郫县豆瓣是以蚕豆、辣椒、面粉和食盐等为原料酿制而成的传统调味品，其生产工艺包括3 个重要发酵阶段：红辣椒→辣椒胚发酵阶段、蚕豆→甜瓣子发酵阶段和辣椒胚-甜瓣子混合发酵阶段。其中，蚕豆→甜瓣子发酵阶段又可分为制曲和甜瓣子发酵两个重要工序，制曲是指蚕豆瓣经漂烫处理后与面粉、曲精混合发酵制得豆瓣曲的过程，甜瓣子发酵则是指豆瓣曲与一定比例盐水混合后发酵得到成熟甜瓣子的过程。

温度是影响发酵进程和产品品质的重要因素。日本高盐稀态发酵酱油普遍采用低温发酵工艺，即先10～15 ℃发酵15～30 d，然后温度上升至25～30 ℃继续发酵3～12 个月。本项目组前期研究结果表明，甜瓣子中食盐含量越低，发酵速度越快，但低盐甜瓣子（食盐质量分数为6%和9%）存在总酸含量过高、产品品质较差等弊端。四川省食品发酵工业研究设计院有限公司的李雄波、邓维琴、陈 功*等人在借鉴日式低温型酱油发酵工艺基础上，结合项目组前期研究成果，合理调整甜瓣子发酵过程中温度和食盐含量，建立2 种“先低盐后高盐、先低温后高温”的分段发酵模式，并比较发酵特性，以期为企业改善甜瓣子品质提供一定理论支撑。

1、甜瓣子发酵过程中微生物数量的变化

如图1A所示，发酵起始时甜瓣子中霉菌总数在6.90（lg（CFU/g））左右。对照组中霉菌总数在整个发酵过程都呈逐渐下降的趋势，发酵结束时霉菌总数为6.15（lg（CFU/g）），这与黄豆酱中霉菌变化规律一致。分段发酵模式1和模式2中霉菌总数先稳定在6.89～7.12（lg（CFU/g））之间，之后快速下降，这主要是由于发酵中期温度升高，微生物代谢活跃，有机酸、CO 2 等代谢产物不断积累，造成发酵体系中酸度增加，含氧量下降，使得霉菌开始快速消亡，这在其他酱类产品中也常有报道。此外，后期食盐含量提高，高盐环境不利于霉菌的生长，进一步加速了霉菌的消亡。模式1和模式2中霉菌开始快速消亡的时间分别在12 d和16 d，这种差异是由于模式2发酵前中期食盐含量相对较高，其发酵速度不及模式1，有害代谢产物积累速度较慢所致。

传统发酵食品的发酵速度和产品品质与细菌的数量、菌群等密切相关。如图1B所示，起始发酵时甜瓣子中细菌总数较高，在7.27～7.36（lg（CFU/g））之间。对照组中细菌总数呈先下降后缓慢上升至趋于平稳的变化趋势，发酵结束时细菌总数为7.10（lg（CFU/g）），和本项目组前期研究结果一致，其主要原因是发酵过程中不耐受高温高盐条件的细菌逐渐消亡，而耐受性较强的细菌逐渐成为优势菌群。

2、甜瓣子发酵过程中理化指标的变化

如图2A所示，对照组中总酸含量在发酵前期（0～12 d）快速上升，中后期（12～30 d）则逐渐趋于稳定，发酵结束时总酸质量分数为0.87%，与刘永琪研究豆瓣酱中总酸变化情况一致。分段发酵模式1和模式2中，总酸含量在发酵前期（0～12 d）变化趋势与对照组一致，但两者总酸含量始终略低于对照组，这是由发酵温度和食盐含量的差异导致。3 种发酵模式前期，甜瓣子中总酸含量均快速上升，这是由于发酵初期体系中蛋白酶、淀粉酶等各类酶系含量丰富，使得淀粉、蛋白质等大分子物质快速水解形成单糖、氨基酸等小分子物质，而乳酸菌、酵母菌等微生物能快速利用这些小分子物质产生有机酸等酸性物质。发酵中后期（12～30 d），模式1和模式2中总酸含量变化情况与对照组显著不同，两者总酸含量先快速上升后逐渐趋于平稳，发酵结束时总酸质量分数分别为0.96%和0.92%。

如图2B所示，对照组甜瓣子中氨基酸态氮质量分数在发酵前期（0～12 d）快速增加，由0.17%增加至0.65%，之后随着发酵的进行氨基酸态氮含量几乎稳定，与刘永琪研究结果一致。这主要是由于制曲阶段以米曲霉为代表的微生物大量繁殖产生蛋白酶，因此发酵初期蛋白酶活性相对较高，分解蛋白质产氨基酸能力较强，但是随着发酵的进行，高温高盐条件使得蛋白酶逐渐失活，因此氨基酸态氮质量分数未能进一步增加。模式1和模式2中氨基酸态氮含量变化情况在发酵前期（0～12 d）与对照组几乎一致，虽然模式1和模式2中盐含量相对更低，但发酵温度也更低，低温不是酶作用的最适温度，因此3 种发酵模式初期蛋白酶水解反应速率差异不大。然而，模式1和模式2中氨基酸态氮含量在发酵中期（12～16 d）快速上升，这是由于低温条件可以长时间保留酶的活性，当发酵中期温度升高时，酶促反应速率显著提高。发酵后期（16～30 d），模式1和模式2中氨基酸态氮含量呈缓慢下降或保持稳定的趋势，这主要是由于蛋白酶失活和美拉德反应消耗氨基酸所导致。

3、生物胺含量分析

图3 为发酵结束时甜瓣子中生物胺含量情况，模式1、模式2和对照组甜瓣子中生物胺总量分别为122.93、126.50、176.12 mg/kg，三者均未超过1 000 mg/kg。Chun等研究发现，韩国大酱中食盐含量越低，生物胺含量越高。模式1和模式2发酵前期和中期均处于低盐环境，但生物胺总量却低于对照组，说明分段发酵可以保障产品中生物胺含量在安全范围内。有研究表明，发酵温度越接近微生物生长代谢的最适温度，越有利于微生物代谢形成生物胺。分段发酵过程中，甜瓣子长时间处于低温环境，不利于微生物分泌生物胺，而对照组整个发酵过程都处于37 ℃环境中，从而导致微生物代谢形成生物胺较旺盛。对照组甜瓣子中8 种生物胺均被检出，其中主要的生物胺为腐胺、尸胺、组胺、酪胺及亚精胺，含量分别为33.89、18.44、37.37、36.80、20.45 mg/kg。曾雪晴等研究郫县豆瓣酱中生物胺时发现，郫县豆瓣酱中生物胺总量范围在86.85～611.83 mg/kg之间，腐胺、尸胺、组胺及酪胺是豆瓣中主要的生物胺，与对照组中结果较为相似。模式1和模式2甜瓣子中生物胺含量及组成相似，模式1发酵甜瓣子中腐胺、尸胺和酪胺为主要的生物胺，含量分别为36.79、13.35、46.06 mg/kg，色胺未检出；模式2发酵甜瓣子中腐胺和酪胺为主要的生物胺，含量分别为32.12、70.24 mg/kg，色胺和组胺未检出。此外，对照组甜瓣子中组胺含量较高（37.37 mg/kg），与部分学者建议食品中组胺限量50～100 mg/kg较为接近，可能存在一定风险；而分段发酵模式1和模式2甜瓣子中组胺含量较低或未检出。总之，与对照组相比，分段发酵（模式1、模式2）甜瓣子中生物胺总含量更低，种类更少。

4、挥发性成分分析

由图4可知，3 种发酵模式甜瓣子中挥发性成分离子出峰时间较类似，但强度存在较大差异，表明有共同挥发性成分，但含量差异较大。由表2、3可知，3 种发酵模式甜瓣子中检测鉴定出39 种挥发性成分，其中共有成分14 种，包括3-甲基-1-丁醇、2-乙基-1-己醇、芳樟醇、苯乙醇、3-烯丙基-6-甲氧基苯酚、壬醛、苯甲醛、丙酮、乙酸、3-甲基丁酸、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯、十六烷酸甲酯、十四烷和二十一烷。

5、感官评定

可以看出，3 种发酵模式下，甜瓣子样品在色泽、香气、滋味和组织形态方面存在一些异同。模式1甜瓣子样品感官评定得分最高（80.61±0.87），其酱酯香较浓郁，味鲜醇厚；模式2甜瓣子样品得分次之（75.7±0.82），其体态和滋味与模式1差异较小，但香气不及模式1甜瓣子浓郁；对照组甜瓣子样品得分最低（62.46±1.11），其酱酯香和鲜味都不及分段发酵（模式1、模式2）甜瓣子，且略带霉味，表明对照组甜瓣子还未完全发酵成熟，延长发酵时间，其感官品质能有所提升。此外，郫县豆瓣要求瓣粒酥脆，但分段发酵（模式1、模式2）的甜瓣子产品质地偏软，在组织形态方面存在一定不足。整体而言，分段发酵的甜瓣子感官品质优于对照组，尤其分段发酵模式1发酵的甜瓣子产品。

结 论

以传统高温发酵为对照，研究了2 种分段发酵模式（模式1、模式2）对甜瓣子发酵过程中微生物及产品品质的影响。结果表明，不同发酵模式条件下，发酵过程中微生物数量变化情况存在显著差异，进而导致不同模式发酵的甜瓣子产品品质指标差异。发酵结束时，模式1、模式2和对照组甜瓣子中总酸质量分数分别为0.96%、0.92%、0.87%，氨基酸态氮质量分数分别为0.76%、0.83%、0.66%，三者总酸质量分数均低于限量值2.0%，产品品质符合要求，而分段发酵（模式1、模式2）甜瓣子中氨基酸态氮含量更高，则有助于提升产品品质。此外，分段发酵（模式1、模式2）甜瓣子中挥发性成分种类更多，含量更高，尤其是模式1发酵甜瓣子中挥发性成分含量最高。感官评价结果显示，模式1发酵甜瓣子酱香浓郁，味鲜醇厚，整体感官品质最佳，模式2发酵甜瓣子次之，对照组则最差。3 种模式发酵的甜瓣子中生物胺含量均远低于建议限量1 000 mg/kg，且分段发酵甜瓣子生物胺污染的风险更低。分段发酵模式1和模式2条件下甜瓣子均能正常发酵，产品符合有关标准，与对照组相比，分段发酵能进一步改善产品品质，且模式1优于模式2。因此，本研究推荐的一种理想的分段发酵模式为：前期食盐质量分数为6%，12 ℃发酵12 d；中期食盐质量分数为6%，37 ℃发酵4 d；后期食盐质量分数为15%，37 ℃发酵14 d。

本文《分段发酵模式对郫县豆瓣甜瓣子发酵过程中微生物及产品品质的影响》来源于《食品科学》2021年42卷10期65-72页，作者：李雄波，邓维琴，李恒，范智义，李洁芝，陈功。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20200108-104。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网

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