低鹽腐乳發酵工藝優化

鐘小廷，郭川川，張林，嚴唯瑋，謝思

四川天味食品集團股份有限公司（成都 610200）

腐乳是以大豆為主要原料，經加工磨漿、制坯、培菌、發酵而制成的調味、佐餐制品，與豆豉、豆醬和醬油并稱為中國四大傳統發酵豆制品[1]。現代研究發現，大豆發酵制品富含生理活性物質，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，其蛋白質含量達18%～20%，與肉類相當，且鈣質含量豐富。腐乳以其獨特的工藝、細膩的品質、鮮香可口的風味而受到廣大群眾的喜愛，是目前最有效提升大豆效價的大眾化發酵豆制品，其核黃素含量比豆腐高6～7倍[5-6]。高鹽是中國傳統發酵腐乳的重要特征，傳統腐乳生產需添加食鹽和食用乙醇，一是協同作用防止腐敗變質[7-8]，降低終產品存在的安全危害，二是乙醇的加入有助于提升腐乳的風味[9]。根據SB/T 10170—2007《腐乳》可以看出，腐乳的鹽分要求≥6.5 g/100 g，同時Han等[11]研究發現成品腐乳的鹽分在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、鈣質流失、腎臟受損，影響身體健康[11]，而且鹽分高，咸味重，導致每餐食用量小，也限制了腐乳的銷售速率。因此，近年來關于低鹽腐乳的研究越來越多，主要集中在發酵菌種篩選、工藝優化、功能性物質研究[12-15]。以傳統白腐乳為研究對象，通過研究腐乳發酵用湯汁的鹽分、酒精度及腐乳發酵周期，結合成品腐乳的氨基酸態氮含量和貨架期存放時間長短，評估低鹽腐乳發酵的最佳工藝參數，以期為腐乳生產企業的實際生產提供理論參考。

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（成都市調味品研究所）；0.5 mol/L氫氧化鈉標準滴定溶液；36%甲醛溶液；0.100 mol/L硝酸銀標準滴定溶液；50 g/L鉻酸鉀指示劑。

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

1.2 試驗方法

1.2.1 腐乳前發酵

將經過篩選除雜的大豆浸泡10 h，磨漿，煮漿，點漿，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%，培養時間32～36 h，得到腐乳毛坯。

1.2.2 單因素試驗

1.2.2.1 湯汁鹽分的確定

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

1.2.2.2 湯汁酒度的確定

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

1.2.2.3 后發酵周期的確定

在發酵溫度30 ℃、毛坯質量與湯汁體積比1∶1.5、湯汁鹽分12 g/100 mL、湯汁酒精度13%vol的條件下，分別設計發酵周期25，30，35，40，45和50 d，對成品腐乳的氨基酸態氮含量和貨架期保存時間進行分析，確定最佳發酵周期時間。

1.2.3 正交試驗

在單因素試驗基礎上，選取三因素四水平的正交試驗設計，正交試驗因素水平如表1所示。

表1 正交試驗因素和水平表

1.2.4 貨架期驗證試驗

將后發酵結束的腐乳置于溫度37 ℃、濕度75%的恒溫恒濕培養箱，進行貨架期破壞性試驗，觀察腐乳質量變化情況，主要根據腐乳褐變、白點結晶、化湯、脹氣等感官現象進行評估。

1.2.5 理化指標檢測

腐乳理化指標參考SB/T 10170—2007《腐乳》進行檢測。

1.2.6 數據處理

每組試驗均重復3次，結果表示為平均值±標準差。數據統計分析采用Design-Expert 8.0.6.1軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 湯汁鹽分的確定

市售腐乳的鹽含量普遍＞6.0 g/100 g，其保質期（貨架期）通常為12～18個月，所以在研究低鹽腐乳最佳工藝參數的基礎上，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個月，在此基礎上，選擇最優工藝參數。

由圖1可知，隨著湯汁鹽分的增加，腐乳的氨基酸態氮含量逐漸降低，貨架期保存時間逐漸延長。當湯汁鹽分為6～8 g/100 mL時，在貨架期8個月時，腐乳表面出現嚴重的產膜現象，且風味惡化。說明隨著鹽分大幅降低，腐乳體系的防腐能力也明顯下降，導致短時間內出現產品質量問題。湯汁鹽分超過12 g/100 mL時，腐乳的氨基酸態氮含量下降較為明顯，而貨架期存放時間延長并不明顯。分析原因主要是高鹽抑制蛋白酶等酶系的酶活[16-18]，使得高鹽環境下的蛋白質降解程度遠低于低鹽環境。所以綜合腐乳氨基酸態氮指標和貨架期存放時間，湯汁鹽分12 g/100 mL時腐乳綜合品質最佳。

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濃香型白酒進行腐乳發酵用湯汁的調配，分別調配成酒精度7%vol，9%vol，11%vol，13%vol，15%和17%vol的湯汁，檢測發酵過程氨基酸態氮變化和貨架期存放時間，結果如圖2所示。后發酵湯汁中白酒、黃酒、食用酒精等物質的添加，對腐乳的品質和安全起到重要作用，不僅改善產品的風味，并和鹽協同作用防止腐敗變質，降低終產品中存在的安全危害[19]。因此，發酵湯汁中酒精度過低時，會大幅減弱產品的防腐能力，造成貨架期縮短。由圖5可知，湯汁酒精度7%vol和9%vol時，腐乳產品在貨架期5～7個月時就出現嚴重的變質現象。所以過低的酒精度在低鹽腐乳實際生產中會帶來較大風險。

由圖2可知，湯汁酒精度與腐乳的氨基酸態氮含量呈反比，而與貨架期存放時間呈正比，分析原因其原理與高鹽作用機理相似，高體積分數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氮含量、貨架期及生產成本等因素，湯汁酒精度13%vol時，腐乳綜合品質最佳。

圖2 湯汁酒精度對腐乳氨氮和貨架期的影響

2.3 后發酵周期的確定

在腐乳后發酵過程中，主要作用是前發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，這些物質既賦予腐乳獨有的風味和質構特征，又表達出腐乳良好的生理功能，更利于人體吸收利用[22-23]。但是后發酵周期的不斷延長，會導致蛋白質溶解過度，則腐乳將因無固型物支撐而失去性狀[24]。所以在實際生產中，在保證氨基酸態氮含量滿足要求的前提下，應嚴格控制好后發酵周期。同時，如果氨基酸態氮含量過高的話，腐乳的酪氨酸含量也會相應增加，導致腐乳在貨架期期間出現白點結晶，嚴重影響消費體驗[25-26]。

由圖3可知，后發酵周期達到40 d后，腐乳氨基酸態氮含量超過0.56 g/100 g時，腐乳在貨架期11個月時出現明顯的白點結晶，隨著時間的延長，白點結晶更加嚴重。說明腐乳后發酵的發酵周期要控制好度，避免蛋白質過度水解，導致游離氨基酸中的酪氨酸含量超過溶解量，從而結晶析出[27-28]。在發酵湯汁鹽分12 g/100 mL和酒精度13%vol條件下，隨著后發酵周期的延長，腐乳的氨基酸態氮含量呈現上升趨勢，后發酵周期超過35 d后，腐乳的氨基酸態氮含量增加趨于穩定。所以綜合腐乳氨基酸態氮指標和貨架期存放時間，后發酵周期35 d時腐乳綜合品質最佳。

圖3 后發酵周期對腐乳氨氮和貨架期的影響

2.4 正交試驗結果分析

由表2可知，3個因素影響大小次序為湯汁鹽分＞后發酵周期＞湯汁酒精度。最佳工藝條件為A1B3C2，即湯汁鹽分11 g/100 mL、發酵周期35 d、湯汁酒精度13%vol。采用最佳工藝參數進行驗證試驗，進行3次平行，終產品的總酸為0.289±0.04 g/100 g，氨基酸態氮含量為0.510±0.07 g/100 g，pH為6.82±0.28，貨架期存放時間為13.5±0.32個月。

表2 正交結果分析

接表2

3 結論

以腐乳的氨基酸態氮含量和貨架期存放時間為評估指標，通過單因素試驗和正交試驗對腐乳發酵用湯汁的鹽分、酒精度及腐乳發酵周期的最佳工藝參數進行研究。低鹽腐乳的最佳發酵工藝參數為湯汁鹽分11 g/100 mL、湯汁酒精度13%vol、后發酵周期35 d。在這種情況下發酵得到的終產品的氨基酸態氮含量為0.510±0.07 g/100 g，貨架期存放時間為13.5±0.32個月。

《國民營養計劃（2017—2030年）》行動要求，實現2030年全國人均每日食鹽攝入量降低20%的減鹽目標。所以，低鹽不僅是消費者關注的健康問題，更是國家層面的戰略方針。所以，作為最有效提升大豆效價的大眾化發酵豆制品，腐乳的工業減鹽迫在眉睫。所以，通過優化現有腐乳發酵工藝及物質配比，利用乙醇作為食鹽替代物進行低鹽腐乳發酵，不僅能夠保持腐乳原有的風味和品質，還能有效降低腐乳的鹽含量。