传统豆类发酵食品的减盐研究进展

◎ 李心智，刘 希，童 星，欧仕益

（1.暨南大学 食品科学与工程系，广东 广州 510632；2.广东海天创新技术有限公司，广东 佛山 528000；3.广东省调味食品生物发酵先进技术企业重点实验室，广东 佛山 528000；4.广东省酿造微生物育种与发酵工程技术研究中心，广东 佛山 528000）

酱油、豆酱、豆豉和腐乳等传统豆类发酵食品均有悠久的发展历史。这类产品不仅营养丰富、易吸收，还具有特殊的风味、色泽和口感以及储存方便、库存期长等特点，深受人们的喜爱，市场规模巨大[1]。我国是豆类发酵食品的生产和消费大国。2019 年统计数据显示，我国酱油总产量接近680 万t，每年用于酱油生产的大豆达50 万t[2]。随着人们对天然食品、健康食品的追求，如何在保持传统豆类发酵食品的营养成分、不改变其独有风味和库存期等条件下对传统发酵豆类食品进行减盐、减脂和减添加剂等成为新的研究方向。

1 钠盐在传统发酵豆类食品中的作用与危害

1.1 钠盐在传统发酵豆类食品中的作用

1.1.1 防腐作用

钠盐对传统豆类发酵食品中微生物的控制和风味口感的形成至关重要。在传统豆类食品发酵中，钠离子营造的高渗透压环境能抑制有害腐败菌的生长，而不影响耐盐或噬盐微生物的生长和发酵，从而保证相关风味物质的形成和累积[3]。在传统高盐稀态酱油发酵的过程中，酱醪的盐分质量浓度通常维持在15%～20%，从而降低酱醪体系的水分活度，提高体系的渗透压，抑制有害微生物的增殖[4]。SINGRACHA 等[5]指出，一般致病菌如沙门氏菌和常见的食品污染菌大肠杆菌等在水分活度低于0.95（相当于9 ～10 g/100 mL 的食盐含量）时，菌体活性已经被抑制，基本无法正常增殖。由于传统钠盐具有天然防腐作用，在发酵食品中使用钠盐能降低传统发酵豆类产品的生产成本，提高产品质量[6]。此外，高盐分的发酵豆类食品在运输保存方面也有一定的优势，基本能实现常温保存运输，进一步拓展了该类产品的推广和应用场景。常见传统豆类发酵食品中的钠盐含量见表1。

表1 常见传统豆类发酵食品的盐分含量对比表

1.1.2 促进风味形成

钠盐在传统豆类发酵食品中不仅能提供咸味，还能调和发酵食品中的其他风味，提高不同风味混合的食用效果[13]。例如，在东北大酱中添加一定量的食盐，能增强人们对其鲜甜味的感知，增强甜味在口腔中的感受[14]；在日式味噌中增加食盐的含量可以显著增加其鲜味[15]；食盐还可以掩蔽酱油、豆酱等食品中的不良风味，如金属味和苦味等[13]。此外，钠盐还能使豆类发酵食品中产生的小分子肽、氨基酸和有机酸等相互协同，进而提升食品整体特征性香气和滋味感受[16]。

高钠盐浓度能选择性地保留豆类发酵食品中的耐盐微生物，使耐盐微生物生长发酵形成产品的最终风味。在酱油发酵中，高盐分的酱醪体系中主要存在的细菌为革兰氏阳性菌如魏斯氏菌和耐盐四联球菌；酵母为鲁氏接合酵母、毕赤酵母和假丝酵母；霉菌主要为米曲霉[17]。这些优势菌群的增殖和发酵酱油中的特征挥发性香气化合物如乙酸乙酯、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚以及1 辛烯-3-醇等的形成息息相关[6,18]。而在我国传统豆酱的发酵中，优势细菌为耐盐的芽孢杆菌和琥珀葡萄球菌；优势真菌为青霉、赤霉、曲霉和毛霉等[19]。其中，地衣芽孢杆菌代谢形成2,3,5,6-四甲基吡嗪、2,3-丁二醇和3-羟基丁-2-酮等香气物质，而琥珀葡萄球菌则与2-苯基乙醇和乙酸-3-甲基丁酯的生成相关，共同形成豆酱的特征风味[20]。表2 列出了传统高盐发酵豆类食品中关键耐盐微生物及其相关风味调控情况。

表2 传统高盐豆类发酵食品中的关键微生物及其相关功能表

1.2 高钠盐在豆类发酵食品中的危害

高盐环境限制了部分产香酵母和有益乳酸菌的生长，使得发酵产品的香气和滋味均来自耐盐以及噬盐的微生物，导致整体产品风味较为单一[1]。此外，豆类发酵食品含有较高的钠盐，不适宜给老人、儿童和病人等群体食用，也不利于消费者长期食用，严重限制了其应用场景。近年来，长期的高盐摄入已经被证实会引发各种慢性疾病，如高血压、心脑血管疾病、肥胖、骨质疏松、肾结石甚至胃癌等[4,6,13]。世界卫生组织（World Health Organization，WHO）建议成年人每日摄入4 g 左右的食盐为宜。最新的《中国居民膳食指南（2022）》指出，我国成年人每日摄入食盐量不应超过6 g[23]。因此，传统豆类发酵食品急需向低盐化发展。

2 传统豆类发酵食品的减盐困难与挑战

2.1 微生物和毒素污染

微生物污染是传统豆类减盐发酵食品中的重要问题。在低盐条件下，发酵产品的水分活度升高并且渗透压降低，为更多微生物提供了快速生长的条件，同时也给腐败菌和致病微生物的滋生提供了有利的环境，从而导致产品的腐败变质。SONG 等[24]检查不同含盐量韩式酱油中的微生物组成，发现腐生葡萄球菌和大肠杆菌在盐含量为8.0 g/100 g 的低盐酱油中被检出，在盐含量高于8.0 g/100 g 的样品中则未检出。此外，已有较多相关报道指出发酵豆类食品中盐含量降低还可能导致生物胺、亚硝胺、氨基甲酸乙酯和真菌毒素等危害毒素的产生和积累[25-27]。

2.2 产品风味减弱

低盐发酵豆类食品整体风味不足也是减盐研究中需要解决的重要问题。钠盐浓度降低导致食品中的咸味减弱，造成产品味道寡淡。在低盐环境中，微生物的竞争更为激烈，一些优势菌在整个发酵中占主导地位，使部分风味微生物的生长受到抑制，最终导致食品中的香气和滋味不充分[4]。此外，低钠盐产品更容易滋生腐败菌，进而产生不良风味物质[27]。

CHUN 等[12]发 现 在 低 钠 盐（9 ～12 g/100 g）条件下发酵的韩国豆酱中总可溶性糖含量比高钠盐（15 ～18 g/100 g）条件下发酵的产品减少了约83%；而3-甲基丁酸、异丁酸和乙酸等具有不良滋味的有机酸含量则高出1.8 倍。挥发性醇类化合物和酯类化合等的含量在低钠盐样品中伴随着不愉快的气味一同增加。WEI 等[28]发现发酵腐乳的肉类香气、花香和水果香气等随着钠盐的降低均有增加，但其酒味以及油脂浓郁香气等物质则减弱。在低盐酱油中，低钠盐（8.0 g/100 g）发酵酱油中的挥发性醇类物质，如2-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丙醇、2-甲基丁酸和3-甲基丁酸等物质的检出量远低于传统高钠盐（14.0 g/100 g），但醛类（苯甲醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛和2-甲基丙醛）和乙酸的含量较高。而对发酵酱油香气影响较大的丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-苯乙酸乙酯和丙酸乙酯在低钠盐发酵酱油中未检出[24]。此外，有研究表明钠盐含量的降低还导致酱油中2-甲基-1-丁醇、1-丙醇、2-甲基丁酸和3-甲基丁酸等特有风味化合物的含量减少，导致酸味和焦味增强。

3 传统豆类发酵食品减盐方法研究进展

3.1 物理减盐方法

物理减盐法是通过改善钠盐的存在形式，在不改变咸味的情况下降低食品中的钠盐使用量[4,13]。研究表明，人体对咸味的感觉受到钠盐的溶解速度和扩散速度的影响，溶解速度越快，味觉器官就越容易感知到咸味[16]。粒径小、表面积大的钠盐颗粒具有较快的溶解速度和扩散速度，因此咸味感受较强[13]。目前，美国Cargill 公司和英国Tate & Lyle 公司已经分别推出的Alberger®Flake Salt 和SODA-LOTMSalt Microspheres 系列产品，该食盐产品的晶体比表面积大、溶解性好并能有效地增强人体对咸味的感知。据报道，这些产品应用于不同的食品加工领域，能减少25%～50%的传统食盐使用量[4,13]。

高压和超声技术也能用于低盐豆类发酵食品的加工。食品经高压处理后，原料蛋白质结构发生改变，舌头上的味觉感受器能感受更多的游离钠离子，从而让人感觉到更强的咸味[29]。超声技术在食品加工中能使钠盐在食物组分中分布得更均匀，从而使食品在总体钠盐含量较低的情况下也能引起人体较高的咸味感知[30]。

3.2 化学减盐方法

化学减盐法的关键是寻找适合的食盐替代物，替代高盐豆类发酵食品中使用的钠盐，但是不减少人体本身的咸味感知[4]。食盐替代物包括与氯化钠性质相似的金属盐类，如氯化镁、氯化钙和氯化钾等；包括可以在食品中呈现强烈咸鲜味道的咸味肽和增咸肽等；同时包括各类风味改良剂，如酵母抽提物、特定的单体氨基酸和有机酸等，均能激活口腔中的咸味受体，弥补减盐带来的味觉不足[16,23,31]。

3.2.1 非钠盐类金属盐替代物

在镁盐、钾盐和钙盐等食盐替代物中，氯化钾和食盐氯化钠的性质最为接近，最适合用于替代传统食盐[4]。研究发现，氯化钾部分替换氯化钠在发酵肉肠、西班牙火腿等肉制品中能有效控制葡萄球菌等污染菌的繁殖，达到传统食盐同样的抑菌效果[32]。但是，钾盐的使用量一般需要控制在25%～40%，若超过50%则会呈现较明显的苦涩味和金属味[13]。乳酸钙在发酵肉类加工中也有替代40%左右食盐的效果，因为它具有一定的咸味和抑菌性，可以弥补由于食盐含量降低而产生的发酵制品风味不佳的问题[33]。非钠盐替代物虽然能有效替代食品中部分钠的使用量，但是目前仍受到其本身性质的制约从而局限了应用范围，且在功能上和钠盐也有一定差异性，因此非钠盐类金属替代物在传统豆类发酵食品中的应用仍少有报道。

3.2.2 呈味肽的添加

咸味肽和增咸肽对食品中的咸味感觉具有增强作用，其最早于1984 年在酪蛋白的水解物中被发现，随后也陆续被报道在天然动植物原料中提取获得[4,16]。禽畜肉、海产动物、大豆、蘑菇和酱油等都是咸味肽和增咸肽的良好来源。ZHANG 等[34]的研究中以海藻、蛤壳和海带等动植物的水解液为原料，分离提纯获得咸味肽液，添加于浓汤类产品中时获得食盐含量降低27%的咸味效果。MOORE 等[35]从双孢蘑菇水解液中提取获得能够提高汤中咸味的焦谷酰胺二肽，并鉴定其序列为pGlu-Cys、pGlu-Val-Glu、pGlu-Pro、pGlu-Asp 和pGlu-Pro。XIAO 等[36]在无盐酱油中提取并证明了3 种具有咸味的肽，分别为Phe-Ile、Ala-Phe 和Ile-Phe；CHEN 等[37]从传统发酵豆腐中分离、纯化并鉴定出一条具有增咸作用的多肽EDEGEQPRPF。此外，ZHENG 等[38]从酵母提取液中进一步分离纯化鉴定出了Asp-Asp、Ser-Pro-Glu 和Phe-Ile 等咸味肽。但是，呈味肽的化学合成和天然提取纯化对生产设备要求高且生产成本过高，其在传统豆类发酵食品的应用报道依然很少，目前较多报道仍停留在研究阶段。

3.2.3 风味改良剂的使用

在豆类发酵食品中加入一定的风味改良剂也是一种常见的减盐手段，并已有相关的研究和产业化报道。常见的风味改良剂有酵母抽提物、单体氨基酸、核苷酸和有机酸等[13]。李沛等[39]指出酵母抽提物应用在减盐酱油中能实现减盐20%～30%而不减弱其咸鲜味的效果，这是由于酵母抽提物含有丰富的氨基酸、肽和核苷酸等，均有助于提升食品的整体滋味感受，从而提升人体对减盐酱油的咸味感知。而常见的氨基酸类风味改良剂有鲜味氨基酸，如谷氨酸和天冬氨酸等，甜味氨基酸，如组氨酸和甘氨酸等，这些氨基酸能与人体味蕾中的味觉受体结合，传递给大脑皮层，从而增强味觉感知，减少因食盐降低引起的咸味下降[13,16]。常见的有机酸类风味改良剂则包括富马酸、琥珀酸、L-苹果酸、柠檬酸、己二酸和酒石酸等，在使用浓度较低的风味改良剂时可以在一定程度上增强咸味[40]。

3.3 生物技术减盐策略

3.3.1 功能性微生物的添加

食品发酵工业上常采用添加功能性微生物和优势发酵剂等方法，以获得更高质量的发酵产品。其中，功能性微生物是指对发酵食品的安全、质量和健康价值有积极贡献的一组或多组微生物[4]。在低钠盐的豆类食品的发酵过程中添加一种或多种具有协同生长特性优势的发酵菌株能有效提高低钠盐发酵食品的质量安全。文献和报道中有关低盐豆类发酵食品中的功能微生物及其功能特性信息汇总于表3。

表3 低盐豆类发酵食品中的功能微生物及其特性表

功能性发酵微生物的添加在减盐酱油的工艺中已有较多报道。SONG 等[24]在低钠盐（与传统发酵酱油相比钠盐减少43%）发酵酱油中接种毕赤酵母和球拟酵母，有效抑制了发酵原油中腐败菌的增殖，并生成更多的挥发性风味物质；SINGRACHA 等[5]在钠盐降低33%的酱油发酵原油中接入噬盐四联球菌TS71、鲁氏接合酵母A22 和毕赤酵母EM1Y52，对比高盐（18%）发酵原油获得更多挥发性化合物和更低生物胺的低盐酱油原油。可见，通过添加调控发酵食品中的主导功能性微生物在低钠盐豆类发酵食品中具有很大的应用前景，它不仅能提高低钠发酵食品的安全性，还可为低钠豆类发酵食品提供更丰富的风味。值得注意的是，功能性微生物的添加对低钠发酵食品的贡献并非简单的叠加，微生物之间以及微生物与环境的相互作用及其对产品质量的影响也是未来食品发酵工业的重点研究方向之一。

3.3.2 微生物防腐

微生物防腐是指通过添加能够抑制腐败菌和致病菌生长和繁殖的微生物和微生物代谢物来实现食品防腐的加工方法[4]。该方法在保存低盐发酵豆类食品原有品质的基础上，延长低钠发酵食品的保质期，提高食品的安全性[42]。常见的微生物防腐剂包括活性乳酸菌、乳酸菌细菌素和纳他霉素等。有研究指出，豆类发酵食品在发酵过程中的优势微生物多为乳酸菌，而低钠盐条件有利于更多的乳酸菌快速增殖，代谢生成有机酸和抗菌活性物质，从而防止发酵食品的腐败[4,12]。此外，乳酸菌产生的双乙酰和过氧化氢以及罗伊氏乳杆菌产生的3-羟基丙酮等微生物代谢物具有抗菌活性，有望成为低钠发酵食品中潜在的微生物防腐剂[4]。

微生物防腐法由于其高效、安全和无毒等特点，在提高低钠发酵食品的安全性方面具有很大的潜力。然而，微生物防腐剂的广谱防腐能力、贮存稳定性和抗菌活性通常低于化学防腐剂。因此，目前低盐豆类发酵食品加工防腐的有效策略仍是多种抗菌技术的相结合，以保证防腐效果的最优化。

4 结语

随着健康意识的提高，人们越来越重视传统发酵食品中高盐带来的潜在风险。传统豆类发酵食品中高钠盐含量的降低成为目前食品发酵工业的热门研究课题。由于钠盐在传统发酵豆类食品中具有防腐和提升产品风味的重要作用，对其减盐研究也带来了较多的困难和挑战。结合物理、化学和生物技术，目前已有能在保证传统豆类食品的安全和质量的同时将其钠盐含量降低20%～50%水平的报道。这些报道中的工艺策略在实际应用中也有一定的可行性，因此，利用好这些研究进展，实现传统豆类发酵食品的减盐效果的最优化也成为发酵食品产业升级的重点研究方向。