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第一章 酱油生产工艺 第一节 慨 述 一、酱油生产特点 (1)酱油是一种调味品,直接供人们食用。因此,不仅要求其色、香、味、体完整,营养价值 较高,而且在卫生方面也要安全,这样才能使消费者乐于接受。 (2)酱油是以农副产品为原料加工制成的发酵调味品。我国幅员辽阔,粮食原料品种繁多, 发酵工厂可因池制宜合理利用,就地取材就地生产,就地销售。 (3)酱油生产是通过微生物作用。对原料进行逐步降解的一种极其复杂的化学过程,影响 其作用机理的因素繁多。 (4)酱油生产的工艺方法很多,目前广为采用的有固态低盐发酵,也有固态无盐发酵、稀圈发 酵等。但生产技术水平差距甚大,产量也不能满足需要。因此,如何取长补短,把一些落后的 企业提高起来是一个急待解决的问题。 二、酱油生产的工艺流程 一舱酱油生产均需经过原料处理、制曲、发酵、浸出淋油及加热配制等生产过程,现以固 态低盐发酵为例列出工艺流程。 原料处理和蒸煮 原料处理主要是把原料经适当的破碎后加水润胀,再经蒸煮使蛋白质适度变性、淀粉质蒸 熟糊化以便被酶所作用,同时也可杀灭原料中的微生物;给米曲霉正常发育创造有利约条件。 现在一般利用旋转式蒸锅加压蒸料。 (二) 制曲 制曲的目的主要是使米曲霉在熟料上充分生长发育,同时分泌出酱油生产所需要的各种两 类,如蛋白酶、淀粉酶、果胶酌、纤维素酶等,并促使原料发生变化,为以后发酵创造必要的 条件。目前多数厂已采用厚层通风制曲法。 (三) 发酵 发酵是将成曲拌以适量的盐水后,置于发酵容器中,在一定的温度下,利用微生物及其分 泌的各种两类,将酱醅中复杂的有机质,进行一系列生化反应,例如把蛋白质分解成氨基园, 淀粉分解成糖、产生醇、酸、酯;形成独持的色、香、味、体等请项调和的成品酱油。 (四) 浸出淋油 浸出淋油是从酱醅中提取酱油有效成分的过程,浸出是把酱油中的成分溶于盐水中,淋油 则是把酱油与酱渣通过过滤分离出来。 (五) 酱油的后处理 酱油的后处理包括灭菌、配制(勾兑) 、质量检查和包装等工序,总的目的是为了保证成品 酱油有一个稳定的质量标准。 第二节 原 料 酱油生产的原料历来都是以大豆为主,随着科学技术的不断发展,人们发现大豆里的脂肪对酱 油生产作用不大,为了合理利用粮油资源,节约油脂,目前大部分发酵厂都以豆饼或豆粕为主 要原料,以麸皮代替面粉。由于我国幅员辽阔,各地区条件不同,因此应该田地制宜就地取材 来获得价廉物美的牛产原料。 一、原料的选择 1原料选择依据 (1)蛋白质含量高,碳水化古物适 (2)无毒无异味,酿制成的酱油质量好。 (3)资源丰富,价格低廉。 (4)容易收集,便于运输和保管。 (5)因地制宜,就地取材,争取综合利用 2工艺配方 目前,各地图条件不同,采纳的配方也不同 (1)豆粕 80 麸皮 20 (2)豆粕 100 麸皮 15 小麦 5 (3)豆粕 100 麸皮 10 小麦 40 (4)豆粕 100 小麦 100 (5)豆饼 50 蚕豆 50 麸皮 10 二、蛋白质原科 (一)大豆 大豆是生产酱油的主要原料。大豆包括黄豆大豆的一般成分见表 212。 (二) 豆粕 豆粕是大豆先经适当加热处理(一般低于 100) ,再经轧坯机压扁,然后加入有机溶剂, 以轻汽油喷淋,提取油脂后的产物,一般呈片状颗粒。豆粕中脂肪含量极少,蛋白质含量较高, 水分少,易于粉碎,是做酱油较理想的原料。 (三) 豆饼 豆饼是大豆用压榨法提取油脂后的产物。由于压榨设备和工艺条件不同,豆饼有几种不同 的形状和名称。由于加热程度不同,可分为冷榨豆饼和热榨豆饼。冷榨豆饼未经高温处理,出 油率低,蛋白质基本没有变性,适用于加工豆制品;热榨豆饼则是大豆经过高温处理后再压榨, 含水分较少,含蛋白质较高,质地较松,易粉碎,比较适合于制作酱油。此外,根据压榨机的 形状和压力的不同,又可分为圆车饼、方车饼和红车饼。 圆车饼,先将大豆加热,再压扁加入蒸锅蒸煮后,用油草包好,经初压成型,再入压榨机 压榨,大豆所受压力为 10 一 14MPa,需 35h 制成,属于热榨豆饼。 方车饼,大豆经粉碎压扁、蒸熟成型后,装入板式或盒式压榨机中,豆饼所受压力为 7MPa,时间为 34h(有时受压 28MPa,需 30min) ,制成长方形饼板,称为方车饼。 红车饼(瓦车饼),大豆在榨油前经过 125左右的热炒,用螺旋榨油机压榨,最高压力 为 140 一 170MPa,压榨时间为 13min,受热在 l 30 以上。属于热榨豆饼。 (四)其他蛋白质原科 豌豆,也称毕豆、小寒豆、淮豆或麦豆。局豆科,12 年生草本植物,我国各地均有栽 培。 蚕豆,也称胡豆、罗汉豆、佛豆或寒豆。为 12 年生草本植物,我国西南和华北地区栽 培最多。 三、淀粉质原料 生产酱油用的淀粉质原料,传统是以面铂和小麦为主。现在多改用麸皮作主要淀粉原料, 也有选用其他代用原料的。 (一) 小麦 小麦因品种、产地不同,外表及成分各有差异。按粒色分红皮或白皮小麦;按质地分硬质、 软质和中间质小麦。 小麦中的碳水化合物(无盐浸出物 ),除含有 70的淀粉外,还含 2一 3%的糊精和 2一 4 的蔗糖、葡萄糖、果糖。小麦含 10一 14的蛋白质,其中麦胶蛋白质和谷蛋白质较丰富, 麦胶蛋白质中的氨基酸以谷氨酸最多,它是产生酱油鲜味的主要因素之一。小麦谷料分胚乳、 胚芽和麸皮三部分,质量分别为 83、2及 15。全小麦蛋白质有 72存在于胚乳中,麸 皮中占 20%,胚芽中占 8。 (二)麸皮 麸皮又称麦皮,是小麦制面粉时的副产品,麸皮的成分因小麦品种、产地及加工时的出粉 率不同而异。 麸皮质地疏松、体轻表面积大,除含有表中所列成分外,还含有多种维生素和钙、铁等 无机盐。营养成分适宜,能促进米曲霉生长,有利于制曲和淋油,能提高酱油原料的利用率和 出品率,麸皮中多缩戊糖含量高达 20一 30,与蛋白质的水解物氨基酸相结合,产生酱油 色素。麸皮本身含有 淀粉酶和 淀粉酶。据测定,每 1g 麸皮含 -淀粉酶 10 一 20 单 位(60、碘比色法)、含 淀粉酶 2400 一 2900 单位(40碘含法) 麸皮资源丰富,价格低廉,使用方便,目前国内酱油厂多以麸皮作为主要淀粉质原料。但麸皮 中淀粉含量不足,则降低酱油中糖分和糊精含量,影响酒精发酵,酱油香气差,口味淡薄。为 保证酱油质量,在有条件的地方和单位,适当补充些含淀粉较多的原料是十分必要的。 (三)其他淀粉质原料 凡是含有淀粉而无毒无害的谷物,如地瓜(甘薯) 干、玉米、碎米、大麦等均可作为淀粉质 原料。 四、食 盐 食盐是酱油生产的重要原料之一,使酱油具有适当的咸味。食盐具有杀菌防腐作用,可以 使生产发酵中在一定程度上减少杂菌的污染,在成品中有防止腐败的功能。 五 、水 酱油生产需用大量的水,对水的要求虽不及酿酒工业那么严格,但也必须符合食用标准。一 般凡可饮用的自来水、深井水,清洁的河水、江水等均可使用,但必须注意水中不可含有过多 的铁,否则会影响酱油的香气和风味。 原料处理 一、原料处理的目的 原料处理的主要目的是使大豆蛋白质适度变性,使原料中的淀粉糊化,同时把附着在原料 上的微生物杀死,以利于米曲霉的生长及原料分解。由于原料的种类不同所采取的处理工艺 也有所区别。热榨豆饼在制取过程中,由于经过了一定的热处理,蒸煮时间可以短一些;而冷 榨豆饼和大豆则宜温度高些或时间长些。某些水溶性氮指数偏高的豆粕,为防止结块,以利制 曲,可以先干蒸,然后再润水蒸煮。若在一定的压力下蒸煮时间偏短或在一定时间内温度偏低, 则蛋白质不能达到适度变性,不易被酶分解,产生许多蛋白质的初级结构,分子量较大,既不 同于大豆中的可溶性蛋白质,也不同于酱油中的可溶性胨和肽,难于再分解,稀释加热后易产 生沉淀。 二、对原料的要求 (一) 原料粒度 豆饼要先经过粉碎,以利于扩大豆饼的表面积。为吸足水分、蒸煮熟透创造条件。豆饼颗 粒大小一般应为 23mm,粉未以不超过 20为宜,豆饼颗粒过大,颗粒内部不易吸足水分, 蒸料不能熟透,同时影响制曲时菌丝繁殖,减少了米曲霉繁殖的总面积和酶的分泌量。如果粗 细颗粒相差悬殊,会使吸水及蒸煮程度不一致,影响蛋白质的变性程度和原料利用率。 原料粉碎设备 豆饼粉碎,一般采用粉碎机。粉碎机有锤式、齿轮式等,以锤式(见图 2l1)较为普遍, 粉碎机的筛孔为 9mm。 (三) 原料细度与制曲、发酵和利用率的关系 原料细度对制曲、发酵和原料利用率的影响甚大。若颗粒太大,不易吸水和蒸热,减少了 曲霉菌生长繁殖所须的总面积,而降低了酶的活力,导致发酵不良,影响酱油的产量和质 量。若原料过细,麸皮比例又 少,润水时容易 结成团块,蒸后易产生夹心,制曲时不易通风,发酵酱醅发粘,淋油困难,影响酱油质量和原 料利用率。因此,原料细度必须适当,颗粒均匀,使原料吸水速度相同,变性程序一致,最大 限度地提高原料利用率。 三、加水及润水 豆粕或经粉碎的豆饼与大豆不同,因其颗粒已被破坏,如用大量的水浸泡,会使其中的营 养成分浸出而损失,出此必须有加水与润水的工序。即加入所需要的水量,并设法使其均匀而 完全为豆饼吸收,加水后需要维持一定的的吸收时间,称此为润水或叫润张。 (一) 润水的目的 (1)使原料中蛋白质合有适量的水分,以便在蒸科时迅速达到蛋白质适度的变性( 蒸熟)。 (2)使原料中淀粉吸水、充分膨胀、易糊化以便溶出米曲霉生长所需要的营养物质。 (3)供给米曲再生长繁殖所需要的水分。 (二)润水的设备和方法 (1)最简单(土法)的润水设备是在蒸锅附近用水泥砌一个平地,四周砌一砖高墙围,以防拌 水时水分流失,水泥平地稍向一方倾斜,以便冲洗排水。润水方法保拌水泥一样。在饼粕中加 入 50 一 80热水(水温高、饼粕吸水快,润水时间可短些) 。用钉耙与煤铲靠人工翻拌,豆饼 拌匀以后堆成丘形,上面覆盖辅料(麸皮或麦粉) 堆积 30min 让豆饼充分吸水润张。最后再一次 翻拌,使主、辅料混合均匀。该方法劳动强度较大,除了内地小厂尚使用外,大、中城市中已 被淘汰。 (2)利用螺旋输送机(借称绞龙 ),如图 212 所示。将豆粕和麸皮等原料不断送入绞龙。加入 50 一 80的热水,通过螺旋输送进入蒸锅达到润水目的。绞龙底部的外壳,要求制成一边可 以脱卸,以便于润水完毕清洗干净,以免细菌污染而发臭。 (3)目前国内多数工厂采用 N,K 式旋转蒸煮锅,如图 213 所示,原料经真空管道吸入 蒸锅,或用提升机将原料送 入蒸锅,直接喷入 50 一 80的热水。开启旋转锅,翻拌润水,操作简便,省力,安全卫生。 以上无论哪种方法,如果采用冷榨豆饼或低温处理的饼柏都需经干蒸后再加水润胀,以免 因未受热变性的豆饼水溶性蛋白过多而遇水凝结成团。 (三) 加水量的确定 加水量的多少是制曲成败的关键。根据米曲霉的生理特性,制曲时应缩短曲霉的发芽时间, 从而能对杂菌起抑制作用。原料中含有适量的水分是加速米曲霉孢子发芽的主要条件之一。如 水分适当,孢子即吸水膨胀。体积增加 26 倍,细胞内物质为水所溶解,为发芽、生长、繁 殖提供营养条件。微生物需要从体外吸收养料,而养料又必须被水溶解后才能被吸收利用。已 溶入养料的细胞液是靠细胞产生的渗透压而流动的,如水分不足,细胞失去应有的膨胀,就不 能产生渗透作用以输送养料,势必影响米曲霉的生长。而且水分不足,豆饼蒸煮时蛋白质不易 变性,未变性的蛋白质,虽能溶于酱油中,但经稀释或加热后会产生混浊或沉淀。反之,原料 含有充分的水分,不仅有利于米曲霉吸收养料,加速曲霉的繁殖,而且促使米曲霉分泌多量的 酶在一般情况下,加水量大,米曲霉活力强,有利于原料利用率和氨基酸生成率的提高。但制 曲不是无菌操作,过量的用水,易被杂菌污染(因为大部分细菌、毛霉、根霉的水分活性高于 米曲霉),不利于米曲霉生长,制曲较难控制,会出现花曲、酸曲等污染现象。也会造成酱油 成品细菌数偏高,不符合卫生标准,酱油呈现细菌性混浊,降低了酱油质量,同时水分大,制 曲消耗热量也大,淀粉原料损耗多,部分蛋白质也被分解成游离氨(见去 2l9)。 从上表看出: (1)熟料水分为 425时,成曲细菌少,但产品中氨基酸含量低,酱油稀释后略混浊,说明 部分蛋白质变性不完全,豆饼不易蒸熟。 (2)熟料水分为 475一 51,成曲细菌虽成倍增加,但成品氨基酸含量较高,酱油稀 释后澄清。 (3)热料水分为 545%,成曲细菌数成倍上升,且酱油中游离氨含量高,糖分损耗大酱 油呈细菌性混浊。 每百斤豆饼加多少水为宜是一个复杂的问题,必须考虑各种具体条件。如原料本身含水 量的多少、性质、主辅料的配比、蒸锅的形式、蒸汽的压力高低、制曲的保温条件、通风、有 否空调、气候季节的不同等等。 各地的原料配比差异很大。以目前上海地区采用旋转式蒸锅蒸科,厚层通风制曲的原料配 比为例。豆粕 l00kg,麸皮 10kg,小麦粉或 4 号粉 10kg 左右,按豆粕计算加水量为 80一 90,即 80 一 90kg 水,但由于季度及蒸汽质量的不同。主要以熟料水分为依据。冬天熟料水 分为 46一 47,春秋天为 47一 49,夏天为 49一 50。如用粉状的红车豆饼,水分 酌情减少 1一 2。又如我国北方地区麸皮用虽较多,豆粕与麸皮比例为 60;40 或 70:30 或 55:45 等,则 100kg 豆粕加水量为 115130kg。以上加水量仅供参考,主要还以熟料水分 为准。 日本使用豆粕与小麦配比,两者容量比为 1:1 小麦经过炒焙粉碎处理,加水量(质量分数) 控 制在 50-130%以蒸料压力与时间为依据,如图 214 所示。 各加水线上部是蛋白质完全变性区域,曲线下部是未变性残存区域;当加水量为 50时, 蒸煮压力为 0294MPa,蒸料时间需 9min。而 130的加水量以同样的蒸煮压力只需 3min。 说明水分与蒸煮压力(温度)有十分密切的关系。日本通常将豆粕的加水量控制在 130(他们的 辅料用量大,添加方法也与我国不同),所以蒸煮时间也较短。 (四) 加水量的计算 在生产实践中,为了掌握水分,应每批测定熟料水分及成曲水分。对成曲进行感官、细菌数及 酶活力的检测,并做好记录,对照酱油质量,以便合理地确定和调整原料加水量。 总料加水量的计算公式(未考虑蒸煮时的水分吸收) 。 例如:原料配比中豆讲为 900kg,含水分 12;麸皮 450kg,水分含量为 14;小麦粉 150kg,水分含量为 l 2,经蒸煮冷却后熟料水分要求达到 50;求其加水量应为多少公斤。 按上述计算: 一般蒸料中吸收的水分量约为总料的 3一 5。由于熟料在接种曲时拌入部分干麸皮,可抵 消部分水分,假如考虑蒸料时吸收的水分,则在加水量百分率中适当减除之。 四、原料蒸煮及蒸煮设备 原料蒸煮是否适度,对酱油质量和原料利用率的影响极为明显。蛋白质原料在蒸煮时要达 到适度变性,即一次变性,在控制蒸煮时间、蒸汽压力等条件方面要求非常严格。 (一) 蒸煮目的 蒸煮目的主要使豆饼(铂 )及辅料中的蛋白质完成适度变性。消除生大豆中阻碍酶的物质, 使酶成为容易作用的状态。未经变性的蛋白质,虽能溶于 10以上的食盐水中,但不能为酶 所分解。淀粉原料先是吸水膨化,随着温度的上升,淀粉粒的体积逐渐增大,分子链之间的联 系削弱,达到颗粒解体的程度。 蛋白质变性后成为变性蛋白质和少量氨基酸,淀粉糊化后变成淀粉糊和糖分。这些成分是 米曲霉生长繁殖适合的养料且易被酶分解。此外,蒸料也可杀死附在原料上的有害微生物,给 米曲霉正常生长(制曲)创造有利条件。 (二) 蛋白质原料的适度变性 如蒸煮压力(温度)不足或时间不够,水分不充分,就会造成蒸料不熟,即原料中残存着未 变性的蛋白质。从空间结构来说,其次级键未完全受到破坏,肽键未彻底暴露,所以难以被曲 霉的蛋白酶分解,这部分蛋白质即通常所说的未变性蛋白,虽能溶于酱油中,但经稀释或加热 后,仍会生成混浊性物质或沉淀,影响成品质量 如果采用高压(高温)长时间蒸煮,或常蒸煮焖过夜(老法生产)会使蛋白质过度变性( 二次变 性),过度变性部分蛋白质的多肽链松散紊乱、缠结一团,包在螺旋体内部的疏水基( 烃基)暴露 出来,从而降低蛋白质的吸水性能,变成不易溶解的物质。这部分蛋白质很难被蛋白酶所分解, 过度变性会位豆饼颜色变深。由于豆、麦中含有约 36左右的植酸钙镁(是一种环己六 醇六磷酸酯)变成植酸钙镁酸,形成深褐色素。这种物质能抑制米曲霉的生长,影响原料的 利用率。 所以蒸料的条件对酱油质量和原料蛋白质(全氮) 利用率有十分重要意义。一般地说,原料 含有适当水分、蒸料采高压(高温) 短时间或常压较长时间的方式,都可以达到蛋白质的变性。 近年来国内外大量实践证明,高温短时间的蒸料方式(俗称高短法) ,较之常压蒸科有利。 日本安田敦等人对最适蒸煮压力、时间与原料消化率的关系进行试验。当加水量在 130 的条件下,高温短时间蒸煮的饱和蒸汽压力和时间的关系如图 215 所示 AB 曲线的左侧,为原料中残留的未变性蛋白质;CD 曲线的右侧表示蛋白质二次变性。 在 AB 和 CD 两曲线之间区域表示蛋白质变性适度。 AB 和 CD 两曲线在增加加水量或者延长预加热时间时,均有向左侧移动的倾向,从上图 可知,蒸煮压力(温度)越高,蒸煮时间就越短。加水量大也可缩短蒸煮时间。 采用不同的压力和相对应的蒸煮时间,将蒸煮后的豆饼进行酶分解,试验结果如表 21- l0 所示。说明蒸煮压力高,时间短,原料蛋白质受曲霉菌的酶作用的消化率就高,蛋白质适度 变性的比例也大,有利于提高原料全氮利用率。但在高温下若忽视蒸煮时间,不及时降温。会 造成蛋白质二次变性。 我国目前大多数酿造厂使用 NK 式旋转蒸锅。若采用过高压很不安全,一般不超过 196110000Pa。有些乡镇企业还是沿用土法常压蒸煮设备。所以要根据我国目前现有实现 条件对蒸煮料设备实行逐步更新改造。 (三)原料蘸煮设备及蒸意方法 1 常压蒸料锅 这种设备简陋,原料消化率和全氮利用率均较低一些乡、镇企业和小型酱油厂仍在采用。 它是采用木质蒸桶或者以钢筋水泥代木桶,蒸汽管由蒸桶底进入桶内。尖端侧面有多个气 孔,使蒸汽分布桶内(团 216),锅盖多为木质。使用时注意密闭以防蒸汽大量损失。如没 有蒸汽,可用简易蒸锅(图 217)木桶放置于火锅上,利用锅内所产生蒸汽进行蒸熟,使用 这种装置应注意木桶与锅衔接处的密闭性,防止蒸汽外泄 常压蒸煮,较难蒸熟,为此要采取分层进料法。即蒸料前必须先把锅内水煮沸或开启 蒸汽,把润水后的原料一层层。均匀池洒入锅内,注意洒入原料必须顶着蒸汽,即在冒蒸汽处 铺上一层原料,洒料时注意松散,切忌进料太快,压实,避免蒸汽不畅通的地方出现生科。进 料完毕,为避免锅底冷凝水聚结,先排放锅底蒸汽冷凝水后,加盖蒸煮 12h,停火或关汽, 焖 24h,出锅。 2加压蒸煮锅 为承受一定压力的圆筒形钢板蒸煮锅。锅底部设有假底(竹编或有网眼的金属板) ,假底下通 入蒸汽,并设有排水阀。靠近假底处开有刀门,便于出料。刀门及加盖处配有元宝螺丝。锅盖 设有排汽阀及压力表。 加压锅的优点是蒸煮时间快,省煤。蛋白质原料容易变性(蒸熟) 。但须注意安全,蒸锅必 须符合受压容器的标准,压力计要定时检验,蒸料时不得超过规定压力。 操作时,先开蒸汽,排除冷凝水,待冒汽后,缓慢将润水后的原料洒入,洒料要均匀琉松, 随着蒸汽的冒出,逐步洒入,切忌进料太快把蒸汽“压死” ,造成蒸煮不适。进料完毕,待面 层冒汽后,然后加盖捻紧元宝螺丝,升温,当压力升至 4910000Pa 时,关蒸汽,开启锅盖 上的排汽阀,排除锅内余汽至 0,继续开蒸汽,关闭排汽阀,当压力上升到 117710000Pa 左右,保持 15min,关闭蒸汽再焖锅 15min。即排尽余汽,打开锅盖开启刀门出锅。 3NK 式旋转蒸煮锅 N,K 式旋转蒸煮锅是一个既能受压加热,又能减压冷却的容器。在润水蒸料时,可以 360碳转运动。旋转锅由锅身、支柱、旋转装置、水力喷射泵及真空泵吸料投料口和出料口 等部分组成。20 年来,国内旋转锅不断改进,目前罐体以立式双头锥为主,也有球形,容量 一般为 56m:。近年来我国发酵技术人员按照高温短时间的蒸煮原理,采用旋转锅蒸料也 可实现上述高、短法蒸料的要求。上海酿造五厂对该项设备与工艺做丁如下改进后,得到较好 效果。 (1)5mNK 式旋转蒸煮锅 (固 2l-3 及 218)每锅蒸科 l 225kg(其中豆粕 1000kg,小 麦片 125kg,麸皮 100kg)。 (2)排汽管,直径 75mm。 (3)水力喷射泵(回 219),用 2 台 BB 60 玻璃钢喷射泵,并联装置。用 R1.5m 圆弧 形管,喷射泵出水用管长 3m。抽真空冷却至 75时间为 10min 左右。 (4)蒸料操作方法。以上海酿造五厂为例,豆粕与辅料分开润水( 前已所述豆粕原料润水充 分有利于蛋白质变性。豆粕先润水,有利于豆粕吸水润胀)。豆粕 1000kg 经提升斗送入锅内。 开动转锅,同时开蒸汽干蒸至 110(豆粕因被提取泊脂后系低温处理的,干蒸使蛋白质凝固, 防止产生结块粘糊现象),关闭蒸汽,开启排汽阀,使锅压力降到 0 后,开离心泵,打入水 800kg,豆粕吸水后,旋转锅身浸润 40min 后停止旋转,然后添加铺料小麦片 125ks 及麸皮 1000kg,再旋转混合 20min,开蒸汽升压至 490kPa 后关蒸汽,开排汽阀降压到 0 后,关闭排 汽阀,继续通入蒸汽。转锅内的温度上升到 120,压力为 147。lkPa 左右,维持 4min,开启 排汽阀 5min,压力从 1471kPa 快速脱压至 0,接着开启两台水力喷射泵抽真空,在 10min 内 抽冷至 7580,即可出料。 (5)操作注意事项: 受压容器要经常检查,压力不得超出规定范围以确保 安全。 操作时要严格遵守操作规程。 出料时锅内残余蒸汽必须排尽。 装卸锅盖时,应对称上紧螺栓,使各螺丝及螺盖,承受比较均匀的力量。 4连续蒸煮设备 日本酱油的原料蒸煮很多厂仍采用 NK 式锅,根据前述原理,改变蒸煮条件,同样也能达 到生产要求。但目前推行的连续蒸煮设备是将 NK 式蒸煮法连续化处理 (团 2I10),即豆 粕由进入螺旋式输送机中润水,以提升机将原料送至蒸煮管上部,由引入管送入蒸煮管 当原料经过高压螺旋 输送机慢慢运行时就得到了蒸煮处理并经小型脱压室 12 排础。这个装置的特点是:蒸 煮均匀,不粘结成团,原料连续处理操作简便。 日本藤原酿造机械有限公司研制了新的 FM 式连续蒸煮设备。原料润水与上述相似。改进 了螺旋式蒸料装贸易将原料残留在输送机中的问题。即在蒸料管中装置一个不锈钢的金属网, 原料在金属网上厚度为 20cm 以下,随着金属阿而移动,加压蒸汽从金属网上的原料上、下两 面导入管内,原料通过蒸汽压力为 1961xl0 4Pa 的横筒蒸煮罐,蒸煮时间为 3mm。通过旋 转阀送入减压室。减压室同喷射冷却器相连接,原料经冷却,移送到传送带上(图 2l11 为 FM 式连续蒸煮装置) 。我国广州调味品四厂引进了上述设备。石家庄、青岛、天津等地也有类 似的蒸料设备。 (四) 原科蒸熟程度的检测方法 1.原料蒸熟程度的感观鉴定法 旧法蒸豆,习惯上常以出锅的熟料变成褐红色为标准,于是传统的蒸豆常采用炯过夜的方 法。实际上过夜出锅容易使原料中蛋白质产生过度变性,熟料变成深褐色,使氨基酸及糖分变 成色素,而减少了米曲霉繁殖所必需的营养。据国内外资料报导,以同样的设备,原料炯过夜 比当天出锅全氮利用率低 5左右。其他氨基酸也相应下降。近来发现过度变性使热料颜色变 深的原因是豆、麦中植酸钙镁物质因受长时间高温变成低毒的深褐色的植酸钙镁酸该物质能 抑制米曲霉的繁殖,影响制曲和酶的活性。适度变性的原料色泽比蒸煮前略保些,质地疏松而 且手感有弹性,水分虽高但不觉得湿,捏之不粘于。过度变性的豆粘,色泽深褐,热料粘实。 因蛋白质的肽链缠结一团,吸水性能差,所以手感很湿,但水分 并不高,捏之粘手没有弹性,像这种原料容易污染杂菌,不易制好曲。 2理化鉴定方法 (1)未变性蛋白质的判断法。在麸曲中加 5 倍 20的食盐水、于 37、5h 后提取两液。将此 酶液 50mL 加进 5g 蒸豆中,置 37C 酶解 5d 后,将此酶解滤液加 5 倍的蒸馏水稀释,在沸水中 加热 5min,澄清并有沉淀者,证明有未变性蛋白;如混浊而无沉淀物有为蛋白质完全变性。 (2)吸取酿制成的酱油 5mL 放入比色管加水 95mL,稀释混合,若比色管中产生絮状悬浮 物或混浊不清,为未变性蛋白,反之溶液清而透明为蛋白质变性完全。 (3)消化率测定。将蒸煮处理的豆饼,么低温下减压干燥后粉碎,取 18 装入振荡式试管内, 再添加 05molL 磷酸缓冲液(PH72)10mL 、酶液 20m(由种曲提取)和甲苯 1mL,封闭, 慢慢摇动试管置 37保温 7d,使其酶解。然后在酶解液中加蒸馏水,定容至 100mL,用离 心法把液相和因相分开,取液相 30mL,并加入 02mol L 二氯醋酸 15mL。滤出沉淀物(木 分解的蛋白质)。取 5ml 过滤液,用凯氏定氟法测定氮含丝。另外,对未添加粉碎豆饼粉的溶 液,以相同的方法进行空白试验,两者值的差为 AE;lg 粉碎豆饼粉的氮含量为 B,用下式可 求出消化率。 3熟料的质量标准 (3)感官指标:熟料呈浅淡的黄褐色,有香味及弹性,无硬心不粘,无其他不良气味。 (2)理化指标:水分含量为 46一 50,消化率在 78以上,无未变性蛋白沉淀。 种曲制备 种曲即酱油发酵时所用的种子,它是生产所需要的菌种,如米曲霉(As-pergillus 0rygace)、 油曲霉(As-Ps0gae) 、黑曲霉 (As-Pniger) ,经培养而得到的含有大量孢子的曲种,生产上不仅 要求孢子多、发芽快、发芽率高,而且必须纯度高。种曲的优劣,直接影响酱油的质量、酱油 杂菌含量、发酵速度、蛋白质和淀粉的水解程度,因此种曲制造必须十分严格。 种曲制备的流程概要如下: 菌种斜面试管培养三角瓶培养种曲(扩大曲) 一、菌种的选择 菌种选择的意义 酱油生产所需要的菌种必须符合产酶活力高,质量好,性能稳定的要求。在漫长的约 3000 多年的历史进程中,酱油都是靠天然制曲,即利用自然的野生微生物作为菌种。随着微 生物技术的不断发展,现在已使用经过选育的优良纯种作为菌种。 (二)酱油发酸用的优良菌种应具备的条件 (1)不产生黄曲霉毒素及其他有毒成分。 (2)繁殖力强,适应性强,对杂菌抵抗力强。 (3)酶系适用,酶活力高(特别是蛋白酶活力高 ) (4)菌种纯,性能稳定。 (5)配制成的酱油产率高酱油发酵所用菌种主要有沪酿 3 042、中科 3951、沪酿 UE 336、961、9612 等。 二、试管菌种的培养及保藏 (一) 试管菌种的培养目的和要求 试管菌种培养的目的和要求是在选出的优良原菌的基础亡,经过若干次(一般为三次)的 移接和活化,培养出纯粹、新鲜、繁殖力强、孢子多、色泽正常的曲种以供扩大之用。为保证 质量,必须严格按照微生物的实验技术进行操作。 1培养基 (1)常用沪酿 3042 培养基配方 豆汁 1000mL 硫酸镁(MgS0 47H20) 0.5g 可溶性淀粉 20g 磷酸二氢钾(KH 2P04) 1g 硫酸铰(NH 4)2S04 0.5g 琼脂 20g PH6 左右 豆汁制备:豆饼(或豆粕)加水 5 倍,小火煮沸 lh,边煮边搅拌,然后过滤。每 100g 豆粕可 制成 5lB 豆汁 1000mL(多则浓缩,少则补水)。 (2)As3350 黑曲霉涪养基:察氏培养基或 10豆芽汁培养基。 豆芽汁培养基制法:取大豆芽 100g 加水 1L,煮沸 30min,过滤滤汁补水到 1L,另加葡萄 糖或蔗糖 5、琼脂 2即成。 、 2灭菌 100kPa(表压)灭菌 30min 后摆斜面。 3接种培养 接种后置 30,恒温箱 3d 即成, 4菌种保藏 4冰箱,34 月移接一次。 纯种三角瓶培养 (一)原料配比 (1)麸皮 80g 面粉 20g 水 80 一 90g (2)麸皮 85g 豆饼粉 15g 水 95mL 左右 (二) 灭菌 原料混合拌匀后分装寸:已经干热灭菌的 250mL 的三角瓶中,每瓶约装湿物料 l0 15g(使其厚度为 1cm),以 100kPa 灭菌 30min,冷却后备用。 (三) 接种培养 接种两环斜面菌种孢子于已冷却的三角瓶中格匀,在 30土 1的恒温箱中培养 13 20h,至菌丝生长后摇动一次,再培养 46h 再摇一次,继续培养至菌丝充分生长,形成结饼 状即可扣瓶(以手将三角瓶扣翻 )。使底部曲料能充分接触空气,促使米曲霉继续生长发育,全 程约需 3d。 (四) 应用 刚培养好的新鲜三角瓶扩大曲,发芽力强,发芽率高,应及时使用。如果需要保存,可放 置在 4冰箱中,但时间不宜超过 10d。 (五) 三角携种曲的质量标准 孢子发育肥状、整齐、稠密、布满曲料,顶囊肥大;米曲霉呈鲜艳黄绿色、黑曲霉呈黑褐 色、无异味、无杂菌、内无白心、有多种曲霉固有的香味,必要时可测定孢子数和检查杂菌数。 种曲制造 (一) 种曲制造的目的和要求 种曲是酱油大曲的种子,米曲霉要求孢子数每克 60 亿以上(干基) ,把子发芽力强,发芽 串达 90以上,而且纯粹度高,细菌数不超过 107 个g。 (二) 种曲空及其主要设施 种曲空是培养种曲的场所,要求密闭性能或保温保湿性能好,便于消毒灭菌,使种曲有一 个既卫生又符合生长繁殖所需要的环境。种曲空的大小为 5m4m3m,四周为水泥墙,上为 圆弧形房顶,以防止冷凝水下滴影响种曲的质量。种曲室需具备门、窗、天窗,并有调温调湿 设施和排汽装置。 其他主要设备有:蒸料锅、接种混合桶、振荡筛及扬料器等。 培养用具有:木盘(45cm40cm5cm)或竹困( 直径 90cm 左右)。铝盘(50cm85cm4cm) 。 2灭菌工作 种曲制造必须尽量防止杂菌污染,因此曲室及一切工具有使用前均需经消毒灭菌。 曲室灭菌般 1m3 用硫碘 25g 或甲醛 10mL,甲醛对酵母及细菌有较强的杀伤力。硫磺对 霉菌有较好的杀菌效果,二者交替使用,效果更为显著。其他用具可用蒸汽灭菌,或 75酒 精擦洗,也可用 02甲醛水溶液擦洗灭菌。 3.原料处理 配方如下: (1)麸皮 85g 豆饼 15g 水 90mL (2)麸皮 80g 面粉 20g 水 70mL 原料混合后过 L 5 目筛一次,堆积润水。常压蒸料时间约为 2bl 加压蒸科,需 100kPa(表 压)维持 30 一 60min,出锅后摊冷,水分含量为 50一 54。 也可采用二次润水法,即先加水 40一 50加水 45。 4接种 夏天温度为 38左石,冬天 42左右,接种量为 0. 3一 05,接种后迅速拌匀。 5.培养 接种后的曲料即可装匾培养,由于各地区各厂的设备条件不同而不同,其操作方法也各不相同 现以竹匾制曲法为例简介如下: 将接种后的曲料故入竹匾内,轻轻摊平,厚度约 2cm,移入种曲室内培养。保持温度 2830,培养 16h 左右,曲料上呈现白色菌丝,同时产生曲香味,品温升高到 38左右, 此时即可翻曲,翻曲前先换曲室空气一次。翻曲时要把曲块捏碑,再补加 40 c2E 有温水,可 利用喷雾器徐徐喷洒,补水量约为种曲原料的 20一 40。喷水完毕,用筛子过筛使水分均 匀,然后分匾摊平,每匾厚度在 1cm 以下,卜盖湿纱布一块,使曲料与空气不直接接触,以 便保持足够的湿度。敌曲后,种曲室内一般维持室温 2628,品温为 3138,干 rV 温度 相差 12,此时菌丝大量生氏繁殖,翻曲 46h 后,肉眼可见到白色菌丝体。这一阶段必 须严格注意曲料品温的变化,随时调整室温及竹匾上下放置的位置,使品温不超过 38。并 经常保持纱布的潮湿,如温度过高,需开启门窗降温;温度过低,则用蒸汽保温这是制好种 曲的关键所在。再经 10h 左右,曲料上已全部呈淡黄绿色,品温逐渐下降至 3235,至 70L 左右,孢子大量繁殖呈黄绿色,即制成种曲。目前,北京、天津的部分厂已用通风曲箱制造种 曲。 6种曲的干燥和保藏 各厂自制种曲,以使用新鲜种曲为宜,尽量按计划随做随用,由于种曲水分较高,不宜长 期保藏,当气温较高时,因继续新陈代谢,造成孢子衰老死亡,并使孢子发芽率降低,而且又 极易被杂菌污染。对暂时不用的种曲,经 40 一 45热风干燥。水分控制在 12以下,可做短 期保藏。 7种曲制造过程中注意事项 (1)种曲室应经常保待清洁卫生,必要时需彻底消毒灭菌 (2)所有设备和用具使用后要清洗干净,并妥善保管。 (3)原料要新鲜,数量要准确,熟料力求疏松。 (4)严格按工艺操作要求生产,控制好温度、湿度。 (5)使用高压锅蒸料时要注意安全。 (6)加强生产联系,保证使用新鲜种曲。 (7)要加强对种曲质量的检杏并做好记录 (8)培养好的种曲要保藏在低温干燥处。 五、种曲质量检验 1外观 孢子旺盛,米曲霉呈新鲜黄绿色,有各种种曲特殊香气、无夹心,无根霉或青霉等其他异色。 2孢子数 用血球计数扳测定米曲霉种曲,孢子数应在 60 亿g(干基计) 以上。 3细菌数 米曲霉种曲细菌数不超过 107 个g 4发芽率 必要时用悬滴培养法测定发芽率,要求达到 90以上。如发现有问题,要认真查哪个环节出 现,必要时从试管原菌开始,重新制造种曲。 第五节制 曲 制曲是我国发酵工业传统技术,对酱油发酵而言,制曲则是酱油发酵的主要工序,制曲过 程的实质是创造曲霉生长最适宜的条件。保证优良曲霉菌等有益微生物得以充分发育繁殖(同 时尽可能减少有害微生物的繁殖),分泌酱油发酵所需要的各种酶类。这些酶不仅使原料成分 发生变化,而且也是以后发酵期间发生变化的前提。种曲质量的好坏,不但影响原料利用率, 而且也影响淋油效果和酱油质量。要制好曲,首先要掌握曲霉的生理特性和生产规律,这是菌 体本身的遗传性能所决定的,其次是要有适当的环境条件。在制曲过程中,掌握好温度、湿度 是制好曲子的关键。 生产用的曲霉及其酶系特性 (一) 生产用的曲霉米曲霉 目前国内多采用米曲霉及其变种作为酱油发酵的生产曲霉主要菌种为沪酿 3. 042(它是 50 年代后期由福建省永春地区挑选出来的良种米曲霉,当时在中科院的编号为 As3,863,后 经上海酿科院改良为沪酿 3042)。它具有丰富的酶系,酶活力较高,能够使酱油产生独特的 香气与口味。 (二) 米曲霉产生的曲系特性 米曲雷的酶系中,通常可以分为胞外酶和胞内酶两大类。胞外酶是细胞产生并分泌于细胞 外面进行作用的酶,如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶,谷氨酰胺酶等水解两类;而胞内酶是细胞产 生产内部起作用的酶,如氧化还原酶等。 1酶系对温度敏感性的差异 低盐固态发酵周期一般较短(10 一 30d),为了在短时间内完成对原料的分解作用,只能提 高发酵温度。根据化学反应速度与温度的关系,温度越高,酶反应的初速度越快,因酶的化学 本质是蛋白质,一般在 40以上就开始受到破坏,其破坏的程度随着温度的增高而加剧。米 曲酶产生的酶系中,陈淀粉酶耐热性较高外,其他两类对热都很敏感,特别是肋酶和谷氨酰胺 酶,在 50 一 55情况下,将很快失活。 2发酵状态对酶系的影响 低盐固态发酵,由于酱醅内部粘性大流动性差,保温时池底或四壁的高温加速了酶的失 活不利于酶作用的发挥。在稀醪发酵中,水解酶可充分发挥作用。使分解产物浓度较大,从 而为转化酶类与合成酶类反应速度的增加提供了物质条件。 3.pH 值对酶促反应的影响 由于 pH 值改变了底物的配分子的带电状态,所以氢离子浓度对酶反应速度影响很大,又 由于各种酶都有持定的最适 PH 值,大于或小于这个值。酶活力就要降低,甚至引起酶蛋白质 的变性而丧失活力。 酱油曲中的中性蛋白酶的最适 PH 值为 72 左右,日本配制酱油,采用前期低温发酵(温 度控制在 15左右),这样就控制乳酸菌的生长繁殖,酱醅 PH 值不致下降太快,从而更好地 发挥了中性蛋白酶与碱性蛋白药对原料中蛋白质的分解作用。我国目前采用的低盐固态发酵工 艺发酵温度较高(一般控制在 40 一 45) ,乳酸菌的繁殖使酱醅的 pH 值下降过快,影响了中性 蛋白酶和碱性蛋白药的作用,如果适当添加酸性蛋白酶将有助于酱油质量的提高。 4食盐对酶促反应的影响 食盐对蛋白酶的使用试验,是将曲的提取液(或液体发酵滤液) 配成不同浓度的食盐溶液取 该溶液与酷蛋白质混合,置于 40水浴中酶解一段时间,测定其酶活力后,绘制食盐浓度一 酶活曲线(如图 2112)。 下图说明食盐作为单因子条件,低浓度时对蛋白酶有激活作用,随着食盐浓度的增加反而 对蛋白酶产生抑制作用,并随着食盐浓度的增加抑制作用明显,它对蛋白酶的抑制为不可逆抑 制。 二、影响曲霉菌生长和酶形成的因素 制曲的目的就是创造最适宜的条件,保证曲霉菌大量繁殖,产生酱油发酵需要的各种酶系,别 是蛋白酶和淀粉酶(液化型和糖化型 )。 酶存在于一切生物细胞中,有些酶类在细胞表面的质膜上活动(各呼吸酶) ,大多数酶则在 细胞原生质内活动,有关发酵用的酶类在细胞质内以可溶性状态存在。 曲霉菌属真核细胞,它的细胞由细胞核、细胞质、细胞质膜和细胞壁等部分组成。曲霉的 菌丝体由多细胞组成,具有产酶功能,菌丝体生长繁殖的好坏,直接影响酶的形成 制曲原料的配比、制曲的工艺方法、制曲过程中的温度、湿度以及制曲周期,是影响曲霉 生长与酶形成的主要因素。 (一) 制曲原料 原料是酿制酱油的基础,它的种类、质量及配比对制曲有直接影响。并决定着酱油的产率 与质量。因此制曲原料,既要以米曲霉能正常生长繁殖为前提,又要考虑到酱油本身质量的需 要,故原料应符合价格低、来源广、宜于制曲、曲酶活力强等条件。 (二) 湿度 通风制曲过程中水分挥发较多,因此要求曲料含有适当的水分。因为制曲初期水分含量对 米曲霉的孢子发芽有极其重要的影响,水分过少,曲霉因缺水而生长不好。各类微生物的生长 繁殖都有其极小的水分活性,即繁殖的界限水分。 如曲霉 Aw085 酵母 Aw088 乳酸菌 Aw=0 9l 枯草杆菌 Aw095 曲料初期的水分含量较多,又由于制曲周期较短(如 2426h),为了在较短的周期内使蛋 白酶活力达到高峰,温度常较高,所以容易导致细菌大量繁殖,黑根霉、毛霉也因此易在薄层 曲的表面生长。 除曲料含水量要控制外,曲室也要控制一定的相对湿度。 (三) 温度与时间 曲霉生长的最适温度是 30 一 37、40时生长缓慢至 42时停止生长,45时开始死 亡。 制曲初期,如品温保持在 2528,可以抑制枯草杆菌的繁殖,待曲霉繁殖旺盛后,前 者即不易繁殖。但若温度过低,曲霉菌生长受到抑制,小球菌就会大量繁殖;同时,水分含量 大时,更利于青霉菌的生长。 温度及制曲周期对米曲霉各酶系的形成有明显的影响,广州市调味品研究所采用不同制曲 温度与制曲时间,测定几种酶的话力,见表 2111,专 2112、表 2113。 实验数据表示: (1)米曲霉的蛋白酶活力受培养温度影响。2535时酶活力最高,培养于 35时显著降低。 培养时间延长,各类蛋白药活力大多能提高。 (2)制曲温度高,糖化酶活力高。低温制曲虽然位糖化酶活力不及高温曲高但蛋白酶活 性高,同时制曲过程中淀粉消耗少。因低温曲蛋白酶活力高,酿成的酱油较澄清。蛋内质利用 率、氛基酸生成率及淀粉利用率均较高温曲高。因此,主张通风制曲宜采用两级温度,前期 (接种 12h 以前)品温可控制稍高于 30,以促使孢子萌发和菌丝生长,后期 (12h 以后)品温宜 控制在 30 一 26。 (3)米曲霉在 30左右培养 48h,氧化酶活力高。温度太高 (35c 以上)或太低(25C 以下)都会 影响氧化晦活性的增长。 (4)米曲酶培养温度和时间对谷氨酰胺酶的产生影响很大。高温短时间培养,谷氨酰胺酶 活性低;用较低的温度,并适当延长制曲时间,则可使谷氨酰胺酶活力提高。 (四) 通风 米曲霉乃好气性曲霉,繁殖旺盛期,产生的 CO2 量与菌体的生成量成正比,所以通风是必 要的。但太大会导致细菌(如小球菌 )大星的繁殖,太小又会促使短球菌大量繁殖,甚至在通风 不良处,会造成嫌气性梭菌的繁殖,这些梭菌易产生酪酸臭,影响风味。另外,如果枯草杆菌 大量侵入,还能引起腐败臭、氨臭。因此,通风量的控制是制好曲的主要出素之一。为 f 创造 均匀而良好的通风条件,必须做到堆积疏松及平整。翻曲可使曲料疏松,减少通风阻力,保持 较均匀的曲料水分及温度,所以翻曲也是控制合理通风的主要手段之一。 (五) 原料细度 原料粉碎的越细,表面积越大,曲霉繁殖接触的面积越大。分解效果越好,原料利用率越 高。但如果原料粉碎的太细,而且辅料比例偏低,则润水时容易结块,致使制曲时通风不畅而 影响成曲质量。 三、霉菌在曲料上的生长空化 (一) 孢子发芽期 曲料接种后,米曲霉孢子吸水后开始发芽、接种后最初 45h,曲霉迅速生长繁殖,形成 生长优势,对杂菌可起到抑制作用。这一时期的主要因素是水分和温度。水分适当,孢子即吸 水膨胀,细胞内物质被水溶解后利用,为后期的活动提供了条件。一般来说,温度低干 25, 发芽缓慢,在水分又大的情况下,小球菌可能大量繁殖,温度高于 38C,泡不适宜孢子发芽, 却会适合枯草杆菌生长繁殖,霉菌最适发芽温度为 30左右,生产上一般控制在 30 一 32。 (二) 菌丝生长期 孢子发芽后,菌丝生长,品温逐渐上升,需进行间歇或连续通风。一方面可调节品温,另 一方面换上新鲜空气,供给足够的氧气,以利生长繁殖。菌丝生长期在接种后 812h 左右, 一般维持品温 35左右。当肉眼稍见曲料发白、即菌丝体形成时,进行一次翻曲,这一阶段 称菌丝生长期, 翻曲的时间与次数是通风制曲的主要环节之一。在制曲过程中,接种后 1112h,品温上 升很快,这时曲料由于米曲霹生长菌丝而结块,通风阻力随着生长时间面逐渐增加,品温出现 下层低,上层高的现象,差距也逐渐增大,虽然连续通风,品温仍有上升趋势,这时应立即进 行第一次翻曲,使曲料疏松,减少通风阻力,保持正常品温。必须注意:如果翻曲过早,易受 杂菌污染;翻曲过迟,则因通风不良,菌丝减少,酶活力下降。 (三)菌丝繁殖期 第一次翻曲后,菌丝发育更加旺盛,品温上升泡极为迅速。这时,必须加强管理,控制曲 室温度,继续连续通风,供给足够氧气,严格控制品温,菌丝繁殖期为接种后 1227h,品温 控制在 35左右。 当曲料面层产生裂缝现象,品温相应上升,应进行第二次翻曲。这个阶段米曲霉菌丝充分 繁殖,肉眼见到曲料全部发白,称为菌丝繁殖

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