腐乳是流传数千年的发酵美食和调味品,又称霉豆腐、豆腐乳等,是中国最具特色的传统发酵豆制品之一[1]。腐乳质地细腻、味道鲜美、风味独特,且富含蛋白质、小分子肽、人体必需氨基酸、维生素(核黄素、叶酸、钴胺素)和大豆异黄酮等营养成分,有“东方奶酪”的美称[2]。油腐乳以大豆为主要原料,经过制坯、前酵、毛坯腌制(腌坯)和后酵等工序制成[3],常见于中国云南、四川和贵州等省份,以菜籽油为后酵介质的产品具有特殊风味和口感[4]。近年来,国内外学者对腐乳的研究主要集中在原辅料创新、发酵菌种和发酵工艺等方面[1,5-7],而对腐乳的腌制工艺研究较少。
毛坯腌制是豆腐毛坯在食盐或盐水的作用下进行传质的过程,具有脱水、赋予咸味、抑制杂菌生长及促进菌丝体酶释放的作用[8]。相关研究表明,腐乳含盐量越高,成品硬度和弹性也随之增大。腌制处理可使毛坯水分含量降低,有利于腐乳在后酵过程中保持块型完整[9]。在传统腐乳生产过程中,微生物菌群总数在前酵阶段显著增加,而腌坯处理则可使微生物菌群含量相应减少[10]。此外,一定量食盐的加入可以改变蛋白质的结构及酶活性,影响风味物质的溶解度及释放作用,导致腐乳风味、质构和营养特性等品质指标发生变化[11-12],其中,毛坯腌制过程中盐分和腌制时间等变化显著影响着坯体内蛋白酶和脂肪酶等酶活力[4,13]。因此,探究不同腌制速率条件下腐乳的理化指标、质构特性和风味成分的变化,有利于为工厂生产高品质腐乳提供技术指导与理论基础。
本研究以豆腐毛坯作为原料,使用传统湿腌法制作油腐乳。利用腌制过程中的盐分传递规律,控制毛坯腌制过程中盐水浓度和腌制时间,深入探究毛坯腌制速率及传质特性对腐乳水分、总酸、氨基态氮、盐分、水溶性蛋白等含量以及质构和风味特性的影响,通过改良毛坯腌制工艺以实现调控腐乳盐分和品质。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
毛坯(曲房培养24 h,菌丝雪白无杂质、健壮丰满、对豆腐包裹完整,大小为2.2 cm×2.2 cm×1.7 cm),成都国酿食品股份有限公司;一级菜籽油、辣椒粉、食用盐等辅料,四川省成都市常德新世贸食品城;其余化学试剂均为分析纯,成都市科龙化工试剂厂。
1.2 仪器与设备
TA.XT plus质构仪,英国Stable Micro Systems公司;GC-MS QP2010 Ultra气相色谱质谱联用仪,日本岛津公司。
1.3 实验方法
1.3.1 腌坯及腐乳的制作工艺
毛坯腌制:准确称取400 g凉白开水于玻璃罐中,分别加入10%、12%、14%(以毛坯和凉白开水总质量计)的食盐,充分溶解得到腌制盐水,每组样品重复3次平行。称取600 g毛坯分别放入不同浓度的盐水中,轻微搅拌后将玻璃罐置于20 ℃恒温箱中腌制12～48 h,腌制结束后各自倒入洁净纱布中,沥水3 min,取样测定腌坯盐分与水分。
装瓶与后酵:称取腌坯180 g,与3%的辣椒粉(以腌坯质量计)混匀,装入玻璃瓶(规格:300 mL,65 mm×65 mm×107 mm)中,然后添加50%的菜籽油(以腌坯质量计)进行填充及封面,旋盖。常温发酵60 d后,从瓶中取出若干块腐乳,用以测定后续各项指标。
1.3.2 腌制过程中盐分传递规律与预测模型拟合
参考周绪霞等[8]的方法,使用扩散菲克第二定律研究毛坯在腌制过程中的盐分传递规律,对腌制盐质量分数、腌坯盐分、腌制时间的关系进行近似拟合,如公式(1)所示:
ln(C0-Cx)=-kt+lnC0
(1)
式中:C0,腌制盐质量分数,%;Cx,腌坯盐分,%;t,腌制时间,h;k,盐分传递速率常数,h-1。
1.3.3 不同腌坯速率的试验设计
通过改变毛坯腌制过程中盐水质量分数和腌制时间来控制腌制速率,并探究腌制速率对腐乳品质的影响。将腌制盐质量分数分别设置为10%(P1组)、12%(P2组)和14%(P3组),拟定经不同质量分数的盐水腌制后的腌坯中盐分(Cx)为8.5%,基于上述盐分传递规律的数学模型公式计算得到每组样品腌制所需时间,随后进行毛坯腌制与后酵。分别取样测定腌坯及后酵腐乳的理化、质构和风味特性。
1.3.4 样品理化指标检测
水分、总酸、氨基态氮、盐分、水溶性蛋白含量等理化指标均参照SB/T 10170—2007《腐乳》的方法测定。
1.3.5 腐乳质构分析
根据周荧等[14]方法测定腐乳质构特性,取完整块型腐乳,悬空0.5 min,置于质构仪样品台面,采用质构仪,选择TPA模式,设置参数:测试速度为60 mm/min,下压距离为30 mm,触发力为0.38 N,形变量为25%。
1.3.6 腐乳风味组分分析
样品处理[1,15]:称取均匀腐乳样品3.0 g于10 mL顶空瓶中,60 ℃水浴平衡5 min,顶空萃取55 min。上机解析5 min。
GC-MS 测定条件:选用Rtx-WAX色谱柱(30 m×0.32 mm,0.25 μm);载气He(纯度≥99.999%);载气流速1.67 mL/min;进样口温度240 ℃;升温程序:起始温度45 ℃,保持3 min,以3 ℃/min升到180 ℃,保持3 min,再以12 ℃/min升到220 ℃,保持3 min。传输线温度240 ℃,离子源EI,离子源温度200 ℃,电子能量70 eV,数据采集模式为离子全扫描,质量扫描范围m/z为35～500,随后进行分析物鉴定。
1.4 统计学分析
使用SPSS 22.0对预处理数据进行单因素方差分析和t检验,显著性水平确定为P<0.05。使用Origin 2022软件绘制图形。
2 结果与分析
2.1 腌坯及后酵腐乳的品质变化分析
豆腐乳毛坯在不同腌制时间和腌制盐质量分数条件下的盐分和水分含量如图1所示。
a-盐分含量;b-水分含量
图1 不同腌制盐浓度下腌坯中盐分和水分随腌制时间的变化
Fig.1 Effect of salting concentrations on the contents of salt and moisture in pehtze during different salting time
注:同一腌制盐质量分数的小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
由图1-a可知,毛坯盐分随着腌制时间的延长而逐渐增大,且在腌制盐质量分数不同时,腌坯盐分的增加趋势不同。腌制36 h后,腌制盐质量分数为10%的腌坯盐分无显著(P≥0.05)变化,腌坯盐分趋于稳定状态。毛坯分别在12%和14%的盐质量分数条件下腌制12～48 h,腌坯盐分显著(P<0.05)升高,分别从8.78%和10.77%升高到10.01%和12.56%。腐乳盐分与坯体腐烂、过度发酵、营养物质损失和生物胺积累等质量问题密切相关。相关研究表明:高浓度的盐可显著抑制杂菌、发酵微生物的增长及酶活性,并进一步影响腌制品风味与营养物质的释放等[11]。腌制盐质量分数为10%、12%、14%的3组腌坯的水分在腌制前12 h均显著(P<0.05)降低(图1-b),分别从67.48%降低到64.47%、62.68%和61.18%。在毛坯腌制过程中,腌制盐质量分数的增大使得腌坯水分含量降低。即腌坯在腌制初期发生迅速脱水,坯体与腌制盐水间的渗透压达到平衡状态。已进入腌坯中的Na+、Cl-则能够进一步与水分子发生水合作用[16],腌坯盐分增加的同时,腌坯持水力及水分也逐步提升。同时,毛坯表里均匀脱水可增加后酵腐乳组织结构的致密性,有利于保持腐乳成品的完整性[8]。
在腐乳后酵过程中,蛋白质和脂肪会酶解为多肽、氨基酸、脂肪酸和甘油等小分子物质。这使得腐乳蛋白质凝胶三维网状结构被破坏,进一步影响腐乳的质构特性[17]。如图2-a所示,腐乳的内聚性、总酸与氨基态氮含量随腌制时间的增加而逐步下降,其黏附性和弹性则缓慢上升。其中,腐乳的硬度、胶黏性和咀嚼性在腌制36 h时分别呈现最大值6.40 N、2.04 N和5.08 mJ。如图2-b所示,3组腐乳经过12 h腌制后,其黏附性、总酸与氨基态氮含量随着腌制盐质量分数的增大而降低,然而腐乳弹性、硬度、胶黏性及咀嚼性随着腌制盐质量分数的增大而增大。在盐质量分数为14%条件下腌制12 h时,腐乳弹性、硬度、胶黏性和咀嚼性的最大值分别为2.34 mm、7.12 N、2.27 N和5.31 mJ。由此可知,腐乳品质与毛坯腌制时间和腌制盐质量分数密切相关。
a-腌制时间;b-腌制盐质量分数
图2 腌制时间和腌制盐质量分数对后酵腐乳品质的影响
Fig.2 Effect of time and salt contents on the quality of post-fermented sufu
注:相同指标小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
2.2 腌坯盐分和水分与腐乳品质相关性分析
腐乳多项品质指标与腌坯盐分相关性较大,其中腌坯盐分与腐乳氨基态氮呈极其显著负相关(R=-0.92,P<0.01)、与腐乳总酸呈显著负相关(R=-0.92,P<0.05)、与腐乳弹性呈显著正相关(R=0.85,P<0.05)(图3)。此外,腌坯水分与腐乳的黏附性、硬度、胶黏性和咀嚼性之间均表现出一定相关性。Na+和Cl-与水分子间能够通过离子—偶极相互作用紧密结合,其作用力是水分子间氢键的4倍,通过添加食盐可控制腐乳水分活度,从而降低微生物及其酶活性,抑制蛋白质、脂质和多肽等大分子物质的分解,赋予腐乳良好的风味、滋味、质构及营养价值[16]。杨智慧等[18]研究表明,腐乳坯的食盐含量与总酸、氨基态氮、水溶性蛋白和特征性风味物质间存在显著相关性。综上所述,精准控制腌坯盐分与水分含量是腐乳生产的重要环节。综上分析,控制腌坯盐分和腌制速率是保证腐乳产品成品质量的关键。
图3 相关性热图分析
Fig.3 Correlation heatmap analysis
注:*P<0.05,**P<0.01。
2.3 盐分传递规律与数学预测模型
腌胚盐分与腌制时间密切相关,因此对腌制盐质量分数和时间的准确计算及控制对腐乳生产具有重要意义。毛坯在腌制过程中的盐分传递规律线性图如图4所示。3组样品的R2均大于0.9,这表明ln(C0-Cx)与腌制时间之间具有良好的线性关系,即腌坯中的盐分传递规律符合菲克第二定律。毛坯在盐质量分数为10%、12%和14%腌制盐中的盐分传递速率常数分别为0.015 0、0.026 5和0.028 6,可见腌制盐质量分数越大,盐分传递速率常数越大、盐分传递越快,这主要是由坯体与盐水间的渗透压差所引起的盐分传递速率差异,与周绪霞等[8]对鱼糜毛坯盐分渗透规律的研究结果相似。基于腌坯在腌制过程中的盐分传递规律线性模型,可测算得到当毛坯在腌制盐质量分数为10%(P1组)、12%(P2组)和14%(P3组),腌制时间分别为22.4、7.7、2.6 h时,方能使腌坯盐分达到8.5%。这表明不同盐质量分数的盐水腌制毛坯并使之达到同一腌坯盐分所需的腌制时间相差较大。
图4 毛坯在腌制过程中的盐分传递规律线性图
Fig.4 Linear diagram of salt transfer law for pehtze during salting process
3组不同腌制速率的腌坯(P1组、P2组和P3组)实测盐分分别为8.63%、8.67%、8.49%(表1),均与菲克第二定律预测所得盐分(8.5%)相接近,这表明毛坯腌制过程中盐分传递规律符合菲克第二定律。其中,P3组仅需腌制2.57 h其腌坯盐分即可达到8.5%,而经腌制后腌坯的水分从67.48%下降到53.63%,与P1组和P2组相比,P3组腌坯的水分最小,这表明增大盐质量分数能够加强食盐对毛坯的脱水效果。在后酵过程中,腌坯盐分与水分均发生不同程度的改变。其中,腐乳氨基态氮、水溶性蛋白和总酸含量能够表征蛋白质水解程度[17]。根据腐乳行业标准要求,发酵成熟腐乳的氨基态氮含量应大于0.35%[19],而本研究所得腐乳成品的氨基态氮含量均大于0.69%,其中P3组腐乳成品的氨基态氮显著大于P1组和P2组腐乳。该结果表明,短时间高质量分数盐腌制过程能够降低大分子物质的溶解度并抑制相关水解反应,减少营养物质在腌制过程中随卤水流失的情况,这有利于后酵腐乳产品中营养物质的保持[8]。WEI等[4]、魏冠棉等[13]研究表明,腐乳在高盐环境中具有更低的水解酶活性、总酸和氨基态氮含量。以上分析表明,腌制速率越快,所得后酵腐乳氨基态氮、水溶性蛋白等品质越好,本研究中P3组腐乳品质最佳。
表1 不同腌制速率对腌坯及后酵腐乳理化品质指标的影响 单位:%
Table 1 Effect of salting rate on physicochemical quality indexes of salted pehtze and post-fermented sufu
指标P1组P2组P3组腌坯盐分8.63±0.06ab8.67±0.05b8.49±0.12a腌坯水分64.02±0.07c58.75±0.04b53.63±0.08a腐乳盐分8.19±0.05c7.75±0.05b7.61±0.09a腐乳水分60.96±0.04c58.96±0.04a59.35±0.04b腐乳总酸1.09±0.02a1.11±0.02a1.25±0.03b腐乳氨基态氮0.69±0.01a0.82±0.02b0.89±0.01c腐乳水溶性蛋白7.48±0.08a9.45±0.06b9.70±0.04c
注:同一行小写字母不同表示数据之间差异显著(P<0.05)。
不同腌制速率对腌坯及后酵腐乳质构的影响如表2所示。P3组腐乳成品的内聚性和弹性分别为0.34和2.46 mm,均显著(P<0.05)高于P1组和P2组样品(表2)。内聚性代表腐乳内部结合键能的强度,表明加快腌制速率有利于腐乳内部分子间结合的稳定性。此外,腐乳成品的硬度、胶黏性与咀嚼性均随腌制速率的增加而增加。腌制速率的大小显著影响腌坯的水分含量,所得腌坯水分含量越小则后酵腐乳成品的硬度越大,因此P3组腐乳成品的硬度最大(6.73 N),这与庄洋等[20]的研究结果一致。另外,腐乳成品的硬度也与内部蛋白质网络结构相关,腌坯中的蛋白质在后酵过程中被水解形成氨基酸等小分子物质,导致蛋白质的网状结构被破坏,硬度减小,P3组腐乳硬度相对较大,说明蛋白质降解程度较小,这与表1中腐乳总酸和氨基酸态氮变化趋势基本一致。因此,P3组腐乳形态特征更稳定,其质构特性更佳。
表2 不同腌制速率对腌坯及后酵腐乳质构的影响
Table 2 Effect of salting rate on the texture properties in salted pehtze and post-fermented sufu
组号黏附性/mJ内聚性弹性/mm硬度/N胶黏性/N咀嚼性/mJP10.59±0.07b0.31±0.01a2.04±0.07a4.25±0.04a1.32±0.01a2.68±0.06aP20.34±0.10a0.30±0.01a2.10±0.06a5.62±0.37b1.69±0.17b3.54±0.25bP30.87±0.13c0.34±0.01b2.46±0.12b6.73±0.26c2.26±0.12c5.55±0.56c
注:同一列小写字母不同表示数据之间差异显著(P<0.05)。
2.4 后酵腐乳风味物质分析
不同腌制速率对腐乳风味物质含量的影响如表3所示。不同腌制速率下从P1、P2和P3组后酵腐乳中共鉴定出71种挥发性物质,包括16种醇类、12种醛类、3种酮类、6种烃类、3种酚类、15种酯类、8种酸类和7种其他物质。腐乳中醇类和酯类挥发性风味物质最为丰富,这与张任虎等[21]的研究结果一致。腐乳中的醇类和酸类等风味物质含量较多,占总风味物质的一半,而醇类和酸类物质正是酯类物质的前体物质。酯类是发酵豆制品的主体风味物质,其中小分子酯类物质具有果香和清香[5]。2, 3-丁二醇、苯乙醇、1-己醇和辛-1-烯-3-醇是腐乳中占比较高的醇类,其中苯乙醇源自于苯丙氨酸的降解,而1-己醇和辛-1-烯-3-醇则来源于毛坯发酵前期的主要挥发性物质[22]。3组腐乳的乙酸含量占总风味物质的20%,乙酸作为微生物的代谢产物,不仅能为腐乳提供风味,而且具有一定防腐效果。癸酸和辛酸具有奶香味,且其含量越高奶香味越明显[23]。腐乳大部分挥发性物质与脂酶和蛋白酶的相关性显著,因为腐乳中的风味物质主要来自于脂质氧化和氨基酸降解[24]。
表3 不同腌制速率对腐乳风味物质相对含量的影响
Table 3 Effect of salting rate on volatile compounds in post-fermented sufu
类别编号名称质谱基峰保留时间分子式气味相对含量/%P1组P2组P3组醇类A13-甲基-1-丁醇417.42C5H12O白兰地,香蕉,可可,花香[26]3.61--A21-己醇5612.72C6H14O面包,花香,水果,青草[13, 25-26]2.672.182.77A3辛-1-烯-3-醇5716.67C8H16O泥土,花香,蘑菇,药草[13, 25-26]4.142.593.22A42-乙基-1-己醇5718.20C8H18O柑橘,青草,花香,玫瑰[25-26]--0.26A5反式-2-庚烯-1-醇5718.85C7H14O--0.89-A62-庚烯醇5718.87C7H14O-1.04-1.13A7辛烷-1-醇4420.80C8H18O柑橘,水果,青草,柠檬[25-26]-0.47-A8(2S, 3S)-(+)-2, 3-丁二醇4521.18C4H10O2--6.88-A9(2R, 3R)-(-)-2, 3-丁二醇4521.19C4H10O2水果[26]5.3810.1712.02A102-辛烯-1-醇5722.82C8H16O--0.170.16A11糠醇9824.30C5H6O2面包,烧焦味,焦糖,蜂蜜[26]1.980.971.52A122-亚甲基环己醇4125.23C7H12O-0.551.241.32A132-(2-丁氧基乙氧基)乙醇4529.04C8H18O3青草,草本,刺激性,塑料[26]0.25-0.47A14苯甲醇7931.59C7H8O杏仁,煮樱桃,花香,水果[18, 26]1.080.730.88A15苯乙醇9132.71C8H10O玉米,水果,蜂蜜,玫瑰[13, 15, 25-26]3.441.451.90A161-十二醇4135.52C12H26O蜡,脂肪[26]0.12-0.14醛类Q1正辛醛4110.08C8H16O柑橘,青草,坚果,油脂[13, 26]-0.47-Q2顺式-2-庚烯醛4111.12C7H12O青草,蘑菇,肥皂[26]6.842.33-Q3壬醛4114.09C9H18O柑橘,黄瓜,花香,青草[26]-3.98-Q4反-2-辛烯醛4115.19C8H14O核桃,青草,花生,油脂[13, 25-26]0.520.400.45Q5(E, E)-2, 4-庚二烯醛8117.54C7H10O鱼,花香,坚果,塑料[13, 25-26]0.970.971.31Q6癸醛5718.23C10H20O花香,油炸,橘子皮[26]-0.86-Q7苯甲醛7718.43C7H6O坚果,苦杏仁,焦糖[13, 18, 25-26]0.691.351.14Q8反-2-壬烯醛4319.36C9H16O大豆,黄瓜,草料,青草[25-26]0.180.320.20Q9苯乙醛9122.99C8H8O水果,花香,天竺葵,风信子[18, 25-26]2.160.983.27Q10反式-2-癸烯醛4123.52C10H18O鱼,干草,油漆,牛油[26]8.195.076.41Q112-十一烯醛4127.52C11H20O甜味[26]0.211.560.99Q12反式-2, 4-癸二烯醛8129.38C10H16O香菜,黄瓜,油炸[26]2.082.002.91酮类K13-羟基-2-丁酮459.56C4H8O2黄油,奶油,青椒[26]7.315.642.25K22-壬酮4313.89C9H18O水果,油香,花香,奶酪[13, 18, 26]--0.12K33, 5-辛二烯-2-酮9518.72C8H12O水果,蘑菇[26]--0.22烃类H12, 4-甲基-1-癸烯4111.11C12H24---2.21H2正十四烷4315.04C14H30-1.390.640.92H3正十六烷5719.04C16H34-1.160.580.85H4异构石斛烯9326.07C15H24木材[26]-0.33-H51-石竹烯13326.09C15H24油炸,木材[26]0.45-0.38H6萘12826.19C10H8樟脑丸、焦油[26]-0.35-
续表3
类别编号名称质谱基峰保留时间分子式气味相对含量/%P1组P2组P3组酚类P1甲基麦芽酚12634.20C6H6O3奶油,焦糖,棉花糖,烤面包[26]-0.431.43P2苯酚9435.87C6H6O药材,刺激性,烟味[26]0.412.351.99P34-乙烯基-2-甲氧基苯酚15041.65C9H10O2丁香,咖喱,苯酚,烟熏[26]2.251.352.03酯类E1三氟乙酸十一烷基酯6919.93C13H23F3O2-0.18--E2水杨酸甲酯12027.73C8H8O3杏仁,冬青油,薄荷,水果[13,15,18,26]0.920.760.81E32, 2, 4-三甲基-1, 3-戊二醇单异丁酸酯7131.73C12H24O3-0.230.200.12E4丙位壬内酯8536.13C9H16O2杏,可可,椰子,桃子[18, 26]0.52-0.54E5十四酸乙酯8838.22C16H32O2奶油,椰子,坚果,油香[18, 26]-0.31-E6三乙酸甘油酯4338.71C9H14O6-1.050.351.62E7癸酸乙酯8844.53C12H24O2白兰地,天竺葵,坚果,水果[15, 26]-0.29-E8棕榈酸乙酯8844.54C18H36O2水果,甜味,蜡,奶油[13, 15, 18, 26]1.002.731.53E9油酸乙酯5551.16C20H38O2鲜花,可可味[13]-0.42-E10反油酸乙酯5551.17C20H38O2---0.38E11邻苯二甲酸二异丁酯14952.14C16H22O4-0.290.330.22E12亚油酸乙酯6752.41C20H36O2奶香,花香[13, 18]0.300.570.49E13亚麻酸乙酯7953.65C20H34O2果香[13]--0.09E14邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯14953.97C24H38O4-1.26--E15邻苯二甲酸二丁酯14954.79C16H22O4-0.480.590.44酸类S1乙酸4315.98C2H4O2水果,刺激性,醋味,奶油[13, 26]20.8219.3421.07S2异戊酸6024.63C5H10O2酸味,奶酪,粪便,变质水果[26]-2.463.28S33-甲基戊酸6024.65C6H12O2奶酪,汗味[26]2.23--S4芥酸6027.17C22H42O2---0.16S5正己酸6030.96C6H12O2酸味,奶酪,山羊,汗味[18, 26]1.831.712.12S6癸酸6034.58C10H20O2尘土,草香,腐臭,肥皂[26]-0.99-S7辛酸6038.10C8H16O2酸味,奶酪,腐臭,汗水[13, 18, 26]0.831.150.87S8壬酸6041.46C9H18O2酸味,奶酪,粪便,变质水果[26]0.502.630.55其他O12, 6-二甲基吡嗪10811.20C6H8N2烧焦,可可,咖啡,青草,吡嗪[26]--2.29O22, 3, 5-三甲基吡嗪4214.10C7H10N2可可,咖啡,泥土,葡萄汁[26]--1.41O32-乙烯-6甲基吡嗪12017.37C7H8N2榛子,烤香[26]-0.621.53O41-氟辛烷4320.81C8H17F-0.24-0.56O5甲氧基苯基肟13329.15C8H9NO2-0.500.870.23O62, 3-二氢苯并呋喃12047.34C8H8O-5.441.993.20O7吲哚11748.24C8H7N烧焦,粪便,花香[25-26]-0.190.24
注:P1组-腌制盐质量分数10%,腌制22.4 h;P2组-腌制盐质量分数12%,腌制7.7 h;P3组-腌制盐质量分数14%,腌制2.6 h。
P1、P2、P3组腐乳中分别含有44、51、53 种挥发性物质,这表明腐乳风味物质含量与前期毛坯腌制过程中腌制盐质量分数及腌制时间具有相关性。相关研究表明,相较于腐乳前酵毛坯及后酵产品,腌坯中的风味物质含量最低[22]。这是由于高质量分数盐影响了挥发性风味物质的溶解和释放,同时腌坯操作也可显著减少腐乳发酵过程中营养物质的流失。因此,经高质量分数盐腌制的腐乳腌坯可在一定程度上保留腐乳风味及风味前体物质。腌制速率较快的P3组腐乳样品中酯类与酯类前体(酸类和醇类)的种类最多。上述分析表明在一定程度上加快腌制速率有助于丰富腐乳风味物质。
为进一步分析毛坯腌制速率对腐乳风味的影响,通过聚类热图研究分析P1、P2、P3组腐乳的挥发性风味物质含量差异,结果如图5所示。图中不同颜色代表该风味物质的相对含量差异,颜色越接近红色代表其相对含量越高,颜色越接近蓝色则代表该风味物质相对含量越低。如图5所示,P1、P2、P3组腐乳的乙酸(S1)含量分别达到20.82%、19.34%、21.07%。3组腐乳的主要挥发性风味物质分别为乙酸、(2R, 3R)-(-)-2, 3-丁二醇和反式-2-癸烯醛,除此之外,P1组中3-羟基-2-丁酮、顺式-2-庚烯醛、2, 3-二氢苯并呋喃、3-甲基-1-丁醇含量较高;P2组中3-羟基-2-丁酮、(2S, 3S)-(+)-2, 3-丁二醇、壬醛和1-己醇含量较高;P3组中异戊酸、辛-1-烯-3-醇、2, 3-二氢苯并呋喃、苯乙醛、反式-2, 4-癸二烯醛和1-己醇含量较高。根据不同腌制速率的腐乳风味物质差异可将3组腐乳分为两类,P2组与P3组聚为一类,能够明显与P1组所区分开,这表明腌制速率在一定程度上显著影响着腐乳风味物质。区别于P1组,P2和P3组中均含有吡嗪类挥发性风味物质,这是一类具有坚果香气的化合物。另外还特有异戊酸(奶酪味)和甲基麦芽酚(奶油味)等风味物质。腌坯达到相同盐分水平的条件下,增大盐质量分数而缩短腌制时间,如P2组:腌制盐质量分数12%,腌制7.7 h,以及P3组:腌制盐质量分数14%,腌制2.6 h,提高腌制工作效率的同时,也为后酵腐乳保留较多的风味物质。
图5 不同腌制速率的风味物质聚类热图
Fig.5 Effect of salting rate on the cluster heatmap of volatile compounds
3 结论
腌坯盐分、腌制时间及腌制速率等腌坯工艺参数的控制显著影响着腌坯及后酵腐乳的理化特征、质构特性及风味组成。腌制过程中腌坯盐分含量与腐乳的腐乳氨基态氮和总酸均呈显著负相关(R=-0.92,P<0.05),与腐乳弹性呈显著正相关(R=0.85,P<0.05)。毛坯在腌制过程的盐分传递规律符合菲克第二定律。从P1、P2、P3三组不同速率腌制的腐乳中共检测出71种挥发性风味物质,其中醇类和酸类占总风味物质含量相对较多。综合各项指标分析,使用食盐质量分数14%腌制2.6 h的P3组腌坯脱水效果最优,且其后酵腐乳中氨基态氮、硬度、胶黏性与咀嚼性最高,风味物质数量最多。这表明加快腌制速率有利于增加腐乳风味物质种类,促使腐乳成品保持较好的块型与口感。研究结果能够为腐乳减盐产品开发与品质控制提供一定的理论依据与数据支撑。
[1] 穆德伦, 乌日娜, 崔亮, 等.大豆品种对毛霉菌发酵腐乳营养品质的影响[J].食品科学, 2020, 41(23):159-165.MU D L, WU R N, CUI L, et al.Effects of soybean cultivars on nutrient composition and quality of sufu fermented by Mucor[J].Food Science, 2020, 41(23):159-165.
[2] 杨琪娜. 腐乳的研究概括[J].当代化工研究, 2018(12):49-50.YANG Q N.Summary of research on preserved beancurd[J].Modern Chemical Research, 2018(12):49-50.
[3] 张智鑫, 汤娇娇, 王远亮, 等.腐乳制作过程品质影响因素研究进展[J].农产品加工, 2022(3):58-63;67.ZHANG Z X, TANG J J, WANG Y L, et al.Research progress on influencing factors of sufu production process quality[J].Farm Products Processing, 2022(3):58-63;67.
[4] WEI G M, WANG K Y, LIU Y W, et al.Characteristic of low-salt solid-state fermentation of Yunnan oil furu with Mucor racemosus:Microbiological, biochemical, structural, textural and sensory properties[J].International Journal of Food Science &Technology, 2019, 54(4):1342-1354.
[5] 张振东, 王玉荣, 侯强川, 等.市售茨河花色腐乳和红方腐乳微生物菌群及风味物质的比较分析[J].食品与发酵工业, 2022, 48(13):70-77.ZHANG Z D, WANG Y R, HOU Q C, et al.Comparative analysis of microbial community and flavor compounds between Huase and red sufu[J].Food and Fermentation Industries, 2022, 48(13):70-77.
[6] SONG Z Y, HU Y Z, CHEN X, et al.Correlation between bacterial community succession and propionic acid during gray sufu fermentation[J].Food Chemistry, 2021, 353:129447.
[7] ZHANG Z D, WANG Y R, XIANG F S, et al.Distinct bacterial community of a solid-state fermented Chinese traditional food huase sufu revealed by high-throughput sequencing[J].Food Science and Biotechnology, 2021, 30(9):1233-1241.
[8] 周绪霞, 徐潇颖, 赵丹丹, 等.鱼糜毛坯腌制过程盐分传递及生化指标动态变化[J].食品与发酵工业, 2013, 39(12):56-61.ZHOU X X, XU X Y, ZHAO D D, et al.Salt transfer process and biochemical dynamic variation of surimi pehtze in salting process[J].Food and Fermentation Industries, 2013, 39(12):56-61.
[9] HAN B Z, WANG J H, ROMBOUTS F M, et al.Effect of NaCl on textural changes and protein and lipid degradation during the ripening stage of sufu, a Chinese fermented soybean food[J].Journal of the Science of Food and Agriculture, 2003, 83(9):899-904.
[10] HAN B Z, CAO C F, ROMBOUTS F M, et al.Microbial changes during the production of Sufu-a Chinese fermented soybean food[J].Food Control, 2004, 15(4):265-270.
[11] 王栋, 张琦, 陈玉峰, 等.干腌肉制品低盐加工技术及其减盐机制研究进展[J].食品科学, 2022, 43(7):222-231.WANG D, ZHANG Q, CHEN Y F, et al.Progress in processing technologies for low-salt dry-cured meat products and understanding their principles[J].Food Science, 2022, 43(7):222-231.
[12] LIU J J, HAN B Z, DENG S H, et al.Changes in proteases and chemical compounds in the exterior and interior of sufu, a Chinese fermented soybean food, during manufacture[J].LWT, 2018, 87:210-216.
[13] 魏冠棉, 张军伟, 周鹏.低盐油腐乳发酵过程中品质和挥发性风味的分析[J].中国调味品, 2019, 44(2):18-23.WEI G M, ZHANG J W, ZHOU P.Analysis of quality and volatile flavor compounds of low-salt oily fermented bean curd during fermentation[J].China Condiment, 2019, 44(2):18-23.
[14] 周荧, 潘思轶.腐乳发酵过程中化学组分与质构的变化[J].食品科学, 2011, 32(1):70-73.ZHOU Y, PAN S Y.Changes in chemical composition and texture of sufu(fermented tofu)during processing[J].Food Science, 2011, 32(1):70-73.
[15] 樊艳, 李浩丽, 郝怡宁.基于电子舌与SPME-GC-MS技术检测腐乳风味物质[J].食品科学, 2020, 41(10):222-229.FAN Y, LI H L, HAO Y N.Analysis of characteristic flavor compounds of fermented bean curd using electronic tongue and solid-phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry[J].Food Science, 2020, 41(10):222-229.
[16] 阚建全. 食品化学[M].3版.北京:中国农业大学出版社, 2016.KAN J Q.Food Chemistry[M].3th ed.Beijing:China Agricultural University Press, 2016.
[17] 魏冠棉, 张军伟, 周鹏.油腐乳发酵过程中的品质分析[J].食品科学, 2019, 40(14):138-143.WEI G M, ZHANG J W, ZHOU P.Quality analysis of oil sufu during fermentation[J].Food Science, 2019, 40(14):138-143.
[18] 杨智慧, 张军伟, 魏冠棉, 等.云南腐乳发酵菌种的分离鉴定及其低盐腐乳的品质分析[J].食品与发酵工业, 2020, 46(1):62-68.YANG Z H, ZHANG J W, WEI G M, et al.Isolation and identification of strains from sufu and quality analysis of low-salt sufu fermented using isolated strains[J].Food and Fermentation Industries, 2020, 46(1):62-68.
[19] 中华人民共和国商务部. 腐乳:SB/T 10170—2007[S].北京:中国标准出版社, 2007.Ministry of Commerce of the People’s Republic of China.Sufu:SB/T 10170—2007[S].BeiJing:Standards Press of China, 2007.
[20] 庄洋, 陈露, 田成, 等.腐乳营养成分与质构特征及其偏相关分析[J].食品科学, 2020, 41(3):80-85.ZHUANG Y, CHEN L, TIAN C, et al.Determination and partial correlation analysis of nutrient components and texture characteristics of sufu[J].Food Science, 2020, 41(3):80-85.
[21] 张任虎, 周崇禅, 吴茜, 等.不同香型白酒酿造腐乳风味对比研究[J].食品与发酵工业, 2023, 49(6):210-214.ZHANG R H, ZHOU C S, WU Q, et al.Flavors of sufu fermented by Baijiu with different aroma types[J].Food and Fermentation Industries, 2023, 49(6):210-214.
[22] WANG P, MA X R, WANG W P, et al.Characterization of flavor fingerprinting of red sufu during fermentation and the comparison of volatiles of typical products[J].Food Science and Human Wellness, 2019, 8(4):375-384.
[23] 洋洋, 策里格尔, 张志刚, 等.基于辅助发酵剂制备传统奶豆腐的风味特性研究[J].食品与发酵工业, 2023, 49(11):93-101.YANG Y, CE L, ZHANG Z G, et al.Flavor characteristics of traditional Hurood based on auxiliary starter[J].Food and Fermentation Industries, 2023, 49(11):93-101.
[24] HE W M, CHEN Z X, CHUNG H Y.Dynamic correlations between major enzymatic activities, physicochemical properties and targeted volatile compounds in naturally fermented plain sufu during production[J].Food Chemistry, 2022, 378:131988.
[25] 孙娜, 张雅婷, 于寒松, 等.发酵型青腐乳菌群结构与风味物质及其相关性分析[J].食品科学, 2020, 41(22):177-183.SUN N, ZHANG Y T, YU H S, et al.Microflora structure and flavor components and correlation between them in fermented stinky tofu[J].Food Science, 2020, 41(22):177-183.
[26] BeWiDo BV. Volatile compounds in food[DB]. http://www.vcf-online.nl/VcfCompounds.cfm, 2022-12-23/2024-02-25.