（食品科学专业论文）豆豉天然制曲过程动态的研究.pdf

山东轻工业学院硕士学位论文 摘要 豆豉是以整粒大豆( 或豆瓣) 为原料，经浸泡、蒸煮、制曲、发酵等工序加 工而成的大豆发酵食品，豉曲的质量对豆豉产品质量及生产周期有重要影响。因 此，本文对豆豉天然制曲过程的动态变化进行了研究，以期对豆豉制曲过程的控 制起到指导作用。 研究发现豆豉制曲过程中的主要微生物为霉菌和细菌，它们是制曲过程中起 作用的主要微生物。酵母菌的数量很少，对制曲过程没有大的影响。霉菌同细菌 相比较，在制曲的4 8 小时内，霉菌的数量不占优势，而细菌占优势。7 2 小时之后 霉菌的数量远远超过细菌，一直持续到制曲结束。制曲过程中的霉菌主要是米曲 霉。 在整个制曲过程中蛋白酶酶活先升后降；主要是中性蛋白酶和碱性蛋白酶， 酸性蛋白酶活性一直很低，在制曲开始的第三天、第四天，中性、碱性蛋白酶酶 活分别达到最高，以后逐渐减少。纤维素酶在整个制曲过程中活性一直都很低。 还原糖在制曲过程中一直在增加，但是增长缓慢。 在制曲过程中由于细菌、霉菌、酵母菌等微生物的产蛋白酶作用，使原大豆 中的蛋白质降解成多肽和氨基酸等可溶性含氮物，所以氨基酸态氮一直呈增加趋 势。 在豆豉的天然制曲过程中p h 值一直增加。 在整个制曲过程水分一直在不断降低。 本课题研究了豆豉天然制曲过程的微生物和主要理化指标的动态变化，分析 了微生物及理化指标间的联系，并结合传统豆豉制作过程依靠感官确定豉曲成熟 的方法，表征了豉曲成熟的微生物及理化指标：霉菌总数数量级为1 0 9 c f u g ，其中 约9 0 为米曲霉。蛋白酶酶活大约为6 7 6 u g 。此时，还原糖含量约为6 5 0 ，氨 基酸态氮含量约为o 1 0 ，水分约为5 2 8 7 ，p h 值大约在7 0 左右。 科学地进行质量的评价关键不仅在于确定全面地评价指标体系，更重要的是 相对准确地确定出指标的权重。本体系建立在豉曲符合相关的卫生指标等的前提 下，阐明豉曲是否在后发酵中具有更大的生化潜能，在后发酵中发挥更大的作用。 根据上述制曲过程的动态研究及其对指标间的关系进行分析，选定微生物指 标、生化指标及感官指标三个指标作为豉曲质量评价体系的一级指标。通过制曲 过程的动态检测及后发酵结果，借助层次分析法得到其权重，理化指标约为： 0 6 9 8 6 、微生物指标约为：0 2 3 7 0 、感官指标约为：0 0 6 4 3 。 关键词：豆豉；制曲；动态；成熟；评价体系 a bs t r a c t d o u c h iw a sm a d et h r o u g hs o a k ，s t e a m ，s t a r t e rm a k e ，f e r m e n t ，a n ds oo np r o c e s s e s b yt 1 1 ew h o l es o y b e a n ( o rs e g m e n t ) a st h eo r i g i n a lm a t e r i a l t h e r e i sa ni m p o r t a n t i m p a c to nt h eq u a l i t yo fc h i q u w i t ht h ep r o d u c tq u a l i t ya n dp r o d u c t i o nc y c l e t h e r e f o r e ， t h et r e n d so ft h en a t u r a lk o ji m a k i n gp r o c e s sw e r es t u d i e di nt h i sp a p e nw i t ha v i e wt o p l a yag u i d i n gr o l et ok o ji - m a k i n gp r o c e s s c o n t r o l s t h e r ea r ef u n g a la n db a c t e r i a lm i c r o o r g a n i s m si nt h ek o ji m a k i n gp r o c e s s ，w h i c h p l a yt h em a i nr o l e i nt h ek o j i m a k i n gp r o c e s s t h en u m b e ro fy e a s ti s s m a l li n p r o c e s s m a k i n g ，w h i c hh a v el i t t l ei m p a c tt ok o j i m a k i n g c o m p a r e dw i t ht h ef u n g u s s t r e p t o m y c i n ，b a c t e r i ai nt h es y s t e mw i t h i n4 8h o u r si sd o m i n a n t a f t e r7 2h o u r st h e m o l dw i l lb ef a rg r e a t e rt h a nt h en u m b e ro fb a c t e r i a - m a k i n gu n t i lt h ee n d 1 1 1t h ew h o l e p r o t e a s ea c t i v i t yf i r s ti n c r e a s ea n dt h e nd e c r e a s e d ，p r o t e a s ei sn e u t r a l a n da l k a l i n ep r o t e a s e ，a c i dp r o t e a s ea c t i v i t yh a sb e e nv e r yl o w p r o t e i n a s e sm a i n l ya r en e u t r a la n dl a t e s c e n tp r o t e i n sa c t i v e n e s sa r eq u i t es t r o n g ； a c i d i cp r o t e i n a s ea c t i v e n e s si sc o n t i n u o u s l yv e r yl o w ；t h ep r o t e i n a s el i v e sa f t e rt h e e n t i r ek o j i m a k i n gp r o c e s sf i r s tr i s e st of a l l t h ec e l l u l a s el i v e si sq u i t ec o n t i n u o u s l ya l ll o w , n o th a v i n gt h et o ob i gc h a n g e t h er e t u r nt oo r i g i n a ls t a t es u g a r , t h ea m i n on i t r o g e nc o n t i n u o u s l yi sa l li n c r e a s i n g i nt h ee n t i r es y s t e mk o j i - m a k i n gp r o c e s s t h ep hv a l u ei sc o n t i n u o u s l yi n c r e a s i n gi nt h ee n t i r ek o j i m a k i n gp r o c e s s m o i s t u r ei sc o n t i n u o u s l yr e d u c i n gi nt h ee n t i r ek o j i - m a k i n gp r o c e s s t h ed y n a m i cc h a n g e so ft h em i c r o o r g a n i s m sa n dt h em a i np h y s i o c h e m i c a l i n d i c a t o r sw e r es t u d i e di np r o c e s so fn a t u r a lk o j i m a k i n g t h e i r l i n k so ft h e m i c r o o r g a n i s m sa n dt h em a i np h y s i o c h e m i c a li n d i c a t o r sw e r ea n a l y s i s b a s e do nt h e t r a d i t i o n a lf e r m e n t e dp r o d u c t i o np r o c e s sr e l y i n go ns e n s o r yt od e t e r m i n et h em a t u r eo f t h es t a r t e ro fd o u c h i ，w h i c he s t a b l i s h e dm i c r o b i a l i n d e xa n dt h e i rm a i n p h y s i c o c h e m i c a li n d e x s t r e p t o m y c i nt o t a lv o l u m el e v e lf o r 10 9 ，o fw h i c h9 0 f o r a s p e r g i l l u so r y z a e p r o t e a s ea c t i v i t yi n6 7 6u g a tt h i st i m e ，t h es u g a rc o n t e n ta b o u t 6 5 0 t h en i t r o g e nc o n t e n ta b o u t0 10 ，a b o u t5 2 8 7 w a t e r , p ha b o u t7 0 t oc a r r yo u tt h es c i e n t i f i ce v a l u a t i o no ft h eq u a l i t y , t h ek e yn o to n l yt oi d e n t i f ya c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e mi sm o r ei m p o r t a n tt oa c c u r a t e l yd e t e r m i n et h e r e l a t i v ew e i g h to fat a r g e t t h ee s t a b l i s h m e n t so fas y s t e mi nt h es o ys a u c e c o m p l i a n c e i i w i t hm er e l e v a n t h e a l t h i n d i c a t o r s ，s u c ha su n d e rt h ep r e m i s e 。fs 。ys a u c ec l a r i r y w h e t h e ri n t h e p o s t - f e r m e n t a t i o n i n g r e a t e rb i o c h e m i c a l p o t e n t i a l ，i nt h e p o s t - f e r m e n t a t i o np l a yag r e a t e rr o l e b a s e do nt h ea b o v e 。m a k i n gp r o c e s sa n dt h ed y n a m i c so ft h e r e l a t i o n s h i pb e t w e e n t h e1 n d i c a t o r sa n a l y s i s ，m i c r o b i o l o g i c a li n d i c a t o r ss e l e c t e d ，b i o c h e m i c a li n d i c a t o r s a 1 1 d 1 n d l c a t o r so ft h et h r e ei n d i c a t o r sa sas e n s o r ys o y q u a l i t y a s s e s s m e n ts v s t e m 1 e v e i i n d i c a t o r s 。m a k i n gp r o c e s st h r o u g ht h ed y n a m i ct e s tr e s u l t sa n da f t e rf e m e n t a t j o n u s i n ga h pb yt h e i rw e i g h t ，p h y s i c a la n dc h e m i c a li n d i c a t o r sa b o u t ：0 6 9 8 6 ，m i c r o b i a l i n d i c a t o r sa b o u t ：0 2 37 0 ，s e n s o r yi n d i c a t o r sa b o u t ：0 0 6 4 3 k e y w o r d s ：d o u c h i ；k o j i - m a k i n g ；t r e n d ；k o j i m a t u r i t y ；q u a l i t ys y s t e m ； 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。文中 弓l 用他人的成采，均已做出明确标注或褥到许可。论文内容未包含法律意义上已 属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成 果，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。 学位论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属山东轻工业 学院。山东轻工业学院享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专 利等权利，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名 单位仍然为由东轻工业学院。 论文作者躲缉囊琵 导师签名：丝丝丝 豳期：2 丝年j l _ 之n 山东轻工业学院硕上学位论文 第1 章绪论 1 1 大豆简介 中国是大豆的故乡，几千年来，大豆为中华民族的繁衍生息做出了不可磨灭 的贡献，而大豆食品也成为中国传统食品中的一朵奇葩。 大豆由于杰出的营养功能和保健活性，被誉为“黄金食品”。食物中的营养成分 用以满足人体从事劳动和维持生命所需的热能，提供细胞组织生长发育与修复的 材料，并能维持机体的正常生理功能。它们是蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生 素和矿物质等。而且这些营养成份之间要保持适当的比例，才能维持人体的正常 健康，营养成分的供给彳 足或过量，对人体的健康都是不利的【。大豆和其它食物 相比，蛋白质含量高，其它营养成份的搭配也较均衡，见表1 1 1 2 j 。 表1 1 常见食物营养成分表 1 1 1 大豆营养及功能 ( 1 ) 大豆蛋白质 大豆蛋白质在膳食中所起的作用，不但由于它的含量高，可以满足量的要求， 而且还由于它可以与谷类蛋白质起“互补作用”，提高膳食中蛋白质的生理价值【3 】。 谷类蛋白质含赖氨酸较少，蛋氨酸含量相对地多些：大豆蛋白质赖氨酸含量较高， 而蛋氨酸含量偏低。把这两类蛋白质混合食用时，必需氨基酸互相补充，使必需 氨基酸的比例接近人体需要f 4 】【5 1 。 ( 2 ) 大豆脂肪 大豆脂肪中大约含8 5 不饱和脂肪酸，其中必需脂肪酸约占脂肪总量的5 2 。 第1 章绪论 大豆脂质中还约含有8 8 的卵磷脂【6 l 。它是由磷脂和胆碱结合而成的。胆碱是一 种影响人脑中重要神经信号的化学传递物，具有治疗运动障碍疾病的功能，对防 治老年性痴呆症和记忆力减退有很好的疗效。卵磷脂能在卵磷脂胆固醇酰基转移 酶作用下，使胆固醇酯化，转入血浆而排出体外。临床验证，大豆卵磷脂比蛋黄 舞磷腊对降低血胆固醇和防治冠心病更为有效【7 1 1 羽。 ( 3 ) 大豆碳水化合物 大豆碳水化合物中含有约2 7 蔗糖，0 4 - - - - 0 9 的淀粉，其余是多聚半乳糖、 棉子糖、水苏糖等低聚糖，以及配糖体、半纤维素和纤维素等【9 j 。其中大豆皂甙和 大豆低聚糖具有生理活性功能i l 。 大豆含有0 5 - - 2 5 的大豆皂甙，它是由皂甙元与糖结合构成的种配糖体， 具有溶血l 性，能降低血胆固醇浓度，抑制血清中脂类氧化，抑制过氧化脂质的生 成。l 瞄床试验大豆皂甙有减肥作用，对治疗肥胖瘸有良好的疗效。日本东北大学 久保一良发现大豆皂甙对人类艾滋病毒的感染和细胞生物学活性具有抑制作用。 大豆皂甙能减轻自由基对细胞的损伤。主要是逶过调节代谢，增秀瑟超氧化物歧化 酶( s o d ) 的含量，降低脂质过氧化物浓度，从而降低或消除自由基。大豆皂甙 还对胰岛素的水平有影响，用于糖尿病患者有良好的疗效f 1 2 1 1 13 1 。 大豆含有约1 0 的大豆低聚糖，它是由棉子糖、水苏糖和蔗糖组成的功能性 低聚糖，具有防止龋齿和调节肠道内微生物菌群平衡，促进双歧杆菌增殖和抑制 腐败细菌生长的作用。试验证明，天食用3 9 大豆低聚糖能使双歧杆菌明显增殪 1 4 1 1 5 o ( 4 ) 大豆维生素和矿物质 维生素是维持人体正常生理功能所必须的微量有机物质。大豆含有丰富的b 族维生素、维生素e 和1 3 胡萝 、素【1 胡。矿物质是构成人体组织的重要材料，并能 维持体液的渗透压和机体的酸碱平衡。大豆含有钙、磷、铁、镁、锌、铜等矿物 质约4 8 。和其它豆类、谷类食物比较，大豆的维生素含量和矿物质含量是较高 的【1 7 】。 ( 5 ) 大豆中其他物质 大豆还含有可减缓或切断人体蛋自质受损伤反应的绿原酸和抑制癌基因产 物，防止正常细胞恶变的异黄酮等生理活性成分 1 8 1 。 总之，大豆异黄酮和大豆蛋岛的生理功熊，符合现代消费者的健康取向，因 此大豆产品的开发在全球受到了前所未有的重视，许多新产品应运而生，且高科 技的应用成为新产品开发的一个特点。这一方面为大豆产业的发展带来了机遇， 另一方面，也给我国的大豆研究和生产带来了挑战。如何利用我国几千年大豆种 植和加工的经验，结合现代高科技，发挥我国大豆的优势，开发出有市场前景的 现代化工监产品，是摆在我国科技工作者面前的一个重大课题。 2 山东轻工业学院硕士学位论文 1 1 2 大豆应用 当前我国大豆加工主要集中在三个方面：油脂工业、新兴豆制品加工和传统 豆制品加工。 ( 1 ) 大豆应用于油脂加工 大豆作为油脂加工的原料，主要是利用大豆油脂及其副产品，其饼粕的应用 因蛋白变性和溶剂残留等问题，受到了很大的限制，大部分被用作饲料) j h t 1 9 】。 国产大豆蛋白质含量高，且大豆蛋白是消化率和氨基酸评分最高的蛋白之一，根 据w h o 的蛋白质评价指标，被评为最优级。所以国产大豆用于油脂工业不能发挥 其优势，甚至可以说是优良大豆蛋白的一种资源浪费。 ( 2 ) 大豆应用于新兴豆制品 新兴豆制品主要包括豆奶类、大豆浓缩蛋白、大豆分离蛋白、大豆纤维蛋白 等产品【2 0 1 。豆奶是直接饮用，大豆纤维蛋白主要作为肉的代用品，但两者的产量 并不大。而产量较大的大豆浓缩蛋白和大豆分离蛋白，是为了利用饼粕中的大豆 蛋白而开发的副产品，主要是作为食品添加剂使用，添加量较少，使用时主要是 考虑其功能性如乳化性、乳化稳定性、保水性和吸油性等。大豆浓缩蛋白和大豆 分离蛋白的生产设备( 如喷雾干燥塔等) 要求较高，投资较大，产品成本较耐2 1 】【2 2 】。 ( 3 ) 大豆应用于传统豆制品 中国传统大豆食品可分为发酵豆制品与非发酵豆制品，非发酵豆制品包括豆 浆、豆腐、腐竹及其加工而成的各类豆制品，发酵豆制品包括腐乳、豆豉、豆酱、 酱油等。发酵豆制品的生产均需经过一个或几个微生物发酵过程，在此过程中发 生了一系列复杂的生化过程，使其制品具有特定的形态、风味与营养【2 3 1 。 豆腐、腐乳、豆豉等均是利用全脂天然大豆) j h - r _ 而成，具有营养丰富、易于 消化吸收等优点，在我国有悠久的生产历史，已成为我国饮食文化的重要组成部 分，具有较好的消费基础。尤其是发酵大豆制品，不仅保持了大豆食品的营养， 还丰富了产品的风味，延长了产品的货架寿命，使产品能够更好地流通；且在发 酵过程中会生成一些新的功能性物质，有利于消费者的健康；同时传统大豆制品 的生产还具有工艺简单，设备投资较小等优势【2 4 1 。 综上所述传统大豆制品具有营养利用充分、口味丰富、符合我国的饮食文化、 工艺简单、设备投资小等优点，具有较大的发展空间。 传统大豆发酵食品，因其特有的风味而倍受消费者青睐。豆豉与豆酱、酱油、 腐乳并列为我国四大传统大豆发酵制品，其中腐乳、酱油的生产已基本实现工业 化，而豆豉的研究却相对较少，当前的生产模式也是以作坊式为主【2 5 1 。 1 2 豆豉简介 豆豉是我国具有传统民族特色的发酵制品，一直以其营养丰富、风味独特在 世界饮食文化之林中占有特殊的地位。工业上豆豉是以黑豆、黄豆为原料，利用 第l 章绪论 微生物发酵制成的一种传统调味副食品，它以豉香诱人，风味独特而深受消费者 欢迎。按制曲时参与的微生物不同，豆豉可分为毛霉型、曲霉型、根霉型和细菌 型等。我国主要生产毛霉、曲霉型豆豉及少量细菌型豆豉( 俗称水豆豉) 。国外 以丹贝( t e m p e ，印度尼西亚根霉型豆豉) 和纳豆( n a t t o ，日本细菌型豆豉) 著 名。豆豉因其特有的醇香、酯香和鲜味成为独具特色的调味品和家常菜肴【2 6 】【2 7 1 。 近十余年国内外学者对大豆发酵食品中功能性成分已进行不同程度研究，如 对丹贝和纳豆的研究成果显著、引人注目。但对我国传统大豆发酵食品豆豉中生 理活性物质研究则刚刚起步，有待深入。随着现代分离分析技术发展，人们将会 越来越关注豆豉中多种生理活性物质的分离鉴定及其保健功能研究。 1 2 1 豆豉的功能 豆豉营养价值极高，制作及食用豆豉在我国已有上千年历史，现在已普及到 朝鲜、日本及东南亚等国家，对亚洲人饮食生活和健康，起到很重要作用【2 引。 夏岩石等将豆豉的营养成分列于下表1 2 和表1 3 【2 9 j 。 表1 2 豆豉的氨基酸模型与f a o w h o 参考模型的比较( m g g n ) 大豆蛋白质含有人体不能合成而必须从食物摄取的各种必需氨基酸，除蛋氨 酸外，大豆蛋白中含量均较多、较平衡，特别是赖氨酸含量高；大豆脂肪含不饱 和脂肪酸占8 0 以上。大豆发酵过程中的酶使原料大豆的蛋白质部分水解，故发酵 成熟时，可使水溶性氮的含量提高，并使大豆的硬度下降。大豆中含有的胰蛋白 酶抑制剂可以抑制小肠中胰蛋白酶的活力。大豆约含有5 人体所必需的不饱和脂 肪酸，亚油酸平均达5 0 8 ，亚麻酸平均为6 8 ；尤其是大豆不含胆固醇；大豆中 还有1 8 3 2 的磷脂，具有多种保健功能。大豆中的纤维素使蛋白质不易与消 4 山东轻工业学院硕士学位论文 化酶接触，整粒大豆食用时，其蛋白质消化率仅为6 0 左右。在豆豉的加工过程中 破坏了胰蛋白酶抑制物；纤维素酶使纤维素水解生成单糖，蛋白酶容易与蛋白质 接触水解产生一系列的中间产物，如多肽、氨基酸等，这些低分子量的蛋白食 表1 3 新鲜豆豉的维生素和矿物质含量 入后，可以不再经过消化直接为肠粘膜吸收，这对消化力减退和患有消化功能障 碍的病人是十分有利的。豆豉与原料熟化豆相比，其维生素b 1 、b 2 的含量有明显 提高；维生素a 、e 的含量基本不变。大豆的矿物质含量丰富，但是大都以植酸盐 的形式存在，植酸盐是肌醇磷酸脂的钾、钙、镁复盐。大豆中7 0 - 8 0 的磷不易 为人体利用，约有6 0 被排出体外；钙与植酸结合形成不溶性钙，约有7 0 - 8 0 不被人体吸收残留在粪便中；铁与植酸盐结合形成不溶性铁，使大豆中铁的吸收 率仅为7 ；植酸还能与锌结合形成不溶性盐而使利用率下降。在豆豉加工过程中， 由于微生物分泌的活性植酸酶能使植酸水解生成肌醇和磷酸盐，植酸可减少1 5 2 0 ，因而，矿物质的可溶性可增加2 3 倍，利用率可增i j h 3 0 , - - - , 5 0 t 3 0 】【3 1 】【3 2 1 。 豆豉不仅营养价值高，还具有很好的药用价值。国内外研究发现豆豉的生理 活性物质主要有大豆异黄酮、褐色色素类、豆豉溶栓酶、抗菌素【3 3 1 。 ( 1 ) 大豆异黄酮 大豆异黄酮是目前大豆及其发酵制品中最引人注目的一种功能性成分。由于 具有一定的类似雌激素作用，又可称为植物雌激素【3 训。以前一直被认为是豆腐、 豆乳等大豆食品不快味( 苦味、收敛味) 成分，而最近免疫学调查发现，它具有 抗氧化、抗菌、增强免疫、预防乳癌、前列腺癌等生理功能。目前已明确，大豆 异黄酮抗癌机制主要包括以下几个方面：类似女性雌激素作用及抗激素作用；抑 制与癌相关酶活性作用；在癌细胞增殖阶段，具有抑制新血管增生作用；能消除 活性氧，从而具有抗氧化作用；还可以调节细胞周期；具有抑制一些与d n a 切断 的有关酶活性作用。大豆异黄酮被认定是目前植物界筛选抗癌成分的首选物质。 第1 章绪论 众多动物实验也证实大豆异黄酮具有预防骨质疏松症的效果。中山医科大学史琳 娜等利用去卵巢大鼠研究大豆异黄酮对骨丢失的影响，发现含有大豆异黄酮的大 豆分离蛋白具有预防骨丢失作用，而去除异黄酮大豆分离蛋白却无此作用1 3 5 。 ( 2 ) 褐色色素类 褐色色素也称蛋白黑素或类黑精( m e l a n o i d i n ) ，是大豆蛋白质以及它的分解 产物多肽类与还原糖之间作用发生美拉德( m a i l l a r d ) 反应生成的。呈水溶性，等 电点为p h2 3 ，是一类弱酸性高分子，具有一种特有的强蓝色荧光，在酸或碱条 件下很容易被水解，然而不被消化酶降解。它具有很强的抗氧化作用，主要是由 于其分子内保持有稳定的自由基结构，此结构能捕集溶液中的自由基。同时，它 还会与铁、铜等金属离子相结合，形成不溶化合物而析出。褐色色素还有类似食 物纤维功能、调节血糖及抑制a c e 活性等功能【3 6 】。 ( 3 ) 豆豉溶栓酶 日本学者须见洋行于1 9 8 7 年发现纳豆中有一种具有强溶栓作用的功能因子 纳豆激酶，其溶解血栓能力比尿激酶和纤溶酶原激活因子( p a ) 等治疗血栓 症的药都要强，而且该酶具有无毒副作用、使用安全、体内半衰期长、提取工艺 简便及价格低廉等优点，弥补了现在常用的同类药品毒性较强、副作用较大、体 内半衰期较短及造价较高等缺点【3 7 】。纳豆激酶在体内和体外都具有很好溶解血栓 功能，通过在纤维平板上滴加纳豆激酶提取液，使平板不透明圆圈变成透明，从 而发现并证明其体外溶栓作用。豆豉中含有溶解纤维蛋白抗栓主要成分的溶 栓酶，特别适应患有血栓病、血稠、脑梗塞等疾病的人食用【3 8 】。 ( 4 ) 抗菌素 纳豆菌可产生许多抗菌素，有抑制沙门氏菌、伤寒菌、痢疾菌及0 1 5 7 ：h 7 大 肠杆菌等致病菌作用，且可灭活葡萄球菌肠毒素。此外，纳豆菌可促进肠道内乳 酸菌等的生长，对调节肠道菌群微生态平衡起重要作用。纳豆具有抗菌功能是由 于纳豆菌细胞中有抗菌成分吡啶二羧酸。它本身并不存在于大豆中，由于纳 豆菌的接种才出现，且它对纳豆菌的生长繁殖也有抑制作用，但对大肠杆菌等其 他细菌作用更强【3 9 1 。 1 2 2 豆豉的生产现状 长期以来，豆豉自然发酵仍占据主导地位，这种自然发酵生产工艺处于低水 平、家庭作坊式生产阶段，发酵周期长，原料及设备利用率低，且还存在着假冒 伪劣现象突出、产品质量得不到保证等一系列问题，直接影响到豆豉的生产与销 隹 4 0 1 亡了0 ( 1 ) 生产周期长 目前，豆豉发酵过程中的微生物区系非常复杂，并且伴随着许多复杂的生物 化学变化，很难研究清楚，一般工厂依靠自然发酵进行生产，也就是利用原料与 6 山东轻工业学院硕十学位论文 环境中的微生物，自然制曲，圈晒夜露进行天然发酵。这样发酵过程中的生化反 应比较缓慢，豆豉产品的生产周期比较长，大大制约了豆豉加工的发展。尽管已 经有少数豆豉企业采用入工接种和控制发酵，但是产品的风味、质量却难以达到 传统发酵产品的水平。这可能是由于接种菌株的性质造成的1 4 。 ( 2 ) 卫生状况差 氨豉产品由于在制曲和发酵过程主襄采用手工操作，同时又是日晒夜露式的 开放式生产，并且发酵周期比较长，这样就增加了微生物、灰尘、蚊蝇以及其他 污染物入侵的机会，产晶的安全卫生状况较差，难以让消费者放心【4 2 1 。 ( 3 ) 质量参差不齐 由于豆豉产品在自然发酵过程中是依靠自然环境中的微生物的发酵作用进行 的，容易受到囱然环境中温度、湿度等因素的影响，不同批次的产品的质量会出 现较大的差异，从而导致产品质量参差不齐。 ( 4 ) 生产规模化程度低，生产效率低下 由予自然发酵生产工艺的限制，目前豆豉加工行业的一个突爨特点就怒规模 小而分散，生产自动化程度低，生产企业规模小而落后，还有相当一部分企业采 用的是最原始、最简单的生产方法。同时，全国性知名企业和大量的“小作坊”式的 企业并存，造成管理混乱，市场处于无序状态【4 3 】。 1 2 3 豆豉的生产工艺 ( 1 ) 毛霉型豆豉 工艺流程： 大豆_ 浸泡_ 沥于哪蒸豆一焖豆叶毒甑_ 冷却_ 接种砷入室_ 上垫培养一成 曲_ 配料_ 润料叶装坛发酵_ 成品 l 食盐、白酒、甜酒酿、水 李幼筠等人选育出的中温型m r c l 毛霉菌种，并研究了生产工艺。其工艺采 用m r c l 菌株纯种制曲，制曲周期由传统的1 5 2 0 天缩短到3 4 天，并添加一些 蛋白酶液，乳酸菌和酵母菌进行多菌种强化发酵，发酵周期由传统的1 2 个月缩短 到4 个月，并保持了四川毛霉型豆豉的传统风味。挫木英等利用中瀣型毛霉和x 1 菌，在4 5 。c 混合发酵1 个月的豆豉，其理化、感官指标均接近自然发酵生产的毛霉 型豆豉，缩短了生产周期和含盐量f 4 4 。 ( 2 ) 根霉型豆豉 精选大豆叶清洗_ 浸泡一脱皮_ 蒸煮呻冷却_ 调酸_ 接种混匀叶发酵_ 成品 _ 加盐后发酵叫后发酵制晶 根霉型豆豉常见的是丹贝。丹贝是印度尼西皿的传统大豆发酵食品。王华等 采用液体发酵少孢根霉蔼丝作为种子制作丹贝，种龄为1 5 小时，前发酵时闻是1 8 7 第l 常绪论 小时，缩短了发酵周期f 4 翻。 ( 3 ) 细菌型厦豉 工艺流程： 食盐、老姜、花椒等 大豆一淘洗一煮熟_ 沥于l r 熟豆_ 入箩培菌_ 豉 呤豆汁_ 陈酣培养_ 豉 土 配制- 入坛发酵 、l 成品水豆豉 制曲过程中起主要作用的微生物为细菌，所以水豆豉属于细菌型豆豉。在r 本细菌型豆豉以纳豆为主，国外对纳豆研究比较多，国内也开始对细菌型豆豉的 保健功能进行研究。南京农业大学董明盛等人利用n k 一5 菌株开发了具有特定生 理活性的新型纳豆保健晶1 4 6 j 。 1 3 豆豉的国内铃研究现状 1 3 1 国内研究现状 我国对豆豉的研究刚剐起步，臣翦，生产厂家多采用传统的囱然发酵工艺， 生产规模小，产品档次低，其市场占有率愈来愈低，发展前景令人堪忧。 国内对豆豉的研究主要集中在优良菌种选育和传统工艺改造【4 7 】。从1 9 9 7 年以 来，西南农业大学石轶松等对豆豉类黑精的形成掌凡理及理化功能性质进行研究： 陈留记等对豆豉褐变机理进行探讨，为解决豆豉速成低盐化生产工艺奠定基础【4 8 】； 桂木英等曾对豆豉生产过程中生化机理进行系统研究，为采用纯种发酵大规模生 产豆鼓提供可行工艺技术【4 4 1 。国内对豆豉保健功能研究仅限于丹贝异黄酮、豆豉 类黑糖等有限几篇文献，豆豉其他保健功能成分研究造未见报道。 1 3 2 国外现状 豆豉营养价值极高，制作及食用豆豉在我国已有上千年历史，现在已普及到 朝鲜、r 本及东南亚等国家，对亚溯入饮食生活和健康，起到很重要作用。国外 豆豉研究以f t 本纳豆、印尼丹贝研究较为深入。纳豆和丹贝均源于我国的豆豉， 与豆豉仍有吴曲同工之处，然露两者的发展现状和在食晶界的影响力已是青出于 蓝。他们不仅研究工艺的改进，近十余年主要研究这类发酵食品的保健功能，欧、 美等国学者对大豆发酵食晶营养价值和保健功能的研究兴趣也越来越浓。但n a t t o 及t e m p e 与国内毛霉、曲霉型豆豉是完全不同两类产品，而且前两类食品有很强 地方嗜好性，不适合大多数中国居民口味。 1 4 豉曲的研究现状 豆豉加工存在着生产周期长、质量不稳定、生产效率低等多种问题。豆豉制 益过程对豆豉生产具有极其重要的影响。 8 山东轻工业学院硕士学位论文 现在的制曲质量判定标准存在很大的缺陷。主要依靠感官来确认制裁是否成 熟以及判断制曲的质量，感官的判定因人而异，差别非常大，把最不确定的“感官 指标设置先主要舞定指标，显然不合理。这穰不准确，蔼且不科学，不剩予技术 的进步和现代化工业化生产，严重的影响了豆豉的发展。而和豆鼓有相当历史的 酒越，近年来却有了狠大酶发震，沈才洪嘲、张良老帮等经过2 0 0 4 及2 0 0 5 年薛 研究，运用运动的观点、量化的指标确立了明显差别于传统大曲质量判定标准体 系的新标准体系。两者酶最大区别是传统标准以感官为主要指标，占整个权重魏 6 0 ，而新标准以生能指标为主要指标，占整个权重的6 5 ，而感官指标仅占整 个权重的1 0 。 董4 。l 鼓莹微生物的研究 尽管豆豉晶种繁多，生产历史悠久，然而国内对豉曲的研究的报道却属指可 数，对制基过程中靛微生物及其过程中的生物纯学变鬟二等躲之甚少。 但国外对丹贝等霉菌固体发酵产品的微生物研究却取得了较彩的成果，在丹 贝发酵徽生貔的种类、作溺和安全性方面进行了大量静研究。 1 9 6 5 年h e s s e l t i n e 研究了发酵过程中少孢根霉【矧。 2 0 0 4 年马莺等人对中国传统大豆发酵食品中的微生物分布进彳亍了研究川。 2 0 0 5 年牛天骄等入对大豆发酵制品中微生物静作用进行了研究潮。 1 。4 2 豉曲生化指标的研究现状 圜虎黠豆豉的磅究主要集中在缆良蕊静选育帮传统工艺改造。对豆豉璨健功 能研究仅限于丹贝异黄酮、豆鼓类黑精等有限几篇文献，豆豉其他保健功能成分 磺究尚未见报道。我嚣细菡型豆豉从生产原料、生产菌椿捌生产工艺都与圜本缡 豆极箕相似，假是当前对其功能成分的研究甚少。从报道资料和厂家调查的结果 表明，对刳趋过程中微生物的动态变化及其楣互闻 乍用，微生物援标与理化指标 间的相互关系微生物和理化闻作用未有研究报道。今后应着重研究豆豉各种功麓 性成分在发酵过程中的变化；运用现代食品工程的新技术、新方法，对豆豉特殊 功畿成分进行分离、提取及功熊研究，揭示豆豉生理活性耪质，鞠旒萁保健功麓 成分。从而进一步挖掘我国丰黼的食疗宝库，生产出具有中国特色的豆豉保健食 燕，使北传统食是走自世界。 1 4 3 豉曲质量体系的研究现状 鹱豉的制趣过程及结果对豆鼓麴发醚生产具有极其重要的终用，对产品的质 量、风味及生产周期都有重要影响。性能优良的豉曲可以缩短发酵周期，提高产 品的营养价值，赋予产晶优良的风味。目前国内对酒曲的质量研究比较成熟，已 经建立了毙较完善酶震量评徐体系，可是匿前豉髓质量评价主要依靠感富评价， 还没有关于对皲曲质量评价体系更进一步的科学研究。 9 第l 章绪论 1 5 立题依据和研究内容 1 5 1 立题依据 豆豉是我国具有民族特色的传统大豆发酵制品，一直以其营养丰富、风味独 特在世界饮食文化之林中具有特殊的地位。在漫长的历史长河中，对我国人民的 饮食文化和医疗保健，发挥着重大作用。其独特的酿造工艺是我国先民在古代科 学技术方面的伟大成就。随着科技的发展，大豆和大豆制品的营养保健价值被陆 续发现，这为传统的大豆食品注入了新的活力【5 3 1 。然而，传统发酵食品存在着生 产周期长、质量不稳定、生产效率低等多种问题。豆豉制曲过程对豆豉生产具有 极其重要的影响，豆豉制曲是一种典型的多酶多菌的微生态制品，是一种活性物 质，本课题对其走出国门，走现代化之路有重要意义。 本课题拟在恒温恒湿箱模拟豆豉天然制曲，制曲过程不同时间采样，对整个 过程的感官、理化及微生物指标进行动态跟踪。拟先以传统方法结合动态检测评 价制曲过程，而后根据后发酵结果达到对制曲过程的定性定量分析。 1 5 2 研究内容 ( 1 ) 豉曲感官的动态变化； ( 2 ) 豉曲的菌相组成、比例； ( 3 ) 豉曲理化指标的测定，氨基酸态氮、p h 、纤维素酶活力测定、蛋白酶酶活测 定； ( 4 ) 传统方法和动态检测相结合对制曲过程动态跟踪，而后根据后发酵结果实现 对制曲过程的定性定量分析，得出豉曲成熟和质量评价的量化指标。 l o 山东轻t 业学院硕十学位论文 第2 章豆豉天然制曲过程理化指标动态的研究 2 1 引言 制曲是我国传统技术，谚语：一曲、二醪、三熬油，说明制曲的重要性。古 时称鞠蘖、黄瘴、黄衣，郄由自然界野生曲霉菌在原料中生长繁殖制成的基子圈。 豆豉的制曲过程是借助制曲环境中的微生物发酵，微生物在曲坯中彼消此长， 自然积温转化丽戒的一种多酶多菡的微生念铡曼。制洼过程中发生了一系列复杂 的生化反应，使豉曲具有特定的风味、组成和功能，并且进而影响后面的豆鼓发 酵过程。在制曲过程中，理化指标的变化对豉曲的后续发酵性能有重要影响，并 且能够反映及影响制曲过程中微生物指标的变化。 对传统豆豉后发酵理化指标研究比较多，但是前制曲阶段的研究和报道目前 在国内外很少。传统的制作方法主要依靠感宫进行判断，缺少理论上的依据。本 课题是在3 0 恒温恒湿箱，相对湿度9 9 的天然制曲条件下，研究豆豉在制曲阶 段中蛋囊酶、纤维素酶、还原糖、氨基酸态氮、p h 值、水分的动态变化，了解在 制曲过程中理化指标与微生物的消长变化的关系并在理论上验证这些变化的正确 性，同时了解产品理化搬标与产醒感官特性之闻的关系，进而为制曲过程的人工 控制奠定基础。 本章主要研究的是豆豉天然制曲过程中蛋白酶、纤维素酶、还原糖、氨基酸 态氮、p h 值、水分等主要理化指标的变化。所用的方法在豆豉体系的分析方面虽 未系统使用，但也有些单项应用的报道，均为较成熟的实验方法。所以本章所采 用的分搴斤方法用于豆豉体系的分析应该是可行的，只是因为豆豉为非均一体系， 采样时应注意样品的代表性，采取多处取样，并在数量上给予保证。 2 2 材料与方法 2 2 1 主要设备 可见光分光光度计2 2 p c上海棱光技术有限公司 f u m - 卜振荡器上海福玛实验设备有限司 高速离心机北京医用离心机厂 电子分析天平f a 2 0 0 4上海天平仪器厂 m j p s - - 1 5 0 型霉菌培养箱上海精宏实验设备有限公司 d z k 眦型电子恒温水浴锅 黄骅市卸甲综合电器厂 赛多利斯酸度计北京赛多利斯仪器系统有限公司 d h g - 9 1 0 4 a 型电热恒温干燥箱 上海精宏实验设备有限公司 其它为本实验室常规设备。 第2 章豆豉天然制曲过程理化指标动态的研究 2 2 2 原材料 大豆购于银座超市。 2 2 3 实验方法 ( 1 ) 天然制曲工艺 大豆_ 筛选_ 洗涤_ 浸泡_ 沥干_ 蒸煮_ 冷却- 天然制曲 大豆的原料筛选【5 5 】 挑选成熟充分、颗粒饱满均匀、皮薄肉多、无虫蚀、无霉烂变质并且有一定 新鲜度的大豆为宜。 大豆浸泡蒸煮 用天平称取大豆2 0 0 0 0 9 放入大烧杯中，加入大约两倍预先加热至3 5 。c 的自 来水。在3 5 恒温水浴锅中浸泡9 0 m i n ，结束时称浸泡后大豆的重量计算吸水量。 再将烧杯( 大豆及其浸泡用水保留在烧杯中) 放入预先加热好的沸水浴中煮1 2 0 m i n ， 结束时称蒸煮后的大豆的重量并计算其吸水增重。在大豆吸水增重4 5 - 5 0 的前 提下进入下步操作。 大豆自然冷却 将煮好的符合要求的大豆自然冷却到3 5 以下时，加盖8 层纱布( 提前放入恒 温恒湿培养箱平衡) 放入恒温恒湿箱中3 0 ，相对湿度9 9 条件下天然制曲，记录 放入时间，正式进入天然制曲阶段。 ( 2 ) 水分的测定 采用直接干燥法【5 6 1 ：称取适量的样品置于1 2 0 干燥箱中干燥2 4 h 后称重。 ( 3 ) 蛋白酶活性的测定 采用福林酚法【5 7 】。 原理 蛋白酶在一定的温度和p h 值条件下，水解酪素底物，产生含有酚基的氨基酸， 在碱性条件下，将福林酚试剂还原，生成钼蓝与钨蓝，用分光光度法测定，计算 其酶活力。 定义：在一定温度和p h 值条件下，1 m i n 水解产生l l x g 酪氨酸为一个酶活 单位。 试剂配制 a 福林试剂 在1 0 0 0 m l 磨口回流装置中加入钨酸钠( n a 2 w 0 4 2 h 2 0 ) 5 0 9 、钼酸钠 ( n a 2 m 0 0 4 2 h z o ) 1 2 5 9 、水3 5 0 m l 、8 5 磷酸2 5 m l 、浓盐酸5 0 m l 、小火沸腾回流 1 0 h 。取下回流冷却器，加入硫酸锂( l i z s o a ) 2 5 9 、水2 5 m l 和数滴浓溴水( 9 9 ) ， 再微沸1 5 m i n ，以除去多余的溴，冷却，加水定容至5 0 0 m l ，混匀，过滤。制得 的试剂贮存于棕色瓶中。 1 2 山东轻工业学院硕 ：学位论文 使用溶液：用移液管量取1 份福林试剂与2 份水混合，摇匀备用。 b 0 4 m o l l 三氯乙酸 用电子天平称取