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添加生香酵母改善醬油風(fēng)味的研究

發(fā)布日期:[2014-04-13] 點(diǎn)擊率:

添加生香酵母改善醬油風(fēng)味的研究

傳統(tǒng)的醬油釀造以大豆、小麥為原料,經(jīng)過(guò)天然曬制而成。產(chǎn)品的醬香及酯香突出,但發(fā)酵周期長(zhǎng),設(shè)備利用率低,還受季節(jié)環(huán)境的影響限制,目前占國(guó)內(nèi)醬油的比例很小[1-2]。我國(guó)醬油主要采用低鹽固態(tài)發(fā)酵工藝,也有部分醬油采用低鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝[3]。這兩種工藝雖然具有發(fā)酵周期短(1525d)、原料蛋白利用率高和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn),但其發(fā)酵溫度高,不利于酵母菌的生長(zhǎng)、繁殖,以致生產(chǎn)的醬油風(fēng)味香氣不足[1]。

醬油的風(fēng)味與多種微生物有關(guān),其中醬油酵母對(duì)其風(fēng)味的形成有重要影響[1]。從傳統(tǒng)醬油醪分離出來(lái)與醬油質(zhì)量密切有關(guān)的酵母主要是魯氏酵母和球擬酵母,其在醬油釀造過(guò)程中賦予了醬油醇香、酯香等風(fēng)味物質(zhì)[1,4-5]。為了提高醬油的風(fēng)味,有的醬油廠(chǎng)在發(fā)酵后期添加醬油酵母,取得了良好效果[6-9]。本研究在陳強(qiáng)[9]探索的低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油生香發(fā)酵工藝的基礎(chǔ)上,在低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油中添加2株耐鹽醬油酵母進(jìn)行發(fā)酵,通過(guò)比較分析醬油生香發(fā)酵前后主要理化指標(biāo)和揮發(fā)性風(fēng)味成分的變化差異,為應(yīng)用醬油酵母生香發(fā)酵技術(shù),以改善低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油的風(fēng)味提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

生醬油—低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油,酵母JM01JM06:李錦記(食品)有限公司;

氫氧化鈉、甲醛、鹽酸、葡萄糖、重鉻酸鉀、乙醇(分析純):中國(guó)醫(yī)藥(集團(tuán))上?;瘜W(xué)試劑公司。

1.2儀器與設(shè)備

UV1100紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì):北京萊伯泰科儀器有限公司;PALa Brix計(jì):日本ATAGO公司;HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋:常州普天儀器制造有限公司;794全自動(dòng)滴定儀:瑞士萬(wàn)通(中國(guó))有限公司;TRACE GC-MS-2000氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀:美國(guó)Thermo Finnigan公司;HP-INNOWAX毛細(xì)管柱:上海笛柏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3試驗(yàn)方法

1.3.1低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油酵母生香發(fā)酵工藝流程

低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油酵母生香發(fā)酵工藝參考陳強(qiáng)[9]的研究,并進(jìn)行優(yōu)化。

1.3.2生醬油調(diào)配標(biāo)準(zhǔn)

調(diào)配低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油的NAC1含量為12%-14%,氨基酸態(tài)氮含量為0.8-0.9g/100mL,總酸含量為2g/100mL左右,可溶性固形物含量為28%-30%,PH值為4.5-5.0,還原糖含量為1.8-2.0g/100mL

1.3.3添加酵母靜置生香發(fā)酵

調(diào)配好的低鹽稀態(tài)醬油接種醬油酵母,JM06接種量為4%V/VJM06JM01的接種比例為11,發(fā)酵溫度為30℃,發(fā)酵時(shí)間為7d

1.3.4常規(guī)指標(biāo)測(cè)定

氨基酸態(tài)氮(amino acid nitrogenAN)、總酸均按國(guó)標(biāo)GB 181862000《釀造醬油》中規(guī)定測(cè)定;還原糖按國(guó)標(biāo)GB/T5009.72008《食品中還原糖的測(cè)定》中方法測(cè)定;固形物采用Brix比重計(jì)測(cè)定;總酯含量測(cè)定:連續(xù)電位滴定法;酒精含量測(cè)定:重鉻酸鉀比色法。

1.3.5醬油揮發(fā)性成分測(cè)定

固相微萃?。喝悠?/span>30mL密封于100mL頂空樣品瓶,置于40℃水浴中電磁攪拌,固相微萃取纖維頂空萃取40min250℃解吸3min后進(jìn)樣。

氣相色譜分析條件:HP-INNOWAX毛細(xì)管柱(30mm×0.25mm;載氣He,流速1.0mL/min;程序升溫,起始溫度45℃保持5min,升溫速率5/min溫度至200℃,保持15min升溫速度10/min*終溫度220℃,保持5min;汽化室溫度220℃,進(jìn)樣量0.8uL

質(zhì)譜分析條件:電子電離(electron ionizationEI)源,電子能量70eV,發(fā)射電流200uA,電子倍增器電壓350V,離子源溫度200℃,質(zhì)量掃描范圍35-335amu。

數(shù)據(jù)處理:試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理由Xcalibur軟件完成,在美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(national institute of standards and technologyNIST)譜庫(kù)(107 000個(gè)化合物的數(shù)據(jù))和Wiley譜庫(kù)(320 000個(gè)化合物的數(shù)據(jù),Version6.0)對(duì)未知化合物進(jìn)行檢索并計(jì)算匹配度,只有當(dāng)正反匹配度均大于800(*大值為1000)時(shí)才能確證該物質(zhì)。

2結(jié)果與分析

2.1低鹽穩(wěn)態(tài)醬油生香發(fā)酵前后主要理化指標(biāo)比較

根據(jù)陳強(qiáng)[9]的研究,采用酵母生香發(fā)酵*優(yōu)工藝對(duì)低鹽穩(wěn)態(tài)發(fā)酵生醬油進(jìn)行生香發(fā)酵,發(fā)酵結(jié)束后取樣測(cè)定其總酸含量、氨基酸態(tài)氮含量、總酯含量、酒精含量、可溶性固形物含量和還原糖含量,與生香發(fā)酵前的原低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油進(jìn)行對(duì)比。

低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油生香發(fā)酵后總酸、總酯、酒精含量明顯提高,可溶性固形物、還原糖含量基本保持不變,氨基酸態(tài)氮含量有略微降低。

感官評(píng)價(jià)方面,生香發(fā)酵后的醬油酯香、醇香濃郁,香氣柔和,風(fēng)味得到了較大的改善。結(jié)果表明,醬油酵母在低鹽稀態(tài)醬油得到 良好的繁殖代謝,產(chǎn)生的醇類(lèi)、酯類(lèi)和有機(jī)酸類(lèi)等物質(zhì)增加了醬油風(fēng)味,并在一定程度上降低了原醬油的不良?xì)馕?。增香后風(fēng)味評(píng)價(jià)結(jié)果與李琴等[10]的研究結(jié)果一致,即酵母菌的添加明顯改善醬油風(fēng)味。

2.2低鹽 稀態(tài)醬油生香發(fā)酵前后揮發(fā)性風(fēng)味成分比較

采用固相微萃取技術(shù)對(duì)醬油揮發(fā)性成分進(jìn)行提取,并利用氣-質(zhì)聯(lián)用法進(jìn)行測(cè)定,低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油生香發(fā)酵前后的主要揮發(fā)性風(fēng)味成分的質(zhì)譜。

生香發(fā)酵后的醬油與原低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油相比,其揮發(fā)性成分出現(xiàn)了顯著的差異,物質(zhì)的種類(lèi)的含量差異(峰面積歸一法)。

原低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油生香發(fā)酵后的醇類(lèi)、酯類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)、酚類(lèi)和其他化合物等6類(lèi)主要揮發(fā)性成分在種類(lèi)和含量上都產(chǎn)生明顯的變化,特別是醇類(lèi)、酯類(lèi)這兩類(lèi)物質(zhì)在揮發(fā)性成分中的比例明顯提高。

2.2.1醇類(lèi)化合物

原低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油檢測(cè)出7種主要醇類(lèi)物質(zhì),醬油生香發(fā)酵后檢測(cè)到8種,新增的醇類(lèi)物質(zhì)為苯甲醇和4-異丙烯基-5-甲基-4-乙烯基-1-醇,減少的醇類(lèi)物質(zhì)為異辛醇。

原醬油添加生香酵母發(fā)酵后,醬油中的醇類(lèi)物質(zhì)在揮發(fā)性成分中的比例由43.76%提高至64.95%,總含量明顯提高。其中,苯乙醇由生香發(fā)酵前的0.55%增加至0.75%。其均是傳統(tǒng)釀造醬油的特征香氣成分,苯乙醇是酵母菌的代謝產(chǎn)物,來(lái)源于酒精發(fā)酵過(guò)程中苯丙氨酸的降解,具有du特的紫羅蘭香、丁香、茴香味、蜂蜜味及青甜玫瑰的氣息,而3-甲硫基-1-丙醇在濃度較低時(shí)即有強(qiáng)烈的肉湯香味[11-12]。

2.2.2酯類(lèi)化合物

原低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油中檢測(cè)出4種酯類(lèi)物質(zhì),醬油生香發(fā)酵后檢測(cè)出6種,新增加的物質(zhì)為乙酸異戊酯和醋酸苯乙酯。

原醬油生香發(fā)酵后,酯類(lèi)物質(zhì)在揮發(fā)性成分中的比例由0.99%增至12.08%,在種類(lèi)和百分含量上均有了顯著的增加。其中乙酸異戊酯和醋酸苯乙酯的升幅*大,分別由生香發(fā)酵前的0%0.31%上升至6.19%5.52%。乙酸異戊酯具有較強(qiáng)的新鮮果香、稍甜,有類(lèi)似熟香蕉、生梨和蘋(píng)果的香味,醋酸苯乙酯具有桃子香氣,這兩種物質(zhì)百分含量的大幅上升對(duì)醬油風(fēng)味的改善起到了重要的作用。酯類(lèi)物質(zhì)提高的主要原因是酵母發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的酯化酶對(duì)有機(jī)酸類(lèi)與醇類(lèi)進(jìn)行酯化作用,這也是揮發(fā)性酸類(lèi)物質(zhì)含量下降的主要原因[13-15]。

2.2.3醛類(lèi)化合物

醬油生香發(fā)酵前后均檢測(cè)出8種醛類(lèi)物質(zhì),其中相同的成分有7種,分別為壬醛、糠醛、癸醛、苯甲醛、苯乙醛、a-亞乙基-苯乙醛和茴香醛,醬油生香發(fā)酵后新增了肉桂醛,減少了辛醛。醛類(lèi)物質(zhì)在揮發(fā)性成分中所占的比例明顯降低,由10.08%下降為4%。醛類(lèi)物質(zhì)一般不是醬油的特征風(fēng)味成分,但其能夠與醬油酵母代謝產(chǎn)生的醇類(lèi)或硫化物反應(yīng),提高醬油風(fēng)味[1]。

2.2.4酸類(lèi)化合物

原低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油中檢測(cè)出5種揮發(fā)性酸類(lèi)物質(zhì),醬油生香發(fā)酵后檢測(cè)到7種,其中相同的酸類(lèi)物質(zhì)有醋酸、丁酸、戊酸和4-甲基戊酸,新增加的酸類(lèi)物質(zhì)為反-2-乙烯基環(huán)戊烷羧酸、辛酸和癸酸,減少的酸類(lèi)物質(zhì)有異丁酸。酸類(lèi)物質(zhì)在揮發(fā)性成分中所占的比例也明顯降低,由14.45%下降為5.4%,特別是醋酸由10.65%下降為3.94%,表明低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油中的酸類(lèi)物質(zhì)與酵母代謝產(chǎn)物醇類(lèi)物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)。另外,常規(guī)理化指標(biāo)顯示醬油生香發(fā)酵后總酸由1.77g/100mL增至1.94g/100mL,表明了酵母在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生了非揮發(fā)性有機(jī)酸類(lèi)物質(zhì),其主要來(lái)源酵母的三羧循環(huán)[1],而揮發(fā)性酸類(lèi)物質(zhì)由于酯化而降低。因此,酸類(lèi)物質(zhì)的變化促進(jìn)了醬油風(fēng)味的柔和。

2.2.5酚類(lèi)各其他類(lèi)化合物

醬油生香發(fā)酵前后均檢測(cè)出4種酚類(lèi)物質(zhì),其中愈創(chuàng)木酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚和4-乙基苯酚均是天然發(fā)酵醬油里特有的香氣物質(zhì),由于生香發(fā)酵時(shí)間短,此類(lèi)風(fēng)味物質(zhì)變化不大。

其他類(lèi)化合物包括吡嗪等含氮化合物、呋喃等含氧雜環(huán)化合物、噻唑等含硫化合物以及烴類(lèi)化合物等,雖然這些物質(zhì)的種類(lèi)百分含量在醬油生香發(fā)酵后有所下降,但是這些化合物具有非常低的風(fēng)味閾值,仍然對(duì)醬油的整體風(fēng)味貢獻(xiàn)很大。

綜合表明,低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油添加生香醬油酵母發(fā)酵后,醇類(lèi)和酯類(lèi)這兩類(lèi)物質(zhì)在揮發(fā)性風(fēng)味成分中的比例顯著提高,特別是異戊醇、3-甲硫基-1-丙醇、苯乙醇、乙酸異戊酯和醋酸苯乙酯等含量比例的提高大大改善了醬油的香氣;在生香酵母的作用下,醛類(lèi)、酸類(lèi)、醇類(lèi)和其他類(lèi)化合物形成醬油新的香氣成分,既減少一些不良風(fēng)味,又促進(jìn)醬油風(fēng)味更加柔和。

3結(jié)論

低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油生香發(fā)酵后總酸、總酯、酒精含量明顯提高,分別由1.77g.100mL、7.84g/100mL0.09%增至1.94g/100mL9.85g/100mL2.12%;可溶性固形物、還原糖含量基本保持不變,氨基酸態(tài)氮含量略微降低。

通過(guò)氣相色譜質(zhì)譜用(gas chromatograph-massapectrometer,GC-MS)對(duì)低鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油生香發(fā)酵前后的揮發(fā)性風(fēng)味成分進(jìn)行分析,醇類(lèi)和酯類(lèi)物質(zhì)在揮發(fā)性風(fēng)味成分中的比例由原來(lái)的43.76%0.99%分別提高至64.95%12.08%;醛類(lèi)和酸類(lèi)物質(zhì)由10.08%14.45%分別下降為4%5.4%。

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