◎ 張曉輝,盧少璽,張慶宇,董蓉蓉,強 力
(廣東美味鮮調(diào)味食品有限公司,廣東 中山 528400)
發(fā)酵醬是以豆類、谷類為原材料,經(jīng)微生物作用在適當?shù)臏囟劝l(fā)酵而成的半固態(tài)發(fā)酵食品[1-2],一般多采用開放式生產(chǎn),空氣中各種微生物混入后共同生長,通過發(fā)酵、后熟等階段,形成了發(fā)酵醬特有的風(fēng)味。這些微生物主要包括霉菌、細菌和酵母,而起主要作用的是霉菌[3-4],發(fā)酵周期為3個月左右,再添加其他輔料和添加劑制備成風(fēng)味各異的發(fā)酵醬成品(多采用調(diào)配后加熱煮制工藝)。
為保持醬成品具有一定的黏稠度和體態(tài)特征,生產(chǎn)時需適當添加增稠劑,如變性淀粉、黃原膠等。然而,發(fā)酵醬生產(chǎn)過程中存在體態(tài)不穩(wěn)定情況,不同批次、不同季節(jié)生產(chǎn)時存在變性淀粉添加量相同,而成品體態(tài)稀稠差異較大的情況,嚴重時成品稠度達不到包裝要求,需返工處理。本研究基于發(fā)酵醬生產(chǎn)過程中存在的體態(tài)變稀問題,以柱侯醬為例,分析產(chǎn)生原因及機理,并以此對工藝進行優(yōu)化,實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程體態(tài)穩(wěn)定,解決體態(tài)異常及不必要的生產(chǎn)返工問題。
柱侯醬配方主要原料:面豉、果葡糖漿、釀造醬油、變性淀粉、香辛料等;主要設(shè)備:調(diào)配罐、夾層蒸汽煮制鍋、流度計等。
1.2.1 不同批次物料與體態(tài)變化
以生產(chǎn)柱侯醬為例,發(fā)酵面豉是其主要的配方物料,取不同發(fā)酵時間、不同批次的面豉,按柱侯醬配方進行調(diào)配、煮制試驗,對比分析生產(chǎn)的柱侯醬體態(tài)情況。共選取5批面豉,并送檢總固形物及微生物菌落總數(shù)、芽孢總數(shù)。根據(jù)總固形物數(shù)據(jù)調(diào)整面豉用量,使得添加面豉總固形物一致,試驗制備的成品冷卻后使用流度計測流度,每組平行測3次,取平均值。
1.2.2 不同淀粉添加量與體態(tài)變化
根據(jù)現(xiàn)有煮制工藝,在以上5個批次面豉的基礎(chǔ)上設(shè)置變量,添加不同比例的變性淀粉,對比分析其對柱侯醬體態(tài)的影響。試驗時保證其他物料一致并準確稱量,以往生產(chǎn)過程中淀粉在調(diào)配時添加,且添加比例約為20%,故設(shè)置添加淀粉比例分別為19%、19.5%、20%、20.5%以及21%,分別制備成品,冷卻后使用流度計測流度,每組平行測3次,取平均值。
1.2.3 淀粉不同添加時機與體態(tài)變化
根據(jù)現(xiàn)有煮制工藝,調(diào)整淀粉添加時機,分別在調(diào)配時添加(目前工藝)、煮制沸騰后添加、煮制完成前10 min添加,對比分析其對柱侯醬體態(tài)影響情況。試驗制備的成品冷卻后使用流度計測流度,每組平行測3次,取平均值。
不同批次物料與體態(tài)變化具體情況如表1所示。
表1 不同批次發(fā)酵面豉及煮制柱侯醬成品流度結(jié)果表
根據(jù)表1試驗結(jié)果可知,不同批次發(fā)酵面豉煮制柱侯醬成品流度略有差異,表現(xiàn)為發(fā)酵時間越短,微生物含量越高,成品流度值越高,即體態(tài)相對偏稀。試驗時已保持面豉添加總固形物一致,故成品流度差異主要與發(fā)酵面豉微生物有關(guān)。
不同淀粉添加比例及煮制柱侯醬成品流度結(jié)果見表2。根據(jù)表2可知,隨著淀粉比例增加,成品流度值下降,體態(tài)增稠,但不同批次面豉煮制的成品,隨著淀粉比例的增加,流度值下降幅度不同,菌落總數(shù)越低,下降幅度越明顯,菌落總數(shù)越高,下降幅度越反而不明顯??梢?,發(fā)酵面豉菌落總數(shù)高低對淀粉增稠效果有一定影響。
表2 不同淀粉添加比例及煮制柱侯醬成品流度結(jié)果表
結(jié)合以上試驗結(jié)果,調(diào)整淀粉添加時機,驗證面豉微生物對淀粉增稠效果的影響。分別設(shè)置正常添加、煮制沸騰后添加及煮制完成前10 min添加。相應(yīng)成品流度情況如表3所示。
根據(jù)表3可知,淀粉在沸騰后及煮制完成前10 min添加,成品流度大幅下降,即體態(tài)明顯變稠。說明高溫消除了面豉對淀粉增稠效果的影響,且同時放大了淀粉的增稠效應(yīng),可見,發(fā)酵面豉在調(diào)配的同時及加熱沸騰之前,就已經(jīng)對淀粉增稠效果產(chǎn)生了影響。
表3 不同時間段添加淀粉與成品流度結(jié)果表
綜合以上試驗發(fā)現(xiàn),發(fā)酵面豉在煮沸之前與淀粉共存,會削弱淀粉的增稠效果,且發(fā)酵面豉微生物含量越高削弱效果越略明顯。似乎表明柱侯醬生產(chǎn)過程中體態(tài)偏稀問題與面豉微生物含量直接相關(guān),然而在整個加熱煮制過程中,時間較短,理論上不存在微生物過度繁殖或過度消耗淀粉的情況,應(yīng)該為某種生物酶在起作用,最可能為淀粉酶,且在加熱過程中,隨著溫度上升,其達到最適溫度,分解能力進一步加強,導(dǎo)致短時間內(nèi)淀粉大量分解,失去增稠效應(yīng)。
為此,進一步設(shè)置試驗,驗證是否為淀粉酶起作用,試驗設(shè)置不同pH環(huán)境,對比分析成品體態(tài)。發(fā)酵面豉及淀粉按原工藝在調(diào)配時添加,混合后,調(diào)整物料pH值,試驗結(jié)果如表4。
表4 不同pH值及生產(chǎn)成品流度值表
表4結(jié)果表明,調(diào)配時調(diào)整物料pH為2.5,使面豉中淀粉酶失去酶活,煮制制備的成品流度值則明顯降低,流度值與煮制時添加淀粉效果相當,說明發(fā)酵面豉中削弱淀粉增稠效應(yīng)的物質(zhì)為淀粉酶,這與面豉發(fā)酵機制一致,面豉發(fā)酵主要利用米曲酶、醬油曲霉等,霉菌的生長代謝能夠分泌多種酶類,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪水解酶和其他的酶類,在醬醪發(fā)酵過程中能夠分解蛋白質(zhì)、淀粉和脂肪,形成小分子化合物[5]。
查明柱侯醬生產(chǎn)過程中體態(tài)偏稀的原因及機理后,對生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化,重點解決淀粉酶滅活問題,經(jīng)試驗驗證,發(fā)酵物料加熱到75 ℃及以上時,淀粉酶酶活基本消失或?qū)Φ矸鄄辉儆忻黠@削弱作用。結(jié)合原有設(shè)備,同時保持原有產(chǎn)能和操作連續(xù)性,工藝優(yōu)化如圖1所示。
圖1 發(fā)酵醬煮制工藝優(yōu)化示意圖
原工藝為淀粉在調(diào)配時添加,調(diào)配后泵入煮制鍋煮制。優(yōu)化后,淀粉在煮制過程中添加,即物料經(jīng)煮制鍋1#進行預(yù)加熱,待物料煮制75~80 ℃后,泵入2#煮制鍋繼續(xù)煮制,泵入的同時添加淀粉,實現(xiàn)發(fā)酵面豉淀粉酶滅活后再添加淀粉,且此設(shè)計,可使得淀粉能夠充分與物料混合,避免成品體態(tài)不均勻及出現(xiàn)淀粉團的情況。
通過試驗分析,發(fā)酵醬煮制過程中體態(tài)變稀問題主要是由于發(fā)酵醬本身或發(fā)酵原料中含有其在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的淀粉酶,使得在后續(xù)的煮制中因未被滅活,使得添加的淀粉被分解,導(dǎo)致增稠效應(yīng)下降,煮制的成品體態(tài)變稀。解決此問題,需考慮在加工過程中先對發(fā)酵物料進行預(yù)加熱,使得淀粉酶失活,再加入淀粉類物質(zhì),一般加熱75 ℃及以上,可基本消除發(fā)酵物料中淀粉酶的影響。