豆酱微波杀菌工艺

　　豆酱是中国传统的发酵食品，它以大豆、面粉为主要的组成原材料，经微生物发酵而成。豆酱不仅酱酯香浓郁，风味醇正，而且营养丰富。为了延长产品保存期，目前，国内豆酱企业普遍采用传统的巴氏杀菌工艺进行灭菌，该法虽然能有效杀灭豆酱中的酵母［1］、霉菌以及大部分细菌(包括致病菌)，但是存在加热时间长［2］、能源消耗高以及对豆酱色泽与营养品质影响大等不足，因此，开发更为节能、高效的新型杀菌工艺其意义重大。

　　【作者单位】东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨150030;东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨150030;美国明尼苏达大学,生物质工程系,明尼苏达双城55108;东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨150030

　　大豆→筛选→清洗→浸泡→蒸煮→冷却、拌面、接种→制曲→发酵→包装→杀菌→成品酱

　　采用频率为2 450 MHz［5］的工业微波杀菌装置，将袋装豆酱置于传送带上，经微波辐照、冷却后，以菌落总数、大肠菌群为指标，选取适宜的微波杀菌工艺参数，结果为3次独立重复实验取平均值。

　　微波杀菌是近年来兴起的一种新型杀菌方式，微波能瞬间穿透物料，热量通过电磁能直接转化成分子动能，使物料内部与外部同时升温，以此发挥热效应。除此之外，微波兼具非热效应，即生物学效应，协同起到杀灭微生物的作用［3－4］，具有升温快速，杀菌彻底，加热均匀，对产品的质量影响小［5－6］以及设备简单、易于控制、节能的特点，目前已在食品领域［7－12］得到初步应用。

　　结果表明，装填量为150 g的豆酱于2 550 W微波功率下辐照30 s～180 s，其菌落总数均明显减少。其中辐照时间超过150 s时，菌落总数减少99.99%，杀菌效果最好，但是豆酱色泽加深。辐照时间为30 s时，肉眼观察豆酱感官品质保持最好，但是菌落总数仅减少63%，明显低于其他辐照时间(菌落总数减少99%以上)。同时各参数下大肠菌群数均 ＜3.0 MPN/g。因此，选取60 s、90 s和120 s作为后续正交实验中辐照时间的三个水平值。

　　微波技术能很好地应用于豆酱杀菌工艺中，微波杀菌效果明显受微波功率、辐照时间和装填量影响:功率越大、时间越长、装填量越小其杀菌效果越好。豆酱微波杀菌最佳工艺参数为:3 400 W，120 s，100 g/袋。该工艺下，菌落总数减少99.9%，大肠菌群数＜3.0 MPN/g，产品符合国家标准。与巴氏杀菌工艺相比，豆酱感官品质尤其是色泽变化更小。

　　结果表明，装填量为150 g的豆酱于各微波功率下辐照90 s，其菌落总数均有所减少。其中4 250 W和5 100 W条件下，豆酱中菌落总数减少99.99%，杀菌效果最好，但是微波功率过高导致豆酱色泽加深，并有焦糊味产生。微波功率为850 W条件下，感官品质保持最好，但是菌落总数仅减少37%，明显低于其他功率(菌落总数减少99%以上)。同时各参数下大肠菌群数均＜3.0 MPN/g。因此，选取1 700 W、2 550 W和3 400 W作为后续正交实验中微波功率的3个水平值。

　　选取20名有经验的感官评价员，参照国家标准《GB/T 24399－2009黄豆酱》中的感官要求，以色泽、气味、滋味和体态为指标对杀菌前后的豆酱进行感官评价。各项评价内容分别以2个感官指标描述词代表2个极端，由感官评价员给予打分。各项总计100分，相应等级包括:100～85分为“好”，85～60分为“一般”，＜60分为“差”。具体评价内容见表1。

　　“色泽”是豆酱感官品质控制的关键指标，为了弥补肉眼分辩力的局限，本实验在传统的感官评价基础上，利用色差仪对杀菌过程中豆酱色泽的变化进行仔细的检测。所测L*、a*、b*与ΔΕ*值如表7所示。

　　色差值检测根据结果得出，经微波杀菌豆酱的L*、a*与b*值均有所降低，这表明豆酱亮度、红色调与黄色调均有所减弱，与此相比，经巴氏杀菌豆酱的L*、a*与b*值下降更多，但是微波杀菌总色差ΔΕ*的变化幅度较巴氏杀菌变化幅度低。由此可见，巴氏杀菌豆酱色泽加深更明显，这一点与肉眼观察结果相吻合。在感官评价的基础上，利用色差仪对豆酱色泽变化进行仔细的检测分析，有利于实现豆酱色泽的精确控制。

　　［4］ 杭锋，陈卫，龚广予，等.微波杀菌机理与生物学效应［J］.食品制造业科技，2009，Βιβλιοθήκη Baidu0(1):333－337.

　　根据结果得出，2 550 W，90 s的微波参数对各装填量豆酱均有一定杀菌效果，但是随装填量增大杀菌效果降低。其中，以装填量为50 g的豆酱其杀菌效果最好，其菌落总数减少99.99%，但是，豆酱色泽加深，并有焦糊味产生。装填量为250 g和300 g的豆酱，虽然感官品质保持最好，但是菌落总数分别减少98%和95%，明显低于其他装填量的豆酱(菌落总数减少99%以上)。同时各参数下大肠菌群数均＜3.0 MPN/g。因此，选取100 g、150 g和200 g作为后续正交实验中装填量的3个水平值。

　　［1］ 黄持都，鲁绯，张建.豆酱研究进展［J］.中国酿造，2010(6):4－6.

　　［2］ 李卓思，程裕东，刘世雄.微波和巴氏杀菌后番茄汁品质动力学［J］.农业工程学报，2010(7):335－340.

　　感官评价结果表明，在优化的工艺参数下，微波杀菌与巴氏杀菌豆酱的感官评价等级均为“好”，其中，气味、滋味和体态3项指标均无明显变化，但是色泽略有差别:微波杀菌豆酱色泽无明显变化，而巴氏杀菌豆酱色泽有所加深。这是因为巴氏杀菌需要在85～90℃水浴中维持30 min才能有效杀菌，如此长时间的加热为氨基酸与碳水化合物间发生美拉德反应创造了条件，反应生成类黑精等物质，从而造成巴氏杀菌豆酱色泽的加深。而微波杀菌使物料瞬间加热，且内部与外部同时升温，快速缩短加热时间，从而更好地保护了豆酱的色泽。

　　采用WSC-S型色差仪，将待测豆酱移入样品盒中，选定CIE Lab均匀色空间，进行色差测定。分别记录豆酱的L*、a*与b*值，其中亮度L*表示样品偏白()或偏黑(－)的程度，色度a*表示样品偏红()或偏绿(－)的程度，色度b*表示样品偏黄()或偏蓝(－)的程度。结果为3次独立重复实验取平均值。总色差ΔΕ*按下式计算:

　　由2.1.1～2.1.3单因素实验确定对微波杀菌效果影响显著的因素及其水平值，设计3因素3水平正交实验，以菌落总数的对数值为指标，正交实验的因素水平与直观分析见表5。

　　分析正交实验结果，3因素对微波杀菌效果的影响程度依次为:A＞B＞C，即微波功率＞辐照时间＞装填量，其中，微波功率与辐照时间对杀菌效果影响程度接近，并明显超过装填量的影响程度。最佳工艺参数组合为A3B3C1，即微波功率3 400 W，辐照时间120 s，装填量100 g。经验证实验，该工艺下菌落总数为2.6×104CFU/g，减少99.9%，大肠菌群数 ＜3.0 MPN/g。

　　本文以微波杀菌技术代替传统巴氏杀菌技术，研究了豆酱的微波杀菌工艺参数，并对微波杀菌过程中豆酱感官品质进行了评价及分析。

　　WB7.5E型微波杀菌机，南京凯乐电气微波设备有限公司;SW-CJ-1FD型无菌操作台，苏州安泰空气技术有限公司;SFZ-500A型真空包装机，上海苏丰包装机械有限公司;WSC-S型测差仪，上海精密科学仪器有限公司。