低鹽腐乳發(fā)酵工藝優(yōu)化

鐘小廷，郭川川，張林，嚴(yán)唯瑋，謝思

四川天味食品集團(tuán)股份有限公司（成都 610200）

腐乳是以大豆為主要原料，經(jīng)加工磨漿、制坯、培菌、發(fā)酵而制成的調(diào)味、佐餐制品，與豆豉、豆醬和醬油并稱為中國四大傳統(tǒng)發(fā)酵豆制品[1]?，F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn)，大豆發(fā)酵制品富含生理活性物質(zhì)，具有降血壓、降膽固醇、溶解血栓、抗氧化、提高免疫等功效[2-4]。腐乳在國外享有“中國奶酪”的美稱，其蛋白質(zhì)含量達(dá)18%～20%，與肉類相當(dāng)，且鈣質(zhì)含量豐富。腐乳以其獨(dú)特的工藝、細(xì)膩的品質(zhì)、鮮香可口的風(fēng)味而受到廣大群眾的喜愛，是目前最有效提升大豆效價(jià)的大眾化發(fā)酵豆制品，其核黃素含量比豆腐高6～7倍[5-6]。高鹽是中國傳統(tǒng)發(fā)酵腐乳的重要特征，傳統(tǒng)腐乳生產(chǎn)需添加食鹽和食用乙醇，一是協(xié)同作用防止腐敗變質(zhì)[7-8]，降低終產(chǎn)品存在的安全危害，二是乙醇的加入有助于提升腐乳的風(fēng)味[9]。根據(jù)SB/T 10170—2007《腐乳》可以看出，腐乳的鹽分要求≥6.5 g/100 g，同時(shí)Han等[11]研究發(fā)現(xiàn)成品腐乳的鹽分在6.2～14.8 g/100 g之間。

由于高鹽食品的攝入，不僅容易引起血壓高、鈣質(zhì)流失、腎臟受損，影響身體健康[11]，而且鹽分高，咸味重，導(dǎo)致每餐食用量小，也限制了腐乳的銷售速率。因此，近年來關(guān)于低鹽腐乳的研究越來越多，主要集中在發(fā)酵菌種篩選、工藝優(yōu)化、功能性物質(zhì)研究[12-15]。以傳統(tǒng)白腐乳為研究對象，通過研究腐乳發(fā)酵用湯汁的鹽分、酒精度及腐乳發(fā)酵周期，結(jié)合成品腐乳的氨基酸態(tài)氮含量和貨架期存放時(shí)間長短，評估低鹽腐乳發(fā)酵的最佳工藝參數(shù)，以期為腐乳生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大豆、食鹽、濃香型白酒、三氯蔗糖、氯化鎂（食品用加工助劑）；總狀毛霉菌株（成都市調(diào)味品研究所）；0.5 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液；36%甲醛溶液；0.100 mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液；50 g/L鉻酸鉀指示劑。

FE28-Standard型pH計(jì)（瑞士梅特勒）；IT-09C10性磁力攪拌器（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；HWS-250B型恒溫恒濕培養(yǎng)箱（天津泰斯特儀器有限公司）；BCV-4S1型潔凈工作臺。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 腐乳前發(fā)酵

將經(jīng)過篩選除雜的大豆浸泡10 h，磨漿，煮漿，點(diǎn)漿，壓榨得到白胚。將制得的毛霉菌懸液噴灑在白坯表面，溫度25～28 ℃，濕度90%～95%，培養(yǎng)時(shí)間32～36 h，得到腐乳毛坯。

1.2.2 單因素試驗(yàn)

1.2.2.1 湯汁鹽分的確定

在發(fā)酵溫度30 ℃、毛坯質(zhì)量與湯汁體積比1∶1.5、湯汁酒精度13%vol、發(fā)酵周期35 d的條件下，分別設(shè)計(jì)湯汁鹽分6，8，10，12，14和16 g/100 mL，對成品腐乳的氨基酸態(tài)氮含量和貨架期保存時(shí)間進(jìn)行分析，確定最適湯汁鹽分。

1.2.2.2 湯汁酒度的確定

在發(fā)酵溫度30 ℃、毛坯質(zhì)量與湯汁體積比1∶1.5、湯汁鹽分12 g/100 mL、發(fā)酵周期35 d的條件下，分別設(shè)計(jì)湯汁酒精度7%vol，9%vol，11%vol，13%vol，15%vol和17%vol，對成品腐乳的氨基酸態(tài)氮含量和貨架期保存時(shí)間進(jìn)行分析，確定最適湯汁酒精濃度。

1.2.2.3 后發(fā)酵周期的確定

在發(fā)酵溫度30 ℃、毛坯質(zhì)量與湯汁體積比1∶1.5、湯汁鹽分12 g/100 mL、湯汁酒精度13%vol的條件下，分別設(shè)計(jì)發(fā)酵周期25，30，35，40，45和50 d，對成品腐乳的氨基酸態(tài)氮含量和貨架期保存時(shí)間進(jìn)行分析，確定最佳發(fā)酵周期時(shí)間。

1.2.3 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取三因素四水平的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，正交試驗(yàn)因素水平如表1所示。

表1 正交試驗(yàn)因素和水平表

1.2.4 貨架期驗(yàn)證試驗(yàn)

將后發(fā)酵結(jié)束的腐乳置于溫度37 ℃、濕度75%的恒溫恒濕培養(yǎng)箱，進(jìn)行貨架期破壞性試驗(yàn)，觀察腐乳質(zhì)量變化情況，主要根據(jù)腐乳褐變、白點(diǎn)結(jié)晶、化湯、脹氣等感官現(xiàn)象進(jìn)行評估。

1.2.5 理化指標(biāo)檢測

腐乳理化指標(biāo)參考SB/T 10170—2007《腐乳》進(jìn)行檢測。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

每組試驗(yàn)均重復(fù)3次，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Design-Expert 8.0.6.1軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 湯汁鹽分的確定

市售腐乳的鹽含量普遍＞6.0 g/100 g，其保質(zhì)期（貨架期）通常為12～18個(gè)月，所以在研究低鹽腐乳最佳工藝參數(shù)的基礎(chǔ)上，要綜合考慮低鹽腐乳的貨架期。如果片面追求腐乳鮮味即氨基酸態(tài)氮含量和低鹽，會大幅縮短腐乳的貨架期。所以為了綜合考慮，將低鹽腐乳的貨架期定為12個(gè)月，在此基礎(chǔ)上，選擇最優(yōu)工藝參數(shù)。

由圖1可知，隨著湯汁鹽分的增加，腐乳的氨基酸態(tài)氮含量逐漸降低，貨架期保存時(shí)間逐漸延長。當(dāng)湯汁鹽分為6～8 g/100 mL時(shí)，在貨架期8個(gè)月時(shí)，腐乳表面出現(xiàn)嚴(yán)重的產(chǎn)膜現(xiàn)象，且風(fēng)味惡化。說明隨著鹽分大幅降低，腐乳體系的防腐能力也明顯下降，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題。湯汁鹽分超過12 g/100 mL時(shí)，腐乳的氨基酸態(tài)氮含量下降較為明顯，而貨架期存放時(shí)間延長并不明顯。分析原因主要是高鹽抑制蛋白酶等酶系的酶活[16-18]，使得高鹽環(huán)境下的蛋白質(zhì)降解程度遠(yuǎn)低于低鹽環(huán)境。所以綜合腐乳氨基酸態(tài)氮指標(biāo)和貨架期存放時(shí)間，湯汁鹽分12 g/100 mL時(shí)腐乳綜合品質(zhì)最佳。

圖1 湯汁鹽分對腐乳氨氮和貨架期的影響

2.2 湯汁酒精度的確定

利用49%vol濃香型白酒進(jìn)行腐乳發(fā)酵用湯汁的調(diào)配，分別調(diào)配成酒精度7%vol，9%vol，11%vol，13%vol，15%和17%vol的湯汁，檢測發(fā)酵過程氨基酸態(tài)氮變化和貨架期存放時(shí)間，結(jié)果如圖2所示。后發(fā)酵湯汁中白酒、黃酒、食用酒精等物質(zhì)的添加，對腐乳的品質(zhì)和安全起到重要作用，不僅改善產(chǎn)品的風(fēng)味，并和鹽協(xié)同作用防止腐敗變質(zhì)，降低終產(chǎn)品中存在的安全危害[19]。因此，發(fā)酵湯汁中酒精度過低時(shí)，會大幅減弱產(chǎn)品的防腐能力，造成貨架期縮短。由圖5可知，湯汁酒精度7%vol和9%vol時(shí)，腐乳產(chǎn)品在貨架期5～7個(gè)月時(shí)就出現(xiàn)嚴(yán)重的變質(zhì)現(xiàn)象。所以過低的酒精度在低鹽腐乳實(shí)際生產(chǎn)中會帶來較大風(fēng)險(xiǎn)。

由圖2可知，湯汁酒精度與腐乳的氨基酸態(tài)氮含量呈反比，而與貨架期存放時(shí)間呈正比，分析原因其原理與高鹽作用機(jī)理相似，高體積分?jǐn)?shù)的酒精具有抑制微生物、防霉和抑制酶活的作用[20-21]。綜合腐乳的氨基酸態(tài)氮含量、貨架期及生產(chǎn)成本等因素，湯汁酒精度13%vol時(shí)，腐乳綜合品質(zhì)最佳。

圖2 湯汁酒精度對腐乳氨氮和貨架期的影響

2.3 后發(fā)酵周期的確定

在腐乳后發(fā)酵過程中，主要作用是前發(fā)酵毛霉分泌的蛋白酶水解大豆蛋白成蛋白肽和游離氨基酸，這些物質(zhì)既賦予腐乳獨(dú)有的風(fēng)味和質(zhì)構(gòu)特征，又表達(dá)出腐乳良好的生理功能，更利于人體吸收利用[22-23]。但是后發(fā)酵周期的不斷延長，會導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解過度，則腐乳將因無固型物支撐而失去性狀[24]。所以在實(shí)際生產(chǎn)中，在保證氨基酸態(tài)氮含量滿足要求的前提下，應(yīng)嚴(yán)格控制好后發(fā)酵周期。同時(shí)，如果氨基酸態(tài)氮含量過高的話，腐乳的酪氨酸含量也會相應(yīng)增加，導(dǎo)致腐乳在貨架期期間出現(xiàn)白點(diǎn)結(jié)晶，嚴(yán)重影響消費(fèi)體驗(yàn)[25-26]。

由圖3可知，后發(fā)酵周期達(dá)到40 d后，腐乳氨基酸態(tài)氮含量超過0.56 g/100 g時(shí)，腐乳在貨架期11個(gè)月時(shí)出現(xiàn)明顯的白點(diǎn)結(jié)晶，隨著時(shí)間的延長，白點(diǎn)結(jié)晶更加嚴(yán)重。說明腐乳后發(fā)酵的發(fā)酵周期要控制好度，避免蛋白質(zhì)過度水解，導(dǎo)致游離氨基酸中的酪氨酸含量超過溶解量，從而結(jié)晶析出[27-28]。在發(fā)酵湯汁鹽分12 g/100 mL和酒精度13%vol條件下，隨著后發(fā)酵周期的延長，腐乳的氨基酸態(tài)氮含量呈現(xiàn)上升趨勢，后發(fā)酵周期超過35 d后，腐乳的氨基酸態(tài)氮含量增加趨于穩(wěn)定。所以綜合腐乳氨基酸態(tài)氮指標(biāo)和貨架期存放時(shí)間，后發(fā)酵周期35 d時(shí)腐乳綜合品質(zhì)最佳。

圖3 后發(fā)酵周期對腐乳氨氮和貨架期的影響

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表2可知，3個(gè)因素影響大小次序?yàn)闇}分＞后發(fā)酵周期＞湯汁酒精度。最佳工藝條件為A1B3C2，即湯汁鹽分11 g/100 mL、發(fā)酵周期35 d、湯汁酒精度13%vol。采用最佳工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，進(jìn)行3次平行，終產(chǎn)品的總酸為0.289±0.04 g/100 g，氨基酸態(tài)氮含量為0.510±0.07 g/100 g，pH為6.82±0.28，貨架期存放時(shí)間為13.5±0.32個(gè)月。

表2 正交結(jié)果分析

接表2

3 結(jié)論

以腐乳的氨基酸態(tài)氮含量和貨架期存放時(shí)間為評估指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對腐乳發(fā)酵用湯汁的鹽分、酒精度及腐乳發(fā)酵周期的最佳工藝參數(shù)進(jìn)行研究。低鹽腐乳的最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為湯汁鹽分11 g/100 mL、湯汁酒精度13%vol、后發(fā)酵周期35 d。在這種情況下發(fā)酵得到的終產(chǎn)品的氨基酸態(tài)氮含量為0.510±0.07 g/100 g，貨架期存放時(shí)間為13.5±0.32個(gè)月。

《國民營養(yǎng)計(jì)劃（2017—2030年）》行動要求，實(shí)現(xiàn)2030年全國人均每日食鹽攝入量降低20%的減鹽目標(biāo)。所以，低鹽不僅是消費(fèi)者關(guān)注的健康問題，更是國家層面的戰(zhàn)略方針。所以，作為最有效提升大豆效價(jià)的大眾化發(fā)酵豆制品，腐乳的工業(yè)減鹽迫在眉睫。所以，通過優(yōu)化現(xiàn)有腐乳發(fā)酵工藝及物質(zhì)配比，利用乙醇作為食鹽替代物進(jìn)行低鹽腐乳發(fā)酵，不僅能夠保持腐乳原有的風(fēng)味和品質(zhì)，還能有效降低腐乳的鹽含量。