高盐稀态发酵与低盐固态发酵酱油中次生菌群分析
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高盐稀态发酵与低盐固态发酵酱油中次生菌群分析
010年11月
第26卷第6期
10.3969.issn.1003-5788.2010.06.001j
OOD&MACHINERY
食品与机械
Vol.26,No.6Nov.2010
高盐稀态发酵与低盐固态发酵
酱油中次生菌群分析
Comarativeanalsisofthesecondaricrooranismconstitutesinpyymgsoaucefermentationbetweenhih-salt-levelwatertateandysgys
low-salt-levelsolidstatetechnology
11211
LIUTin-tinJIANGXue-weiZHOUShan-tinZHAOLonIUYon-legggggLg
刘婷婷1蒋雪薇1周尚庭2
赵 龙1
刘永乐1
()长沙理工大学化学与生物工程学院,湖南长沙 4长沙加加食品集团有限公司,湖南长沙 41.10004;2.10600(1.Colleeohemical&BioloicalenineerinChanshaUniversitcience&TechnoloChansha,gfCggg,gyofSgy,g
,Hunan410004,China;2.ChanshaJiaiaFoodCo.Ltd,Chansha,Hunan410600,China)gjg
摘要:对高盐稀态工艺与低盐固态工艺发酵生产酱油过程中不同发酵时间及不同位置的酱醅(醪)的次生菌群进行分析研究,得到两种工艺中微生物类群及数量随时间的变化规律,并初步探讨其与酱油的风味、品质之间的关系。结果表明,高盐稀态工艺的总菌数要多于低盐固态工艺,其中前者
9
的酵母菌数量为1.个/占总菌数的976×109%,g·酱醪,约为后者的1且前者毛油各项品质均优于后者。说8900倍;
酱油是中国传统烹饪用调味品。传统的酱油生产以大豆为主原料经蒸熟冷却,接入纯培养的米曲霉制成酱曲,酱曲移入发酵池加盐水发酵,待酱醅成熟后,以浸出法提取酱
1]
。酱油的生产工艺主要有低盐固态及高盐稀态工艺两油[
种。低盐固态发酵周期短,发酵主要以米曲霉为主,有利于风味形成的次生菌群较少,因而所生产酱油风味及质量较差;高盐稀态发酵由于发酵中酵母菌及乳酸菌等次生菌群较丰富,且发酵周期长,有利于风味形成,所生产的酱油酱香浓郁、质量好,但由于发酵周期长,高盐稀态酱油产量偏低,生
2-3]
。中国是酱油生产、产规模较小[消费大国,约有90%的
明酱油的风味、品质与酱油发酵过程中菌群的数量有较大关系。
关键词:酱油;高盐稀态发酵;低盐固态发酵;次生菌群;菌相分析
soaucefermentationbetweenhihsaltlevelwatertateandlowysgys---,’tionstheruleofmicrobescomositionandbiomasschaneateachpgsaltlevelsolidstatetechnoloithdifferenttimeanddifferentlocagyw--staeoftwomethodwasproved.Anditseffectsontheflavorandg
:AbstractOnthestudfthesecondaricrooranismconstitutesinyoymg
产品采用低盐固态发酵生产,其风味和质量与高盐稀态发酵
4]
。因此,酱油相比还存在较大差距[研究两种工艺的差别,
特别是研究发酵过程中与风味形成有重要关系的微生物次生菌群,将有利于改进低盐固态发酵工艺。本试验对高盐稀
isthe18900timesaboutthesamecountdurinowsaltlevelsolidgl--,existedbetweentheflavorualitndmicrooranismconstitutesinqyagbetterthanthelatter.Theresearchprovedthatabiishrelativitggy:;;Kewordssoaucehihsaltlevelwatertatelowsaltlevelsolidysgysy----
9,wfermentationis1.76×10ergram,99%ofthetotalcounthichp
showedthatthequantitfyeastdurinihsaltlevelwatertateyoghgys--
ualitfthesoaucewereprimarilnvestiated.Theresultsqyoysyig
态及低盐固态酱油发酵过程中的微生物菌群的变化进行系统的对比分析,探索其变化规律与风味和质量的关系,有助于在低盐固态工艺中模拟高盐稀态工艺的次生菌群变化进行多菌种混合发酵,以期改善低盐固态酱油风味单薄、光泽度差、酱香不足、原料利用率低等问题。
;statefermentationandallthequalitiesoftheformercrudeoilare
soaucefermentationprocess.ys
;statesecondaricrooranism;microoranismconstitutesymgg
1 材料与方法
1.1 试验材料1.1.1 样品来源
,作者简介:刘婷婷(女,长沙理工大学在读硕士研究生。1987-):E-mailtintinnizi@http://wendang.chazidian.comgg
通信作者:蒋雪薇收稿日期:2010-06-20
酱醅:低盐固态酱油发酵酱醅,长沙市某酱油厂;
酱醪:天然晒露法(高盐稀态)酱油发酵酱醪,湘潭市某酱油厂。
13
基础研究
1.1.2 仪器设备;Jaanp
2010年第6期
低了酱醪(醅)的p抑制了杂菌的生长,有利于球拟酵H值,母和鲁氏酵母等主要酱油风味形成菌种的生长,间接促进了酱油风味的提升;另一方面,乳酸菌代谢产生乳酸,乳酸与酵母菌代谢产生的乙醇作用生成乳酸乙酯,使酱油具有良好的
10]
味变得圆润醇厚。有研究[证明,发酵过程中添加乳酸菌9]
;头香[此外,乳酸的存在还可以掩盖酱油的咸味,使酱油滋
显微成像系统:CX41,OlmusCororationTokoyppy
电子分析天平:上海精密科学仪器有限公司;FA2004N,无菌操作台:上海博讯实业有限公司医疗设SW-CT-2F,霉菌培养箱:上海一恒科技有限公司;MJ-Ⅱ,
备厂;
可使酱油色泽鲜艳、明亮,有助于提升酱油的红亮度。因此,弄清乳酸菌在酱油发酵过程中的生长趋势对酱油风味的提升有重要意义。本试验通过对高盐稀态酱醪和低盐固态酱醅中乳酸菌的分离计数,得到乳酸菌在发酵过程中随时间的变化规律,结果见图1。
内容需要下载文档才能查看 内容需要下载文档才能查看造有限公司;
立式压力蒸气灭菌锅:上海东亚压力容器制01J2003-04,快速混匀器:常州国华电器有限公司。SZ-1,
1.1.3 培养基
.5g(1,M)霉SO菌分离培养基:NaNO32g,K2H
PO41g,KCl00m40.5g,FeSO40.01g,蔗糖30,琼脂2,水膏5g(2,)Lg柠檬酸氢二铵乳酸菌分离培养基,p
H自然。g0g2g,葡萄糖:蛋白胨20g10,吐温g,牛肉膏801m1L0,
g
乙酸钠,酵母0gg,磷,(3蒸馏水酸氢二)10钾00m2g,L硫,p酸H6镁.0.58g,硫酸锰0.25g,琼脂蛋白胨2~6.62。糖22g,琼脂酵母菌分离培养基20g,水1000m:L。
0g,酵母膏10g
,葡萄.2 试验方法
..1(1
样品的采集
酵池酱醅中按上)低盐固态酱醅、中、下各层分别取样:采用无菌处理。的从入池开始每隔试剂瓶、药匙,在发取物区系分析1次样,得。
3,6,9d,上层、中层、下层,共9个样,进行微生3d缸中取酱醪样(2
)高盐稀态酱醪,得:采用无菌处理的试剂瓶、药匙,在酱个样。进行微生物区系分析3个月、6个月、。
7个月,表层、中层酱醪共6试验共进行.2.2 样品中微生物的区系分析10次采样,
得平均值。。准确吸取 无菌称取样品合适的梯度稀释并混匀分离培养基平皿中,涂布均匀。将接0.种1m好L样液分别放入各1g
,进行的霉菌分离平板、
酵母菌分离平板置7.2℃培养.3 样1d品。中待菌落长出后计数菌落形成单位28℃培养1~2d
,乳酸菌分离平板置微生物的鉴定 乳酸菌鉴定[5]
(;
CFU母)
菌。定[6];霉菌鉴定[
7]
。酵鉴7.2按照国标进行测定.4 氨基氮的测定。
甲醛法,ZBX66038———.2.5 毛油的感官评价0个不同地 根据食品感官评定的基本原则[8]
域、
人分别对酱油进行品评,设计邀请。
1性别、年龄的 结果与分析
.1 酱油中乳酸菌菌相分析
酱醪(醅)中的细菌主要是耐盐的乳酸菌,乳酸菌在酱油
的制曲和发酵过程中起着重要作用。一方面,其生长繁殖降
14
e)
tcaittscy数
alariefrt总oeat菌yctia·w-1酸tnbad乳ui·gqcaU)eFhT(C(gl/3
6
7
发酵时间
Fermentationtime/month
(a)
e)
ctiattcs数
aladiifrl总oeots菌yct1ia·t酸nb-ad·g乳uiqcaU)eFhT(C(gl/3
6
9
发酵时间
Fermentationtime/d(b)
图1 高盐稀态酱醪(酱醅(a
)与低盐固态Figure1 Tahlte-
lqeuvaelwntitb
)中乳酸菌的数量分析sayteorfylascttaitceafceirdbmeancttaetriioanof(ahigahn-low-salt-
levelsolidstatefermentation()b)d由图乳酸菌较多1(,b
中)可知、下层依次减少,在低盐固态;发酵中期时酱油发酵初,乳酸菌则在中期,酱醅上层的、下层分布较广泛,上层减少;最后在发酵末期各层乳酸菌数目达到一个平衡。原因是酱油发酵车间的空气中存在着较多的酱油发酵用微生物,发酵初期空气中的微生物落于表层,因此造成了上层较多现象。而乳酸菌多为兼性厌氧菌,在微氧或无氧条件下生长状况良好,因此随着发酵时间的推移,中、下层的乳酸菌分布要多于上层。而高盐稀态酱油的酱醪样品中乳酸菌在中后期及中下层较多,由于是稀态发酵,样品为醪液状,氧气的传递等方面不如低盐固态的酱醅,缺氧环境更适合乳酸菌等厌氧菌的生长,因此,乳酸菌数目
较多,且随发酵时间的延长进一步增加(见图态酱醪中乳酸菌的平均数目为1.5×107
个/1g(·a
)酱)。醪高盐稀,
而低010521113118122
第26卷第6期
刘婷婷等:高盐稀态发酵与低盐固态发酵酱油中次生菌群分析
5盐固态酱醅中乳酸菌的平均数目为9.个/9×10g·酱醅,
于上层酱醅中,此类酵母多进行有氧呼吸;高盐稀态发酵中酵母菌耐盐性好,主要分布于酱醪中层,有利于厌氧发酵作用形成酱油风味物质。酱油中与风味形成有重要关系的酵母多为耐盐酵母,因此,从酵母菌的分布、数目、耐盐性及代谢特点可以看出,低盐固态发酵酱醅中的酵母菌群在酱油发酵中对风味的贡献不如高盐稀态发酵中的酵母菌群。2.3 酱油中霉菌菌相分析
中乳酸菌的数量随发酵时间的延长呈小幅递减趋势,其原因是随着发酵的进行,酱醅表层的盐分逐渐溶解渗入中下层,使得中下层酱醅的含盐量增加,抑制了部分不耐盐的乳酸菌的生长,导致乳酸菌数目下降。2.2 酱油中酵母菌菌相分析
11]
酵母在酱油发酵过程中除可以生成各种醇类物质[
前者约为后者的1还可以看出,在低盐固态酱醅5倍。此外,
霉菌在酱油发酵过程中的主要作用是对原料的降解,因
12]
)(、(或2甲基呋喃酮[羟基呋--32H)-4--2,5二甲基-32H)-13-14]
喃酮、乙基酚和4乙基愈创木酚[等物质,它们赋予酱4--
((外,酵母还可以在代谢过程中生成4羟基乙基--2或5)--5
此霉菌数目的多寡、酶活力的高低直接影响到原料的利用率。本试验通过对两种工艺中的霉菌进行分类计数,得到酱油发酵过程中霉菌随时间的变化规律,见图3。结果显示低
油不同的风味,其中此,优质的发酵酱油与酵母的关系密不可分4-
乙基愈创木酚更是酱香的主体香。因。本试验通过对两种工艺酱醅(醪)中酵母菌进行分离计数,得到酵母菌在酱油发酵过程中的变化规律,见图2。
内容需要下载文档才能查看e)
tcaittscy数
alariefrt总oeat菌yctia·w-1酸tnbgad乳ui·qcaU)eFhCT((gl/3
6
7
发酵时间
Fermentationtime/month
(a)
e)
ctiatt
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aladiifrl总oeot菌yct·sia-1t酸nbad·g乳uiqcaU)eFhT(C(gl/369
发酵时间
Fermentationtime/d(b)
图2 高盐稀态酱醪(酱醅(a
)与低盐固态Figure2 Thequanb
)中酵母菌数目的比较watystiteyfoefrmyeeansttatoifonhig(ah-saalntd-lleovewlsalt-
erlevetlastolidstatefermenta)tion(b)-
由图平均数目为2(1a
).7可知6×1,0高9
盐个/稀g态·发酱酵醪中,
占后总期菌,酱数醪的中99酵%母;低菌盐的固态酱醅中酵母菌的平均数目9.3×104个/菌数的g·酱醅,
占总及比例上都与高盐稀态中的酵母菌有较大差距8%。可以看出,低盐固态酱醅中的酵母菌在数量上
。此外,随着上层盐分的逐步溶解渗透,低盐固态发酵下层酱醅盐含量随时间升高,其酵母的数量却随之减少;而在高盐稀态酱醪中
中层的酵母数量一直多于表层,发酵中后期明显高于前期。上述研究发现,低盐固态发酵中酵母的耐盐性较差,多分布
盐固态工艺中霉菌的数量约为稀态工艺中霉菌的数量约为固态工艺中霉菌数量略高一些1.1。0.33×105个/由图×106
个/3(b
)g可知·g酱·,低盐固态酱醪酱,醅比,
低高盐盐醅样品中霉菌在各发酵时期的数目变化不大,酱醅上层最多,下层最少;高盐稀态发酵中霉菌主要是米曲霉,其数量随时间及酱醪深度的变化
内容需要下载文档才能查看不大(图受性较差,且好氧,故在低盐固态3发(a酵))中。由随于时霉间菌的对推盐移的及耐酱
醅厚度的增加,霉菌数目迅速减少,直至为0。
内容需要下载文档才能查看e)
tcaittsc数
aylariefrt总oeat菌yctia·w酸tnb-1gad乳ui·qcaU)eFhT(C(gl/3
6
7
发酵时间
Fermentationtime/month
(a)
e)
ctiattcs数
aladiifrl总oeots菌yctia·-1tg酸nbad·乳uiqcaU)eFhT(C(gl/369
发酵时间
Fermentationtime/d(b)
在低盐固态酱醅样品中,3d下层、9d中层和9d下层
的样品霉菌数目为0,因此在CFU对数图上没有显示
图3 高盐稀态酱醪(酱醅(a
)与低盐固态Figure3 Thequantb
)中霉菌数目的比较watityofmouldofhigh-salt-levelsalt-elreyvesltastoelifderstmateentfaetriomnen(taat)iaonnd(lbo)w-2.4 酱油中微生物类群及数目分析
酱油的发酵过程是复杂的微生物类群共同作用的过程,
微生物数量、种类及其在总菌数中的比例直接关系着酱油的
15
基础研究
2010年第6期
菌群数量在各方面都要多于低盐固态发酵工艺。这大致与以下几个方面相关:适合微①高盐稀态工艺采用常温发酵,生物的生长繁殖;而低盐固态工艺采用高温发酵,酱醅内部温度高达4不适合微生物的生长繁殖,但微生物可以在0℃,短期时间内分泌大量的酶。②高盐稀态工艺多采用酱缸日,晒夜露式发酵,且发酵时间长(一般6~7个月)空气中更多的微生物可以落入酱缸中为发酵所利用;而低盐固态工艺为了更好的控制温度,多采用室内酱池发酵,发酵时间短(一般环境下,空气中的微生物种类也比较局限。
),为9d且在制曲过程中仅添加酱油曲精及少数酵母,高温
风味与品质。从图1~3可以看出,高盐稀态工艺的微生物
(a)(b
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图6 低盐固态酱醅中青霉的
))菌落形态(及菌体形态(ab
从传统的高盐稀态发酵(晒露法)酱油中分离出了酵母、乳酸细菌及霉菌的优势菌株,经初步鉴定分别为球拟酵母(torulopsissp.pp).、乳杆菌(lactobacillussp.(enicilliums些是酱油发酵重要的次生菌),其形态分别见,而有些则可能对酱油发酵产生图4~6,这些优)势及菌青株霉有不良影响,这些菌群的生长及代谢与酱油风味的关联性还有待进一步深入研究
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(a)
(b)
图4 高盐稀态酱醪中优势酵母菌的
菌落形态(Figure4 Ta)及菌体形态(b
)(bhe)cfoltohneyprmeopropnhdoelroagnyty(aea)satnidnhceilglmh-soarltp-hleolvoelgy
wateroys
tatefermentatio
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图5 高盐稀态酱醪中优势乳酸菌的
菌落形态(Figure5 Thecolonymorha)及菌体形态(oloa)andcb
)(boftheprep
opnderagnytl(acticacidbellmactoerrpiahoilnogy
16
hig)h-salt-levelwaterystatefermentationFigure6 T(bhe)ocfoltohneypemnoirciplhlioluomsgyp(a.)andc-ellmalt-
loervpehlosloolgidy
statefermentation
inlows从分离得到的微生物类群看,高盐稀态酱油中酵母菌和乳酸菌的种类多于低盐固态酱油,其中高盐稀态酱油中酵母菌有母属5种,低盐固态酱油中有(torulopsisspp.3种,经初步鉴定分属球拟酵ndidaspp.
属(saccharomycesspp).、)假丝酵母属、毕赤酵母属(ca(pichiaspp.))。、酵母菌高盐稀态酱油中乳酸菌的种类也多于低盐固态酱油,高盐稀此外,态发酵中分离出步鉴定为乳杆6种乳酸菌,低盐固态中只分离出经初
菌属((lactobacillusspp.)、片4种,pediococcusspp.acillusspp).
、链球菌属(streptococcusspp.球菌属菌属(b)、芽孢杆霉菌的种类要远少于低盐固态酱油)。与此相反的是高盐稀态酱油中所分离。数据显示,高盐稀态发
酵中米曲霉(aspergillusory
zae低盐固态酱油中霉菌的种类多)达从数量上占据绝对优势,(penicilliumspp.
)等对酱油发酵及风味可能不利的霉菌10种,
其中更有像青霉而高盐稀态酱醪中乳酸菌及酵母菌的种类要多于低盐。固
态酱醅的,而后者霉菌种类要多于前者,出现这种结果的原因与发酵工艺相关。的①高盐稀态工艺中盐的浓度较高,可以抑制部分有害菌生长;②而低盐固态工艺的酱醅始终
保持在盐稀态工艺的酱醪对42~48℃,对厌微氧生的物酵的母生和长乳产酸生菌了提部供分了抑较制好;③高
的生长环境,而低盐固态酱醅更适合于好氧的霉菌生长。本试验还发现,高盐稀态发酵工艺中乳酸菌及酵母菌的数量是随发酵时间的推移而逐渐增多,因此,可通过发酵中后期添加风
味次生菌改善酱油的风味,提高酱油的质量[
15]
.5 高盐稀态发酵与低盐固态发酵酱油风味对比
。对高盐稀态酱油和低盐固态酱油进行氨基态氮含量的
测定和感官评定,结果见表量与高盐固态酱油相比差距1。不低大盐,甚固至态略酱高油于的高氨盐基态稀氮态含酱油,而高盐稀态酱油的感官评定结果要远远高于低盐固态酱油,这说明氨基态氮含量的高低不能完全反应酱油风味的好坏。高盐稀态酱油因其发酵周期较长,尤其是发酵中形成了复杂的有利于酱油风味形成的优势次生菌群,其代谢作用致使产品风味更成熟、圆润。
2
第26卷第6期
刘婷婷等:高盐稀态发酵与低盐固态发酵酱油中次生菌群分析
参考文献
Table1 Comarativeanalsisofflavorbetweenhihpyg-saltlevelwatertatefermentationandlowys--saltlevelsolidstatefermentationsoauceys-项目高盐稀态酱油低盐固态酱油
1.231.18
(·氨基态氮/10-2gmL-1·毛油)
评价
褐色,有光泽,有明显的醇香、酯香气息,风味略显单薄,香气之间协调性较差
红褐色,光泽,颜色饱满鲜艳,体态粘稠,晃动时有挂壁现象,酱香浓香气之间协调性较好郁,风味细腻,
表1 高盐稀态与低盐固态发酵酱油风味比较
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3 结论
酱油,且随着发酵时间的延长,各类微生物数目的变化不明显,而低盐固态酱油中各类微生物数目随发酵时间的延长则基本呈下降的趋势。
于低盐固态发酵,而霉菌的种类则低于后者,这些霉菌中还有一些对风味不利的菌株。
酱油风味要优于后者。可以看出,并不是酱醅(醪)中所含微生物数量及类群越多越好,而是在发酵过程中能够提高原料的利用率、提升酱油的风味、改善酱油的色泽和光亮度,最终提高酱油品质的微生物越多越好。高盐稀态酱油中与风味物质形成有较大关系的乳酸菌和酵母菌种类及数量远多于低盐固态酱油,因此其风味也好于后者。而后者中霉菌的种类较多,但多数霉菌在生长过程中会产生令人不愉快的气味,这对酱油风味也产生了一定影响。
综上所述,酱油风味的形成与酱油在发酵过程中重要次生菌群的变化趋势有着重要的关系。本试验为在低盐固态发酵工艺中模拟高盐稀态工艺微生物菌群变化趋势、改进低盐固态工艺提供了科学依据。
()感官评定两种工艺发酵生产的毛油,高盐稀态工艺3
()高盐稀态发酵酱醪中酵母菌占总菌数的比例远高2
()高盐稀态工艺中重要次生菌数目均多于低盐固态1
9 HsiaHS.Nutritionsulementcontaininlactobacillusacidohppgp-10 VanderSC,WolkenW,GiuseinM,eta1.Effectofthreopp-,,ninecstathionineandthebranchedchainaminoacidsonthey-[]metabolismofzosaccharomcesrouxiiJ.EnzmeandMiygyy-,:U,[iluseastandsoroteinS6294166P].2001-09-25.yyp
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mohiliclacticacidbacteriaandyeastsinbrinefermentationofp
益生菌可以改变人体肠道的基因活性
黏膜活组织的基因研究结果表明,在饮用益生菌饮料后数
百种基因的活性发生变化。分子路径显示其与服用某些药品而导致人体变化的结果非常相似。瓦赫宁根大学的MichielKleerebezem表示,“益生菌导致小肠内的黏膜发生局部反应,这个结果与服用某些药品的结果非常相似,但是并没有那么强烈”。这里说的是那些能够正向影响人体免疫体系,并且降低血压的药品。研究人员表示,基于与服用药品具有类似之处的研究发现,益生菌可以在某些新领域具有应用。
(来源:http://wendang.chazidian.com)
17
在美国科学院院刊(AmericanJournal
内容需要下载文档才能查看PNAS)发表的一
篇文章表示食用含有益生菌的饮料将会改变小肠内的基因活性。
7名健康的志愿者每天饮用含有3种不同益生菌的含乳饮料,每份产品包含100亿个益生菌。饮用6h后从小肠的顶部(十二指肠)获得活组织进行检查。活组织切片利用伸到嘴里和胃部的内诊镜来获得。7名志愿者在2周内必须饮用这3种不同的益生菌饮料或者1种不含益生菌的运动饮料(作为对照组)。无论是志愿者还是参与研究的医生都不知道消费者在什么时候饮用的,以及究竟是什么饮料。
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