（农产品加工及贮藏工程专业论文）鸭蛋酱的发酵工艺研究及理化成分分析.pdf

委虱蚴 r l i 眇 形汉 棒哗早 翠纩 合肥工业大学教授 合肥工业大学副教授 安徽省农科院副研究员 合肥工业大学副教授 导 煨别、双巨 厶月巴工业大学副教授 据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的研究成果，也不包含为获得 金胆王些太堂 或其他教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示谢意。 学位论文作者签字： 了巧 签字日期：砂i 年月b 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 金壁王些太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人 授权金魍王些太堂 可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) ， 学位论文者签名了叼 参 签字日期：9 口f f 年中月2 0 日 学位论文作者毕业后去向：待业 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 孙双巨 签字日期沪f 1 年年月印日 电话： 邮编： 鸭蛋酱的发酵工艺研究及理化成分分析 摘要 本研究以鸭蛋、黄豆、面粉为主要原料，利用米曲霉与黑曲霉混合制曲， 经过发酵制备出鸭蛋酱。并且，对鸭蛋酱的制曲条件、发酵工艺及发酵过程中 的理化成分变化进行了研究，初步分析了鸭蛋酱中的氨基酸及挥发性风味物质。 首先，将鸭蛋蛋液用动物蛋白水解酶酶解后，与黄豆、面粉混合均匀，采 用米曲霉与黑曲霉混合菌种制曲。通过单因素试验，研究了鸭蛋酱制曲过程中 温度、时间、鸭蛋添加量及米曲霉与黑曲霉的配比等因素对蛋白酶活力变化的 影响。在此基础上，采用四因素三水平正交试验对鸭蛋酱曲的制曲条件进行优 化。结果表明，最佳的制曲条件为：制曲温度3 0 ，制曲时间4 8 h ，鸭蛋添加量 3 0 ( m m ) i 米曲霉与黑曲霉的配比3 ：1 ( m m ) ，接种量为0 8 ，在该条件下， 蛋白酶的活力最高，为1 4 6 5 8 1 u g 干曲。 进一步以发酵过程中鸭蛋酱中的氨基态氮的含量为考察指标，通过单因素 试验确定鸭蛋酱发酵的最佳温度为4 5 ，发酵时间为1 4 天。同时，研究了在发 酵过程中鸭蛋酱主要理化指标的变化情况，分析了各项指标随发酵时间的变化 规律。在最佳条件下发酵得到的鸭蛋酱中各种成分的含量分别为：氨基氮 0 8 3 8 9 1 0 0 9 ，总酸o 9 8 9 1 0 0 9 ，n a c i1 4 2 1 9 1 0 0 9 ，水溶性蛋白5 1 3 9 1 0 0 9 。 采用氨基酸自动分析仪对鸭蛋酱中的氨基酸成分进行了分析，并对其进行 营养评价。该鸭蛋酱中氨基酸总量为3 5 7 8 9 1 0 0 9 ，含有1 7 种氨基酸，其中谷 氨酸的含量最高，达到3 8 6 9 1 0 0 9 ，蛋氨酸的含量最低为o 3 3 9 1 0 0 9 。并且， 必需氨基酸占氨基酸总量的4 2 2 0 。必需氨基酸与非必需氨基酸的比例为 0 7 3 ，符合优质蛋白质的标准。在氨基酸评分( a s s ) q b ，除缬氨酸的指数( 0 9 6 ) 小于i 0 0 外，其余必需氨基酸指数均大于1 0 0 ，说明鸭蛋酱中的必需氨基酸组 成非常接近人体氨基酸需求模式。但是通过化学评分( c s ) 分析，鸭蛋酱中的必 需氨基酸较鸡蛋蛋白模式在平衡性方面还有定差距。 通过顶空固相微萃取技术( h s p d m e ) 及气质联用仪( g c m s ) ，分离检测出 该鸭蛋酱中含有8 6 种挥发性化合物，其中烃类化合物1 9 种；醛类化合物1 7 种； 酯类化合物1 5 种；醇类化合物1 1 种；酮类化合物1 0 种；酸类化合物4 种；吡嗪及 吡咯化合物4 种；另外还有酚类、呋喃类、乙酰胺类等6 种其他物质，其中3 辛 酮、2 ，6 壬二烯醛、2 壬酮、壬醛、乙酸乙酯、豆甾醇酯、乙酸甲酯、苯乙酸乙 酯、2 ，6 二甲基吡嗪、5 甲基2 ( 5 h ) 呋喃酮等风味化合物含量较高，占挥发性 化合物总量的3 1 4 0 ，它们共同构成了鸭蛋酱复杂的风味。 通过定量描述分析( q d a ) 法对该鸭蛋酱进行感官评定，鸭蛋酱呈红褐色， i i f e r m e n t a t i o np r o c e s sw e r es t u d i e d ，a n dt h ea m i n oa c i d sa n dv o l a t i l ef l a v o r c o m p o u n d so fd u c k - e g gs a u c ew e r ea n a l y z e di ni t sp r i m a r ys t a g e d u c k e g gw a sh y d r o l y z e db ya n i m a lp r o t e i np r o t e a s o m e ，i nw h i c hs o y b e a n a n df l o u rw e r ea d d e dt om a k ed u c k - e g gs a u c e ，a n dm i x e dc u l t u r e sc o n t a i n i n g a s p e r g i l l u so r y z a ea n da s p e r g i l l u sn i g e rw e r ea d o p t e di nm a k i n gk o j i f i r s t ，s t u d y t h ee f f e c to ft h eo p t i m a lk o j i m a k i n gt i m e ，t e m p e r a t u r e ，r a t i oo fm o l da n dd u c k - e g g a d d i t i o no nt h ec h a n g e so fp r o t e a s ea c t i v i t yo fk o j i m a k i n gp r o c e s sb ys i n g l e - f a c t o r e x p e r i m e n t o nt h i sb a s e ，o p t i m i z ek o j i m a k i n gc o n d i t i o no fd u c k e g g ss a u c eb y f o u rf a c t o r sa n dt h r e el e v e l so r t h o g o n a le x p e r i m e n t t h er e s u l to fo r t h o g o n a l e x p e r i m e n ts h o w e dt h a t t h e o p t i m u m c o n d i t i o n sw e r e 30 ( m m ) d u c k - e g g a d d i t i o n ，3 ：1r a t i o ( m m ) o fm o l d ，4 8hc u l t i v a t i o nt i m ea n dt e m p e r a t u r e3 0 o n s u c ho p t i m u mc o n d i t i o n ，t h ep r o t e a s ea c t i v i t yw a su pt o14 6 5 81u gd r ye n c y m i c d r e g s t h eo p t i m u mt e m p e r a t u r ea n dd u r a t i o nw e r es e ti n4 5 c a n d14d a y sb ya s i n g l e f a c t o re x p e r i m e n tt e s t i n gt h ec h a n g e so fa m i n o - a c i dn i t r o g e nc o n t e n to f d u c k - e g gs a u c ed u r i n gt h ef e r m e n t a t i o n i nt h em e a n t i m e ，t h ec h a n g e so fm a j o r p h y s i c o e h e m i c a l i n d i c a t o r so ft h e d u c k - e g g ，s a u c e w e r es t u d i e d d u r i n g t h e f e r m e n t a t i o n ；t h ec h a n g i n gp a t t e r no fa 1 1 t h ei n d i c a t o r si nd i f f e r e n ts t a g e so f f e r m e n t a t i o nw a sa n a l y z e d a tl a s t ，t h ec o n t e n to fi n d i c a t o r si nf i n a ld u c k - e g g s a u c ew a sa m i n o - a c i d n i t r o g e n 0 8 3 8 g 1 0 0 9 ，t o t a la c i d 0 。9 8 9 1 0 0 9 ，n a c l 1 4 2 1 9 1 0 0 9 ，a n dw a t e r s o l u b l ep r o t e i n5 1 3g 1 0 0 9 a m i n oa c i dc o m p o s i t i o n sw e r ea n a l y z e db ya u t o m a t i ca m i n oa c i da n a l y z e ra n d t h e nt h e i rn u t r i t i o nw a se v a l u a t e d 17k i n d so fa m i n oa c i d so ft h ed u c k e g gs a u c e w e r ei d e n t i f i e d ，t h et o t a la m i n oa c i d sw a s3 5 7 8g 10 0 9 ，i nw h i c ht h eg l u t a m i ca c i d c o n t e n th i g h e s tw a s3 8 6g l o o g ，a n dm e t h i o n i n ec o n t e n tl o w e s tw a s0 3 3g 1 0 0 9 t h ee s s e n t i a la m i n oa c i d sc o n t e n tw a sr i c h a n da c c o u n t e df o rt h et o t a la m i n oa c i d i l l c o n t a i n i n gc o m p o u n d s ，p y r o n e sa n df u r a n s t h ec o n t e n t s o f3 - o c t a n o n e ，2 , 6 - n o n a d i e n a la l d e h y d e ，2 - n o n y lk e t o n e ，n o n a n a l ，e t h y la c e t a t e ，s t i g m a s t e r o la c e t a t e ， m e t h y la c e t a t e ，e t h y lb e n z e n e ，2 , 6 d i m e t h y lp y r a z i n e ，5 - m e t h y l - 2 ( 5 h ) 一f u r a n o n e w e r eh i g h ，t h et o t a lc o n t e n to ft h e s ec o m p o u n d sw a s31 4 0 ，t h e yf o r m e dt h e c o m p l e xf l a v o ro fd u c k - e g gs a u c e t h eq u a n t i t a t i v ed e s c r i p t i v ea n a l y s i s ( q d a ) m e t h o dw a su s e dt oa s s e s st h e s e n s o r yq u a l i t yo ft h ed u c k - e g gs a u c e t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ed u c k - e g gs a u c e w a sr e d d i s h b r o w nw i t hm o d e r a t et h i c k n e s s ；i th a dr i c ha r o m ao fs a u c ea n de s t e r s w i t h o u to t h e rp e c u l i a rs m e l l ；i tt a s t e dd e l i c i o u sw i t hs u i t a b l es a l tb u tn os m e l lo f s o u r n e s s ，b i t t e r n e s s ，a s t r i n g e n c ya n de g g k e y w o r d s ： c o m p o s i t i o n ； d u c k e g gs a u c e ；k o ji - - m a k i n g ；f e r m e n t i o n ；p h y s i c o c h e m i e a l f l a v o rc o m p o n e n t ；s e n s o r ye v a l u a t i o n i v 致谢 转眼间，在合肥工业大学的生活即将结束。在论文即将完成之际，我要向 我的导师孙汉巨副教授表示最诚挚的谢意! 从论文的选题、试验方案的设 计、实验过程的指导以及论文的审阅，无不凝聚恩师的智慧和心血。三年的研 究生生活虽然短暂，但是我却学会了做人做事的道理，也让我看到什么是“身 体力行，孙老师严谨的治学态度、勤奋的工作作风，积极进取、豁达乐观的人 生态度，无不影响着我，这些都将使我受益终生。 在整个研究过程中也得到了食品工程教研室以及农产品精深加工研究所的 各位老师无私教导及帮助。尤其感谢潘丽军教授、王武副教授、周存六副教授、 吕顺老师、陈晓燕老师、韩卓老师，正是他们的帮助和指导，使我能够顺利的 完成研究生阶段的学习! 另外，我还要感谢5 3 5 实验室的同窗好友查甫本、王纪霞、汤忠、张静、- 江京及各位师兄、师姐、师弟、师妹们，以及已毕业的0 5 、0 6 级本科生们，感 谢他们对我研究工作的支持和帮助。 最后还要感谢我的父母，感谢他们一直以来的支持和鼓励，使我能够克服 种种困难，顺利完成学业。 v 日 琦 月丁钳 o2 1 1 1 ：! j ：! ：! ! f 1 2 4 酱制品的生理功能特性4 1 3 酱品生产过程的研究概况j 5 1 3 1 原料的预处理研究5 1 3 2 制曲工艺研究5 1 3 3 发酵工艺研究7 1 3 4 酱品的氨基酸分析及风味研究7 1 4 研究的意义与内容8 1 4 1 研究意义。8 1 4 2 研究内容。9 第二章鸭蛋酱制曲工艺的研究及优化1 0 2 1 材料与方法o 1 0 2 1 1 实验原料与试剂1 0 2 1 2 主要仪器1 0 2 1 3 检测方法1 1 2 1 4 试验方案1 2 2 1 5 正交试验确定各制曲条件对蛋白酶活力的影响。1 3 2 2 结果与分析1 4 2 2 1 黄豆浸泡条件的研究一1 4 2 2 2 黄豆蒸煮条件的研究1 4 2 2 3 鸭蛋预处理条件的研究一1 5 2 2 4 制曲时间对酱曲中蛋白酶活力的影响1 5 2 2 5 鸭蛋添加量对酱曲中蛋白酶活力的影响1 6 2 2 6 制曲温度对酱曲中蛋白酶活力的影响o 1 7 2 2 7 菌种配比对酱曲中蛋白酶活力的影响1 7 v i 18 19 2 0 2 0 2 ( ) 2 0 2 3 2 3 2 3 2 4 3 2 3 鸭蛋酱发酵过程中总酸的含量变化2 5 3 2 4 鸭蛋酱发酵过程中p h 值的变化：一2 5 3 2 5 鸭蛋酱发酵过程中n a c l 含量的变化_ 2 6 3 2 6 鸭蛋酱发酵过程中水溶性蛋白含量的变化2 6 3 3 本章小结：2 7 第四章鸭蛋酱中氨基酸及风味物质分析。 4 1 材料与方法：“。2 8 4 1 1 实验原料与试剂2 8 4 1 2 仪器与设备一2 8 4 1 3 试验方法。j 2 9 4 1 4 试验方案3 0 4 2 结果与讨论：j 31 4 2 1 鸭蛋酱中氨基酸组成分析：3 1 4 2 2 鸭蛋酱中味觉氨基酸含量分析3 1 4 2 3 鸭蛋酱中氨基酸的营养评价3 2 4 2 4 鸭蛋酱的挥发性成分鉴定3 2 4 2 5 鸭蛋酱的感官评价3 6 4 3 本章小结3 7 第五章结论与展望 5 1 结j 沧3 8 5 2 展望3 9 参考文献 攻读硕士期间的研究成果 v i i 4 6 插图清单 图2 1 酪氨酸标准曲线11 图2 2 黄豆吸水倍数与时间的关系1 4 图2 3 制曲时间对酱曲蛋白酶活力的影响1 6 图2 4 鸭蛋添加量对酱曲蛋白酶活力的影响1 6 图2 5 制曲温度对酱曲蛋白酶活力的影响1 7 图2 6 菌种配比对酱曲蛋白酶活力的影响：1 8 图3 1 蛋白质标准曲线2 3 图3 2 温度对鸭蛋酱中氨基态氮含量的影响2 4 图3 3 时间对鸭蛋酱中氨基态氮含量的影响2 4 图3 4 鸭蛋酱中总酸含量的变化2 5 图3 5 鸭蛋酱中p h 的变化2 6 图3 6 鸭蛋酱中n a c l 含量的变化2 6 图3 7 鸭蛋酱中水溶性蛋白含量的变化2 7 图4 1 鸭蛋酱挥发性成分的g c m s 总离子流色谱图3 3 图4 2 鸭蛋酱中挥发性成分比例分布图：3 5 图4 3 鸭蛋酱的q d a 数据图3 7 v i x 1 1 鸭蛋研究概况 1 1 1 鸭蛋简介 第一章前言 鸭蛋( d u c ke g g ) 又名鸭卵，含有丰富的蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素 及矿物质等营养成分。鸭蛋中蛋白质含量较高，达到1 2 1 4 9 1o o g ，含有八种 人体必需氨基酸，且比例适当，易于被人体消化吸收，是比较优质的蛋白资源。 鸭蛋中含有丰富的的脂肪，其中单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的含量达 5 8 6 2 ，尤其是油酸、亚油酸等必需脂肪酸含量丰富，可以增强记忆力并且 对心脑血管疾病有一定预防作用【l 】。鸭蛋蛋黄中含有丰富的卵磷脂，其对人体 的生长发育非常重要，是构成体细胞及神经活动不可缺少的物质，另外，钙、 铁、磷等矿质元素含量也较丰富，尤其是铁的含量很高，且易被吸收，因此蛋 黄可作为婴幼儿及贫血患者补充铁的优质食品【2 】。而鸭蛋的蛋黄中的胆固醇含 量很低，仅为鸡蛋的2 3 3 1 。鸭蛋及其制品不仅是重要的食品，还可作为食品的 重要原料。它不仅能改善食品的结构及风味，而且能提高食品的营养价值。 1 1 2 蛋品加工现状及发展趋势 我国是世界蛋禽饲养大国，蛋品产量超过世界蛋品总产量的4 0 【4 】。同时 也是蛋品消费的消费大国，且逐年稳定增长。然而，我国的蛋品产业化发展水 平比较低，蛋品加工制品率仅为6 左右，尤其是深加工率不足2 。美国在2 0 0 5 年时，蛋品的深加工率就已经达到3 0 以上【4 1 ，远远的超过我国的水平。我国 蛋品的市场虽然前景广阔，但是目前消费结构还十分简单，与发达国家相比仍 然有较大的差距。 近年来，发达国家一直致力于蛋品深加工的研究，并且在蛋品深加工及其 副产物综合利用方面取得了突出成绩，蛋品的深加工产品在蛋品的消费中所占 的比重越来越大。例如，丹麦研制出发酵蛋白粉、速溶蛋粉；日本开发出富碘 蛋；美国开发出浓缩蛋液及鱼油蛋品等品种。并且，这些产品都具有较高的市 场价值，已逐渐走进普通百姓家庭的餐桌【4 】。随着膜分离、色谱、超高压等高 新科技的应用，使得蛋品中免疫球蛋白( i g v ) 、卵磷脂、溶菌酶等具有高附加值 的天然生物活性产物的工业化提取成为可能，为蛋品的深度开发开拓了新的领 域。 目前，我国鸭蛋的年产量超过了3 5 0 万吨，但普遍存在着鲜食鸭蛋偏多，深 加工制品少的现象。造成该现象的原因主要是鸭蛋加工技术严重滞后，产品转 化增值技术水平较低，主要停留在初加工阶段，缺乏市场竞争力。我国的鸭蛋 制品主要是松花皮蛋、咸鸭蛋等初级加工产品，深加工程度低。由于产品品种 少，质量参差不齐，资源综合利用水平低，技术创新空间有限，造成产品附加 值极低，严重损害企业及蛋鸭养殖户的切身利益。丰富的资源给产品的深加工 带来广阔的空间，可大幅度的提高鸭蛋的增值效应。因此，大力推进鸭蛋的深 加工，积极开发附加值高，市场前景广阔，具有我国特色的鸭蛋深加工新产品， 对发展我国的鸭蛋产业，具有重要的经济和社会效益【5 】。 1 2 酱品的加工现状及发展趋势 1 2 1 酱品概况 发酵作为一种传统的食品加工及保藏方法有三千多年的历史【6 】。由于不同 地区的地理环境及生活方式不同，传统发酵食品在生产形式、风味和营养价值 等方面各具特点【_ 7 1 。我们的祖先通过实践积累了丰富的经验，利用对人体无害 的微生物自然入侵或人工接种，经过发酵过程，微生物通过自身的繁殖代谢及 分泌的各种酶类，把原料中的蛋白质、多糖等物质，分解为可溶性低分子化合 物，提高了产品的生物有效性及可食性。并通过这些分解物的相互组合及多级 转化，形成种类繁多的滋味物质、挥发性风味物质及其他一些营养物质，为传 统发酵酱品的形成奠定了基础 s - l o 。 传统的酱品主要包括豆酱、面酱、复合酱等品种。豆酱、面酱分别以富含 蛋白质的豆类和富含淀粉的谷类为主要原料，经过曲霉菌的发酵作用，在酶的 作用下形成糊状调味品；复合酱是以黄豆、谷物等为基料，添加其它辅料混合 制成的酱类。近几年，复合调味酱已逐渐成为国际调味品研究的热点。目前， 日本、韩国的酱类调味品的研究及开发已经达到世界的先进水平，日本流行的 “m i s o ”、韩国的“k o c h u j a n g ”等均己形成了批量生产规模，并在国内外调味品市 场中占重要地位。 1 2 2 酱品的加工现状 我国的制酱技术历史悠久，在3 0 0 0 年前的周朝就有酱的相关论述，在论 语中有“不得其酱不食的记载，可见春秋战国时期酱品已成为人们不可缺 少的调味品。随着农业的发展，带来了粮食产量的大幅提高，也推动了以谷物 及豆类为原料的豆酱、麦酱及面酱等植物性酱品的出现，尤其是以黄豆为原料 的豆酱更是发展迅速。我国的豆酱生产主要以传统手工作坊式，自然发酵为主， 利用原料与环境中的微生物自然制曲或采取人工接种种曲制曲，然后加盐水在 室外大缸中发酵，经过日晒、夜露制得成品。传统酱品的工艺生产周期较长， 劳动强度大，原料利用率低，生产成本高，严重制约我国酱品行业的发展，也 与机械化、现代化的工业大生产不协调。 “民以食为天，食以味为先 ，由于调味品具有改善食品的风味，突出滋味， 增进健康的作用，已成为人民生活的必需品【1 1 】。随着人们生活速度的加快，方 2 就餐方式，为发酵酱品的快速发展提供了动力。目前，全世界每年调 额高达2 18 0 亿美元，约占食品工业总额的1 0 ，且所占比例有不断增 ，发展速度基本保持在每年增长1 5 , - - , 2 0 1 2 】，其中发酵酱品占了很大 目前，我国发酵酱品生产企业普遍延续作坊式生产，工业化程度比较 低，生产条件简陋，管理控制粗放，卫生条件差，也严重制约其打开国际市场。 我国酱品生产的安全监控体系较日本、韩国等国家起步晚，且发展缓慢，问题 较多。传统的食品安全监控体系，市场经济秩序及食品安全形势等，已不能满 足目前国际市场经济发展的要求，有待进一步整顿和规范，力争早日与国际接 轨。 在国际市场中，日、韩两国以其现代化生产能力及强大的科技支撑，使得 两国的酱类制品无论在微生物、添加剂及理化性质等方面的指标都要远远超过 我国同类产品。特别是2 0 0 4 年，韩国率先制定发酵大豆酱法典标准，并在世界 粮农组织及世界卫生组织食品法典委员会大会通过。这一国际标准的制定提高 了酱类制品国际市场的准入标准，对各国的相关生产企业提出了更高的要求， 迫使大家要紧随世界先进的步伐，加快科技的创新和发展，借鉴国际上先进技 术水平，改进生产工艺，加大研发力度，完善自身管理体系，、促进国际豆酱贸 易发展。 我们国家相关部门已经把调味品纳入重点管理范围，加强对酱品生产企业 在质量管理和标准化等方面的监管，施行市场准入制度，为行业的发展提供较 好的市场环境，也为在国际酱品行业竞争中占居有利位置。近几年，李锦记、 王致和、老干妈、胡玉美等一批规模酱品企业逐步崛起，他们特别注重增大科 技投入，提高生产能力，紧跟市场节奏，创造名牌产品，为我国传统酱品的创 新和发展做出了卓越的贡献。 1 2 3 酱品行业的发展前景 随着人民生活节奏的加快及生活水平的提高，酱品行业必将向多样化、高 档化、天然营养保健化和复合方便化的方向发展。在高新科技主导的当今社会， 新型生产设备及新的生产技术的广泛应用，使得酱品的生产不受季节限制，可 以有效的缩短生产周期，降低生产成本，提高企业效益，而且还能进一步提高 酱品的品质；生物技术的快速发展，将会大大提高发酵微生物发酵效率，从而 提高原料的综合利用率；高层次科研人员的投入，将会使新型酱品不断被开发， 产品的更新换代速度也会加快。酱制品行业的未来必定朝着集团化、品牌化及 地域化的方向不断前进【1 3 l 。 食品安全是保证食品健康的最基本保证，现已不仅仅是一个公共安全的问 题，也是全球重大的战略性问题，更是一个科研生产者努力开发的重要课题。 随着经济发展及社会的进步，消费者已不满足仅仅是吃饱的问题，更要求吃得 好，吃出健康。酱品的传统手工作坊式生产模式已不能满足市场对食品安全的 要求，现代的工业化生产模式能够有效地改善生产环境，建立更加完善的、规 范的质量标准体系，提高原料利用率，降低生产成本，保证产品质量安全。现 代化工业生产在人类健康革命中发挥更重要的作用，也能够使中国酱类制品打 破传统模式，在国际市场上创造新纪元。 酱品行业是典型的“小产品、大市场。该行业的发展具有3 个特点：该 行业发展潜力大，随着人们生活品质的不断提高，对健康、绿色、特色的酱品 需求大，因此需要产品种类及风味不断地更新。该行业具有巨大的市场空间， 许多国际知名大企业已投资该行业。国家相关部门的管理工作不断加强，为 行业的发展提供了较好的市场环境。随着科技不断的创新，采用国际先进生产 工艺和新型原料生产的酱品，将打破历史的禁锢，推陈出新。我国的酱品行业 已进入空前的大转变、大调整时期，遇到前所未有的良好发展机遇，但同时面 临着巨大的挑战。因此，向着品牌多样化、生产工业化、调味复合化、食用方 便化等方向的发展将势在必行【l2 1 。 1 2 4 酱制品的生理功能特性 酱类是我国传统的调味品，其在我国的历史中对我国人民的健康发挥着功 不可没的作用。传统的酱类一般以豆类及其他的一些粮食为主要原料，利用米 曲霉为主的微生物，经过一段时间发酵酿制而成的，它不仅含有原料中固有的 营养成分，而且还含有在发酵酿造过程中形成的“二次加工成分 ，经研究这 些“二次加工成分多具有生理功能性，对人体生理健康有着十分重要的作用。 在倡导食品保健的今天，提高酱品的保健价值已越来越受到人们的关注。酱品 中的功能成分主要源于微生物的代谢产物及微生物代谢产生的系列酶对原料作 用后产生的分解产物。适宜的发酵条件对酱品中活性物质的形成是十分必要的， 同时使各个成分通过生物化学反应转化成具有活性的低分子物质 1 4 】。微生物发 酵生产时，能够产生成百上千种代谢产物，它们不但形成了酱品特有的质构与 风味，也含有很多功能因子，其中大部分对人体都具有保健或治疗的作用 1 5 - 1 6 】。 如黄豆经微生物发酵后，使其原先所含的不溶性大分子物质通过微生物及酶的 作用分解成了可溶性的小分子化合物，在没有破坏物质原有功能性的同时，又 产生了一些具有抗氧化活性的新物质，如维生素b 1 2 、核苷酸、类黑精和芳香族 化合物等【17 1 。 豆酱是黄豆传统发酵产品中的一种，具有祛除放射性物质，防止胃溃疡， 预防肝癌，抑制血清胆固醇上升，抑制脂肪肝积蓄，降血压，抗氧化等功效【1 8 2 1 1 。 豆酱提取物的抗氧化能力强于维生素c 【2 2 1 。豆酱中的生理功能性物质一类是大 豆异黄酮、亚油酸、多酚、v b 、v e 及皂角苷等黄豆原料的原始成分；另一类是 在发酵过程中形成类黑精、脂质及各种功能性短肽【2 3 2 4 1 。 ( 1 ) 异黄酮及多酚类物质的生理活性 大豆异黄酮是植物抗毒素的前体，其成分复杂，是一类双酚活性的类黄酮 4 物质。在植物抗病，抗癌，抗真菌及抗增殖活性的过程中作用显著【2 5 1 。它包括 染料木黄酮、染料木苷及黄豆苷元等1 2 种成分，豆酱在发酵过程中通过微生物 作用使染料木苷的d 糖基结合物裂解生成染料木黄酮。研究发现，日本人比较 偏爱豆制品及豆酱制品，因此，每天分别摄入1 5 4 1 m g l 和6 3 8 3 m g l 的染 料木黄酮及染料木苷，摄入量要远远高于欧美人，因此日本人的乳腺癌、肠癌、 前列腺癌等的发病率较欧美人要低的多 2 6 1 。 ( 2 ) 类黑精的生理活性 1 9 1 2 年，法国生化学家美拉德研究发现，甘氨酸与葡萄糖混合加热时，形 成颜色褐变反应的类黑精。酱品在发酵过程中蛋白质分解的氨基酸会与葡萄糖 发生美拉德反应，生成类黑精。近年来，类黑精已成为国外学者研究的热点， 发现其很多的生理活性：能够促进小肠上皮细胞代谢刺激肠道；对变异原 性表现出很强的抗变异原性；抑制唾液中淀粉酶的活性；抑制胰蛋白酶活 性，促进胰岛素分泌，起到降糖效果；抑制癌细胞增殖的效果；对2 种亚硝 胺及亚硝盐有明显的抑制作用；具有很强的消除活性氧的能力；通过降低 血压的作用；具有结合金属离子的性质【2 7 1 。 1 3 酱品生产过程的研究概况 1 3 1 原料的预处理研究 ， 发酵主体为黄豆，其蛋白质的含量为3 8 - 4 2 ，发酵前必须进行浸泡，让 其充分吸水变软，使黄豆表面基本无皱褶，用手轻捏豆粒能够分开两半【2 8 1 ，然 后通过高压蒸气蒸煮，使豆粒的内部刚好熟透【2 9 1 。另外，豆饼也是现在制作酱 品比较常用的原料，豆饼是黄豆经脱脂后压制成饼状物，其蛋白质含量能够达 至t j 4 3 左右。而黄豆经机械脱脂，会破坏黄豆外皮纤维及黄豆颗粒结构，使原 料更易被微生物利用，因此豆饼更适合酿制酱品。吴建生等【2 9 】研究表明，面粉 作为稀释载体，其处理质量对种曲孢子发芽、菌丝体生长、杂菌污染等有直接 的关系，高温高湿蒸气使面粉中的含菌量变少，而且使淀粉部分糊化，有利于 米曲霉孢子吸水萌发和菌丝体生长，加速了生长优势的建立。 1 3 2 制曲工艺研究 制曲是酱品酿造的关键环节，没有良好的种曲，就不会酿造出高品质的酱 品【3 们。温度、供氧和曲料含水量等因素对曲料曲霉活性有较大影响。酱曲为酱 品的发酵提供蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等多种酶系及成品的组分，因此在它 的培养过程中既要考虑符合霉菌的生长规律及产酶条件，也要兼顾耐盐乳酸菌、 鲁氏酵母等的生长和繁殖，同时还要保证成品酱的质量【”】。制曲阶段霉菌占绝 对优势，此时霉菌分泌产生大量酶类，包括蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶及纤维素 酶等【3 2 1 。其中，蛋白酶能将原料中的蛋白质分解为胨、多肽及游离的氨基酸等 可溶性含氮物，为后续酱的发酵提供营养、滋味及风味基础。米曲霉接种8 l o h 后开始分泌的蛋白酶，活力逐渐增大，至4 0 h 左右基本接近最高活力。在既定的 碳氮比条件下，曲坯温度、供氧状况和含水量是对米曲霉孢子萌发和菌丝生长 分泌蛋白酶的影响最主要的三大因素【”】。 目前，我国生产豆酱所用的菌种一般为米曲霉( a s p e r g i l l u so r y z a c ) 、黑曲霉 ( a p e r g i l l u sn i g p ，) ，为了改善低盐固态发酵速酿酱品的风味，有的学者还在酱品 发酵过程中添加鲁氏酵母及耐盐的乳酸菌。而所选的米曲霉一般为上海酿造研 究所研制的沪酿3 0 4 2 菌种，该菌株适宜固态制曲，所产生的的蛋白酶活力高， 而且生长速度快、易管理，但是单菌种制曲所产生的酶系不全，酸性蛋白酶活 力弱，原料全氮利用率低，产品风味不足等缺点，也制约着酱类产品的发展。 而经研究发现，利用多菌种联合制曲，可以有效的提高原料的利用率，改善产 品的品质。 酱发酵与酱油发酵在制曲工艺方面是一致的，当前在菌种混合制曲对酱油 品质影响的方面研究较为广泛。史龙君等【3 4 】在沪酿3 0 4 2 米曲霉的酱醪中添加 a s 3 7 5 8 黑曲霉和增香酵母共同发酵，发现多菌种发酵明显改善了酱油的风味， 氨基酸态氮和还原糖的含量分别比单菌种发酵提升了1 6 1 和3 4 7 。杨玉华等 p 副采用沪酿3 。0 4 2 米曲霉和a s 3 7 5 8 黑曲霉为菌种分别制曲，然后将米曲霉酱曲 和黑曲霉酱曲混合制大曲，并且进行了生产性试验，所得产品的氨基酸含量高， 风味好。王素珍等p 6 j 研究表明，以沪酿3 0 4 2 米曲霉和糖化增香曲联合发酵，可 以显著的促进原料分解，产品的还原糖含量、红色指数、黄色指数等显著高于 单菌种发酵水平。李琴等【”】采用沪酿3 4 0 2 米曲霉与a s 3 3 5 0 黑曲霉按3 ：1 的质量 比混合制曲，- 所制得的酱品风味明显改善，全氮利用率提高了1 0 左右，而氨 基酸生成率也提高了5 左右，经济效益显著。邱雁临等选育了两种曲霉a o i 一6 及8 5 1 6 b ，在混菌培养时，对这两株霉菌产生的蛋白酶活性进行了研究，表明 两种曲霉具有互补和协同作用，所产生的蛋白酶酶系比较齐全【38 1 。由此可见， 沪酿3 0 4 2 米曲霉，a s 3 3 5 0 黑曲霉等在混合制曲工艺中相互作用突出。 原料的选择对制曲成功与否有着比较大的影响，制曲原料一般选择黄豆或 蚕豆、面粉等，黄豆需要先经过浸泡，然后再煮熟或蒸熟，而面粉一般选用生 粉。吴华昌研究表明，当蚕豆与面粉最佳配比为4 ：1 ( m m ) 时，所制得种曲中蛋 白酶的活力最大1 39 。目前，一般以蛋白酶的活力大小为制曲效果的判断指标， 通过测定种曲中蛋白酶活力的大小，选择最佳的制曲工艺。 然而，制曲工艺的影响因素较多，如果控制不当，就会导致制曲效果不理 想，极易出现黑曲或烧曲等现象。为了获得良好的制曲效果，根据生产的实际 情况，优化制曲工艺，对制曲过程中的温度、湿度等关键影响因子进行全程监 控【4 0 1 。随着双菌种在制曲工艺中被越来越多的应用，双菌种制曲的条件也在生 产实践中不断优化，针对不同的原料，制曲的最佳工艺条件也是不同的，因此， 6 只有不断的通过实验，优化制曲条件，保证产品质量。 1 3 3 发酵工艺研究， 制酱的重点在于发酵过程中发酵条件的控制，发酵条件可以为菌种生长及 相关酶作用提供合适的环境，可以提高原料的利用率及产品的质量，有效的促 使物料中的碳源和氮源转变为酱品中的有效成分；促进黄豆中的蛋白质水解为 短肽和游离的氨基酸，再通过美拉德反应改善酱品风味。原料配比、菌种和控 制条件是豆酱发酵工艺的三要素，使用不同的原料、菌种和发酵条件生产出的 产品中氨基酸的含量和组成有所不同，当某些氨基酸生成较多时，可对豆酱的 风味质量产生影响【4 h 2 1 。 传统的豆酱酿造时间一般比较长，至少要达到半年。随着科技的发展，研 究学者对速酿豆酱的方法进行了诸多研究。吴晓琴等【4 3 】对过去的生产工艺进行 了综合和改进，采用保温发酵工艺，将成曲先在4 2 - - 4 5 的条件下发酵，中间 倒池，二次加盐水，再经过后熟，生产出的豆酱外观呈红褐色，风味醇正，酱 香浓郁，咸淡适宜，且各项指标均好于国家标准。贡汉坤等【4 4 】研究发现，人工 接种发酵技术能改造传统豆酱的生产工艺，明显提高生产效率，使豆酱生产周 期从6 个月缩短为6 0 天。酱品中氨基酸态氮的含量是酱品发酵过程中的主要指 标，其数值越高，表明菌种所产的蛋白酶对蛋白质的分解能力越强，成品滋味 越鲜美【4 5 1 。m a s a s h i 等【4 6 】研究味噌( 日本豆酱) 发酵过程中可溶性氮的含量，3 0 天后其含量就能达到6 0 以上。c h o u 等【4 7 】对酱品发酵过程中原料的生物化学变 化研究，发酵4 5 后，酱醅中非蛋白氮的含量达至f j 3 0 以上。酱类发酵的前期， 霉菌分泌的蛋白酶促使原料中的蛋白质分解为多肽和氨基酸，淀粉酶促使淀粉 分解为糖类。发酵后期，在厌氧、高盐的环境中促进了酵母菌、耐盐乳酸菌的 生长繁殖，不但促进了酱醪成熟，而且在发酵过程中，产生酯类化合物等代谢 产物，形成酱的特殊酯香味【4 8 】。 1 3 4 酱品的氨基酸分析及风味研究 酱品发酵过程中，由于酶促褐变和非酶褐变，特别是美拉德反应产生的颜 色是酱色的主要来源。酱的颜色越深，越红润，说明酱的品质越好【4 9 1 。而酱颜 色的深浅是由酱中色素含量的多少来决定的【50 1 。氨基酸通常被认为是蛋鲜味的 来源，通过对氨基酸的分析发现，天冬氨酸和谷氨酸含量与其阙值之比远远大 于其它的氨基酸，可以认为是鲜味的主要来源【5 1 1 。 固相微萃取( s o l i d p h a s em i c r o e x t r a c t i o n ，s p m e ) 是1 9 9 0 年由加拿大 w a t e r l o o 大学p a w l i s z y n 等人提出的一种样品前处理技术，是一种快速、无溶剂 的萃取新技术。该技术二_ 出现，就引起了广大科研工作者的重视，尤其是进入 2 1 世纪以来，发展迅速，并且已经实现商品化，被广泛的应用到食品挥发性风 味物质的分析【5 玉5 3 】。其基本原理是利用一根熔融石英纤维丝或涂