郫縣豆瓣工藝技術研究現狀與產業發展探討

孫文佳，吳 茜，張任虎，胡海洋，周崇禪*

（1.四川新希望味業有限公司，四川 成都 610000；2.成都市金福猴食品股份有限公司，四川 成都 610000）

郫縣豆瓣是以蠶豆與辣椒為主要原料，小麥粉與食鹽為輔料，在一定食鹽濃度條件下，經過“翻、曬、露”傳統發酵工藝，最終制成獨特風味的發酵調味品[1]。近年來，隨著川菜產業的蓬勃發展，我國調味品行業整體年均增長20%以上，其中復合調味品的發展已達30%～40%[2-3]，而郫縣豆瓣作為傳統發酵調味品的代表之一，也迎來井噴式發展。2019年郫縣豆瓣品牌價值超656億元[4-5]，這給郫縣豆瓣產業帶來了前所未有的機遇和挑戰，郫縣豆瓣產業的迅速發展的同時也暴露出一些問題。鑒于此，本文對郫縣豆瓣的生產工藝、關鍵香氣化合物的研究進展進行了綜述，并對現存問題及未來發展方向進行了討論，對今后的研究方向提出了建議，以期為郫縣豆瓣行業的后續研究提供參考。

1 郫縣豆瓣的生產工藝研究進展

1.1 郫縣豆瓣自動化、現代化生產技術研究進展

目前，郫縣豆瓣產業面臨的挑戰主要體現在兩方面：其一是機械化程度低、主要依靠傳統工藝，過多依賴人工操作，導致生產規模難以擴大；其二是傳統開放式發酵面臨著巨大的食品安全風險，開放式發酵受人為因素和環境因素的影響較大。

隨著工業生產逐漸步入智能時代，郫縣豆瓣行業面臨著產業升級的難題，傳統生產工業也正面臨著現代化改革的挑戰。以實現郫縣豆瓣自動化、現代化生產為技術突破點，有許多學者在傳統發酵工藝基礎上對新技術、新設備進行現代化改進，以期實現傳統生產工藝標準化，從而有效解決傳統發酵過程中的不確定因素，提升自身產業競爭力。李雄波等[6]在前發酵階段建立了兩種“先低鹽后高鹽、先低溫后高溫”的變溫發酵模式，研究發現兩種發酵模式制備的甜瓣子均優于傳統發酵。另有學者對傳統郫縣豆瓣后發酵階段生產工藝進行了改進，如劉平等[7-9]在后發酵階段分別設計了智能自動、半封閉恒溫系統、封閉罐式穩態溫度場發酵系統，對傳統工藝進行了一定的改進，也證明了新型現代化生產設備具有一定可行性，從而提高了自動化生產水平。為實現郫縣豆瓣現代化轉型，越來越多的新型工業化固態發酵反應器被開發出來并投入生產[10]，已有少部分企業采用罐式發酵代替傳統窖池發酵，罐式發酵打破了傳統生產工藝的局限性，為實現郫縣豆瓣產業升級和現代化轉型提供了可能。從我國郫縣豆瓣的發展歷程來看，其生產工藝經歷了從傳統的天然曬露、半封閉發酵到全封閉發酵，雖較傳統郫縣豆瓣發酵工藝已有很大的進步，但距離產業現代化轉型還有一定的差距，如何進一步實現郫縣豆瓣發酵的可控化、自動化仍是后續研究的重點之一。

1.2 制曲工藝研究進展

在郫縣豆瓣生產過程中，蠶豆曲的制備是首要且關鍵工序[11]。制曲的基本原理是利用設備調節空氣中的溫濕度，達到曲霉菌生長所需的好氧、中溫、濕度水分的適宜條件，促使曲霉生長和分泌蛋白酶、淀粉酶等酶系[12]。制曲方式可根據原料是否經過蒸煮而分為熟料制曲和生料制曲[13]，吳華昌等[14]嘗試采用生料制曲代替傳統熟料制曲，發現當蠶豆瓣浸泡至瓣心夾有絲線般硬心時，所得成品的感官和風味品質最優。而周道全[15]研究發現，生料制曲雖然可行，但由于生料制曲原料未經滅菌處理，容易造成雜菌繁衍生殖，最終導致制曲失敗。

近年來，郫縣豆瓣生產企業大部分采用厚層通風制曲[16]，多采用短時高溫燙漂的方式對蠶豆瓣進行預處理，將蠶豆置于沸水中燙漂1 min左右再進行制曲，以降低雜菌污染，但該工藝需要依靠人工接種、翻曲、出曲及控溫控濕，存在機械化程度低、能耗高、種曲質量低等缺點[17]，特別是大部分企業在制曲生產過程中控制能力較差，使得雜菌數不可控，進而導致黃曲霉毒素B1（aflatoxin B1，AFB1）超標等一系列食品安全問題頻發。相比厚層通風制曲而言，圓盤制曲是集進料、調溫、調濕、新風、回風、排風、培養、翻曲、烘干、出料、清洗、殺菌和干燥為一體的全封閉式裝置，為微生物營造出最適宜的生長環境[18]。圓盤制曲是傳統發酵產業提升機械化水平、自動化水平、智能化水平和信息化水平的有效工具，目前，圓盤制曲已在醬油、白酒、豆豉等發酵制品行業中廣泛應用，或可成為未來發展的趨勢之一。

1.3 功能菌種篩選研究進展

米曲霉是蠶豆曲生產的關鍵微生物[19]，目前絕大多數郫縣豆瓣生產企業仍延用釀制醬油專用的滬釀3.042米曲霉來生產郫縣豆瓣[20]，雖然醬油、郫縣豆瓣均屬米曲霉發酵體系，但醬油需要的是原油，郫縣豆瓣需要的是醬，其發酵控制是不同的，而目前行業仍沒有獲得郫縣豆瓣生產專用菌株。因此，篩選出更適合郫縣豆瓣專用菌種對整個產業具有重要的意義。針對分離篩選優良菌株或復合菌株，特別是復合酶制劑的研究已有較多報道，如亢樂等[21-24]采用多種菌種輔助米曲霉制曲，研究表明，混合制曲能夠在一定程度上彌補單一米曲霉制曲造成的酶系不全，促進氨基酸態氮和全氮含量的提高，同時增加產品醬、酯香及鮮味，從而提升產品風味品質。陳廷廷等[25-26]分別從傳統郫縣豆瓣中分離鑒定出產蛋白酶、α-淀粉酶酶活力較高的菌株，并進行復合菌株共培養制曲，在保證成曲曲香濃郁的前提下，既縮短了制曲周期，又使蛋白酶和淀粉酶等多種酶的活力提高了約100%。雖然行業內已有很多相關研究，但由于沒有再進一步優化實際進入產業應用的菌株培養條件及發酵工藝參數等研究，因此實用價值高且適宜郫縣豆瓣的專用菌種未見報道，仍需進一步研究。

2 郫縣豆瓣的風味物質的研究進展

2.1 風味物質形成機理

郫縣豆瓣香氣的形成主要集中在后發酵時期，在郫縣豆瓣中雖然含量極微，但對郫縣豆瓣的風味卻有很大的影響。郫縣豆瓣呈香機制復雜，大體上可以歸為四類[27-29]：①由原料自身成分所產生；②由米曲霉代謝產物產生；③由耐鹽酵母、細菌的代謝產物生成；④由非酶化學反應生成。

2.2 郫縣豆瓣中揮發性風味物質

目前在郫縣豆瓣從原料到發酵整個過程中已鑒定出200多種揮發性成分，其中包括酯類、醇類、醛類、酸類、酮類、酚類、雜環化合物等，賦予郫縣豆瓣醬香、醇香、焦糖香、煙熏香和辛辣刺激味等多種風味特性。郫縣豆瓣中檢出化合物眾多，而這些風味物質在郫縣豆瓣中含量、閾值不同，從而對郫縣豆瓣香氣貢獻程度也不同。迄今為止，研究者們[30-34]對郫縣豆瓣特征香氣物質進行鑒定，最終確定了37種郫縣豆瓣關鍵香氣化合物，如圖1所示。

3 郫縣豆瓣質量與安全管理體系研究進展

郫縣豆瓣的主要原料為農副產品，其生產過程中會出現物理風險、化學風險、生物風險三類食品安全風險因素[35]。郫縣豆瓣的質量控制的源頭之一就是原輔料供應，但目前郫縣豆瓣所用辣椒原料品種雜亂，產品品質不一，從而導致不同辣椒發酵的郫縣豆瓣存在較大差異。因此定向篩選郫縣豆瓣專用品種尤為重要，如王雪梅等[36-37]以不同產地、品種的辣椒為研究對象，研究其在郫縣豆瓣發酵過程中的品質差異性，可以指導開發不同需求型產品。蔣四強等[38]探究6種不同品種蠶豆制作豆瓣曲的適應性，從而篩選適宜加工郫縣豆瓣的蠶豆品種。因此，選育更適合郫縣豆瓣加工的原輔料品種并推廣應用，從原料上實現郫縣豆瓣標準化十分必要。

郫縣豆瓣在發酵過程中極易受到雜菌污染，從而導致一系列如AFB1、生物胺超標等問題。一些學者對郫縣豆瓣體系中的有害微生物進行了大量研究，如黃玉坤等[39-41]對郫縣豆瓣中的AFB1提取方法進行優化，建立了一系列的郫縣豆瓣中AFB1快檢技術。張帥等[42]研究發現，AFB1含量隨發酵的進行而增加，AFB1關鍵控制點在蠶豆病發酵過程及后熟時期。相似的研究[43]也發現，AFB1主要在郫縣豆瓣制曲和前發酵初期產生，可在制曲階段進行防控。袁琳娜[44]對工業化蠶豆瓣后發酵過程中生物胺變化研究發現，生物胺總含量與菌落總數呈正相關。曾雪晴[45]也建立了高效液相色譜法（high performance liquid chromatography，HPLC）測定豆瓣中生物胺的方法。從生產原料管控、生產過程各階段完善質量與安全管理體系，在郫縣豆瓣產業升級的同時，更要保證郫縣豆瓣的質量安全，契合豆瓣產業的高質量發展需求。

4 郫縣豆瓣產業現存問題

（1）行業帶動力不足

從行業結構看，在調味品行業中，郫縣豆瓣企業多為勞動密集型企業，自動化程度低，人力資本高，規模偏小且多以作坊式加工企業為主，行業帶動力不足，導致行業整體較其他調味品行業競爭力不強。特別是近年來海天、李錦記、欣和等大型調味品企業也進軍復合調味品行業，且在黃豆醬、豆瓣醬、甜面醬等行業已占有一定市場，均有可能轉入郫縣豆瓣醬的產銷。

（2）產品結構不合理

從產品結構來看，一方面郫縣豆瓣在B端（餐飲和工廠）的市場需求因為川味復調和餐飲的迅速發展而有所增加，但傳統C端（家庭）的消費群體在減少；另一方面新的消費需求洞察不夠，產品創新乏力，郫縣豆瓣產品類型較少，整體產業都依賴于傳統郫縣豆瓣，產品更新換代慢，而傳統郫縣豆瓣的消費人群及增長空間逐漸趨于飽和，沒有新的產業增長點。且消費替代產品陸續出現，復合調味品存在著替代郫縣豆瓣的可能，郫縣豆瓣逐漸趨于某一類復合調味品的原料，從而導致郫縣豆瓣的應用場景及消費群體受限，導致整體市場需求面臨增長困境。另外，產品定位不夠清晰，同類型的諸如臨江寺豆瓣、老干媽等較高知名度的醬類產品也對郫縣豆瓣產業構成直接威脅。

（3）同質化問題嚴重

郫縣豆瓣生產企業間生態位重疊現象嚴重，產品同質化，競爭市場同質化，沒有形成產品檔次，空間和時間上的錯位，無序競爭嚴重[46]。幾十家經許可的郫縣豆瓣企業統一采用“郫縣豆瓣”商標加自身商標的形式宣傳銷售[47]，不同層次企業之間均使用“郫縣豆瓣”商標，而產品質量參差不齊，這既不利于消費者對“郫縣豆瓣”品牌的認知，也會影響“郫縣豆瓣”商標自身的提升[48]。在此大環境下，各郫縣豆瓣企業之間拼價格戰，導致整個行業低端化，利潤不斷壓縮，最終可能會逐漸流失C端消費者，成為B端一種基礎原料，從而影響郫縣豆瓣品牌價值。

5 郫縣豆瓣醬發展方向

郫縣豆瓣已有300年歷史，其作為“川菜之魂”具有唯一性和不可替代性。在調味品行業迅速發展的大環境下，也將對郫縣豆瓣行業產生強烈的沖擊和帶動。基于深入思考，建議郫縣豆瓣升級方向：

（1）釀造菌種與釀造工藝技術的深入研究

菌種是釀造調味品的風味與成本控制關鍵，研究選育更適合郫縣豆瓣發酵的釀造菌種需要全行業技術同仁的努力，以及深入研究傳統工藝的釀造機理，再結合釀造菌種工藝需求和現代化設備的應用，做到傳統工藝與時俱進的有效傳承，以穩定滿足發酵醬類產品對風味、體態和成本的平衡控制需求。

（2）基于數智化方向的產業升級

產業升級是行業持續健康發展的市場需求，從自動化、信息化、數字化再到智能化是制造業升級的必然，這里面不只是設備、場地升級，更多的是管理理念、信息系統和數據應用能力的提升。雖然傳統調味品企業轉型的路很長且荊棘滿布，但也有醬油行業可以參考，期待有能力的頭部企業能奮力帶領行業發展。

（3）基于市場需求的產品創新

郫縣豆瓣是地理標志保護的傳統發酵制品，但也是消費品，它的消費者、消費市場、應用場景等都在不斷變化，所以在傳統工藝和風味的有效傳承基礎上，應基于市場洞察在產品端大膽創新，在把已有郫縣豆瓣產品做的更有價值感、歷史感和文化內涵的同時，也創新研發即食、休閑、佐餐、豆瓣復合調味品等系列衍生產品，增加產品附加值，保持品牌活力，與時俱進，挖掘促進產業發展新的經濟增長點。

（4）重視工藝技術與人才培養

行業發展需要市場驅動，根本上還是需要技術的支撐，目前整個行業在工藝技術和產品應用的優秀人才很缺乏，也是制約行業創新發展的關鍵因素之一，需要規模以上企業重視工藝技術并提供更好的技術研發環境和務實的支持，讓產業發展與人才培養相向而行。

6 總結與展望

本文對郫縣豆瓣產業生產工藝、風味物質及質量安全研究進展進行了綜述，對郫縣豆瓣產業現存問題進行了總結并思考了未來的發展方向。

產品附加值提升是產業升級的量變，結構優化是產業升級的質變。隨著工業生產逐漸步入智能時代，郫縣豆瓣產業升級的壓力和難題終需得到解決，產品同質化嚴重、價值感低和品牌價值下降的問題也終需改善，這些升級和改善的背后，都需要工藝技術的支撐，所有業內科研院所的技術協同和人才的培養需先行。