浅析酱油酿造中微生物的应用

减小字体 增大字体 作者:孙泰山  来源:www.zhonghualunwen.com  发布时间:2012-07-24 22:58:06

 酱油是我国的一种传统的咸味调味品,早在四千多年前的周朝,已有酱油生产的文字记载。在北魏贾思勰的《齐民要术》中更是对酱油生产工艺进行了很细致的描述,这说明酱油作为一种调味品,在当时已经被广泛应用烹调了。
  酱油用大豆(有时添加小麦、大麦、米)为原料,在高盐浓度下进行经过微生物发酵所得到的一种含有多种氨基酸和适量食盐,具有特殊色泽、香气、滋味和体态的调味液。
  酱油的生产是利用各类微生物和酶的发酵作用完成,酱油发酵的微生物是如何发挥其发酵作用的呢,又是通过什么途径引入的?在中国古代,酱油发酵(酿造)的微生物完全是由自然随机混入的,所以过去酱油酿造的首个工序是“制曲”,这样的目的就是为了引入发酵所需微生物,即采取自然界的霉菌(米曲霉),古时称之为“采黄子”,制曲完成后,再拌入盐水进行发酵,在发酵过程中也完全依靠自然条件,通过“天然晒露”,引入空气中的细菌(乳酸菌)、酵母菌等微生物,长时间进行复杂的生化反应来完成的。近代酱油酿造(发酵)则是选择特定的菌种进行培养,人为的添加纯种的霉菌(米曲霉或酱油曲霉)、乳酸菌、酵母菌等专用的微生物来酿造(发酵)的。
  1 霉菌类
  在酱油发酵过程中,对原料发酵成熟的快慢、成品颜色的浓淡以及味道的鲜美有直接影响的霉菌是米曲霉和酱油曲霉。
  米曲霉是一类产复合酶的菌株,是曲霉属里的一个种,米曲霉菌丛一般呈黄绿色,成熟后为黄褐色。分生子头呈放射形,顶囊呈球形或瓶形,小梗一般为单层。分生子呈球形,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。米曲霉有复杂的霉系统,米曲霉酶系的强弱,决定着原料利用率、酱醪发酵成熟的时间以及成品的味道和色泽。发酵时,18%的食盐对蛋白酶系的影响较小,而对其他酶系的影响则较大。主要产生:蛋白质水解酶用于水解原料中的蛋白质;谷氨酰胺酶作用于大豆蛋白质游离出的谷氨酰胺直接水解成谷氨酸,提高酱油鲜味;淀粉酶使原料中的淀粉水解生成糊精和葡萄糖。米曲霉还分泌果胶酶、半纤维素酶和酯酶等。我国酱油厂制曲大都是使用米曲霉,其中使用最广泛的是由上海酿造科学研究所生产的沪酿3042号米曲霉(即中科AS3951米曲霉)。
  2 酵母菌类
  酵母菌是食品生产中应用较早的一类微生物,它在自然界中广泛分布、种类繁多,目前已知有几百种。酵母菌在酱油酿造中,与酒精发酵作用、酸类发酵作用及酯化作用等有直接或间接的关系,对酱油的香气影响最大。一般地说,酵母菌的最适培养温度为30℃左右,最适pH值为4.5~5.6。
  2.1 鲁氏酵母
  与酱油质量关系最为密切的是鲁氏酵母,占酵母总数的45%,是常见的嗜盐酵母菌。可在含糖量或含盐量很高的物料中生长,在含盐量5%-8%时生长非常好,当物料含盐量达到18%时生长也较快,含盐量24%时生长变得缓慢,在饱和盐溶液的情况下下仍无法完全抑制它的生长。
  鲁氏酵母菌属于真菌门子囊菌原子囊菌亚纲内抱霉目内抱霉科酵母菌亚科酵母菌属中的一个种,为无性繁殖。鲁氏酵母的主要作用是酒精发酵,与此同时进行着各种香气成分酯类的合成、甘油以及多元醇的生成。此外,鲁氏酵母可以增加酱油中的琥珀酸含量使酱油的滋味得到改进。从糠醛生成糠醇也是鲁氏酵母的重要作用。这些都可以有效的增加酱油的香味,因而当前把它作为酱油增香的重要酵母。
  鲁氏酵母分为产膜型和非产膜型两种类型。非产膜型鲁氏酵母无法有氧代谢,在酱醪表面不能生长,它是最理想的酱油生产用菌。产膜型鲁氏酵母不仅无氧条件下在酱醪中可以生长,也能有氧条件下在酱醪表面生长,并形成一层白醭。它分解酱油中的谷氨酸和乙醇,使之生成苯、醛等有刺激性的异味成分,严重损害酱油的香味。通过搅拌破坏产膜型鲁氏酵母的有氧发酵可减少它的危害。
  2.2 易变球拟酵母和埃切球拟酵母
  随着发酵温度的增高,发酵型酵母自溶,易变球拟酵母、埃契氏球拟酵母生长。这两种酵母均属耐高盐酵母菌,是酱油发酵中产生香气的重要菌种,主要产生4-乙基愈创木酚、苯乙醇等香气成份。鲁氏酵母在酱油的前期发酵起作用,球拟酵母在酱油后期发酵起作用。
  2.3 毕赤氏酵母
  毕赤酵母也是比较耐盐的一类酵母,不过它不是酿造用的菌种,而是酿造业中的有害菌,经常在酱醪表面形成黏稠的膜,并产生不愉快气味。它不仅影响正常的发酵过程,还能在酱油成品表面产生白花,降低酱油中糖分、氨基酸和乙醇的含量,形成难闻的气味,损害酱油的品质。
  酵母菌应用于酱油生产是酱油传统生产工艺的最大特点。传统生产工艺生产的酱油产品风味之所以好,是具有浓厚的酱香气和酯香气,其最重要的原因就是在高盐、低温、长时间的条件下,经乳酸菌、酵母菌的发酵和长时间的生化过程,才产生酱油成品中多种香味成份和风味物质。而现代的酱油速酿工艺,由于发酵温度高、时间短,酵母菌无法生长繁殖,不能参与酱油发酵,产品风味比传统工艺的风味就有较大的差距。改善和提高速酿工艺酱油产品风味的方法较多。在酱油速酿发酵过程中添加酵母菌参与酱油发酵是一主要的途径,而酵母菌作用的实现还取决于必须创造适于酵母菌生长的条件,如:降低发酵温度,增加淀粉质原料等。
  3 乳酸菌等细菌类
  细菌是指一大类细胞核无核膜包裹,只存在称作拟核区的裸露DNA的原始单细胞生物,是一类形状细短,结构简单,多以二分裂方式进行繁殖的原核生物,是在自然界分布最广、个体数量最多的有机体,是大自然物质循环的主要参与者。
  有的细菌对酱油酿造是有益的,有的则是有害的。在酱油酿造过程中,就要充分利用有益的细菌的发酵作用,同时还要抑制有害细菌的生长。
  3.1 酱油乳酸菌酱油乳酸菌是指在高盐稀态发酵的酱醪中生长并参与酱醪发酵的耐盐性乳酸菌。从酱醪中分离出的乳酸菌有6个属18个种。这些乳酸菌能在酱油曲中生长,在酱醪含盐量达到18%左右时,耐盐乳酸菌仍可繁殖,30~35℃是其生长最适温度,乳酸菌代表性菌种包括酱油足球菌及酱油四联球菌。它们是形成酱油良好风味的主要因素。形态多为球形,微好氧到厌氧,在pH为5.5的条件下生长良好。在酱醪发酵过程中,前期球菌较多,后期酱油四联球菌较多。例如,发酵一个月的酱醪,乳酸菌的最大含量约为108个/克,其中90%是酱油球菌,10%为酱油四联球菌。它们能耐18%-20%的食盐,嗜盐球菌能耐24%-26%的食盐。根据一般经验,酱油中乳酸含量为1.5mg/mL,则酱油质量较好;乳酸含量在0.5mg/mL时,则酱油质量较差。但乳酸若在酱醪发酵的早期大量繁殖产酸,则对发酵过程有不利影响,因为pH值过早降低,破坏了蛋白酶的活性,影响蛋白质的利用率。

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