased. The total acid content increased with the water addition except when the amount of water was 12%. The peak of nitrite was slower and lower than others when proportion of water was 16% and 20%. The content of volatile ester increased firstly, then keep invariability. And the content of volatile ester was higher than the proportion of water was 14%,16% and 18%. After 32 days, the amino acid contents which the water addition was 16% higher than other treatments; with the increased of water content, the cowpea’s hardness, adhesive and chewiness were decreased at first, then increased. Taken together, when the proportion of water was between 14%～16%, the quality of cowpea with wild fermentation method was the best.

Keywords： fermentation; vegetable;Vignaunguiculata; water addition

豇豆(Vignaunguiculata)又被稱為豆角，是盛產于夏秋兩季的大宗蔬菜，味道及口感鮮嫩。豇豆含有豐富的營養成分(VC190 mg/kg、蛋白質1.5 g/100 g、葉綠素160 mg/kg、可溶性固形物10.15 g/100 g、有機酸0.2 g/100 g)[1]，被稱為“蔬菜中的肉類”。豇豆呼吸強度大于普通蔬菜，極其不耐貯藏。發達國家通常將其進行脫水處理，以延長貯藏期，降低損耗率和運輸費用[2]；中國常將豇豆發酵，利用乳酸菌來保藏豇豆，發酵豇豆是中國傳統美食，因酸爽、適口、開胃的特點，被視為佐餐佳品，俗稱為“酸豆角”。發酵豇豆中含有豐富的乳酸菌，乳酸菌是一種益生菌，有調節腸道內微生物結構，抑制有害微生物生長和繁殖等多種保健功能[3-4]，其在發酵過程中起著主導作用。

鮮豇豆具有季節性、無法保證全年制作發酵豇豆。采用干豇豆代替鮮豇豆作為發酵原料，可調節豇豆淡旺季保證原料周年供應，并提高豇豆的附加值，豐富產品形式，當前，對于發酵干制蔬菜的研究還停留在初期階段。微生物在適宜的水分活度下，才能進行正常生理活動；水分活度低到一定程度時，乳酸菌會停止生長；水分活度過高時，利于腐敗細菌與有害菌的生長，從而導致產品發酵失敗[5-6]。有人[7]曾采用不同水分的腌制方法來腌制豇豆，但是并未設置水分添加量，為了進一步了解發酵豇豆產品質量與水分梯度的關系，本試驗設置了12%，14%，16%，18%，20% 5個水分添加量，通過研究產品pH值、總酸、亞硝酸鹽、揮發酯、揮發酸、游離氨基酸的動態變化，結合感官評價和質構測定，探究水分梯度對發酵豇豆的質量影響，以期為發酵干制蔬菜的工業化生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豇豆(Vignaunguiculata)：湖南省插旗菜業有限公司；

辣椒(Capsicumannuum)：紅線椒，水分含量為(52.50±0.01)%，市售；

雪天海藻碘鹽：湖南省湘澧鹽化有限責任公司；

金龍魚菜籽油：益海嘉里糧油工業有限公司；

亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、冰醋酸、硼酸鈉、鹽酸、對氨基苯磺酸、乙酸萘乙二胺、亞硝酸鈉、磷酸、硫酸、酚酞乙醇、甲醛：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

電子天平：京制00000249型，北京賽多利斯儀器系統有限公司；

可見分光光度計：WFJ7200型，尤尼柯(上海)儀器有限公司；

磁力加熱攪拌器：78-1型，金壇市醫療儀器廠；

精密酸度計：PHS-3C型，上海精密科學儀器有限公司；

質構儀：TA.XT.Plus.型，英國Stable Micro Systems公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 干豇豆的制備 選取新鮮豇豆清洗干凈, 熱燙后經太陽晾曬至水分含量為(13.18±0.01)%。

1.3.2 剁辣椒制備 將新鮮辣椒清洗干凈，晾干表面明水，切分成1～2 cm長的小塊，按照辣椒與食鹽9∶1的比例加入食鹽，拌勻，裝壇，壓緊、留1 cm頂隙，加壇蓋，油封，自然溫度下發酵制成剁辣椒。發酵50 d后，測得水分含量為(52.50±0.01)%。

1.3.3 豇豆處理與發酵 將干豇豆清洗干凈，瀝干后測定其含水量為(35.10±0.01)%時，切分成2 cm長條。取一定量的豇豆，以總重量定為100%，加入剁辣椒40%，食鹽6%，新鮮豇豆水分含量為(92.33±0.01)%，經過預試驗后，決定設置為添加12%，14%，16%，18%，20%的清水，拌勻、裝壇、壓緊、加蓋，在自然溫度下發酵，每隔5 d測亞硝酸鹽和pH值，每隔15 d測游離氨基酸、揮發酸、揮發酯， 90 d時進行感官評價與質構檢測。

1.4 檢測項目及方法

1.4.1 水分含量測定 按GB 5009.3—2016中的直接干燥法執行。

1.4.2 pH值與總酸含量的測定

(1) pH值測定：按GB 5009.237—2016 執行。

(2) 總酸測定：按GB/T 12456—2008執行，以乳酸計。

1.4.3 亞硝酸鹽含量的測定 按GB/T 5009.33—2010執行。

1.4.4 揮發酯含量的測定 參照文獻[8]。

1.4.5 揮發酸含量的測定 按GB/T 10467—1989執行。

1.4.6 游離氨基酸含量的測定 參照文獻[9]。

1.4.7 質構檢測 根據文獻[10]應用質構分析儀進行測定，測試模式為TPA，采用適配探頭類型SMS P/36R，測定參數：測前速度3.0 mm/s，測中速度1.0 mm/s，測后速度1.0 mm/s；壓縮比50%；兩次下壓間隔時間10.0 s。測試項目包括發酵豇豆的硬度、彈性、脆性、咀嚼性、膠黏性、黏性、回復性和黏聚性。

1.4.8 感官評定 根據文獻[11]先觀察色澤形態，聞氣味，取40 g樣品加入食用油5 g，清炒后入口進行評價。由10名經過訓練的評定員按表1從5個方面打分，評分比為1∶1∶2∶3∶3，總分100分。

2 結果與分析

2.1 對pH值和總酸含量的影響

pH值與總酸含量，在一定程度上反映發酵進度。發酵過程是一個乳酸菌利用發酵底物不斷產酸的過程，pH值和酸度不僅會影響發酵豇豆的風味，也會影響產品中乳酸菌的生長環境，隨著酸度增加，有害菌的生長受到抑制，發酵主導菌不斷變化[12]。

由圖1(a)可知，隨著發酵時間延長，pH值總體呈先下降后趨于平緩的趨勢，發酵16～36 d時，20%組pH值下降速度快于其余4組，12%，14%組pH值下降趨勢較其它3組更為平緩。發酵30 d時，16%組pH值明顯低于其它幾組。從整體上看，pH值變化不明顯，可能是食鹽濃度過高抑制乳酸菌生長[13]。由圖1(b)可知，總酸總體呈上升趨勢，在發酵前16 d，水分添加量越高，總酸含量上升越快。綜上，說明水分添加量是影響其發酵的重要因素，在一定范圍內，水分添加量越高，發酵速度越快。

表1 感官評價評定標準

圖1 水分添加量對發酵過程中豇豆pH值與總酸的影響

Figure 1 Water gradient in the process of cowpea fermentation pH and total acid change (n=2)

2.2 對亞硝酸鹽含量的影響

由圖2可知，隨著時間延長，都出現了亞硝峰。水分添加量為18%時，亞硝峰出現時間早于其它4組，且其峰值顯著高于其它4組的(P<0.05)。16%，20%組亞硝峰出現最遲且峰值最小，可能是這2組產生的抑菌物質濃度高于其余組[14]，或者乳酸菌生長活力更旺盛[15]。從整體看，16%～20%水分添加量較優。根據行業標準NY/T 437—2012《綠色食品醬腌菜》中的規定，醬腌菜中亞硝酸鹽含量應低于4 mg/kg，觀察圖2發現，發酵30 d后，亞硝酸鹽含量均低于4 mg/kg，因此主要觀察30 d后每組發酵產品的品質。

圖2 水分添加量對發酵過程中豇豆亞硝酸鹽含量的影響

Figure 2 Water gradient of cowpea fermentation process the influence of the change of nitrite content (n=2)

2.3 對揮發酯含量的影響

揮發酯是發酵豇豆中香味的主要來源物質，是一部分發酵風味物質的總和(如乙酸乙酯)，通過測定揮發酯，可判斷風味物質變化趨勢[16-17]。由圖3可知，隨著水分添加量的升高，揮發酯均先上升后保持小幅度波動，發酵32 d時，12%組揮發酯含量最低，16%組含量最高，說明水分添加量12%時過低，不利于揮發酯的產生，16%時最適于揮發酯的產生，因此16%水分添加量比較適宜。32 d后整體趨近平緩，且每組間有顯著性差異(P<0.05)。

圖3 水分添加量對發酵過程中豇豆揮發酯含量的影響

Figure 3 Water gradient of cowpea in the fermentation process by the change of volatile esters (n=2)

2.4 對揮發酸含量的影響

發酵蔬菜有獨特的發酵風味，揮發酸是以游離狀態或以鹽的形式存在的所有乙酸等脂肪酸的總和，是反映風味的主要成分之一[18]。由表2可知，隨著時間延長，12%，14%組揮發酸含量先快速上升再下降，隨后繼續上升，可能是水分添加過少會導致產揮發酸微生物的活動受到影響，揮發酸產生量低于揮發量時，其含量輕微下降，直到末期再繼續上升[19]。16%組一直為上升趨勢，前16 d，18%組上升速度明顯快于其它4組，32～64 d時，12%，14%，18%，20%呈先上升再下降的趨勢。這可能是發酵過程中的主導微生物在改變，其生長繁殖所需要的適宜水分含量也在變化[20]。綜上所述，適當提高水分添加量，能使產品中揮發酸含量上升，但提高過多會導致含量顯著降低，因此水分添加量可取中間值14%～18%。

2.5 對游離氨基酸含量的影響

豇豆中含有豐富的蛋白質，可在蛋白酶作用下分解成多種氨基酸。氨基酸是一種滋味物質，具有鮮味、甜味，如：天門冬氨酸等具有鮮味，其是發酵豇豆中風味物質重要構成成分[21]。由圖4可知，隨著發酵時間延長，16%，18%，20%組總體呈先上升再下降的趨勢，16 d時達到峰值，且20%組與其它2組相比有顯著性差異(P<0.05)。12%，14%組中游離氨基酸前16 d上升速度慢于其它3組，但是一直保持上升趨勢，說明水分含量影響蛋白質分解速度。發酵32 d時，游離氨基酸含量順序為16%組>14%組>18%組>20%組>12%組，且經SPSS分析，每組間無顯著性差異，但是明顯高水分和低水分都不利于游離氨基酸的產生。

表2 水分添加量對發酵過程中豇豆揮發酸含量的影響?

? 同行數據肩標不同字母表示差異顯著(P<0.05)，肩標相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。

圖4 水分添加量對發酵過程中豇豆游離氨基酸含量的影響Figure 4 Water gradient of free amino acid change in cowpea fermentation process (n=2)

2.6 對質構的影響

由表3可知，隨著水分添加量的提高，發酵豇豆的硬度、咀嚼性、膠黏性基本呈先下降后上升趨勢，黏結性、回復性隨著水分添加量的增高，較為穩定，每組之間無顯著性差異(P>0.05)。當水分添加量為18%，20%時，硬度與其它3組相比有顯著性差異(P<0.05)；12%組硬度最大。當水分添加為14%時，產品彈性達到最大值，且與12%，16%組相比有顯著性差異(P<0.05)，產品咀嚼性達到最大值，硬度也偏高。綜合考慮，添加16%～20%的水為宜。

2.7 對感官品質的影響

由表4可知，隨著水分添加量的增加，產品色澤與形態變化不明顯，每組間無顯著性差異(P>0.05)。前4組氣味、口味的變化無顯著性差異(P>0.05)，但20%組打分明顯偏低，與其它4組相比有顯著性差異(P<0.05)。產品質地評分與總評分，總體呈先上升后下降的趨勢，16%組質地評分最高，20%組評分最低，2組具有顯著性差異(P<0.05)。從總評分來看，20%組評分明顯低于其它4組，但是與12%組相比無顯著性差異，說明水分添加量過高、過低都會影響產品的品質。

3 結論

通過改變水分添加量，研究了其對發酵豇豆pH值、總酸、亞硝酸鹽、揮發酯、揮發酸、游離氨基酸、質構、感官評價的影響。結果表明，隨著水分添加量的提高，pH值降低，總酸、揮發酯增高；16%，20%組，亞硝酸鹽峰遲于其余3組，且峰值更低；揮發酸含量先上升后下降；14%，18%組，蛋白質分解成氨基酸的效率高于其余3組；發酵豇豆硬度、膠黏性、咀嚼性，基本呈先下降后上升的趨勢；感官評定結果表明，水分添加量過低、過高，都對產品感官和品質有不利影響。單從水分來看，添加14%～16%的水能保證產品品質較好，發酵30 d后，符合綠色食品的要求(4 mg/kg)。

表3 水分添加量對發酵豇豆質構指標的影響?

? 同列數據肩標不同字母表示差異顯著(P<0.05)，肩標相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。發酵天數為90 d。

表4 5種水分添加量對發酵豇豆感官評分的影響

? 同列數據肩標不同字母表示差異顯著(P<0.05)，肩標相同字母表示差異不顯著(P>0.05)。發酵天數為90 d。

本試驗對干豇豆的發酵條件進行了初步試驗，在其他條件一定時，發現水分對發酵結果起到了一定的影響。但豇豆的其它發酵條件仍需進一步的探索。

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Study on different Water addition changes in the quality and structure of fermented dry beans

LIU Chu-cen1,2TANXing-he1,2ZHANGChun-yan1,2WANGFeng1,2GUOHong-ying1,2LIQing-ming1,2ZHOUHong-li1,2LIUZong-min1,2WANGLan-shu3YANQin-wu4

(1.CollegeofFoodScienceandTechnology,HunanAgriculturalUniversity,Changsha,Hunan410128,China; 2.HunanProvincialKeyLaboratoryofFoodScienceandBiotechnology,Changsha,Hunan410128,China; 3.HunanJiayanFoodCompanyLimited,Changsha,Hunan410000,China; 4.HunanChaQiVegetablesIndustryCompanyLimited,Yueyang,Hunan414000,China)

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.08.037

湖南省重點研發計劃(編號：2016NK2113)

劉楚岑，女，湖南農業大學在讀碩士研究生。

譚興和(1959—)，男，湖南農業大學教授，博士。 E-mail: xinghetan@163.com

2017—05—24