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《江南大学》 2011年
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传统豆酱发酵过程分析与控制发酵的研究

赵建新  
【摘要】:自然发酵生产豆酱存在工艺水平低、发酵周期长、规模化程度低、原料利用率低,产品安全得不到保证等问题。本论文主要研究了以米曲霉沪酿3.042接种制曲,对豆酱自然发酵过程中各项指标的变化和特征风味物质、微生物菌相变化进行了分析,确定了关键特征风味化合物和关键微生物,在表征关键微生物作用的基础上,针对豆酱发酵的关键因素,提出了分阶段、多菌种结合变温发酵的综合控制发酵策略,缩短了产品周期,保持了产品的风味。 首先分析了豆酱在自然发酵过程中主要成分的变化,pH和总酸在起始发酵的2-4周内变化较快,后期变化缓慢,到16周时分别达到4.55和3.48%(以干基计)。还原糖在发酵一周后达到最大值27.6%,之后快速下降,到第8周后基本稳定在8.0%。游离氨基酸总量的变化与氨态氮的变化一致,前4周增加较快,4~8周缓慢增加,之后变化不大,在16周后氨态氮达到1.75%,呈鲜味的游离氨基酸为38.9mg/g,占总氨基酸的27.89%。 采用SPME-GC-MS法分析了豆酱发酵过程中挥发性风味物质的变化,发现挥发性风味物质在第8周后快速增加,16周后还有继续增加的趋势。采用SPME-GC-O技术鉴定了豆酱特征风味化合物主要是HEMF、亚油酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯乙醇、糠醛。另外酯类、2,3-丁二醇、乙酸、苯甲醛、苯乙醛、2,6-二甲基吡嗪对豆酱香气也有重要作用。研究发现在自然发酵过程中细菌、乳酸菌数量的变化趋势基本一致,在前2周内快速增加,细菌总数达到108个/g,乳酸菌总数达到0.9×10~7个/g,之后逐渐减少,乳酸菌下降的更快些。酵母菌在第4周时达到最大值1.5×10~6个/g,之后开始下降。采用PCR-DGGE方法对豆酱发酵过程中的关键微生物的动态组成进行了分析,并结合传统的分离、培养方法,分离、鉴定了15株高盐环境生长良好的微生物,初步确定植物乳杆菌630-MO-115、嗜盐片球菌630-YN-27、嗜盐四联球菌625-MN-50和鲁氏酵母625-YO-125为今后接种发酵的关键微生物。 比较了含盐量分别为6%、8%、10%、12%和14%的酱醅在40℃下发酵过程中总酸和氨态氮含量的变化,确定在食盐浓度为10%时发酵豆酱是适宜的。比较了温度在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃和45℃下pH、总酸、氨态氮含量以及乳酸菌、酵母菌数量的变化规律。结果表明适中的温度(30℃、35℃)温有利于酵母菌和乳酸菌的生长。研究了前段采用20℃发酵,氨态氮含量达到1.4%时分别变为30℃、40℃继续发酵,和前段采用40℃发酵,氨态氮含量达到1.4%时分别变为20℃、30℃继续发酵等4种变温控制发酵方式下pH、总酸、鲜味氨基酸含量变化和特征风味物质的含量。结果表明采用40℃→30℃发酵时达到氨态氮最高所需的时间最短(50天),但风味略有不足。 在研究植物乳杆菌630-MO-115、嗜盐片球菌630-YN-27、嗜盐四联球菌625-MN-50和鲁氏酵母625-YO-125之间共生关系的基础上,提出分段控温、分段添加乳酸菌和酵母菌的发酵控制策略,以发酵温度、乳酸菌接种量、酵母菌接种量和酵母菌添加时期四个因素为自变量,豆酱样品的感官评定得分为响应值,进行了四因素三水平的响应面试验。分析得出最佳发酵工艺条件为:发酵温度32.4℃、乳酸菌接种量为2.87×10~6个/g、酵母菌接种量为4.55×10~5个/g、酱醅pH降到5.29时接种酵母菌,模型预测值为90.8±0.7。对在此最佳工艺条件下制得的豆酱进行感官评定,得分为91.2,高于自然发酵法的86.9,与模型预测值相吻合,发酵周期由180天缩短为50天。 对比了最佳控制发酵条件下与自然发酵豆酱之间的差异,得出控制发酵总酸以及还原糖含量均较低,氨态氮含量略有提高达到1.80%;鲜味氨基酸的含量由38.90mg/g增加到47.72mg/g;HEMF、亚油酸乙酯、苯乙酸乙酯、苯乙醇以及2,3-丁二醇等关键风味物质的含量明显增加。控制发酵产品的各项指标优于自然发酵产品。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TS264.2

【参考文献】
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