米曲霉与黑曲霉复合制曲发酵酱油的研究

米曲霉与黑曲霉复合制曲发酵酱油的研究

在勘探过程中，发酵效果的质量主要取决于微生物对原料中蛋白质的利用。目前国内酱油企业中,原料蛋白质的利用率普遍只有75%~80%,而国际先进水平国家的平均利用率已经达到90%以上,为了缩短与国际先进国家的差距,国内相关人员做了大量的研究,研究发现通过多菌种复合发酵能有效提高原料的蛋白质利用率。但是在复合菌种发酵中,微生物间相互作用既有互相促进也有相互拮抗,而在这个相互作用的反应过程中需要寻找到一个平衡点,使复合菌种的协同发酵效率最高,最大限度地生产出人们需要的产物。因此,深入研究复合菌种在发酵过程中对原料蛋白质的分解利用情况就显得很有必要,本文对此进行了初步的研究与分析。1材料和方法1.1其他微生物所需养食品米曲霉菌种:仲恺农业工程学院生物工程实验室保藏菌种;As3.350黑曲霉:广东省微生物所;大豆、面粉:广东美味鲜调味食品有限公司;麸皮:广东东海调味品有限公司;食盐:广东盐业集团袋装低钠盐。1.2测试方法1.2.1大豆曲霉t-一种黑曲霉先以麸皮为主要原料,按8:1的比例加入大豆粉与面粉混合均匀,经润湿蒸煮冷却后接种一定量的米曲霉或黑曲霉孢子,经过约72h培养制成种曲;然后按1%的总种曲接种量,按米曲霉:黑曲霉比例分别为1:0、1:1、2:1、3:1、4:1、5:1与30%的面粉混合接入经浸透蒸煮的大豆中,经72h培养制成成曲;最后把成熟的成曲平均分装到三角瓶,分别添加2.5倍的18%的盐水,30℃培养箱中恒温培养并定期摇瓶。1.2.2氨基酸态氮测定考察样品前30d蛋白质分解情况,从发酵0d开始,每隔5d取一次样测定其氨基酸态氮含量,氨基酸态氮根据GB18186—2000方法测定。1.2.3全氮利用率的测定分别测定原料与30d发酵完成后酱油中的全氮含量,根据GB18186—2000所提供的方法测定。根据下列公式计算出全氮利用率。2结果与分析2.1各单菌种与复合菌种发酵的分解效率及复合比例的确定在30d的发酵周期内,从制醪开始每隔5d跟踪测定一次各组样品的氨基酸态氮含量,所得各组的氨基酸态氮生成曲线如图1~图6所示。根据图1~图6显示的结果,发酵前30天原料的蛋白质都在不断地分解成氨态氮,而前5d的分解效率最高,不同的菌种配比所表现出来的趋势基本一致。第5~10天的时间段里,单菌种发酵组仍然保持了较高的分解效率,5d内分解产生氨态氮超过了0.21g/100mL,其他各组样品的分解效率则有一定的下降,5d分解产生氨态氮基本都在0.168g/100mL以下,其中1:1组的分解效率最高,其他各组依次是5:1、4:1、3:1和2:1,总的来说,0~10d这个时间区间内,除1:1组外,米曲霉占优势的样品分解效率相对较高,米曲霉的优势越明显其分解效率则越高。而第10天开始,单菌种与1:1组的分解效率有了明显的下降,从第10到第30天单菌种发酵只生成了0.231g/100mL氨态氮,而1:1组只分解产生了0.182g/100mL,其他各组的氨态氮产量分别为2:1组产生了0.341g/100mL,3:1组产生了0.238g/100mL,4:1组产生了0.392g/100mL,5:1组产生了0.322g/100mL,可以看到4:1这个比例的后续发酵能力最强,然后是2:1与5:1,在复合菌种中1:1与3:1的后续发酵力最弱与单菌种相当或不如单菌种发酵。发酵30d后,最终产物中氨基酸态氮的含量如表1所示。从表1中可以看出,最终产物中氨基酸态氮含量最高的是4:1复合菌种然后依次是5:1、单菌种、1:1、2:1、3:1,最终发酵生产氨态氮比单菌种发酵高的只有4:1与5:1两组。从以上结果中可以看出,单菌种发酵中酶解作用主要集中在前10d,后续的发酵相对比较缓慢;而复合菌种发酵中,不同的复合比例所表现出来的发酵过程有很大的差别,而最终结果优于单菌种发酵的只有4:1与5:1两组试验,其他组的结果都不如单菌种发酵。可以看出,复合菌种发酵高盐稀态酱油需选择合适的复合比例,比例合适能得到较好的效果,但如果比例不合适将有可能产生相反的作用,不利于生产。从以上结果可以初步判定,米曲霉与黑曲霉以4:1的比例混合制曲,其协同效应最好,能明显提高发酵产物中的氨基酸态氮含量,发酵30d后,其产品中氨基酸态氮的含量比单菌种发酵提高了约7.8%。2.2不同菌株在发酵过程中的发酵能力从另一个侧面分析,在经历同样的发酵时间后,各试验组的相互关系也在发生着一定的变化,以下通过图7~图13的对比分析探讨当中的变化与可能的影响原因。以上结果可以看到,0d和5d的柱状图显示了1:1的优势比较大,尽管其氨基酸态氮的含量直到第20天仍然是最高的,但是与其他试验组的差距却被不断的缩小,到10d后其氨基酸态氮的增长速度就明显不如其他实验组了,因此可以看到,该组的制曲效果比其他组要好,但是到液态发酵期间的发酵力就比较欠缺了。而2:1与3:1两组试验基本上都处在较低的水平,尽管氨态氮的含量有一定的变化,但是与其他试验组相比水平都相对比较低,而且比单菌种发酵都要差,可见其复合菌种的协同性比较低不利于原料蛋白的分解利用。通过对比第0、5、10天的的柱状图可以看出,单菌种的发酵效率在制醪的初期阶段是比较高的,但到15d后就被4:1与5:1两组赶上了,暴露出了后期发酵能力不足的问题,综合其他资料显示,这与酱醪的理化指标的变化有着一定的关系。从25、30d的柱状图可看出,4:1与5:1的后发酵能力已经比较明显地表现出来了,而其中4:1的结果是最理想的。2.3全氮利用率高,但氨态氮含量高,全氮利用率高经过30d的发酵后,各试验组最终的全氮利用率见表2。如表2所示,4:1的全氮利用率最高,高达82.21%,与单菌种相比高出了35%,但是表2的数据与2.1和2.2中所得到的数据有一定的出入,特别是3:1、1:1以及2:1组的全氮利用率都超过了单菌种发酵组,但其氨态氮含量都低于单菌种发酵。初步分析,测定全氮的样品中有可能混入了菌体自溶的部分氮源,由于1:1、2:1和3:1的后发酵能力都不强,极有可能提前进入了菌体的衰退期出现菌体自溶的现象,另外也可能由于过滤不干净混入了部分原料的发酵残留物,从而导致上述情况的出现。3发酵配比对原料分解利用的影响通过上述试验结果的对比分析,可以得出以下结论:在高盐稀态酱油中,通过复合菌种制曲发酵既有可能产生正效应也有可能产生负效应,关键在于找到一个协同性好的复合比例,若配比不合理,其原料蛋白的分解利用情况还不如单菌种制曲发酵的好;单菌种制曲发酵的蛋白分解利用主要集中在前10d,但单菌种制曲发酵的后续发酵能力相对较弱,不利于提高原料蛋白质的分解