不同發(fā)酵工藝對(duì)酸豆角品質(zhì)的影響

李雨楓，謝 靚，蔣立文，朱文卓

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

不同發(fā)酵工藝對(duì)酸豆角品質(zhì)的影響

李雨楓1，2，謝 靚1，2，蔣立文2，3*，朱文卓1，2

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410128；2.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410128；3.湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410128）

以新鮮的豆角為原料，采用自然濕法發(fā)酵、自然干法發(fā)酵、純種濕法發(fā)酵、純種干法發(fā)酵4種發(fā)酵方法制作酸豆角，測(cè)定在發(fā)酵過(guò)程中，酸豆角中的pH值、總酸、還原糖、總糖、氨基酸態(tài)氮、亞硝酸鹽含量的變化規(guī)律，分析4種不同發(fā)酵工藝對(duì)酸豆角品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，純種濕法發(fā)酵對(duì)酸豆角品質(zhì)的效果最佳，對(duì)還原糖、總糖、氨基酸態(tài)氮含量變化沒(méi)有明顯的影響，但提高了發(fā)酵速度，亞硝酸鹽含量最高為1.44 mg/kg，發(fā)酵后期亞硝酸鹽含量顯著降低，為0.011 5 mg/kg，較其他發(fā)酵工藝具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)酵；工藝；豆角（豇豆）

豆角，學(xué)名豇豆（Vigna sinensis），又俗稱長(zhǎng)莢豆或粉豆?，F(xiàn)在我國(guó)各省區(qū)有廣泛栽培。豇豆是夏秋兩季上市的大宗蔬菜，具有多種營(yíng)養(yǎng)成分[1]：葉綠素（160 mg/kg）、VC （190 mg/kg）、有機(jī)酸（0.2%）、蛋白質(zhì)（1.5%）、可溶性固形物（10.15%），并且具有益氣健脾、開(kāi)胃和中等功效。但是豆角在采收后如果不及時(shí)處理則容易萎蔫、褪色、腐爛，所以鮮豆角采摘后需要及時(shí)處理減少損耗。

泡菜是一種獨(dú)特而具有悠久歷史、市場(chǎng)常見(jiàn)、具有保健作用的乳酸發(fā)酵的蔬菜制品[2-3]，是蔬菜加工中一種冷處理方式，其制作原理比較簡(jiǎn)單，發(fā)酵泡菜的多種功能成分已經(jīng)得到廣泛的驗(yàn)證[4-5]。傳統(tǒng)酸豆角的制作采用自然發(fā)酵，憑借個(gè)人經(jīng)驗(yàn)完成，在生產(chǎn)過(guò)程中受到主觀因素、生產(chǎn)季節(jié)、用鹽量、操作衛(wèi)生條件等多種因素制約，導(dǎo)致發(fā)酵周期長(zhǎng)、易被雜菌污染、變軟變黏、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等多種問(wèn)題發(fā)生[6-7]。因此，現(xiàn)在傳統(tǒng)的自然發(fā)酵泡菜生產(chǎn)模式已經(jīng)被現(xiàn)代的直投式純種發(fā)酵所取代。有研究表明人工接種發(fā)酵產(chǎn)品成熟時(shí)間明顯比自然發(fā)酵的短，產(chǎn)品中亞硝酸鹽含量也明顯低于自然發(fā)酵產(chǎn)品[8]。

本試驗(yàn)以新鮮豆角為原料采用自然濕法發(fā)酵、自然干法發(fā)酵、純種濕法發(fā)酵、純種干法發(fā)酵4種不同的發(fā)酵方式進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵25 d，制成低鹽、酸味柔和的酸豆角產(chǎn)品。并在發(fā)酵過(guò)程中定期的測(cè)定相關(guān)指標(biāo)，比較4種不同發(fā)酵方式對(duì)酸豆角發(fā)酵周期及產(chǎn)品品質(zhì)的影響，找出最適合于酸豆角的發(fā)酵方式，提高酸豆角生產(chǎn)品質(zhì)，縮短酸豆角的發(fā)酵周期，保證產(chǎn)品安全性。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮豆角：長(zhǎng)沙馬王堆果蔬批發(fā)市場(chǎng)；食鹽、大蒜、生姜、桂皮、八角、辣椒、白酒：市售；植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）：四川高福記生物科技有限公司。

36%甲醛、氫氧化鈉、硫酸銅、亞甲基藍(lán)、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀、葡萄糖、硼砂、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸、甲基紅溶液、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉等均為分析純：國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JJ-2型組織搗碎機(jī)：江蘇金壇市億通電子有限公司；HH-8型恒溫水浴鍋：江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠；DDG-0023型酸式滴定裝置：海南得益化工有限公司；JA5002型分析天平：杭州聚同電子有限公司；pHs-3c型酸度計(jì)：上海雷磁儀器廠；WFJ7200型可見(jiàn)分光光度計(jì)：尤尼柯（上海）儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 酸豆角的制作工藝流程

操作要點(diǎn)：選用無(wú)病蟲害的新鮮豆角為泡制原料；用清水洗凈并將豆角切成長(zhǎng)為2～3 cm左右的段，而后裝入用開(kāi)水漂燙后并控干水分的泡菜壇內(nèi)，加入一定量生姜、蒜、八角、辣椒等香辛料。裝壇完成后，密封發(fā)酵，保證泡菜壇內(nèi)厭氧環(huán)境，發(fā)酵過(guò)程中檢測(cè)相關(guān)指標(biāo)。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)采取①自然濕法發(fā)酵：洗凈豆角用開(kāi)水漂燙后控干水分，在煮沸冷卻的6%食鹽水中自然發(fā)酵。②自然干法發(fā)酵：洗凈豆角用開(kāi)水漂燙后控干水分，加入豆角質(zhì)量6%的食鹽自然發(fā)酵。③純種濕法發(fā)酵：洗凈豆角用開(kāi)水漂燙后控干水分，在煮沸后冷卻的6%食鹽水中加入0.04 g/kg植物乳桿菌發(fā)酵。④純種干法發(fā)酵：洗凈豆角用開(kāi)水漂燙后控干水分，加入豆角質(zhì)量6%的食鹽及0.04 g/kg植物乳桿菌發(fā)酵。4種酸豆角發(fā)酵均分別加入大蒜10 g/kg、生姜10 g/kg、桂皮5 g/kg、八角5 g/kg及辣椒2 g/kg。

本次試驗(yàn)酸豆角發(fā)酵周期25 d，自腌制之日起每隔5 d測(cè)定4種不同發(fā)酵方式的豆角在發(fā)酵過(guò)程中pH值、總酸含量、還原糖含量、總糖含量、氨基酸態(tài)氮含量、亞硝酸鹽含量，比較理化指標(biāo)在4種不同發(fā)酵方式的整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中的變化趨勢(shì)。

1.3.3 分析方法

還原糖和總糖：直接滴定法[9]；總酸、pH值、氨基酸態(tài)氮參照文獻(xiàn)[10]進(jìn)行；亞硝酸鹽：鹽酸萘乙二胺比色法[11]。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆角發(fā)酵過(guò)程中pH值的變化

4種不同發(fā)酵方法的發(fā)酵過(guò)程中，酸豆角的pH值隨時(shí)間的變化結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，通過(guò)4種不同發(fā)酵方法pH值的變化趨勢(shì)相同。0～5 d豆角的pH值顯著下降；5～10 d豆角的pH值下降速度減慢；10～20 d豆角的pH值變化趨于平緩；20～25 d豆角的pH值均有少許的回升。從pH值的變化可以看出，純種干法發(fā)酵最好；從發(fā)酵速度來(lái)看，接種發(fā)酵和濕法自然發(fā)酵酸度變化明顯，這說(shuō)明接種發(fā)酵時(shí)間快些，發(fā)酵時(shí)間控制在20 d較佳。

2.2 豆角發(fā)酵過(guò)程中總酸含量的變化規(guī)律

酸豆角在不同發(fā)酵方式的發(fā)酵過(guò)程中，總酸含量的變化情況如圖2所示。4種不同發(fā)酵方式的酸豆角中酸的含量，第5天、10天、15天、20天時(shí)，純種干法發(fā)酵的最高，純種濕法發(fā)酵的最低；結(jié)果表明，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，純種干法發(fā)酵的產(chǎn)品中總酸含量最高，產(chǎn)酸速度最快；純種濕法發(fā)酵的產(chǎn)品中總酸含量最低，產(chǎn)酸的速度最慢。這與泡菜發(fā)酵的階段性及變化趨勢(shì)基本類似[12]。

由圖2可知，總酸的含量有很大的差異，濕法發(fā)酵得到的酸豆角明顯低于干法發(fā)酵的豆角，所以濕法發(fā)酵得到的酸豆角可能更不容易被雜菌污染，可能與有水隔氧有關(guān)。從總酸含量的變化來(lái)看，純種干法發(fā)酵20 d較佳。

2.3 酸豆角發(fā)酵過(guò)程中還原糖含量和總糖含量的變化規(guī)律

酸豆角在不同發(fā)酵方式還原糖含量和總糖含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化情況，結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，0～5 d，濕法發(fā)酵中的還原糖、總糖的降低速率快于干法發(fā)酵中的降低速率，5～10 d，則恰好相反。因而，濕法發(fā)酵能縮短酸豆角的發(fā)酵周期。但無(wú)論是干法發(fā)酵還是濕法發(fā)酵，自然發(fā)酵產(chǎn)品中的還原糖和總糖的含量與接種發(fā)酵產(chǎn)品的沒(méi)有顯著的差別。因此，接種發(fā)酵對(duì)酸豆角發(fā)酵過(guò)程中還原糖和總糖含量的變化幾乎沒(méi)有影響，但采用濕法發(fā)酵和干法腌制兩種不同的工藝對(duì)酸豆角中還原糖和總糖含量有明顯的影響[13]。

結(jié)果表明，在發(fā)酵過(guò)程中，豆角中還原糖的含量在總糖含量中所占的比例比較大，因此，在將酸豆角發(fā)酵時(shí)還原糖基本耗盡應(yīng)該可以判斷為發(fā)酵終點(diǎn)。從還原糖含量和總糖含量的變化來(lái)看，純種濕法發(fā)酵含量降低的速度更快，更快達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)，發(fā)酵周期短，所以純種濕法發(fā)酵最好。

2.4 酸豆角在發(fā)酵過(guò)程中氨基酸態(tài)氮的變化規(guī)律

酸豆角中氨基酸態(tài)氮含量與發(fā)酵時(shí)間的關(guān)系如圖4所示。由圖4可知，在發(fā)酵過(guò)程中豆角中的氨基酸態(tài)氮含量變化比較平穩(wěn)，在酸豆角制作過(guò)程中，由于某些微生物能產(chǎn)生蛋白酶并降解蛋白質(zhì)，同時(shí)氨基酸為微生物生長(zhǎng)代謝所利用。

結(jié)果表明，干法發(fā)酵得到的豆角的氨基酸態(tài)氨含量比濕法發(fā)酵得到的豆角的氨基酸態(tài)氨含量明顯高出很多?？紤]到濕法發(fā)酵時(shí)有大量的水分存在或乳酸菌產(chǎn)蛋白酶活力較弱有關(guān)。從氨基酸態(tài)氮含量的變化來(lái)看純種干法發(fā)酵方式最好。

2.5 豆角在發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽含量的變化情況

泡菜中亞硝酸鹽的主要來(lái)源是原料蔬菜中硝酸鹽在泡菜腌制過(guò)程中被某些細(xì)菌（如大腸桿菌、副大腸桿菌、摩根氏變形菌）產(chǎn)生的硝酸鹽還原酶還原成了亞硝酸鹽。圖5所示為酸豆角中亞硝酸鹽含量在發(fā)酵過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程[14]。從圖5可以看出，在發(fā)酵約第5天出現(xiàn)“亞硝峰”后，亞硝酸鹽含量開(kāi)始下降。在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中，采用純種干法發(fā)酵的豆角中的亞硝酸鹽含量比自然干法發(fā)酵的含量要低；在發(fā)酵10 d之后，純種濕法發(fā)酵的豆角中的亞硝酸鹽含量比自然濕法發(fā)酵的低，甚至接近于零，這與燕平梅等[15-17]在白菜、白蘿卜、萵筍等泡菜發(fā)酵結(jié)果基本一致，這也說(shuō)明接種發(fā)酵能降低泡菜中亞硝酸鹽的含量，接種發(fā)酵得到的泡菜更具有安全性。

由圖5可知，新鮮豆角在4種不同的發(fā)酵方法下發(fā)酵得到的亞硝酸鹽峰值都沒(méi)超過(guò)我國(guó)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的20 mg/kg[18]酸豆角可以安全放心食用。蔬菜品種不同，亞硝酸鹽的高峰期出現(xiàn)時(shí)間不同，如甘藍(lán)和蘿卜在第2天出現(xiàn)，白菜在第5天左右，辣椒在第6天左右[19]。本次研究的酸豆角的亞硝酸鹽的高峰期（1.44 mg/kg）在第5天左右。因此，在食用任何一種泡菜時(shí)都應(yīng)該避開(kāi)亞硝酸鹽的高峰期，選擇最佳的食用時(shí)間。從亞硝酸鹽含量的變化來(lái)看，盡管自然濕法發(fā)酵亞硝酸鹽的含量變化不大且較低，但純種濕法發(fā)酵亞硝酸鹽在第10天就下降到最低（0.011 5 mg/kg），所以純種濕法發(fā)酵最好。

3 結(jié)論

采用4種不同的發(fā)酵方法制作酸豆角，試驗(yàn)結(jié)果表明在發(fā)酵速度上，接種發(fā)酵比自然發(fā)酵的發(fā)酵速度快，濕法發(fā)酵比干法發(fā)酵速度快。在發(fā)酵時(shí)間上，酸豆角的發(fā)酵時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，20～25 d為好，否則容易變壞。在品質(zhì)上，通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)自然發(fā)酵和接種發(fā)酵產(chǎn)品中的氨基酸態(tài)氮含量大致相同，只略有差異。在食用安全性上，接種發(fā)酵生產(chǎn)的泡菜亞硝酸鹽含量比較低。在食用酸豆角時(shí)，最好在發(fā)酵10 d左右以后食用，避開(kāi)亞硝酸鹽含量的高峰期。在發(fā)酵終止方面，當(dāng)豆角中的還原糖量基本耗盡，酸度較高，可以抑制細(xì)菌腐敗，而延長(zhǎng)了產(chǎn)品的食用期。綜合各項(xiàng)指標(biāo)變化，純種發(fā)酵比自然發(fā)酵好，特別在發(fā)酵后期還原糖含量降到0.5%以下、亞硝酸鹽含量在發(fā)酵第10天降低到0.0115mg/kg、氨基酸態(tài)氮含量在0.1%以上，總酸在發(fā)酵20 d達(dá)到1.0%以上。豆角發(fā)酵完成后亞硝酸鹽含量較低，這對(duì)豆角工業(yè)化生產(chǎn)提供了很好的參考價(jià)值。

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Effect of different fermentation processes on fermented cowpea quality

LIYufeng1,2,XIE Jing1,2,JIANG Liwen2,3*,ZHUWenzhuo1,2

(1.College of Food Science and Technology,Hunan AgriculturalUniversity,Changsha 410128,China; 2.Hunan Province Key Laboratory of Food Science and Bio-Technology,Changsha 410128,China; 3.Hunan Province Engineering and Technology Research Center for Fermented Food,Hunan 410128,China)

Using fresh cowpea(Vigna sinensis as)raw materialto make fermented cowpea,the fermentation method such as naturalwetfermentation, naturaldry fermentation,pure-culture wetfermentation and pure-culture dry fermentation was adopted.The changes of fermented cowpea pH,total acid,reducing sugar,total sugar,amino acid nitrogen,nitrite content were tested in the process of fermentation,and the effect of four different fermentation methods on fermented cowpea quality was analyzed.Experimentalresults showed that pure-culture wet fermentation was the optimalfor fermented cowpea quality;ithad no obvious influence on reducing sugar,total sugar,amino acid nitrogen contentof fermented cowpea in the fermentation process,butitaccelerated the fermentation speed.The peak nitrite contentwas 1.44 mg/kg,and then itdecreased to 0.011 5 mg/kg in late fermentation,so the pure-culture wetfermentation method had obvious advantages than othermethods.

fermentation;process;Vigna sinensis

TS255.54

A

0254-5071（2015）02-0064-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.02.015

2014-12-13

長(zhǎng)沙市科技局項(xiàng)目（K1003239-61）；企業(yè)橫向項(xiàng)目（SR0361）

李雨楓（1993-），男，本科生，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。

*通訊作者：蔣立文（1968-），男，教授，博士，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。