浏阳豆豉是湖南省特色传统发酵食品,马王堆汉墓出土物中的豆豉姜与浏阳豆豉相似,距今已2000余年;作为国内“四大名优”豆豉之一,浏阳豆豉有酱油、味精所不及的鲜味,于2021年获批国家地理标志产品。
但是,目前浏阳豆豉多以手工作坊式生产为主,产品品质不够稳定,易受到环境、季节、温度、湿度等多重因素的影响。因此,明确浏阳豆豉中的特征风味成分及其形成的调控机制,是实现浏阳豆豉工业化生产及品质提升的核心技术问题。2020年,湖南农业大学食品科学技术学院蒋立文教授、刘洋副教授团队立项对浏阳豆豉关键风味物质形成机制开展研究,截至目前共发表期刊论文24篇,其中SCI 中科院一区论文及EI论文9篇,获得国家发明专利3项,注册专用发酵菌株5株。
在课题组科研成果的指导下,坛坛香食品古法晒制浏阳豆豉品质得到了进一步提升
课题组从坛坛香、天马山等企业采集了不同生产季节、不同发酵阶段的豆豉样品,利用高通量测序技术、风味组学技术及代谢组学技术对浏阳豆豉关键风味物质形成过程进行了跟踪研究。研究发现,相比其他类型豆豉,浏阳豆豉特有的低盐渥堆工艺是其能够快速发酵并产生特殊豉香味关键。
实验结果显示,浏阳豆豉中的优势真菌是石坐菌属,优势细菌为葡萄球菌;浏阳豆豉中大部分的酯类、醛类、酚类及吡嗪类物质的产生主要与渥堆阶段细菌介导的蛋白质代谢密切相关,其中愈创木酚等关键香气活性物质与葡萄球菌及芽孢杆菌属呈显著正相关。在滋味方面,课题组利用肽组学及感官组学技术,证实了柠檬酸、谷氨酸是浏阳豆豉中含量最高的有机酸/氨基酸类物质;浏阳豆豉中大量的鲜味肽是豆豉鲜味的重要来源,从浏阳豆豉中鉴定出的17种鲜味短肽中有10种鲜味肽阈值高于味精。
作为湖南特色传统发酵食品的龙头企业,湖南坛坛香食品科技有限公司与湖南农业大学食品科技学院建立紧密型产学研合作团队。在该公司的大力支持下,聘请传统古法酿造浏阳豆豉的“老师傅”指导,模拟传统浏阳豆制的制作工艺和方法,建立了既能传承古法的生产场地和原始工具装备又建立了提质升级的中试场地(如豆豉烘干设备、洗曲装备),团队对不同盐分、不同水分、功能真菌/细菌强化发酵对浏阳豆豉风味品质的影响进行了系统研究。研究结果显示,渥堆水分越高细菌增殖速率越快,随着渥堆水分增加,更有利于棒状杆菌的生长而不利于葡萄球菌生长,中水分(42%)渥堆豆豉的挥发性物质种类最丰富,且吡嗪类物质比其它水分渥堆豆豉高;盐分增加使得微生物生长及代谢活动均受到抑制,芽孢杆菌的相对丰度与盐分含量呈负相关,葡萄球菌与渥堆盐分呈正相关。无盐渥堆时浏阳豆豉的特征香气物质如吡嗪类、愈创木酚含量明显高于有盐渥堆。首次证实了石坐菌属的非产毒黄曲霉对浏阳豆豉风味形成的贡献,其强化发酵能够有效促进游离氨基酸、有机酸以及挥发性化合物释放,从而对甜味、鲜味以及香味等产生明显影响;而产吡嗪/愈创木酚细菌强化发酵则能通过增加四甲基吡嗪和愈创木酚的含量明显增强了豆豉的豉香味和烟熏味。
此外,考虑到浏阳豆豉是典型的淡豆豉代表,课题组还对其生理活性进行初步的探索。利用大孔树脂富集了浏阳豆豉中的多酚类物质,利用体外实验及细胞实验证实了浏阳豆豉中多酚组分具有良好的抗氧化、抗炎活性;并筛选出木犀草素、山奈酚、芒柄花苷等与豆豉的抗氧化抗炎活性相关性较强的28种关键酚类化合物。
下一步,课题组将在围绕浏阳豆豉中的关键香气活性成分及呈味物质形成的分子机制开展深入研究,构建浏阳豆豉关键风味物质微生物协同代谢模型,阐明关键功能菌株对环境因子的响应机制,并厘清非生物因素对豆豉风味形成的影响。为工业化生产浏阳豆豉品质稳定性控制及典型风味改提供理论指导,助力传统发酵食品领域利用功能微生物定向扰动或发酵条件改善实现高特征风味品质的提升。
湖南食联
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