不同干燥方式对豆豉粉营养及品质研究

刘姝岩，熊杨洋，李云成,2*，刘达玉,2，孟凡冰,2

(1.成都大学 药学与生物工程学院，成都 610106；2.农业农村部杂粮加工重点实验室，成都 610106)

豆豉是以大豆作为主要原料，经浸泡、蒸熟、晾凉、制曲以及发酵等工艺流程而制成的一种传统的调味品[1]，其色泽呈深棕色至黑色，具有浓郁醇厚的酱香味[2]。豆豉的营养价值和保健功效都非常高，富含可溶性氮、可溶性糖以及B族维生素、VA和VE等[3]；功能性因子以大豆异黄酮为主；此外，还含有多肽、大豆皂苷、大豆低聚糖和褐色色素类等[4]。目前市面上所售的豆豉均是呈固态或半固态粘稠状，水分含量高，容易受微生物污染[5,6]；豆豉包装一般采用真空袋装[7]，取用较不方便，运输中易被损坏[8]。同时，在做调味品进行二次加工时，固体颗粒豆豉有时会影响产品感官，也不利于风味释放。因此，将豆豉经脱水干燥后制成豆豉粉，不仅保留了传统豆豉的优良风味，在较低的水分活度条件下更有利于贮存和运输[9]，同时作为添加剂用于食品加工中，更加方便使用及风味提升。

目前还没有对豆豉粉制备相关的系统研究，本研究选择热风干燥、真空干燥以及冷冻干燥3种干燥方式，研究不同干燥方式对豆豉粉的氨基酸态氮含量、总酸含量、堆积密度、集粉率、吸潮性以及感官的影响，从而开发出豆豉粉的最佳制备工艺[10-12]。本研究对推动豆豉精深加工及二次利用具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

毛霉型豆豉：永川豆豉食品有限公司；氢氧化钠(分析纯)、甲醛(分析纯)：成都市科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

101-1 电热鼓风干燥箱 北京科伟永兴仪器有限公司；DZF-6020真空干燥箱 上海琅玕实验设备有限公司；FD-1A-50真空冷冻干燥机 北京博医康实验仪器有限公司；ESJ120-48 分析天平 沈阳龙腾电子有限公司；FW200 粉碎机、HZ85-2 磁力搅拌器 北京中兴伟业仪器有限公司；PHS-3E 酸度计 上海雷磁仪器厂。

1.3 研究方法

1.3.1 预处理

选取颗粒完整、颜色正常、无霉变、无异味的毛霉发酵型豆豉作为原料，去除杂质。

1.3.2 预干燥

取一定量的豆豉样品，分别进行热风干燥(50 ℃，4 h)、真空干燥(42 ℃，0.07 MPa，8 h)、真空冷冻干燥(-60 ℃，9.8 Pa，10 h)。

1.3.3 磨粉

将以上预干燥后的样品分别用磨粉机充分磨碎。

1.3.4 二次干燥

将粉碎后的样品平铺于培养皿中，平铺厚度5 mm，采用单因素试验，热风干燥(45 ℃下分别干燥0.5，1，1.5，2 h取样)；真空干燥(40 ℃，0.07 MPa下干燥，每隔1 h取一次样)；真空冷冻干燥(-60 ℃，9.8 Pa下干燥，每隔0.5 h取一次样)。

1.3.5 水分含量测定

将以上制得的样品再次研磨粉碎后，称取约1.5 g样品，均匀铺于恒重干燥的称量瓶中，在80 ℃烘箱中干燥，取出置于干燥器内冷却、称重，直至恒重，计算各组样品的水分含量，以含水量小于5%为准，得到每种干燥方式相应的适宜条件。

1.3.6 制样

按照上述水分含量为衡量指标所筛选出的工艺条件制备豆豉粉，分别得到3种工艺所对应的产品。

1.4 指标检测

1.4.1 氨基酸态氮的测定

氨基酸态氮的测定：依据GB/T 5009.39-2003 《酱油卫生标准的分析方法》中的甲醛值法进行测定。

称取5.0 g样品于100 mL的容量瓶中，定容。充分混匀，吸取20.0 mL稀释液，置于250 mL烧杯中，再加60 mL水，同时开启磁力搅拌器，并用配制好的0.050 mol/L NaOH标准溶液将pH调至8.2，滴定完毕，记下消耗的NaOH标准溶液(0.05 mol/L)的毫升数。

向烧杯中加入10.0 mL 36%甲醛溶液，混匀。然后用0.05 mol/L的NaOH标准溶液滴定至pH 9.2，滴定完毕，记下所消耗的0.05 mol/L NaOH标准溶液的毫升数。

最后做试剂空白试验：取80 mL水，先用0.05 mol/L NaOH标准溶液调节pH为8.2，然后加入10.0 mL 36%甲醛溶液，用0.05 mol/L的NaOH标准溶液滴定至pH 为9.2，结果计算如下：

(1)

式中：X1为试样中所含有的氨基酸态氮含量(g/dL)；V1为加入甲 醛后样品稀释液所消耗的NaOH标准溶液的体积(mL)；V2为加入甲醛后空白试验所消耗的NaOH标准溶液的体积(mL)；V3为样品稀释液的取用量(mL)；C1为NaOH标准溶液的浓度(mol/L)；0.014为与1.00 mL 1.000 mol/L的NaOH标准溶液相当的氮的质量(g)。

1.4.2 总酸的测定

根据GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》的方法进行测定。

称取10 g样品置于100 mL的烧杯中，用80 ℃左右煮沸后的水溶解，然后转移至250 mL容量瓶中，置于水浴锅中煮沸30 min，待冷却至常温，定容至250 mL。

取25.0～50.0 mL稀释液，置于250 mL锥形瓶中，加入60 mL水，用0.1 mol/L的NaOH标准溶液滴定至pH终点，记录下消耗的NaOH标准溶液的体积V1，做2次平行试验。

空白试验：用纯水代替稀释液，按照以上步骤进行操作，并记录下消耗的0.1 mol/L NaOH标准溶液的体积V2；食品中总酸含量以质量分数X2计，单位为g/100 g。

(2)

式中：C2为滴定用NaOH标准溶液的浓度(mol/L)；V4为样品稀释液消耗的NaOH标准溶液的体积(mL)；V5为空白试验消耗的NaOH标准溶液的体积(mL)；K为酸的换算系数，以乳酸计0.090；F为样品的稀释倍数；m1为样品的质量(g)。

1.4.3 堆积密度的测定

参照司金金等[13]的测定方法，取10 mL的量筒，将3种豆豉粉分别填充至量筒10 mL的刻度，然后精确称量量筒中样品的质量，再计算堆积密度X3。

(3)

式中：X3为样品的堆积密度(g/cm3)；m2为样品的质量(g)；V6为样品的体积(cm3)。

1.4.4 集粉率的测定

参照孔江龙等[14]的测定方法，称取20 g豆豉原样，按照上述3种干燥工艺对其进行干燥、磨粉，每种干燥方法两组平行试验，称取最终得到的豆豉粉的重量，计算集粉率W1。

(4)

式中：W1为豆豉粉的集粉率(%)；m3为最终收集的豆豉粉质量(g)；m4为干燥前豆豉的质量(g)。

1.4.5 吸潮性的测定

参照王海鸥等[15]的测定方法，在室温下，分别称取5 g干燥好的豆豉粉，铺于已称重的干燥培养皿中，放置于玻璃干燥器中，同时在其底部盛有饱和NaCl溶液。每天称取吸潮后豆豉粉的重量，并计算吸潮率W2，连续观察7 d。

续 表

(5)

式中：W2为吸潮率(%)；M为豆豉粉初始质量(g)；mn+1为吸潮后1 d豆豉粉与培养皿的总质量(g)；mn为吸潮前1 d豆豉粉与培养皿的总质量(g)。

1.4.6 感官评价

本次感官评价由20位食品专业人员对给定的豆豉粉成品逐一进行评价。感官评价标准见表1。

表1 感官评价标准表Table 1 The standard of sensory evaluation

2 结果与分析

2.1 不同干燥工艺水分含量测定

由表2可知，磨粉后干燥，1 h后水分含量为4.76%，即可达到要求的5%以下，继续干燥至1.5 h水分含量骤降，至2 h时水分含量接近稳定，继续干燥可能引起豆豉粉中某些成分损失。由表3可知，因为干燥温度较低，设备不能将干燥产生的水蒸气自动排出，采用真空干燥法干燥所需的时间比热风干燥长许多。所以，磨粉后干燥5 h方可达到要求，此时水分含量为4.93%。由表4可知，虽然预干燥时冷冻干燥所消耗的时间最长，但磨粉后干燥1 h，其水分含量即可达标。这是由于冷冻干燥温度极低，干燥时中心水分不易散失出来，但当磨粉后由于极低的压强，致使水的蒸发点大大降低，干燥时间会缩短。

表2 热风干燥豆豉粉的水分含量Table 2 Moisture content of fermented soybean powder by hot air drying

表3 真空干燥豆豉粉的水分含量Table 3 Moisture content of fermented soybean powder by vacuum drying

表4 冷冻干燥豆豉粉的水分含量Table 4 Moisture content of fermented soybean powder by freeze drying

由表2～表4的数据可知，在水分含量均达标，尽量对后期测定各项指标的干扰较小，且尽量缩短干燥时间的条件下，最终选择以下干燥条件：

热风干燥：50 ℃预干燥4 h，再在45 ℃下干燥1 h；

真空干燥：42 ℃，0.07 MPa预干燥8 h，再在40 ℃，0.07 MPa下干燥5 h；

冷冻干燥：-60 ℃，9.8 Pa预干燥10 h，再在同样条件下干燥1 h。

3种工艺制得的豆豉粉水分含量见图1。

图1 3种干燥方式所得豆豉粉的水分含量Fig.1 Moisture content of fermented soybean powder prepared by three drying methods

2.2 不同干燥方式下豆豉粉氨基酸态氮含量及总酸含量的比较

采用热风干燥、真空干燥以及冷冻干燥制得的豆豉粉，所测得的氨基酸态氮含量及总酸含量见图2。

图2 3种干燥方式所得豆豉粉的氨基酸态氮及总酸含量Fig.2 Amino acid nitrogen and total acid content of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由图2可知，3种方式制得的豆豉粉中，氨基酸态氮的含量略有差别。其中，氨基酸态氮含量最高的豆豉粉为冷冻干燥所制得，其次为热风干燥，真空干燥最低。因为在低温条件下，氨基酸态氮得以很好地保留，虽然真空干燥温度低于热风干燥温度，但干燥时间远远比热风干燥的时间长，所以对氨基酸态氮的损耗较大。

3种方式制得的豆豉粉中，总酸的含量有较显著的差别。其中，总酸含量最高的豆豉粉由冷冻干燥制得，其次是热风干燥，真空干燥最低。因为温度越高，时间越长，总酸的挥发程度就越高，最终产品的总酸含量越低。

2.3 不同干燥方式制得的豆豉粉的堆积密度比较

采用热风干燥、真空干燥以及冷冻干燥制得的豆豉粉，所测得的堆积密度见图3。

图3 3种干燥方式制得的豆豉粉的堆积密度Fig.3 Bulk density of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由图3可知，不同干燥方式制得的豆豉粉中，热风干燥所得的豆豉粉堆积密度最大，其次为真空干燥，冷冻干燥最小。热风干燥和真空干燥制得的豆豉粉的堆积密度分别为0.389，0.385 g/cm3，基本无差异。它们的颗粒粒径较大，故堆积密度较大，冷冻干燥制得的豆豉粉堆积密度为0.369 g/cm3，其颗粒较细腻，堆积密度也相应较小。致使以上结果的原因可能是：在真空冷冻干燥的过程中，由于干燥温度低，脱水也较完全，从而得到疏松多孔、颗粒间空隙较大的冻干粉，因此堆积密度较小。

2.4 不同干燥方式制得的豆豉粉的集粉率比较

精确称取20.0 g豆豉原样，采用热风干燥、真空干燥以及冷冻干燥3种方法对其进行干燥、磨粉，称取最终得到的豆豉粉的重量，所测得的集粉率见图4。

图4 3种干燥方式制得的豆豉粉的集粉率Fig.4 Collection rate of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由图4可知，冷冻干燥最终得到的豆豉粉最多，其集粉率为60.68%，真空干燥最终得到的豆豉粉也较多，其集粉率为60.4%，热风干燥得到的豆豉粉最少，集粉率为57.86%。这是由于热风干燥过程中，所用干燥箱采用鼓风装置，气流会吹走部分粉，而冷冻干燥和真空干燥过程中，由于其高真空度，相应的气流较小，对粉的损失少，所以最终得到的粉较多。

2.5 不同干燥方式制得的豆豉粉的吸潮性比较

采用不同干燥方式制得的豆豉粉的吸潮性各不相同，恒湿环境中7 d的吸潮率趋势见图5。

图5 3种干燥方法制得的豆豉粉的吸潮性Fig.5 Hygroscopicity of fermented soybean powder prepared by three drying methods

由图5可知，热风干燥制得的豆豉粉的吸潮性最强，7 d后吸潮率达13.59%，冷冻干燥制得的豆豉粉的吸潮性最小，7 d后吸潮率为8.87%。此外，观察到吸潮后3种豆豉粉的状态(见图6)，热风干燥制得的豆豉粉几乎完全结成块，真空干燥制得的豆豉粉大量结块，而冷冻干燥制得的豆豉粉仅有少量结块，因此，冷冻干燥制得的豆豉粉品质更好，更易于保藏。

图6 3种干燥方法所得豆豉粉吸潮后的状态Fig.6 The state of fermented soybean powder prepared by three kinds of drying methods after absorbing moisture

2.6 不同干燥方式制得的豆豉粉的感官评价

不同干燥方式制得的豆豉粉的感官评价见表5。

表5 感官评分Table 5 The sensory score

由表5可知，热风干燥制得的豆豉粉色泽明亮，香气浓郁，口感鲜香，形态较好，总体得分为87.2分，得分最高；真空干燥制得的豆豉粉色泽较暗，香气口感均一般，有较多的结块，总体得分为79.4分，得分最低；冷冻干燥制得的豆豉粉色泽呈棕色，香气一般但口感浓郁，粉质也较好，总体得分为82.75分。

根据品评员对3种样品的感官描述，热风干燥制得的豆豉粉风味更佳，酱香味浓厚，这可能是因为在加热的条件下，某些成分发生化学反应，从而产生新的风味物质。冷冻干燥制得的豆豉粉口感和质地更好，说明氨基酸等鲜味物质得以保留，制得的粉更细腻，这与2.2的研究结果一致。

3 结论

通过对比3种干燥方式发现：冷冻干燥制得的豆豉粉氨基酸态氮含量、总酸含量保留得最好且堆积密度最小，分别是0.66，2.92 g/100 g和0.369 g/cm3，真空干燥与冷冻干燥法制得的豆豉粉集粉率均较高，分别为60.4%和60.68%。冷冻干燥制得的豆豉粉不易吸潮，热风干燥制得的豆豉粉几乎完全结成块，但是热风干燥制得的豆豉粉综合感官评分最高，可能是温度的升高，使风味物质得到更好的挥发。从营养品质及理化性质角度综合考虑，优先考虑冷冻干燥的方式，条件选择为：-60 ℃，9.8 Pa下预干燥10 h，磨粉后于相同条件下干燥2 h。