茍婷婷，鄭旭煦，彭 榮, ，殷鐘意，丁 倩，何 陽，陳吉雙，王 瑩

（1.重慶工商大學環(huán)境與資源學院，四川重慶 400067；2.重慶交通大學材料學院，四川重慶 400067）

我國是豆制品生產(chǎn)和加工大國，豆制品企業(yè)數(shù)量眾多，這些企業(yè)副產(chǎn)的大量豆渣營養(yǎng)豐富、含水量高，若不及時處理極易腐敗變質(zhì)[1]。豆渣保留了大豆中的各類營養(yǎng)成分，如蛋白質(zhì)、脂類、維生素和鈣、磷等[2-3]，但其纖維素含量較高且口感粗糙，很難被消費者直接食用[4]，目前，國內(nèi)外對豆渣的開發(fā)利用主要集中在提取膳食纖維、異黃酮、大豆多肽等功能性成分[5]，這種利用方式只能用于處理小批量的豆渣，不適用于處理豆制品加工企業(yè)每日產(chǎn)出的成噸豆渣。要更好地高值化利用豆渣，需同時解決口感粗糙和快速處理問題，而豆渣釀制就是一種有效的方法。

目前，豆渣釀制品主要集中在豆渣部分替代黃豆釀制醬油[6]或?qū)l(fā)酵豆渣部分加入到其他醬類中[7-8]，產(chǎn)品傳統(tǒng)單一，缺少創(chuàng)造性和新穎性，且部分替代僅能消耗小部分豆渣，不能為豆制品企業(yè)完全解決實質(zhì)性問題?；诖?，本文對傳統(tǒng)腐乳釀制工藝進行改進，以純豆渣為原料、以毛霉為發(fā)酵菌種進行前發(fā)酵，并利用食用膠將前發(fā)酵的基料成型再裹上食鹽凈水封壇（后發(fā)酵）釀制成豆渣腐乳。先通過跟蹤檢測6種食用膠制成的豆渣腐乳分別在后發(fā)酵中的質(zhì)構(gòu)變化，篩選適宜的食用膠種類和添加量；再通過跟蹤考察適宜的食用膠制成的豆渣腐乳，在3種不同溫度后發(fā)酵中的總酸、粗蛋白、氨基酸態(tài)氮和可溶性蛋白含量隨發(fā)酵時間的變化規(guī)律，以及后發(fā)酵60 d的揮發(fā)性風味物質(zhì)含量，確定后發(fā)酵所需的溫度和時間，以期獲得質(zhì)量優(yōu)良的豆渣腐乳產(chǎn)品，為豆制品企業(yè)提供一種既簡便又高值化完全利用新鮮豆渣的新技術(shù)，解決豆制品企業(yè)目前存在的新鮮豆渣大量堆積易腐敗變質(zhì)和低值化利用問題。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豆渣 重慶奇爽責任有限公司；麥麩 市售；雅致毛霉 玉園生物科技有限公司；魔芋膠 湖北強森魔芋科技有限公司；沙蒿子膠 山東萬達生物科技有限公司；海藻酸鈉 河南思遠生物科技有限公司；可得然膠 鄭州卓研生物科技有限公司；聚丙酸酸鈉

深圳恒生生物科技有限公司；瓜爾豆膠 上海源葉生物科技有限公司。

XT pius型質(zhì)構(gòu)儀 超技儀器有限公司；K9860全自動凱氏定氮儀 徐州淮搏儀器有限公司；HH-W420型水浴鍋 常州億通分析儀器有限公司； TDZ5-WS 型離心機 湘儀離心機儀器公司；鐵架臺；pHS-2F型pH計 上海儀電科學儀器股份有限公司； LRH-250F 型生化培養(yǎng)箱 上海齊欣科學儀器有限公司；YXQ-50G型立式高壓蒸汽滅菌鍋北京海天友誠科技有限公司；RT-15多點磁力攪拌器

艾卡（ 廣州）儀器設備有限公司；潔凈操作臺 深圳市巨星凈化科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 前發(fā)酵實驗 將新鮮豆渣置于溫度為60 ℃的烘箱中烘干至恒重，粉碎，過60目篩，制成豆渣粉。向豆渣粉中按0.5%的質(zhì)量比加入麥麩（為毛霉的生長提供碳源），復水到水分含量為62.20%，調(diào)節(jié)pH為7.5，于121 ℃下蒸煮20 min，滅菌，冷卻至室溫，接種雅致毛霉，在28 ℃的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中培養(yǎng)64.5 h后取出備用，測定其主要營養(yǎng)成分含量。

1.2.2 食用膠的選擇 將瓜爾豆膠、魔芋膠、可得然膠、沙蒿子膠、海藻酸鈉、聚丙烯酸鈉等6種膠粉與水按一比三（即一份膠粉加三份冷水）浸泡30 min。待吸水膨脹后水浴加熱溶解，再按質(zhì)量比0.6%的添加量分別加入前發(fā)酵結(jié)束的基料中，混合均勻，利用模具將質(zhì)量為20 g的基料成型為塊狀，按質(zhì)量比20%的添加量裹上食鹽后于室溫下凈水封壇，每隔5 d取樣測定，對比不同食用膠對其硬度、回彈性、咀嚼性和內(nèi)聚性的影響。每次取樣測定9個平行，取平均值。

1.2.3 食用膠添加量的確定 將1.2.2中選出的膠體按照質(zhì)量比0.05%、0.1%、0.2%、0.4%、0.6%的添加量分別添加到前發(fā)酵結(jié)束的基料中，以下操作步驟同1.2.2?？疾焓秤媚z添加量對其硬度、回彈性、咀嚼性和內(nèi)聚性的影響。

1.2.4 后發(fā)酵實驗 在適宜的食用膠添加量下，將裹好食鹽的塊狀基料分別于室溫（25～35 ℃）、28 ℃和40 ℃下凈水封壇保存60 d，前期每隔7 d取樣測定一次，后期每隔10 d取樣測定一次，探討不同后發(fā)酵溫度和時間對豆渣腐乳的粗蛋白、可溶性蛋白、總酸和氨基酸態(tài)氮含量的影響。每種溫度每次取3個平行，取平均值。

1.2.5 揮發(fā)性風味物質(zhì)測定 分別測定3種溫度下后發(fā)酵60 d的豆渣腐乳的揮發(fā)性風味物質(zhì)。

1.2.6 產(chǎn)品衛(wèi)生指標檢測 選擇綜合質(zhì)量最好的一組產(chǎn)品測定其衛(wèi)生指標。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 質(zhì)構(gòu)的測定條件 在XTpius質(zhì)構(gòu)儀中選用P/50探頭，測試前速率：2 mm/s；測試速率：1 mm/s；測試后速率：1 mm/s；壓縮比：50% ；兩次激活感應力：5 g[9]。

1.3.2 粗蛋白及可溶性蛋白的測定 參考文獻[10]的操作。采用GB/T 5009.5-2010《食品中蛋白質(zhì)的測定》中的凱氏定氮法測定總氮及可溶性蛋白的含量。

1.3.3 氨基酸態(tài)氮及總酸的測定 采用GB 5009.39-2003《醬衛(wèi)生標準的分析方法》甲醛滴定法測定總酸及氨基酸態(tài)氮的含量[11]。

1.3.4 風味物質(zhì)的測定 委托第三方檢測機構(gòu)（科創(chuàng)質(zhì)量）采用100 μL PDMS固相微萃取針（美國SUPELCO公司）和6890N-5975B型氣質(zhì)聯(lián)用儀（Agilent）測定豆渣腐乳的揮發(fā)性風味物質(zhì)。

1.3.5 產(chǎn)品質(zhì)量檢測 委托第三方檢測機構(gòu)（安徽國科檢測）參照GB2717-2014《食品安全國家標準-豆制品》測定豆渣腐乳中鉛、黃曲霉毒素、總砷、沙門氏菌、赭曲酶毒素、金黃色葡萄球菌、大腸菌群等衛(wèi)生指標。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用OriginPro 9.0 及Excel進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 前發(fā)酵實驗

豆渣前發(fā)酵前后的主要營養(yǎng)成分含量如表1所示。由表1可以看出，豆渣發(fā)酵前的蛋白質(zhì)含量為13.41 g/100 g，發(fā)酵后的蛋白質(zhì)含量為12.48 g/100 g，降低了6.94%；同時，脂肪含量下降了76.05%，半纖維素含量下降了43.63%，纖維素含量升高了10.40%。這是因為：在發(fā)酵過程中，毛霉所產(chǎn)的蛋白酶、脂肪酶、半纖維素酶等酶系將蛋白質(zhì)、脂肪、半纖維素等物質(zhì)分解，導致其含量下降[12]；雖然纖維素酶也在不斷分解纖維素，但其分解速率小于蛋白質(zhì)、脂肪和半纖維素的分解速率，導致纖維素的相對含量不降反升。半纖維素和纖維素是影響豆渣口感的主要因素，通過前發(fā)酵可以有效改善豆渣的口感。

表1 發(fā)酵前后豆渣的組成分析Table 1 Composition analysis of bean dregs before and after fermentation

2.2 食用膠的選擇

由于豆渣為散裝顆粒物質(zhì)，僅通過模具無法成型為塊狀，而食用膠中含有羧基、羥基等親水基團，能與水分子發(fā)生水化作用，形成粘稠狀態(tài)，從而起到增黏作用，有利于豆渣腐乳成型。以豆腐乳標準，豆渣腐乳的硬度，回彈性，咀嚼性，內(nèi)聚性的數(shù)值越接近豆腐乳越好。

圖1 不同食用膠對豆渣腐乳的質(zhì)構(gòu)的影響Fig.1 Effect of different edible gums on the texture of fermented bean dregs curd

由圖1（a）可以看出，瓜爾豆膠、魔芋膠、可得然膠、沙蒿子膠、海藻酸鈉和聚丙烯酸鈉6種膠體中的豆渣腐乳硬度均隨發(fā)酵時間的增加呈現(xiàn)出先下降后逐漸趨于平穩(wěn)的變化趨勢，這是因為，在后發(fā)酵初期，豆渣腐乳表面的鹽分滲入內(nèi)部使水分析出，致使豆渣腐乳表面的水分含量不斷升高，其硬度則表現(xiàn)出不斷下降的狀態(tài)[13-14]；而且鹽分和發(fā)酵體系中的生物酶對膠體的結(jié)構(gòu)有一定的破壞作用，導致豆渣腐乳內(nèi)部的結(jié)構(gòu)松散，在宏觀上表現(xiàn)出硬度下降的現(xiàn)象。圖1（a）表明，魔芋膠的硬度一直處于其他膠體之上，魔芋膠在豆渣腐乳的成型中表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性，能更好地起到膠連、黏接原料顆粒的作用。這是因為魔芋膠可以和豆渣中蛋白質(zhì)的極性末端發(fā)生反應，將鹽溶蛋白和脂肪有機結(jié)合在所形成的凝膠網(wǎng)絡中，使添加魔芋膠的豆渣腐乳硬度大于其他5種膠體的豆渣腐乳硬度[15]。

由圖1（b）可知，6種膠體成型的豆渣腐乳的回彈性隨時間的增加變化不大，這是因為在后發(fā)酵初期，豆渣腐乳內(nèi)部的菌體還未全部被抑制，在豆渣腐乳內(nèi)部生長繁殖產(chǎn)生菌絲體，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密不易破壞，故回彈性變化不大[13]。

由圖1（c）可知，魔芋膠和可得然膠的咀嚼性隨著時間的增加呈先減小再增加至穩(wěn)定的變化趨勢，而其余四種膠體隨時間的增加，咀嚼性呈現(xiàn)先減小再上升后又減少至平穩(wěn)狀態(tài)的變化趨勢。這是因為在后發(fā)酵初期，豆渣腐乳表面的鹽分滲入使水分析出，使豆渣腐乳表面水分含量增高，咀嚼性呈現(xiàn)出降低的趨勢，隨后水分開始揮發(fā)，咀嚼性逐漸回升；之后隨著發(fā)酵時間繼續(xù)增加，膠體開始被發(fā)酵體系中的酶系分解，導致內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，不耐酶解的膠體的咀嚼性開始下降至平穩(wěn)，而耐酶解的魔芋膠和可得然膠的咀嚼性能夠保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

圖1（d）表明，6種膠體成型的豆渣腐乳的內(nèi)聚性沒有明顯差異，均隨時間的增加呈現(xiàn)先增加再達到平穩(wěn)的狀態(tài)，這是因為在后發(fā)酵初期，發(fā)酵體系中的微生物會繼續(xù)生長產(chǎn)生大量菌絲體，相互纏繞，使豆渣腐乳內(nèi)部基料連接緊密，內(nèi)聚性不斷上升；之后隨著發(fā)酵時間的增加，豆渣腐乳內(nèi)部的菌體全部被抑制，不再繼續(xù)產(chǎn)生菌絲體，從而內(nèi)聚性開始達到穩(wěn)定狀態(tài)[16]。

綜上，選用魔芋膠作為成型豆渣腐乳的膠體較為合適。

2.3 魔芋膠添加量的確定

由圖2（a）可知，當魔芋膠的添加量為0.1%時，豆渣腐乳的硬度最大，且隨發(fā)酵時間的增加呈現(xiàn)先略微下降再趨于穩(wěn)定的變化趨勢。這是因為適量的魔芋膠可以與蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)作用，形成較穩(wěn)定的復合體，從而加強了豆渣顆粒之間的結(jié)合力，使硬度處于較高且較穩(wěn)定的狀態(tài)。而魔芋膠添加量再增加，魔芋膠本身具有的良好持水能力發(fā)揮了主要作用，宏觀上表現(xiàn)為硬度下降[17]。

從圖2（b）和圖2（d）可知，魔芋膠的不同添加量對豆渣腐乳的回彈性和內(nèi)聚性沒有明顯影響。這是因為豆渣腐乳的回彈性和內(nèi)聚性主要受到后發(fā)酵體系中的菌絲體的影響[18]，與魔芋膠的添加量關(guān)系不大。

圖2 魔芋膠的不同添加量對豆渣腐乳質(zhì)構(gòu)的影響Fig.2 Effect of the different content of konjac gum on the texture of fermented bean dregs curd

從圖2（c）可知，當魔芋膠的添加量為0.1%時，咀嚼性最好，且隨發(fā)酵時間的增加呈現(xiàn)先增加后趨于穩(wěn)定的變化趨勢，這是因為當添加量小于0.1%時，不能較好的交聯(lián)豆渣顆粒；而當添加量過多時，魔芋膠的持水性占據(jù)主導地位，咀嚼性下降。

綜上，為保持豆渣腐乳較好的形態(tài)和口感，適宜的魔芋膠添加量為0.1%。

2.4 后發(fā)酵中豆渣腐乳的營養(yǎng)成分變化

2.4.1 粗蛋白含量的變化 由圖3可知，后發(fā)酵體系中3種溫度下豆渣腐乳的粗蛋白含量均是隨時間的增加呈現(xiàn)先緩慢增加再減小后趨于平穩(wěn)的變化趨勢，且含量大小基本一致。這是因為在后發(fā)酵初期，微生物代謝活動旺盛，糖類物質(zhì)被微生物分解利用，致使粗蛋白含量相對增加；在后發(fā)酵的中后期，發(fā)酵體系中復雜的生理生化反應使粗蛋白含量出現(xiàn)波動后趨于穩(wěn)定的狀態(tài)[19]。粗蛋白含量是所有含氮物質(zhì)的總和，發(fā)酵溫度對其影響不大。

圖3 后發(fā)酵過程中豆渣腐乳的粗蛋白含量變化Fig.3 Change of crude protein content during the postfermentation process of fermented bean dregs curd

2.4.2 可溶性蛋白含量的變化 可溶性蛋白含量是蛋白質(zhì)水解度的宏觀表現(xiàn)。由圖4可知，后發(fā)酵體系中3種溫度下豆渣腐乳的可溶性蛋白含量均隨發(fā)酵時間的增加呈先增加后趨于平穩(wěn)的變化趨勢，室溫與28 ℃相差不大，40 ℃普遍較高，且3種溫度下可溶性蛋白的含量均在40 d左右達到穩(wěn)定的狀態(tài)。這是因為，中性蛋白酶的活力受發(fā)酵環(huán)境的影響，會隨發(fā)酵時間的增加而減弱，這使可溶性蛋白含量先增加后逐漸平穩(wěn)；隨著發(fā)酵溫度的升高，中性蛋白酶的活性增大，蛋白質(zhì)的水解速度加快，可溶性蛋白的溶解度也隨溫度的升高而增大[20-21]，高鹽對中性蛋白酶的影響較大[22]，發(fā)酵一段時間后豆渣腐乳的中性蛋白酶活力均降到較低水平，所以3種溫度下的豆渣腐乳可溶性蛋白含量均在40 d后逐漸趨于平穩(wěn)。

圖4 后發(fā)酵過程中豆渣腐乳可溶性蛋白含量的變化Fig.4 Change of soluble protein content during the postfermentation process of fermented bean dregs curd

2.4.3 氨基酸態(tài)氮含量的變化 由圖5可知，后發(fā)酵體系中3種溫度下豆渣腐乳的氨基酸態(tài)氮含量均隨發(fā)酵時間的增加呈先較快增加后緩慢增加最后達到平穩(wěn)的變化趨勢，40 ℃下的氨基酸態(tài)氮含量一直高于室溫和28 ℃且更早趨于平穩(wěn)。這是因為，剛進入后發(fā)酵的豆渣腐乳中蛋白酶活力較高，可以快速將蛋白質(zhì)逐步水解為多肽、小肽等物質(zhì)，使氨基酸態(tài)氮的含量不斷增加[23]。隨著發(fā)酵時間的增加，發(fā)酵環(huán)境中對蛋白酶活力產(chǎn)生負面影響的因素也越來越多，造成蛋白酶活力不斷下降，氨基酸態(tài)氮含量的增速不斷放緩直至平穩(wěn)。隨著溫度的升高，中性蛋白酶的活性增大[24-25]，能夠快速地將發(fā)酵體系中的蛋白質(zhì)水解為氨基酸態(tài)氮等小分子，所以40 ℃下的氨基酸態(tài)氮含量較高，更早時間趨于平穩(wěn)狀態(tài)。室溫下的氨基酸態(tài)氮含量在0～45 d遠高于28 ℃的，這是因為后發(fā)酵實驗是在7～8月份完成的，重慶的平均室溫較高（25～35 ℃），加之受到晝夜溫差及天氣變化等不可控因素的影響，所以發(fā)酵體系中的氨基酸態(tài)氮含量較高。

圖5 后發(fā)酵過程中豆渣腐乳氨基酸態(tài)氮含量的變化曲線Fig.5 Change of amino nitrogen content during the postfermentation process of fermented bean dregs curd

2.4.4 總酸含量的變化 由圖6可知，后發(fā)酵體系中3種溫度下豆渣腐乳的總酸含量均隨發(fā)酵時間的增加呈現(xiàn)先逐漸升高后達到平穩(wěn)的變化趨勢，且40 ℃的總酸含量明顯低于28 ℃和室溫。這是因為后發(fā)酵初期，可產(chǎn)酸的菌種較少，體系中總酸含量較低；隨著后發(fā)酵時間的增加，產(chǎn)酸菌利用后發(fā)酵體系中的還原糖不斷生長繁殖，代謝產(chǎn)酸，導致總酸含量上升[26]；隨著后發(fā)酵體系的總酸不斷積累，鹽分充分滲透基料，后發(fā)酵體系中不耐酸和鹽的微生物被抑制甚至死亡，導致產(chǎn)酸速率下降，總酸含量曲線呈現(xiàn)出趨于平穩(wěn)的變化趨勢。室溫和28 ℃下發(fā)酵時，溫度有利于產(chǎn)酸菌生長繁殖，代謝產(chǎn)酸，造成總酸含量較大[27]。而40 ℃下發(fā)酵時，由于溫度較高，抑制了產(chǎn)酸菌的代謝活動，使總酸含量控制在較低含量范圍[28]。

圖6 后發(fā)酵過程中豆渣腐乳總酸含量的變化曲線Fig.6 Change of total acid content during the post-fermentation process of fermented bean dregs curd

2.5 揮發(fā)性風味物質(zhì)

由表2可知，后發(fā)酵體系中40 ℃下豆渣腐乳的揮發(fā)性風味化合物共46種，其中醇類2種、醛類7種、酮類7種、酯類12種、酚類5種、酸類2種、其他11種；28 ℃下后發(fā)酵中豆渣腐乳的揮發(fā)性風味化合物共46種，其中醇類3種、醛類10種、酮類5種、酯類11種、酚類3種、酸類4種、其他10種；室溫下后發(fā)酵中豆渣腐乳的揮發(fā)性風味化合物共47種，其中醇類4種、醛類14種、酮類5種、酯類11種、酚類4種、酸類4種、其他5種。醇、醛、酮、酯、酚及其他物質(zhì)對豆渣腐乳的風味都發(fā)揮著不可或缺的作用[29-30]。大多數(shù)的酯類化合物具有果香味或者花香味，可以賦予食品香甜味，是貢獻腐乳風味的主要物質(zhì)[31]，而醛類物質(zhì)的閾值較低，是腐乳香氣的主體成分[32]，酸類物質(zhì)在發(fā)酵食品中除了提供酸味以外，還可以為酯類物質(zhì)的合成提供前體物質(zhì)[33]，對腐乳風味的貢獻不容小視。表2表明，不同溫度下豆渣腐乳的各種揮發(fā)性風味物質(zhì)含量不同，40 ℃下豆渣腐乳的酯類和其他化合物含量較多，28 ℃下豆渣腐乳的醛類、酮類、酚類和酸類含量較多，室溫下豆渣腐乳的醇類、醛類、酮類和酸類物質(zhì)含量較多，提示40 ℃下豆渣腐乳的風味品質(zhì)更優(yōu)，因此下文僅檢測40 ℃下的豆腐渣乳的衛(wèi)生指標。

表2 不同溫度下豆渣腐乳的揮發(fā)性風味物質(zhì)分布表Table 2 Distribution of volatile flavor substances of fermented bean dregs curd at different temperatures

2.6 衛(wèi)生指標檢測結(jié)果

由于后發(fā)酵體系中40 ℃下豆渣腐乳的氨基酸態(tài)氮、可溶性蛋白含量更高、總酸含量更低且風味品質(zhì)更優(yōu)，所以將其送至第三方檢測機構(gòu)（安徽國科檢測）參照GB2717-2014《食品安全國家標準-豆制品》測定衛(wèi)生指標。由表3可以看出，其各項衛(wèi)生指標均合格，說明其安全可靠。

表3 40 ℃下的豆渣腐乳的衛(wèi)生指標Table 3 Health index of fermented bean dregs curd at 40 ℃

3 結(jié)論

向前發(fā)酵后的基料中添加0.1%魔芋膠使豆渣腐乳具有較優(yōu)質(zhì)構(gòu)；在40 ℃下后發(fā)酵的豆渣腐乳中可溶性蛋白和氨基酸態(tài)氮的含量最高，分別為5.294和0.63075 g/100 g，所需要的成熟時間最短，為35 d，且40 ℃下的酯類有12種，含量為55.10%，種類最多含量最高，產(chǎn)品風味品質(zhì)更優(yōu)，且經(jīng)第三方機構(gòu)檢測，產(chǎn)品安全可靠，說明利用食用膠和發(fā)酵作用可以將豆渣釀制為豆渣腐乳新產(chǎn)品，為豆制品企業(yè)提供一種既簡便又高值化完全利用新鮮豆渣的新技術(shù)，解決豆制品企業(yè)目前存在的新鮮豆渣大量堆積易腐敗變質(zhì)和低值化利用問題。存在的缺點和不足之處在于，豆渣腐乳的質(zhì)構(gòu)參數(shù)與豆腐乳還有一定差距，可以采取膠體復配的方式來進一步優(yōu)化豆渣腐乳的質(zhì)構(gòu)。