氨基態(tài)氮和總酯含量對發(fā)酵工藝的影響

氨基態(tài)氮和總酯含量對發(fā)酵工藝的影響

黃豆腐以黃豆為主要原料，以明治為主要活性物質(zhì)，自然發(fā)酵半流動階段的發(fā)酵食品。黃豆醬因其獨特的風(fēng)味物質(zhì),不僅可以調(diào)味,而且營養(yǎng)豐富,極易被人體吸收。黃豆醬的發(fā)酵過程主要是利用曲霉菌分泌的蛋白酶等酶對黃豆原料進(jìn)行降解,同時酵母菌和乳酸菌也對原料的利用以及風(fēng)味的形成起著巨大的作用。傳統(tǒng)的黃豆醬制作工藝采用天然的開放式生產(chǎn)方法,其生產(chǎn)條件不易控制,同時產(chǎn)品質(zhì)量也很難達(dá)到保證。酵母菌除產(chǎn)生使豆醬品質(zhì)改善的各種香味外,還對豆醬醬色的穩(wěn)定和原料利用率的提高起著重要作用。本實驗在研究了黃豆醬制作的制曲工藝的基礎(chǔ)上,再對發(fā)酵階段的工藝條件進(jìn)行研究,并對酵母菌的添加工藝進(jìn)行確定,為工業(yè)化提供依據(jù)。1材料和方法1.1病毒米曲霉、黑曲霉:湖北工業(yè)大學(xué)生物工程學(xué)院102實驗室自制;酵母菌:安琪公司生產(chǎn)的生香型活性干酵母。1.2智城分析和智城測量體系LDZX-50FBS立式壓力蒸氣滅菌鍋:上海申安醫(yī)療器械廠;zsd-1270培養(yǎng)箱:上海智城分析儀器制造公司;LHS-150SC恒溫恒濕箱:上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;pH計:德國梅特勒公司;手動SPME進(jìn)樣器、DVB-CAR-PDMS萃取頭:美國SUPELCO公司;HP6890GC-25973NMS聯(lián)用儀:美國安捷倫公司。1.3米曲霉或黑曲霉菌種的培養(yǎng)霉菌斜面培養(yǎng)基:PDA培養(yǎng)基;霉菌的種曲培養(yǎng)基:麩皮8g,豆粕2g,水8mL混勻于250mL三角瓶中,于121℃、0.1MPa,20min滅菌。霉菌種曲的培養(yǎng)方法:將斜面培養(yǎng)基培養(yǎng)的米曲霉或黑曲霉菌種孢子接種于種曲培養(yǎng)基,放于培養(yǎng)箱中,30℃培養(yǎng)3~4d。米曲霉制曲培養(yǎng):稱取黃豆100g,浸泡5h,高溫高壓(121℃、0.1MPa)蒸煮8min,取出,待豆溫降至40℃,加入20g已干蒸過的面粉拌勻,然后從種曲中接種米曲霉,接種量為2.5×109個孢子,放于30℃、濕度80%的恒溫恒濕箱中培養(yǎng)46h。黑曲霉制曲培養(yǎng):稱取黃豆100g,浸泡5h,高溫高壓(121℃、0.1MPa)蒸煮8min,取出,待豆溫降至40℃,加入10g已干蒸過的面粉拌勻,然后從種曲中接種黑曲霉,接種孢子數(shù)為5×107,放于30℃、濕度為80%的恒溫恒濕箱中培養(yǎng)54h。1.4氨基氮含量的測定甲醛法。1.5總酯的測定參照GB10345.5—1989測定。1.6測定鹽含量的測定采用改進(jìn)后的灰化法。1.7p-5ms待測系統(tǒng)樣品使用頂空蒸餾萃取法提取,氣相色譜聯(lián)用檢測。色譜條件:進(jìn)樣口溫度250℃;檢測器溫度300℃,進(jìn)樣量1μL;色譜柱為HP-5MS,50m×200μm×0.33μm;程序升溫:從40℃以5℃/min至250℃,保持10min。質(zhì)譜條件:電離方式EI;電子能量70eV;離子源溫度150℃;四極桿溫度230℃;接口溫度250℃;掃描范圍為30~500u;倍增器電壓1960V;載氣為高純He(純度99.999%);載氣流量1mL/min。NIST0.5和WILLY7.0質(zhì)譜庫。2實驗方法2.1曲霉成曲和黑曲霉成曲的制備將米曲霉和黑曲霉分別進(jìn)行制曲培養(yǎng)。在制曲完成后,稱取質(zhì)量比1∶1的米曲霉成曲和黑曲霉成曲于燒杯中,混合均勻,并加入1.5倍質(zhì)量于總成曲質(zhì)量的濃度為15%的食鹽水,置于恒溫培養(yǎng)箱中,恒溫38℃培養(yǎng)。每3d定時取樣,測定樣品氨基態(tài)氮含量,并根據(jù)氨基態(tài)氮含量的變化確定發(fā)酵時間。2.2成曲混合比例確定將制得的米曲霉成曲和黑曲霉成曲分別按照不同的質(zhì)量比進(jìn)行混合發(fā)酵,發(fā)酵條件同2.1,發(fā)酵完成后,比較黃豆醬中氨基態(tài)氮含量,采用含量高者的成曲混合比例。黃豆醬是主要以米曲霉為主的微生物作用發(fā)酵而成,因此設(shè)計比例米曲霉占大部分,具體成曲混合比例設(shè)計見表1。2.3發(fā)酵溫度的確定恒定2.1及2.2的條件,分別在不同溫度下進(jìn)行發(fā)酵,選取氨基態(tài)氮含量最高的黃豆醬的發(fā)酵溫度。2.4鹽水添加量的確定恒定2.1、2.2及2.3的條件,添加成曲質(zhì)量的1、1.25、1.5、1.75倍以及2倍的鹽水,分別進(jìn)行發(fā)酵,最后根據(jù)制得的黃豆醬中氨基態(tài)氮含量的高低確定鹽水添加量。2.5鹽水濃度的確定恒定2.1、2.2、2.3及2.4的條件,分別加入濃度為11%、13%、15%、17%、19%、21%和23%的鹽水進(jìn)行發(fā)酵,最后選取制得的黃豆醬中氨基態(tài)氮含量最高者的鹽水濃度。2.6酵母菌添加時間恒定2.1~2.5的發(fā)酵條件,并以3d為1個階段,分別在發(fā)酵的第3天、第6天、第9天、第12天和第15天添加酵母,添加量為1%,并于每3d分別取樣測定黃豆醬中的總酯含量,根據(jù)總酯的整體情況確定酵母菌的添加時間。2.7添加母菌的量恒定2.1~2.6的發(fā)酵條件,分別設(shè)計不同的酵母添加量進(jìn)行發(fā)酵,并以醬中總酯含量高低為依據(jù),確定酵母菌的最適合添加量。2.8口感分析采用1.7所示的方法測定2.1~2.7所確定的發(fā)酵條件下所制得的黃豆醬的風(fēng)味成分。3結(jié)果與分析3.1發(fā)酵過程中水分含量的變化由圖1可知,氨基態(tài)氮含量在整個黃豆醬的發(fā)酵過程中不斷增加,但發(fā)酵20d后,其值雖有增加,但已經(jīng)達(dá)到了相對穩(wěn)定的狀態(tài)。因此選取黃豆醬的發(fā)酵時間為20d。3.2成曲比例的確定由圖2可以看出,編號C、J、K黃豆醬中氨基態(tài)氮含量相對較高,而其中J的氨基態(tài)氮含量最高,因此確定成曲混合比例為編號J,即米曲霉∶黑曲霉為10∶7.5。3.3發(fā)酵溫度的確定由圖3可知,3號溫度下發(fā)酵的黃豆醬中氨基態(tài)氮最高,因此選用3號所示的恒溫40℃為發(fā)酵溫度。3.4鹽水添加量的確定由圖4可知,鹽水添加量不同時,發(fā)酵后得到的黃豆醬其食鹽濃度相差不明顯,但鹽水量為1.25倍曲的質(zhì)量時,黃豆醬中氨基態(tài)氮含量相對較高,因此選用此條件作為鹽水的添加量。3.5鹽水濃度的影響鹽水濃度過低,不能起到抑制雜菌的作用,醬中會有雜菌的味道。同時,鹽水濃度過高,會抑制有益菌的生產(chǎn)以及酶的作用,同時過高的咸度在影響滋味的同時更不利于食用者的身體健康。根據(jù)氨基態(tài)氮的含量高低,從圖5很容易看出,黃豆醬發(fā)酵最適鹽水濃度為17%。3.6酵母菌添加時間的確定由圖6可知,添加酵母菌能增加醬中酯的含量,且在整個發(fā)酵過程中,總酯的含量屬于上升趨勢,當(dāng)酵母菌在發(fā)酵的第6天加入時,黃豆醬中總酯的含量一直相對較高,因此酵母菌的添加時間確定為發(fā)酵的第6天。3.7添加母菌的量由圖7可知,當(dāng)酵母菌的添加量為1.5%時,黃豆醬中總酯含量相對較高,因此采用1.5%作為酵母菌的添加量。3.8揮發(fā)性成分的檢測在確定了黃豆醬發(fā)酵工藝后,采用新確定的工藝發(fā)酵制作黃豆醬并對其主要揮發(fā)性成分進(jìn)行檢測,其結(jié)果如圖8所示。圖譜分析結(jié)果如表3。由表3可知,在最佳黃豆醬發(fā)酵工藝下,制作的黃豆醬的揮發(fā)性成分主要由12種酯、13種醛、8種酚、4種酸、2種醇以及吡嗪、烷烴等32種其他物質(zhì)構(gòu)成。4最佳發(fā)酵條件的確定通過氨基態(tài)氮含量以及總酯含量,確定黃豆醬的發(fā)酵時間為20d,米曲霉與黑曲霉成曲混合比例為10∶7.5,發(fā)酵溫度為恒溫40℃,發(fā)酵過程中添加曲質(zhì)量1.25倍濃度17%的食鹽水,并在發(fā)酵的第6天添加1.5%的活性干酵母。同時,采用氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀對此最佳條件下發(fā)酵的黃豆醬進(jìn)行風(fēng)味成分檢測,檢測出了71種揮