西瓜豆瓣醬研制及其亞硝酸鹽含量研究

賈慶超，梁艷美

(1.鄭州科技學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州 450064；2.安陽(yáng)工學(xué)院計(jì)算機(jī)科技工程學(xué)院，河南 安陽(yáng) 455000)

豆瓣醬是通過(guò)微生物的代謝作用，在一定時(shí)間和溫度下將原料進(jìn)行分解[2,3]，產(chǎn)生醇、酸、酯等風(fēng)味物質(zhì)。西瓜豆瓣醬因其獨(dú)特的風(fēng)味物質(zhì)，不僅可以調(diào)味，而且營(yíng)養(yǎng)豐富，極易被人體吸收，受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)[4-7]。西瓜豆瓣醬中富含大量對(duì)人體有益的物質(zhì)，如：蛋白質(zhì)、脂肪、亞油酸、亞麻酸、亞精胺、鈣、磷、鐵等，并且蛋白質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為氨基酸[8-10]，這樣做出來(lái)的菜更加鮮美；而里面的亞油酸、亞麻酸還可以使膽固醇降低，預(yù)防心血管疾病發(fā)生[11]。西瓜豆瓣醬是豫魯及北方地區(qū)的風(fēng)味名吃，屬于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，作為傳統(tǒng)發(fā)酵食品，主要在國(guó)內(nèi)發(fā)展。目前西瓜豆瓣醬生產(chǎn)工藝多種多樣[12,13]，大多依然以傳統(tǒng)手工制作，已經(jīng)跟不上現(xiàn)在人們快速而精致的生活，所以具有食用方便、快捷、營(yíng)養(yǎng)豐富、色香味俱全等優(yōu)點(diǎn)的食品越來(lái)越受到人們的青睞，促使西瓜豆瓣醬的生產(chǎn)工藝向更深的研究方向發(fā)展。另外，西瓜豆瓣醬在發(fā)酵過(guò)程中由于微生物等因素產(chǎn)生亞硝酸鹽，亞硝酸鹽是一種具有氧化性的毒物，通過(guò)食用進(jìn)入人體內(nèi)發(fā)生氧化反應(yīng)使人中毒[14,15]。在一定的條件下(溫度、環(huán)境等)可以轉(zhuǎn)化成一種致癌物質(zhì)亞硝胺[16,17]，所以，控制蔬菜發(fā)酵食品的亞硝酸鹽含量，對(duì)于提高蔬菜發(fā)酵食品的安全至關(guān)重要[18]。因此，本課題研究了自制的豆瓣醬中亞硝酸鹽的含量，也為人們?cè)诩庸r(shí)提供了科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豆曲、蔥、姜、蒜、鹽、八角、小茴香、花椒、麒麟西瓜：鄭州二七區(qū)馬寨鎮(zhèn)好又多超市；魯花5S壓榨花生油(一級(jí))：中糧集團(tuán)有限公司；亞鐵氰化鉀、濃鹽酸、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、乙酸鋅、冰乙酸、硼酸鈉和亞硝酸鈉：均為分析純(AR)，鄭州市德眾化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器設(shè)備

BS224S電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司；C21-SDHCB9E88電磁爐 浙江蘇泊爾股份有限公司；101-0AB3型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上?？坪銓?shí)業(yè)發(fā)展有限公司；UV-2800AH型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 鄭州寶晶電子科技有限公司；HHW21-600型電熱恒溫水溫箱 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.3.1 自制西瓜豆瓣醬原料配比

除去影響自制西瓜豆瓣醬風(fēng)味的主要因素西瓜、豆曲、鹽以及香辛料的使用量，蔥、姜、蒜配比參考火鍋底料的配方按照1∶1.5∶1的比例添加[19]，添加量為蔥8 g、姜12 g、蒜8 g、花生油10 g。影響西瓜豆瓣醬風(fēng)味的主要因素八角、小茴香、花椒添加量使用單因素試驗(yàn)確定。針對(duì)八角、小茴香、花椒、蔥姜蒜的添加量使用正交試驗(yàn)確定。影響西瓜豆瓣醬風(fēng)味的主要因素西瓜、豆曲、鹽以及香辛料總使用量由正交試驗(yàn)確定。

1.3.2 自制西瓜豆瓣醬生產(chǎn)工藝流程

工藝流程：花生油燒至八成熱→加入香辛料、蔥姜蒜→小火→加入西瓜瓤、豆曲→攪拌→裝罐→恒溫發(fā)酵→裝瓶→成品[20-22]。

1.3.2.1 原料處理

選擇成熟的西瓜，挖出果肉切成小塊；剔除發(fā)黑的豆曲；將蒜去皮分瓣，蔥切段，姜切絲備用。

1.3.2.2 炒制輔料

取不銹鋼鍋加10 g花生油加熱1 min，將花生油燒至八成熱放香辛料與蔥姜蒜爆香后改小火。

1.3.2.3 制醬

將西瓜瓤、鹽和豆曲放入鍋中與炒制后的輔料攪拌至均勻，在40 ℃左右裝入罐中，在35 ℃電熱鼓風(fēng)箱中恒溫發(fā)酵15 d，裝瓶，密封。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

對(duì)影響自制西瓜豆瓣醬感官品質(zhì)的主要因素花椒、八角、小茴香的添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，確定西瓜150 g、鹽10 g、花生油10 g、蔥姜蒜(各8，12，8 g)及豆曲50 g的使用量。

花椒添加量的確定：選擇八角0.5 g、小茴香0.5 g的適宜使用量，將花椒添加量作為單因素，其添加量分別為0.5，1，1.5，2，2.5 g；八角添加量的確定：選擇花椒1 g、小茴香0.5 g的適宜使用量，將八角添加量作為單因素，其添加量分別為0.5，1，1.5，2，2.5 g；小茴香添加量的確定：選擇花椒1 g、八角1 g的適宜使用量，將小茴香添加量作為單因素，其添加量分別為0.5，1，1.5，2，2.5 g。

1.3.4 正交試驗(yàn)

以花椒、八角、小茴香與蔥姜蒜為因素，進(jìn)行單因素試驗(yàn)后，再進(jìn)行正交試驗(yàn)，以西瓜豆瓣醬的感官評(píng)分為標(biāo)準(zhǔn)，選出最佳配方組合。

在確定香辛料及蔥姜蒜的配方上，確定西瓜的量，以豆曲添加量、鹽添加量、香辛料添加量和蔥姜蒜添加量為試驗(yàn)因素，采用三因素三水平L9(33)正交試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以表1為準(zhǔn)，選出最好的配方。

1.3.5 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

取出制好的西瓜豆瓣醬，感官評(píng)價(jià)按照表1進(jìn)行。隨機(jī)請(qǐng)15名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的食品專業(yè)學(xué)生進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，取平均值，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照GB/T 24399-2009《黃豆醬》[23]。

表1 西瓜豆瓣醬感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria of watermelon soybean paste

1.3.6 亞硝酸鹽測(cè)定方法

本試驗(yàn)測(cè)定亞硝酸鹽含量的方法為GB 5009.33—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》中的鹽酸萘乙二胺 [C12H14N2·2HCl]分光光度法[24]，測(cè)定過(guò)程中所需的各種濃度的溶液試劑均按照GB 5009.33—2016中試劑方法配制。所用的儀器設(shè)備紫外分光光度計(jì)的實(shí)用性和可操作性強(qiáng)，該方法簡(jiǎn)單，測(cè)定快速，不受其他因素的干擾，并且選擇性和穩(wěn)定性強(qiáng)[25]。

2 結(jié)果與討論

2.1 西瓜豆瓣醬的研制

2.1.1 花椒、八角和小茴香添加量單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

按照1.3.3單因素試驗(yàn)和1.3.5感官評(píng)價(jià)的方法，花椒、八角和小茴香添加量的單因素試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1～圖3。

圖1 花椒添加量對(duì)西瓜豆瓣醬品質(zhì)影響趨勢(shì)Fig.1 The effect of pepper additive amount on the quality of watermelon soybean paste

由圖1可知，西瓜豆瓣醬的感官評(píng)分是先升高再下降，在花椒添加量為1 g時(shí)評(píng)分最高，在花椒添加量不斷升高時(shí)，西瓜豆瓣醬的評(píng)分開(kāi)始下降。因此，花椒添加量選擇1 g時(shí)是最好的。

圖2 八角添加量對(duì)西瓜豆瓣醬品質(zhì)影響趨勢(shì)Fig.2 The effect of star anise additive amount on the quality of watermelon soybean paste

由圖2可知，西瓜豆瓣醬的分?jǐn)?shù)在八角添加量不斷增多時(shí)，出現(xiàn)了先上升后下降的現(xiàn)象。在八角添加量達(dá)到2 g時(shí)得分最高，當(dāng)八角添加量過(guò)低時(shí)八角的香辛味不明顯，當(dāng)八角添加量過(guò)大時(shí)八角的香辛味又過(guò)重，故八角添加量選擇2 g為宜。

圖3 小茴香添加量對(duì)西瓜豆瓣醬品質(zhì)影響趨勢(shì) Fig.3 The effect of fennel additive amount on the quality of watermelon soybean paste

由圖3可知，由于小茴香風(fēng)味濃重，評(píng)分隨著小茴香添加量的增加呈先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為1 g時(shí)，西瓜豆瓣醬感官評(píng)分達(dá)到最大，當(dāng)添加量繼續(xù)增大時(shí)，小茴香的香辛料味過(guò)重，故小茴香添加量選擇1 g為宜。

2.1.2 自制西瓜豆瓣醬中輔料的正交試驗(yàn)結(jié)果分析

在確定了花椒、八角、小茴香添加量以后，增加蔥姜蒜(各2，3，2 g為1份)因素，采用四因素三水平L9(34)正交試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，研究各因素水平對(duì)西瓜豆瓣醬品質(zhì)的影響。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平見(jiàn)表2，結(jié)果分析見(jiàn)表3。

表2 自制西瓜豆瓣醬輔料因素水平表Table 2 The factors and levels table of auxiliary ingredients of homemade watermelon soybean paste

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 3 Analysis of orthogonal experimental results

由表3中自制西瓜豆瓣醬極差分析可知，影響自制西瓜豆瓣醬得分的因素是：蔥姜蒜添加量>花椒添加量=八角添加量>小茴香添加量。得到最好的配方是A1B2C1D2，但與正交試驗(yàn)中分?jǐn)?shù)最高的A1B2C2D2出現(xiàn)了差異，因此使用了驗(yàn)證試驗(yàn)。對(duì)比發(fā)現(xiàn)最好的配方A1B2C1D2的得分是95分，而A1B2C2D2的得分是92分，所以最好的配方是A1B2C1D2。故結(jié)果確定較優(yōu)方案為花椒0.5 g，八角1 g，小茴香0.5 g，蔥姜蒜各4，6，4 g時(shí)，自制西瓜豆瓣醬的感官品質(zhì)最佳。

2.1.3 自制西瓜豆瓣醬的正交試驗(yàn)結(jié)果分析

將2.1.2中正交結(jié)果用量設(shè)置為1份，西瓜的量150 g，以豆曲添加量、鹽添加量與輔料添加份數(shù)為試驗(yàn)因素，采用三因素三水平L9(33)正交試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，請(qǐng)15位經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)人員對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，研究各因素水平對(duì)西瓜豆瓣醬品質(zhì)的影響。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平見(jiàn)表4，結(jié)果分析見(jiàn)表5。

表4 自制西瓜豆瓣醬各因素水平表Table 4 The factors and levels table of homemade watermelon soybean paste

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 5 Analysis of orthogonal test results

由表5中自制西瓜豆瓣醬極差分析可知，各因素對(duì)自制西瓜豆瓣醬品質(zhì)的影響主次順序是豆曲>鹽>輔料。試驗(yàn)結(jié)果較優(yōu)方案為A1B2C2，與正交試驗(yàn)最高得分82分第2組A1B2C2結(jié)果一致，故試驗(yàn)結(jié)果較優(yōu)方案確定為A1B2C2。較優(yōu)配方為豆曲30 g、鹽10 g、輔料2份(花椒1 g、八角2 g、小茴香1 g、蔥8 g、姜12 g、蒜8 g)。

為確定此次配方為較優(yōu)配方，實(shí)行驗(yàn)證方案，請(qǐng)10位感官評(píng)價(jià)人員對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Verification test results

由表6可知，第二組的感官評(píng)分更高，由此較優(yōu)試驗(yàn)為A1B2C2，即較優(yōu)配方為豆曲30 g、鹽10 g、輔料2份(花椒1 g、八角2 g、小茴香1 g、蔥8 g、姜12 g、蒜8 g)，其自制西瓜豆瓣醬為紅褐色，顏色鮮艷有光澤，具有濃郁的醬香味和輕微的香辛料味，組織較粘稠且可見(jiàn)豆瓣?duì)?，甜鮮味較醇厚且咸味適口。

2.2 自制西瓜豆瓣醬中亞硝酸鹽研究

2.2.1 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

吸取0.00，0.10，0.20，0.30，0.40，0.50，0.75，1.00，1.25 mL的10.0 μg/mL亞硝酸鈉[NaNO2]標(biāo)準(zhǔn)使用液，分別移入50 mL的比色管中，用移液管加2 mL的對(duì)氨基苯磺酸[C6H7NO3S]溶液，混勻，靜置幾分鐘，加1 mL的鹽酸萘乙二胺 [C12H14N2·2HCl]溶液，用怡寶水加到50 mL的刻度線，混勻，靜置幾分鐘。在吸收波長(zhǎng)為538 nm處測(cè)定出吸光度，見(jiàn)表7。

表7 NaNO2含量與吸光度關(guān)系Table 7 Relationship between NaNO2 content and absorbance

繪制的NaNO2標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖4。

圖4 NaNO2標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.4 NaNO2 standard curve

由圖4可知，線性回歸方程為y=0.0137x-0.0002，相關(guān)系數(shù)R2為 0.9996，接近于1。R2越接近于1，越能滿足下面測(cè)樣的要求。

2.2.2 樣品亞硝酸鹽含量測(cè)定

將自制西瓜豆瓣醬樣品進(jìn)行粉碎，稱取5.000 g勻漿試樣，置于燒杯中，加入12.5 mL飽和硼酸[Na2B4O5(OH)4·8H2O]溶液，加150 mL左右的溫水，強(qiáng)力搖勻，水浴20 min，冷卻至室溫后將其定量轉(zhuǎn)移至200 mL容量瓶中。加5 mL亞鐵氰化鉀[K4Fe(CN)6]溶液，強(qiáng)力搖勻，1 min后加5 mL乙酸鋅[Zn(C2H3O2)2]溶液，出現(xiàn)白色絮狀物，加水至刻度線，強(qiáng)力混勻，出現(xiàn)明顯分層時(shí)，把上邊的油倒掉再過(guò)濾，倒掉30 mL第一次的濾液后再過(guò)濾(濾液無(wú)雜質(zhì)、透明)。

分別吸取上述樣品濾液40.00 mL于50 mL比色管中，將2 mL對(duì)氨基苯磺酸[C6H7NO3S]溶液和 1 mL鹽酸萘乙二胺 [C12H14N2·2HCl]溶液依次加入，中間要有1～2 min的間隔時(shí)間，用怡寶水加到50 mL刻度線處，強(qiáng)力搖勻，等一會(huì)兒。設(shè)置波長(zhǎng)538 nm，調(diào)零后再測(cè)樣品的吸光度。同時(shí)做試劑空白(不加樣品)，在繪制好的標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得相應(yīng)的亞硝酸鈉質(zhì)量。樣品中亞硝酸鹽(以NaNO2計(jì))的含量計(jì)算公式如下：

2.2.3 亞硝酸鹽含量隨西瓜與豆曲比例變化的研究

自制西瓜豆瓣醬中選出食鹽添加量5，10，15 g為基準(zhǔn)分為3組，西瓜與豆曲比例為變量，按照2.2.3的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定和分析，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖5。

圖5 NaNO2含量隨西瓜與豆曲比例變化的研究Fig.5 Study on the change of NaNO2 content with the ratio of watermelon to soybean koji

由圖5可知，自制西瓜豆瓣醬在一定的食鹽添加量上，亞硝酸鹽含量隨西瓜與豆曲的比例變化，呈現(xiàn)西瓜添加量越高亞硝酸鹽含量越低的趨勢(shì)。含糖量高的樣品峰值出現(xiàn)的早且低，因此含糖量越高亞硝酸鹽含量就越低。而較優(yōu)方案中含糖量最高亞硝酸鹽含量最少，因此更加確定此配方為較優(yōu)方案。

2.2.4 亞硝酸鹽含量隨放置時(shí)間變化的研究

根據(jù)較優(yōu)配方：豆曲30 g、鹽10 g、輔料2份(花椒1 g、八角2 g、小茴香1 g、蔥8 g、姜12 g、蒜8 g)，亞硝酸鹽含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖6。

圖6 NaNO2含量隨放置時(shí)間變化的研究Fig.6 Study on the change of NaNO2 content with the storage time

由圖6可知，亞硝酸鹽含量在第5天出現(xiàn)峰值，以后亞硝酸鹽含量變化緩慢并逐漸接近平穩(wěn)，在第10天時(shí)已是一個(gè)穩(wěn)定值。這可能是因?yàn)榍捌谖⑸锏纫蛩厥箒喯跛猁}大量生產(chǎn)，后期隨著酸性物質(zhì)大量生成，亞硝酸鹽在酸性條件下被分解從而導(dǎo)致峰值快速降低。但由于酸性物質(zhì)的增加導(dǎo)致產(chǎn)酸影響自制西瓜豆瓣醬的品質(zhì)，應(yīng)在有氧的情況下盡快在短時(shí)間內(nèi)食用。

2.2.5 加標(biāo)回收率驗(yàn)證

本試驗(yàn)選擇3個(gè)樣品在其過(guò)濾的消化液中分別添加0.2，0.3，4.0 mL(相當(dāng)于2.0，3.0，4.0 μg亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)使用液，采用分光光度法進(jìn)行測(cè)定。此測(cè)定方法具有準(zhǔn)確性、可靠性，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 標(biāo)法回收率試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果Table 8 Standard recovery test results

由表8可知，3種加標(biāo)樣品測(cè)定的回收率分別為91%、92%、91%,平均值為91%，其回收率越接近1說(shuō)明樣品消解的損失率越低，試驗(yàn)方法越準(zhǔn)確。因此,分光光度法誤差較小、準(zhǔn)確性較高。

3 結(jié)論

本文研究了自制西瓜豆瓣醬的配方及亞硝酸鹽含量的變化。通過(guò)單因素試驗(yàn)得到花椒、八角、小茴香的添加量分別為1，2，1 g時(shí)自制西瓜豆瓣醬的品質(zhì)最好；自制西瓜豆瓣醬中輔料的確定采用L9(34)正交試驗(yàn)，得到較優(yōu)方案為花椒0.5 g，八角1 g，小茴香0.5 g，蔥姜蒜各4，6，4 g，但結(jié)果與感官評(píng)價(jià)最高的方案不一致，通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)確定較優(yōu)方案的自制西瓜豆瓣醬品質(zhì)最佳；自制西瓜豆瓣醬方案的確定采用L9(33)正交試驗(yàn)，得到自制西瓜豆瓣醬較優(yōu)方案為西瓜150 g、豆曲30 g、鹽10 g、輔料2份(花椒1 g、八角2 g、小茴香1 g、蔥8 g、姜12 g、蒜8 g)，其顏色為紅褐色且鮮艷有光澤，具有濃郁的醬香味和輕微的香辛料味，組織較粘稠且可見(jiàn)豆瓣?duì)睿瘐r味較醇厚且咸味適口，并用驗(yàn)證試驗(yàn)再次確定方案的可靠性、準(zhǔn)確性。

自制西瓜豆瓣醬中亞硝酸鹽含量變化的研究采用GB 5009.33—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》第二法——分光光度法，研究亞硝酸鹽含量隨西瓜與豆曲比例的變化及亞硝酸鹽含量隨放置時(shí)間的變化。結(jié)果表明，西瓜添加量越高亞硝酸鹽含量越低，自制豆瓣醬隨放置時(shí)間的增加，亞硝酸鹽含量降低并接近于平穩(wěn)。試驗(yàn)回收率平均值為91%，結(jié)果接近于1，試驗(yàn)準(zhǔn)確度較高。在GB2762-2017《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》中亞硝酸鹽含量應(yīng)小于20mg/kg，較優(yōu)方案豆瓣醬放置過(guò)程中亞硝酸鹽含量為均小于此值，故對(duì)人體健康不會(huì)造成影響。