食品风味化学实验方案.docx

实 验 方 案添加有益次生菌对发酵酱油风味影响 实验课 程： 食品风味化学姓 名： 叶 菁专 业： 食品科学与工程指导教师： 谢定教授 2016年 5 月1、实验目的和任务1.1 实验目的本次实验的目的是从传统晒露法的酱醅中筛选对酱油发酵具有增香作用的次生菌，并优选添加于高盐稀态酱油发酵工艺中，并利用电子鼻以及GC-MS分析酱油风味物质的变化。1.2 实验任务本次实验任务如下：（1）筛选出一种或多种酱油发酵有益次生菌；（2）优化添加次生菌的酱油发酵工艺；（3）利用电子鼻及GC-MS检测添加有益次生菌发酵酱油的风味物质变化。2、实验场地和设备2.1 实验场地（1） 有益次生菌的筛选：湘潭龙牌酱油发酵池；（2） 其他实验：长沙理工大学化学学院微生物实验室。2.2 实验设备（1） 有益次生菌的筛选及鉴定：显微镜、恒温培养箱、高压灭菌锅、离心机、PCR扩增仪、电泳仪、凝胶成像系统等；（2） 添加有益次生菌的酱油发酵工艺优化：恒温培养箱、恒温水浴锅、高压灭菌锅、 pH计、磁力加热搅拌器等；（3） 添加有益次生菌酱油风味物质变化检测：电子鼻、GC-MS等。3、实验方法3.1 有益次生菌的筛选及鉴定（1） 样品采集：用无菌处理的试剂瓶、药匙，分别从龙牌酱油厂的高盐稀态酱醪以及某酱油厂的高盐稀态酱醪中取样。（2） 菌相分析：将采集的样品进行梯度稀释，并进行分离培养基平板培养，再利用显微镜对比筛选优势备选菌株。（3） 备选菌株的鉴定：采用生理生化实验以及分子学方法进行鉴定。3.2 添加有益次生菌的酱油发酵工艺优化（1）单因素实验：对有益次生菌的添加量、添加时间、发酵温度三个因素进行单因素实验。（2）发酵工艺设计：根据中心组合设计原理，设计了3因素3水平的响应面分析试验，确定最佳工艺方案。3.3 添加有益次生菌酱油风味物质变化检测（1） 电子鼻检测酱油风味物质：分别吸取等量添加有益次生菌发酵的酱油与未添加发酵的酱油于顶空瓶中，静置挥发2h，利用电子鼻检测风味物质。（2） GC-MS检测酱油风味物质：对加有益次生菌发酵的酱油与未添加发酵的酱油样品进行预处理，再采用GC-MS进行风味物质定性定量分析。4、 实验结果预想4.1 有益次生菌的筛选及鉴定目前，已经从传统晒露法发酵酱醅中筛选出两株有益次生菌，分别为芽孢杆菌属和酵母属，对两株有益次生菌进行生理生化以及分子学鉴定，确定其了具体种名。4.2 添加有益次生菌的酱油发酵工艺优化此实验部分由于时间问题只进了部分的单因素实验，根据单因素实验结果可以推测出，添加有益次生菌发酵的酱油风味明显优于未添加的，此外，添加次生菌发酵的酱油出油率以及氨态氮含量明显增加。4.3 添加有益次生菌酱油风味物质变化检测在单因素实验过程中利用电子鼻分析了添加有益次生菌发酵的酱油的风味物质的变化，实验结果见附件。可以预测到，利用电子鼻及GC-MS对添加有益次生菌发酵酱油的风味物质检测，酱油风味的有利物质含量会增加，相对的不利物质含量所占的比例将会降低，因此酱油风味提高。5、 实验存在的问题（1） 在有益次生菌的筛选过程中，由于微生物数量众多，因此工作量极大，可能会遗漏一些重要的有益次生菌。（2） 对酱油添加有益次生菌发酵工艺的优化过程中，还可以考虑多菌种混合添加、分梯度添加、梯度变温发酵等方法。（3） 电子鼻对酱油风味的检测只能达到初步预测的结果，并不能定性定量分析酱油风味物质，因此必须与GC-MS结合使用。利用电子鼻分析不同品质酱油风味实验报告一、实验目的1、 了解电子鼻的工作原理；2、学习并掌握电子鼻（PEN3）的使用及数据分析。2、 实验原理电子鼻是模拟动物嗅觉器官开发出一种高科技产品，利用气体传感器阵列的响应图案来识别气味的电子系统。PEN3型电子鼻内置10个金属氧化气体传感器，每个传感器对应的敏感物质如表1所示。电子鼻的工作可简单归纳为：传感器阵列信号预处理神经网络和各种算法计算机识别(气体定性定量分析)。PEN3型电子鼻自带的WinMuster软件可以进行PCA（主成分分析）、LDA（线性判别法）、Loadings（负荷加载分析）等分析。酱油是一种具有浓郁酱香的传统调味品，不同品质的酱油具有不同的风味，本实验利用电子鼻中传感器对不同酱油的风味物质的响应值变化从而对酱油进行品质比较。3、 实验器材及实验条件1、 实验样品1号酱油：未添加有益次生菌发酵的酱油（对照组）；2号酱油：添加一株芽孢杆菌有益次生菌发酵的酱油（实验组）。2、 实验器材电子鼻：PEN3型，德国Airsense公司；顶空瓶：50 ml。3、 实验条件采样时间间隔为1s/组，传感器自动清洗时间为120s，传感器归零时间为5s，进样流量为600ml/min，试验测试分析时间为60s。4、 实验步骤1、 样品处理：分别取10ml1号酱油、2号酱油于50ml的顶空瓶，再塞好塞子、盖好瓶盖，常温下放置2h。2、 开机：屏幕出现Start Sensor，1min后变成Standby。3、 连接：打开WinMuster软件，Options（设置选项），Search Devices（选择电子鼻型号），PEN3。4、 设置参数：Options，PEN3，Settings，Measurement（设置测试参数），Gap Flows（设置气流量）。5、 开始测试：Measurement，Start。观察状态栏里的测试进程倒计时，connect vial倒计时提示为1时，同时将进样针和补气针插入顶空瓶。6、 停止测试：60s后，Remove vial倒计时提示为1时，同时拔出进样针和补气针。7、 保存文件，并在WinMuster软件中进行数据分析。5、 实验结果及分析1、1号酱油和2号酱油响应曲线如图1、图2所示。在55-60s时曲线基本保持不变，因此选取56s时的传感器响应值进行分析。从图1、图2中可以看出，十个传感器均有响应，但响应值的大小不一，其中3、4、5、10号传感器的响应值极低，基本可以忽略。图1 1号酱油相应曲线图2 2号酱油相应曲线2、在测试过程中，3、4、5、10号传感器不灵敏，除去不灵敏的传感器，结果如图3、图4。酱油的主体挥发性风味成分为醇酚类、酸类、醛酮、杂环化合物等，其中醇酚酯类物质是酱油的主体香味物质成分，其含量越大酱油的风味越浓郁、芳香。但同时，酱油的风味物质中也含有一些不利物质，如含硫类物质等，这些物质会给酱油带来不良气味，造成酱油风味变差。从下图可以看出，相比于1号酱油，2号酱油的芳烃化合物（1号传感器）、烷类物质（6号传感器）、醇类物质（8号传感器）明显增多，这三类物质都是酱油风味的有利物质，尤其是醇类物质，其含量的增加能够使2号酱油具有更好的风味。而2号酱油的硫化物（7、9号传感器）相比于1号酱油有明显的降低，这也是2号酱油风味明显好于1号酱油的原因。综合分析，2号酱油中有利风味物质高于1号酱油，不利风味物质低于1号物质，所以2号酱油风味优于1号酱油。由此可以看出，添加从传统晒露法的酱醅中筛选出的有益次生菌对酱油风味的提高有明显作用。图3 1号酱油雷达图图4 2号酱油雷达图6、 问题讨论1、 实验的不足：电子鼻的传感器只能识别一大类