不同霉菌對豆豉生物胺、非揮發性和揮發性物質的影響
1 Introduction
豆豉是一種傳統的豆制品，由各種微生物群發酵而成，以其豐富的風味、獨特的口感和較高的營養含量而廣受消費者的青睞。根據使用的微生物類型，豆豉可分為四種類型，曲霉型（如瀏陽豆豉、陽江豆豉等）、毛霉型（如永川豆豉）、根霉型（如豆豉）和菌型（如納豆）。
雖然在制曲過程中使用天然發酵劑的傳統發酵生產的豆豉通常比商業發酵生產的豆豉風味更豐富，但發酵的時間相當長，通常長達10個月，而且傳統發酵的真菌群落由生產環境決定，產品質量參差不齊。因此，由于安全性、穩定性和較短的生產周期（通常只需一個月），商業發酵已被廣泛建議用于豆豉生產。人工發酵劑的選擇對商品發酵豆制品的質量有很大的影響。然而，以往的研究，包括我們早期的研究，都只關注于不同起始菌株對發酵豆制品的片面影響，很少有關于起始菌株對豆豉代謝產物、口感、風味和感官特性的綜合評價的信息。片面信息的結果不能為商業發酵豆豉提供可靠的起始菌株選擇，對人工發酵劑的開發也不充分。
因此，本研究旨在綜合探討不同霉菌（米曲霉、總狀毛霉和米根霉）對豆豉安全性、非揮發性化合物、揮發性化合物和感官的影響。選取發酵過程中攪拌冷卻、制曲、拌料、后發酵四個關鍵控制點進行比較，采用Pearson和PLS分析探討風味和口感的貢獻成分。
2 Results and Discussion
2.1 生物胺和非揮發性物質的含量
2.1.1 生物胺
發酵過程中，毛霉型和根霉型豆豉的生物胺含量持續下降，曲霉型豆豉的生物胺含量在S2階段增加了3.39倍，在S4階段減少了50.23%，以苯乙胺和腐胺為主。在以往的報道中，傳統發酵豆豉的生物胺含量為43.0～2067.56 mg/kg，而本研究最終產品的生物胺含量為6.28～94.65 mg/kg，遠遠低于傳統發酵豆豉，因此，商品發酵可以有效降低生物胺含量。由于生物胺前體游離氨基酸含量的差異，曲霉型豆豉的生物胺含量高于其他兩種豆豉。以前的報告表明，食物胺的總含量超過1000 mg/kg可能對健康有害，并且美國食品和藥物管理局（USFDA）的指南建議海產品中組胺的閾值為50 mg/kg。本研究未檢出組胺，且總生物胺含量遠低于推薦限量，說明三種豆豉相對安全。
2.1.2 可溶糖
在S1階段，由于面粉和大豆淀粉的存在，蔗糖含量為（32.23±0.15）mg/g。在S2階段，淀粉在糖苷酶的作用下水解成葡萄糖，導致蔗糖含量下降，葡萄糖含量迅速增加。曲霉型和毛霉型豆豉在S2階段未檢出蔗糖，三種豆豉的成品可溶性糖含量均以葡萄糖為主，其中曲霉型、毛霉型和根霉型豆豉的總可溶性糖含量分別為126.11、166.19和131.42 mg/g，差異顯著（P＜0.05）。
2.1.3 有機酸
三種豆豉的有機酸含量先升高后降低，主要受檸檬酸、乳酸和乙酸的變化影響。乳酸是三種豆豉最終產物中主要的有機酸，其含量在（16.17±0.41）～（17.38±0.28）mg/g之間。在S2階段，毛霉型和根霉型豆豉的乙酸含量分別迅速增加了2.50和6.65倍，而曲霉型豆豉的乙酸含量變化不顯著（P＞0.05）。而在S4階段，毛霉型和根霉型豆豉的乙酸水平顯著降低（P＜0.05），曲霉型豆豉的乙酸含量顯著升高。最終三種豆豉中乙酸和琥珀酸含量差異顯著（P＜0.05）。
2.2 揮發性物質含量和感官評價結果
在本研究中，共檢測到67種揮發性物質，包括11種醇、5種酸、11種醛、9種烯烴、14種酯、4種吡嗪和13種其他物質。PLS-DA結果表明三種豆豉的揮發性物質含量存在顯著性差異。描述性感官分析結果表明，曲霉型豆豉的口感強度最高，鮮味強度（P＜0.01）和酸味強度（P＜0.05）差異極顯著。這是由于曲霉型豆豉富含乙酸和鮮味氨基酸（谷氨酸和天冬氨酸）。在風味方面，毛霉型和根霉型豆豉在芳香和甜味屬性的得分高于曲霉型豆豉。毛霉型豆豉含有較多的酯類和醇類，具有芳香和果香的味道。根霉型豆豉中存在2,3,5-三甲基吡嗪和四甲基吡嗪，被認為是豆豉醬香和豉香的主要來源。相反，曲霉型豆豉的過度發酵會使豆豉中乙酸和醛類物質的含量增加，而乙酸和醛類物質與豆腥味和不愉快的味道有關，導致風味不足。
2.3 風味和口感的貢獻成分差異
采用Pearson和PLS-DA分析了非揮發性化合物、揮發性化合物和感官評價之間的相關性。結果表明：甜度與苯丙氨酸、半胱氨酸和乙酸呈顯著負相關（P＜0.05），苦味與草酸、蘋果酸呈顯著負相關，酸味與檸檬酸、蘇氨酸、丙氨酸、賴氨酸、精氨酸、纈氨酸、脯氨酸、酪氨酸、甘氨酸和蛋氨酸（P＜0.001）。咸味與甘氨酸、蛋氨酸極顯著正相關，與絲氨酸極顯著正相關（P＜0.01），澀味與乳酸極顯著正相關（P＜0.01），與葡萄糖極顯著負相關（P＜0.05）。采用PLS分析方法分析風味感官評價結果與揮發性化合物水平之間的相關性，在主成分區域中共篩選出13種對樣品分類貢獻率較大的物質（VIP＞1）。其中糠醇、苯乙醇、苯甲醛、己酸乙酯、3-羥基-2-丁酮和愈創木酚等物質與芳香和甜味屬性相近，表明與這幾種風味的呈現有很強的相關性。
3 Conclusion
本研究表明，三種豆豉的生物胺含量均在安全范圍內。米曲霉具有很強的蛋白質分解能力，這使得曲霉型豆豉游離氨基酸含量較高，鮮味更突出，但這種過度發酵會產生酸類和醛類等不愉快的風味物質。而毛霉型豆豉和根霉型豆豉雖然口感不足，但適度發酵使其產生較多的酯類和吡嗪類芳香物質。起始菌株的選擇決定了人工混合發酵劑的微生物組成，通過揭示不同霉菌的優缺點，更有針對性地添加促進風味或口感的菌株，以彌補單一菌株發酵的缺陷，這將是我們未來研究的重點。
