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高盐稀态酱油在发酵和巴氏杀菌过程中风味物质形成和变化的研究

高献礼  
【摘要】: 本文以高盐稀态酱油风味物质(包括滋味物质和香气物质)为研究对象,在优化大曲制备和高盐稀态酱油发酵工艺的基础上,研究了高盐稀态酱油滋味物质和香气物质在发酵和巴氏杀菌过程中的形成和变化趋势、大豆油脂对高盐稀态酱油香气物质形成的影响,并最终鉴定出高盐稀态酱油中的关键滋味物质和香气物质。 基于现代生物过程优化技术,包括Box-Behnken等新方法,对米曲霉(A. oryzae 3042)和黑曲霉(Aspergillus niger 3.350)大曲制备和发酵工艺条件进行了优化,通过调节米曲霉和黑曲霉大曲的比例而调控酶系分布,实现了酱油发酵原料蛋白质利用率和氨基酸转化率的提高。米曲霉和黑曲霉大曲的最优制备条件如下:大豆蒸煮时间13.3 min和13.8 min、温度120°C和120°C、大曲培养时间44.5 h和49.2 h、温度28.5°C和28.5°C。在此条件下,米曲霉大曲的中性蛋白酶和黑曲霉的酸性蛋白酶酶活分别达到1395.00±124.40 U/g和1885.67±160.05 U/g,比单因素最优条件下的酶活分别提高了2.33%和5.10%。高盐稀态酱油发酵工艺的最佳条件(以发酵液中氨基酸态氮和总氮为指标)如下:大曲发酵温度和时间分别为38.8°C和34 d,米曲霉大曲和黑曲霉大曲的重量比为3:1。在此条件下,发酵液的氨基酸态氮和总氮含量分别达到0.97±0.05 g/100mL和1.65±0.08 g/100g,比单因素最优条件下氨基酸态氮和总氮含量分别提高了3.19%和4.30%。 采用现代色谱方法结合定量描述分析法(QDA)建立了高盐稀态酱油在发酵和巴氏杀菌过程中滋味化合物和香气化合物图谱,并运用聚类分析方法(CA)构建了滋味化合物、香气化合物与定量描述分析值之间的关系谱图,确立了发酵和巴氏杀菌过程中高盐稀态酱油典型的滋味化合物和香气化合物,为定向调控高盐稀态酱油的滋味和香气奠定了坚实的理论基础。研究结果表明高盐稀态酱油中的氨基酸态氮、总氮、还原糖、水溶性肽和游离氨基酸在发酵的初期(30 d)迅速生成,Maillard反应产物在巴氏杀菌过程中迅速增加。此外,研究结果表明高盐稀态酱油中的关键滋味化合物为17种氨基酸(蛋氨酸除外)的协同作用。同时,1~5 kDa肽和Maillard反应产物是高盐稀态酱油滋味的重要贡献者。气相色谱质谱分析结合定量描述分析和聚类分析结果表明高盐稀态酱油香气化合物在发酵初期即存在,但其良好的香气形成于发酵的后期(120 d);巴氏杀菌对高盐稀态酱油香气物质影响不显著。高盐稀态酱油中关键香气化合物为:乙酸、3-甲基丁酸、2-甲基丁酸、苯甲酸、苯乙酸、乙醇、2-甲基丙醇、1-辛烯-3-醇、苯乙醇、3-甲基丁醛、2-甲基丁醛、苯甲醛、苯乙醛、糠醛、2,5-二甲基-4-羟基-3(2H)-呋喃酮、2-乙基-4-羟基-5-甲基-3(3H)-呋喃酮、2-乙酰吡咯啉、2-甲氧基苯酚、2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、2-甲基-3-甲氧基-4H-吡喃-4-酮、2,6-二甲基吡嗪、3-甲硫基丙醛、3-甲硫基丙醇。 运用气相色谱质谱分析方法并结合定量描述分析和聚类分析等分析手段,阐明了大豆油脂对成品高盐稀态酱油挥发性香气物质和感官属性的影响。研究结果表明,大豆油脂对高盐稀态酱油挥发性香气物质形成具有重要影响。在一定范围内,酱醪中大豆油脂含量越高,高盐稀态酱油中挥发性香气物质中的酸类化合物、醇类化合物、醛/酮类化合物、酯类化合物的相对含量越高;发酵液中脱脂豆粕含量越高,高盐稀态酱油中挥发性香气物质中的含硫化合物的相对含量越高。同时,得到了脱脂豆粕大曲和全大豆大曲的最优混合发酵比例为1:1,在此条件下成品高盐稀态酱油的风味基本不受影响,并显著降低了其生产成本。


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