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酱油制曲工艺条件的影响范文

时间:2022-09-10 10:20:04

酱油制曲工艺条件的影响

酱油是我国传统酿造调味品之一,具有悠久的酿造历史,以其独特的风味、色泽,以及丰富的营养价值,已成为我国人民饮食生活中不可缺的调味品。随着我国调味品供给侧结构改革的推进,市场对酱油的产品品质、安全性等提出了更高要求。目前,我国酱油行业生产技术和产品在国际市场的影响力远不及日本,在国内酱油生产中仍存在成曲质量不良、原料利用率低、生产周期长、产品质量低下等基础问题没能妥善解决。例如,日本酱油行业的蛋白质利用率已高达92%,而我国只有55-72%。产生这些问题的主要原因是对酱油酿造机理,尤其是制曲和发酵环节的研究不够深入。因而,研究主要工艺参数对成曲和酱醅质量的影响规律,优化酿造工艺条件,对酱油生产具有重要的现实参考意义。在酱油酿造中,制曲是酱油酿造的基础,成曲品质的优劣直接关系到后期的发酵效率和出品率,是酿造出优质酱油的先决条件。制曲工序受到菌种、制曲温度、湿度、时间、通风等诸多因素的影响,因此,新型发酵菌种及其制曲条件的优化对成曲质量有重要的影响。本文以制曲过程的蛋白酶活力、糖化酶活力为成曲的主要品质指标,通过单因素试验,考察了选育菌种制曲工艺中浸豆时间、蒸煮时间、制曲时间等主要因素对成曲品质的影响规律。

1材料与方法

1.1材料与仪器

1.1.1材料与试剂四川大豆、标准面粉、麸皮由自贡天味食品公司及富顺美乐食品公司提供;米曲霉A3-U12通过改良双层酪蛋白培养基进行选择分离出优良的生产菌株,再进行紫外诱变筛选获得[1];酪蛋白:分析纯,广州乔宣化工有限公司;酪氨酸:分析纯,浙江绿州生物技术有限公司;福林酚试剂:分析纯,广州翔博生物技术有限公司;其他试剂均为分析纯。

1.1.2主要仪器设备ZHJH-2112B生物洁净工作台:郑州南北仪器设备有限公司;V63旋涡振荡器:镇江市科密仪器仪表有限公司;JA2003电子天平:上海雷韵试验仪器制造有限公司;LRH-250生化培养箱:上海一恒科学仪器有限公司;721型分光光度计:美析(中国)仪器有限公司等。

1.1.3培养基

1.1.3.1种曲培养基种曲培养基配制,麸皮∶豆粉∶面粉=80∶15∶5,自来水100mL,pH自然,润水20min,121℃湿热灭菌30min。

1.1.3.2成曲培养基大豆∶面粉=90∶10,自然pH。大豆的处理方法:大豆挑选后,在35-40℃温水中浸泡3h,沥干,然后121℃湿热灭菌30min;面粉的处理方法:将面粉焙炒至金黄色,不能焦糊;制备成曲培养基:将大豆在不锈钢盆里摊冷,待热气接近消失时,均匀拌入焙炒好的面粉即可[2]。

1.2试验方法

1.2.1制曲工艺流程制曲是酿造酱油的关键工序之一,制得优良的成曲是发酵工序顺利进行的必要前提。1.2.2制曲操作要点挑选颗粒饱满、无虫螨的优质大豆,以大豆∶40℃温水=1∶3的质量比加入不锈钢盆中,在40℃左右保温浸泡,期间每隔30min用玻璃棒搅拌1次,一定时间后将大豆沥干,然后装入烧杯中,用牛皮纸扎好口,在121℃下蒸煮一定时间后与焙炒至金黄色的面粉在灭过菌的不锈钢盆中混合均匀,摊冷至38℃左右时接入0.3%的自制种曲,分装于塑料筛子中,每个筛子装料220g,装料后用无菌的四层纱布盖住,于恒温培养箱中培养。

1.2.3酶活力的测定蛋白酶活力和糖化酶活力的测定分别采用福林法[3]和斐林法[4]。

1.2.4制曲工艺的单因素试验

1.2.4.1浸豆时间对成曲的影响天然蛋白质由许多氨基酸以肽键的形式连接成肽链,肽链再由氢键等次级键构成蛋白质有规则、紧密的螺旋状空间结构。大豆浸泡会对原料的蛋白质性质造成影响,吸水使蛋白质的次级键遭到破坏,肽链松散地展开,露出肽键,有利于蛋白酶作用。本试验选用40℃左右温水浸泡大豆,也便于夏天自然浸泡,分别选取大豆浸泡时间为1h、2h、3h、4h、5h,蒸料时间30min,制曲时间36h时对成曲进行感官检验,并测定其蛋白酶和糖化酶的酶活力。

1.2.4.2蒸料时间对成曲的影响蒸煮是通过高温使蛋白质的次级键遭到破坏,适度变性而便于酶解,虽然大豆随着蒸煮时间的延长会逐渐褐变,但不能单从褐变来判定蒸热程度,在蒸煮压力确定的前提下,应该从蒸煮时间上来精确判断。本试验分别选取蒸料时间10min、20min、30min、40min、50min。采用浸豆优化时间,制曲时间36h条件下,观察成曲的感官特征,并测定蛋白酶和糖化酶的酶活力。

1.2.4.3制曲时间对成曲的影响米曲霉从孢子发芽到后熟的整个过程需要一定时间,才能形成酶系比较齐全的各种酶的高效组合体系,分别选取制曲时间24h、30h、36h、42h、48h,采用优化的浸豆时间和蒸料时间制曲,观察成曲的感官特征,并测定其蛋白酶和糖化酶的酶活力。在试验中,制曲4-6h左右后,米曲霉进入生长期,品温逐渐升高,需要间歇或连续通风,这样既可以调节品温不至于烧曲,又可以更换新鲜空气,利于米曲霉的好氧生长。本试验采用多孔筛子并降低制曲厚度,以便品温稳定和空气充足,采取在白色菌丝长满曲料表面时进行一次翻曲,然后在孢子布满曲料表面时进行第二次翻曲,以此来保证米曲霉的充分生长和产酶能力。

2结果与分析

2.1浸豆时间对制曲的影响

大豆浸豆时间对吸水率的影响如图2所示。浸豆4h后吸水率速率明显降低,5.5h时吸水率达到峰值123.21%,6h后吸水率逐渐地略微降低,这是由于大豆吸入和溶出的平衡渐渐偏向了大豆固形物的溶出,直到大豆的质量在当前条件下达到基本平衡。浸豆时间对成曲的感官特征、蛋白酶活力及糖化酶活力影响的结果如表1所示。当浸泡时间3h时,蛋白酶和糖化酶都表现出了较高的活力;当浸豆时间低于3h时,由于吸水膨胀不足,导致蒸煮时大豆蛋白质变性不充分,同时孢子发芽需要吸水膨胀,菌丝生长也需要水分,水分不足则酶活力自然较低;当浸豆时间高于3h时,浸泡时间过长最终导致蒸煮时蛋白质过度变性,不利于米曲霉生长和产酶,从而造成蛋白酶和糖化酶的酶活力下降。而3h之前的增长曲线较之3h之后的下降曲线要陡峭很多,主要原因在于3h前大豆快速吸水膨胀,而3h后吸水膨胀明显减缓并逐渐趋于平衡,因此,在3h前大豆蛋白质趋于适当变性的速率,明显快于3h后大豆转向过度变性的速率。

2.2蒸料时间对制曲的影响

蒸料时间对成曲的感官特征、蛋白酶活力及糖化酶活力影响的结果如表2所示。蒸料时间30min时,蛋白酶和糖化酶的酶活力均达到最高值,分别为1275.67U/g和828.61U/g,可见大豆蒸煮30min蛋白质基本完全变性。蒸煮时间过短,大豆蛋白变性不充分,不利于米曲霉的利用,从而抑制其生长产酶;蒸煮时间过长,则会导致大豆蛋白过度变性,一部分蛋白质又变成了非溶性的了,难以被酶所利用,且大豆表面的褐变作用会阻碍米曲霉对大豆营养的吸收,同时一些氨基酸和糖类物质变成色素,也减少了米曲霉生长所需的营养物质,影响米曲霉的生长繁殖,酶活力不高[5-7]。只有蛋白质适度变性才利于制曲,过度或不足都会产生不利影响,其中蒸煮时间20-30min时酶活力变化不是很大,说明在此段时间内大豆的变性速度趋缓,对制曲影响不是很大。

2.3制曲时间对制曲的影响

制曲时间对成曲的感官特征、蛋白酶活力及糖化酶活力影响的结果。制曲时间24-36h时,米曲霉处于生长初期,蛋白酶和糖化酶的酶活力增加较快,在36h时蛋白酶和糖化酶的酶活力均达到最高值,分别为1304.67U/g和867.19U/g。随着制曲时间延长蛋白酶和糖化酶的酶活力开始呈缓慢下降趋势,这主要因为随着米曲霉的生长,孢子的生成和菌丝的繁殖,最终导致曲料中可利用的营养物质和氧气竞争逐渐加剧,米曲霉的生长受到抑制,酶的生成速率渐渐地被酶的失活速率所超越,导致曲料中酶活力达到峰值后而下降[8]。由于酶活有一定的稳定性,最初下降速度比较平稳,而蛋白酶活力的下降趋势较之糖化酶活力的下降趋势陡峭些,说明当前环境下,蛋白酶不如糖化酶稳定性好。因此,应把握好制曲时间,从而将优质曲及时地加以有效利用。

3小结

以紫外诱变育种获得米曲霉A3-U12为菌种,通过单因素试验,主要研究浸豆时间、蒸料时间、制曲时间等因素对成曲中蛋白酶和糖化酶的酶活力的影响。试验结果表明,成曲的感官特征随条件变化呈“差→好→差”的趋势。当大豆40℃左右温水浸泡3h时,蛋白酶和糖化酶都表现出了较高的活力;蒸料时间20-30min时,蛋白酶和糖化酶的酶活力均达到最高值;制曲时间24-36h时,米曲霉处于生长初期,蛋白酶和糖化酶的酶活力增加较快,在36h时蛋白酶和糖化酶的酶活力均达到较高值,分别为1304.67U/g和867.19U/g,随着制曲时间继续延长,蛋白酶和糖化酶活力开始呈缓慢下降趋势。

参考文献

[1]刘达玉,段献银,黄丹,等.高盐稀态酱油专用米曲霉的紫外诱变选育[J].西南大学学报,2013(2):155-159.

[2]刘达玉,段献银,周晓庆,等.复合菌种酿造高盐稀态酱油及其品质分析[J].中国调味品,2011(8):75-78.

[3]上海市酿造科学研究所.SB/T10317-1999蛋白酶活力测定方法[S].北京:中国标准出版社,1998:1-4.

[4]陈声明,张立钦.微生物学研究技术[M].北京:科学出版社,2006:175-177.

[5]上海市酿造科学研究所.发酵调味品生产技术[M].北京:中国轻工业出社,1998:77-246.

[6]宋钢.新编调味品生产与应用[M].北京:中国轻工业出社,2003:1-58.

[7]陈锦屏,张伊俐.调味品加工技术[M].北京:中国轻工业出社,2000:36-64.

[8]林祖申.酱油生产技术问答[M].北京:中国轻工业出版社,2001:1-154.

作者:万萍;孙杰;周琳;边杨;段献银;余华;刘达玉 单位:成都大学药学与生物工程学院

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