生物工程毕业论文-酱油的传统制作.doc

学院本科生毕业论文学院本科生毕业设计（论文）题 目 酱油的传统制作 姓 名 学号 系 别 生命科学系 专 业 生物工程 指导教师 职称 教授 2010年 月 日学院教务处制中文摘要：本研究的工艺流程主要是先制曲，即以豆粕和麸皮为原料培养米曲霉，然后将曲装缸进行固态低盐发酵，发酵一段时间后，再进行淋油。关键词：米曲霉，发酵，酱油Abstract: Raw starter was produced firstly by cultivating Aspergillus oryzae on soybean meal and wheat bran as raw materials. Solid-state with low-salt fermentation was carrid out for a few days in a tank before leaching oil.Key words：Aspergillus oryzae, Fermentation, Soy sauce指导教师评语：该生认真查阅参考文献，实验方案设计合理，在规定时间内完成了预定任务，初步掌握了从事有关研究的基本实验技能，具备了一定的独立从事科学研究的能力，达到了本科生的培养目标。该文达到了学士学位论文水平。指导教师签名： 年 月 日论文等级：系负责人（签章）： 年 月 日 系审核意见： 系公章： 年 月 日填写说明1. 用蓝色或黑色墨水的钢笔（或签字笔）填写，书写要清晰、工整、规范，不得打印。2. 此表一式两份。一份装入学生档案；一份按此表、开题报告、中期检查表、成绩评定表、论文正文的顺序装订成册，留系存档。目 录摘要 1关键词1Abstract1Key words 1引言11材料与方法21.1材料21.1.1豆粕 21.1.2麸皮 21.1.3食盐 21.1.4水 21.2酱油酿造所需微生物21.3 仪器与试剂21.3.1 仪器21.3.2 试剂 21.4 方法与步骤 2 1.4.2制曲31.4.3 发酵 41.4.4 淋油 52 结果分析 52.1感官指标52.2理化指标53讨论 6 3.1 关于发酵方法的选择 6 3.2酱油制备的进展 6参考文献 6致谢 7 酱油的传统制作生物工程专业学生 指导教师 摘要 本研究的工艺流程主要是先制曲，即以豆粕和麸皮为原料培养米曲霉，然后将曲装缸进行固态低盐发酵，发酵一段时间后，再进行淋油。关键词 米曲霉，发酵，酱油Traditional Production of Soy Sauce Student majoring in Biology Li Dongmei Tutor Sun XunAbstract Raw starter was produced firstly by cultivating Aspergillus oryzae on soybean meal and wheat bran as raw materials. Solid-state with low-salt fermentation was carrid out for a few days in a tank before leaching oil. Key words Aspergillus oryzae, Fermentation, Soy sauce引言“民以食为天，食以味为先”，老祖宗留下来的这句古语，充分说明了调味品的重要地位。而“五味调和，百菜乃香”，在数以百计的调味品中，又以油、盐、酱、醋、糖为主角。其中，酱油作为我国传统的调味品，生产历史悠久，在日常生活中几乎必不可少。 酱油是一种常用的咸味调味品，它是以蛋白质原料和淀粉质原料为主料，经微生物发酵配制而成的。酱油营养丰富，我国生产的酿造酱油每100ml中含可溶性蛋白质、多肽、氨基酸达7.510g，含糖分2g以上。此外，还含有较丰富的维生素、磷脂、有机酸以及钙、磷、铁等无机盐。酱油中含有多种调味成品，有酱油的特殊香味，食盐的咸味，氨基酸钠盐的鲜味，糖分及其它醇甜物质的甜味，有机酸的酸味，某些氨基酸等爽适的苦味，还有天然的红褐色色素，可谓咸酸鲜甜苦五味调和、色香俱备的调味佳品1 。本实验中我们将结合地区粮食生产的优势及大豆、小麦等粮食作物的特点，运用微生物发酵技术，经固态低盐发酵工艺，酿造出具有地区特点的色、香、味、体俱全的优质酱油。1 材料与方法 1.1 材料 原料既要保证生产能顺利进行，还要保证产品的质量。采用不同的原料将会使产品具有不同的风味，因此合理选择原料将是保证生产的一个重要环节。原料选择的依据：蛋白质含量较高，糖类适量，有利于制曲和发酵；无霉无异味，酿制出的酱油质量好；资源丰富，价格低廉，容易收集，便于运输和保管。本实验以豆粕为主要的蛋白质原料，麸皮为主要的淀粉质原料，再加食盐和水来生产酱油。1.1.1 豆粕豆粕是大豆先经适当加热处理，调节水分至11.5%14%后，再经轧胚机压扁，然后加入有机溶剂，以浸出法提取油脂所剩的副产物。一般呈颗粒状，有时部分也结成团块。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2。1.1.2 麸皮麸皮质地疏松、体轻、表面积大，除含粗蛋白、粗脂肪外，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%30%，与蛋白质的水解产物氨基酸结合，产生酱油色素3。1.1.3 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。1.1.4 水酱油生产需用大量的水，要求必须符合食用标准，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。1.2 酱油酿造所需微生物酱油酿造中应用的曲霉菌是米曲霉（Aspergillu soryzae）。米曲霉菌一般为黄绿色，成熟后变为黄褐色，分生孢子头呈放射形顶囊形或瓶形，小梗一般为单层。分生孢子呈球形，平滑，少数有刺。最适培养温度为30左右，最适pH值为6.0左右。1.3 仪器与试剂1.3.1 仪器 : HPS-250生化培养箱，HZQ-Q全温振荡器，电子天平，容量瓶，碱式滴定管，纱布，烧杯，锥形瓶，玻璃棒，移液管，吸耳球等。1.3.2 试剂: NaOH溶液，酚酞指示剂，乙醇，甲醛溶液，苯甲酸钠等。 1.4 方法与步骤1.4.1 原理 在酱油制备过程中有两步发酵。第一步是固态发酵，出现在制曲过程中。在这个过程中，在有氧条件下产生多种酶。第二步发酵是在加盐之后，被称做盐水。在这步主要是厌氧发酵。在盐水发酵的早期，来自曲中的酶水解蛋白质，产生肽和游离氨基酸。淀粉被转化成单糖，这些单糖反过来又作为耐盐的细菌和酵母的生长底物。随着发酵的进行，这些耐盐的微生物在接下来的发酵过程中起主导地位。所有酶反应、生化反应以及化学反应，形成了许多新的挥发和不挥发性物质，而这些物质形成了酱油的特征颜色、风味和味道4。1.4.2 制曲 制曲是酱油发酵的主要工序。制曲过程实质是创造米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繁殖发育（同时尽可能减少有害微生物的繁殖），分泌酿造酱油需要的各种酶类，这些酶是发酵过程中原料分解、转化合成的前提。曲质量直接影响原料利用率，酱油质量以及淋油效果。要制好曲，就要创造适当的环境条件，适应米曲霉的生理特性和生长规律。在制曲过程中，掌握好温度是制曲的关键5。制曲 种曲的制备制曲原料处理成曲培养种曲制造 流程如下：蒸料过筛摊冷接种装盘第一次翻曲及加水第二次翻曲揭去纱布种曲制曲原料处理 原料配比：豆粕 10，麸皮 4.3，水 14 L。 将粉碎好的豆粕和麸皮(留置部分麸皮单独清蒸)拌匀，加入所需要的水量(1:1)，并使其均匀而完全被吸收，加水后需要维持一定的吸收时间。原料蒸煮：翻拌均匀后，将原料放入锅中，121下蒸煮60分钟，即可出锅。冷却接种 蒸料结束后，把原料从锅中取出冷却至3540时抢温接种，时间越短越好。接种方法：首先将相当于料的0.250.5%的曲种与清蒸过的麸皮拌匀，再均匀撒布在冷却的蒸料中，混合均匀，堆成丘状4-6小时，中间翻堆一次，然后摊平，即可进入培养阶段。成曲培养 一般接种后3-5天，曲料即可成熟。成曲质量标准一般通过感官特性和理化指标分析来确定其优劣。感官特性 外观：淡黄色，菌丝密集，质地均匀，随时间延长颜色加深,不得有黑色、棕色、灰色，不得有夹心。香气：具有曲香气，无霉臭及其它异味。手感：曲料蓬松柔软，潮润绵滑，不粗糙。理化指标 水分：一、四季度含水量多为28%32%；二、三季度含水量多为26%30%。蛋白酶活力：10001500U（福林法）6。经3-5天培养后，成熟曲料如图1所示： 图1：本实验所培养的成熟曲料1.4.3 发酵酱油发酵是利用成曲中的米曲霉、酵母菌所分泌的各种酶类，将曲料中的蛋白质、淀粉物质分解，形成酱油独有的色、香、味成分。发酵过程中要避免有害杂菌污染，为酶促反应提供有利条件，使酱油醅能顺利正常地转化成熟7。本实验采用低盐固态发酵法制备酱油，工艺流程：食盐溶解盐水成曲粉碎拌和入池酱醅前期保温发酵酱醅后期降温发酵成熟酱醅成曲粉碎 采用通风制曲其成曲往往结成大块，在入池前必须经过粉碎，使盐水迅速进入曲料的内部，增加酶的溶出和原料的分解速度，同时也防止曲料由于盐水未浸透而发生升温、丧失酶活力以及曲料自行消化和酸败现象。在进行粉碎时要防止孢子飞扬，产生大量的粉末，所以将成曲进行简单的粉碎，只要把结块捣碎即可。盐水配制 盐水的浓度一般要求在1113Be（氯化钠含量在11%13%），盐水浓度对发酵影响很大。若浓度过高，对酶的抑制增强，发酵周期被延长，同时也对耐盐性乳酸菌及酵母活性受到抑制。若浓度低，原料水解率高，但杂菌易于生长造成发酵酸败，所以要严格掌握盐水的浓度8。入缸发酵 缸要洗净，缸底先装2-3的食盐，再装曲料。轻松且均匀的装入缸内，同时喷洒预先配置好的盐水，拌匀，注意不要破坏缸底的食盐层。料面最上层覆盖3-5的食盐，以保温、保湿、防杂菌侵入，最后用薄膜封缸。温度的控制 前期主要进行水解，在蛋白酶和淀粉酶作用下，将蛋白质和淀粉水解为氨基酸和糖分，酱油酿造以蛋白质原料为主，所以品温要保持在适合蛋白酶分解的最适温度4045，在此条件下维持10天左右，水解已基本完成；后期发酵管理是需将分解后酱醅温度迅速降至35左右。其目的是在这一控制的温度下，促使在制曲及发酵过程中自然落入而增值的酵母菌和乳酸菌共同进行发酵及生长9。逐渐产出酱香、酯香至酱醅成熟产品所固有的风味。在后期发酵阶段若添加适量的直接对酱油香味有关的酵母，将更能提高产品的品质风味10。后期发酵一般15天完成。1.4.4 淋油将发酵好的酱醅装入淋缸（淋缸底安装阀门和蔑子）压实，加煮沸冷却至90的水（按料水=13的比例加水）浸泡24h后，再打开阀门淋油，即可获得酱油。淋完后还可再加水进行第二次淋油。 2 结果分析2.1 感官指标感官指标应符合表1规定。表1：酱油的感官指标项目特级一级二级三级色泽具有鲜艳的深红褐色具有鲜艳的红褐色或棕色具有鲜艳的浅红褐色或棕褐色具有鲜艳的浅棕褐色香气酱香浓郁，无不良气味酱香较浓，无不良气味有酱香，无不良气味微有酱香，无不良气味滋味味鲜美，醇厚咸淡适中，无异味味鲜美纯正，咸淡适中，无异味味较鲜纯正，咸淡适中，无异味味正，咸淡适中，无异味体态澄清，浓度大澄清，浓度较大澄清，浓度适中澄清，浓度较小 经鉴定，酱油具有鲜艳的深红褐色，酱香浓郁，无不良气味，味鲜美，醇厚咸淡适中，无异味，澄清，浓度大，为特级酱油。2.2 理化指标(甲醛滴定法测定氨基氮) 理化指标应符合表2规定。 表2：酱油的理化指标项目特级一级二级三级氨基酸态氮含量（以氮计）（g/100ml） 0.80.70.60.4取三个25ml的锥形瓶，编号1，2，3。向第1，2号瓶内各加入2ml的稀释10倍的酱油溶液和5ml水，混匀。向3号瓶内加入7ml水。然后向3个瓶中各加入5滴酚酞指示剂，混匀后各加2ml甲醛溶液，再混匀，分别用0.1mol/L标准氢氧化钠溶液滴定至溶液显微红色。所测实验数据如下：1号2号3号一组1.8ml1.7ml0ml二组1.7ml1.6ml0ml氨基氮（mg/ml）=(V末V对)CNaOH14.00810/2 =11.9068（mg/ml）氨基氮（g/100ml）=1.19（g/100ml） 0.8（g/100ml）因此，酱油的理化指标为特级。3讨论3.1 关于发酵方法的选择 高盐稀态发酵适用于以大豆、小麦为原料，食盐含量高，发酵周期长。低盐固态发酵适用于以脱脂大豆及麸皮、麦粉为原料，虽然风味不及高盐稀态发酵工艺酱油，但是其具有发酵周期短，香味浓，色泽呈红褐色，澄清透明，原料利用率高，出品率稳定及生产成本低等优点。因此本实验采用低盐固态发酵工艺。3.2 酱油制备的进展由于对酱油制备相关的微生物、生化和化学变化的了解，在最近几十年中，酱油生产取得了许多进展和突破，包括应用脱脂豆粕作为原料，改进大豆处理方法，发展自动制曲设备、应用具有特殊酶活性或生理特性的微生物菌种，乳酸和乙醇发酵的分步进行，酸水解的应用（化学酱油）和商业化酶的辅助发酵等。酱油工业正在打破传统的方法而逐步采用新方法。如原料连续蒸煮处理，将加水的原料在0.160.18MPa压力下蒸煮3分钟，并快速冷却，可使原料全氮利用率由原来旋转蒸煮锅的75%提高到85%左右；制曲使用圆盘机后，成曲酶活性高，质量好，还减少劳动力和改善劳动条件。此外，诱变育种出优良突变新菌株及液体曲的应用，也是重要的发展方向。这些技术的应用使酱油产量提高了，虽然其中一些新技术尚局限于试验阶段，但它们具有产业化的应用前景11。