專利名稱：相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
調(diào)味品是我國(guó)傳統(tǒng)食品行業(yè)的一個(gè)重要領(lǐng)域，其中又以醬油最為典型。醬油起源于中國(guó)，且歷史悠久，是具有鮮明的民族特色的傳統(tǒng)調(diào)味品。它已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚囊环N重要調(diào)味品。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明其除了傳統(tǒng)調(diào)味作用外，還具有營(yíng)養(yǎng)與保健功能，如抗氧化、抗癌、降血壓等作用。目前醬油發(fā)酵工藝主要分為兩種高鹽稀態(tài)發(fā)酵和低鹽固態(tài)發(fā)酵。其中又以高鹽稀態(tài)工藝生產(chǎn)的醬油品質(zhì)高，風(fēng)味佳。但傳統(tǒng)的高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝由于技術(shù)水平和工藝條件限制，存在著諸如發(fā)酵周期長(zhǎng)、設(shè)備利用率低、原料利用率和氨基態(tài)氮出品率較低等不足之處。導(dǎo)致以上不足之處的主要原因是由于醬醅或醬醪發(fā)酵過(guò)程是在高滲透壓環(huán)境下進(jìn)行，醬醅或醬醪中的氯化鈉濃度達(dá)18%或以上(約19° Β )，當(dāng)發(fā)酵微生物、固有或外源酶處于高滲脅迫環(huán)境中，微生物生長(zhǎng)代謝能力及發(fā)酵活力或酶活性受到抑制，從而導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，基質(zhì)或底物利用率低，氨基態(tài)氮出品率低、生產(chǎn)成本高。因此如何縮短其發(fā)酵周期，提高蛋白質(zhì)利用率和氨基態(tài)氮出品率是本行業(yè)迫切需要突破的關(guān)鍵技術(shù)。目前致力于解決高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵工藝不足之處的研究很多，不少新的技術(shù)已在實(shí)際的發(fā)酵工藝中應(yīng)用和推廣。如篩選優(yōu)良的耐鹽性微生物菌種用于醬油發(fā)酵，以提高發(fā)酵微生物對(duì)高滲透壓環(huán)境的耐受能力；或者添加高濃度發(fā)酵微生物菌懸液或外源酶，以提高發(fā)酵微生物的菌密度或酶的活性；或利用固定化技術(shù)將發(fā)酵微生物或外源酶包埋于載體中，以減弱高滲透壓環(huán)境對(duì)發(fā)酵微生物或外源酶的抑制作用。但上述諸方法仍有不足之處，如添加高濃度發(fā)酵微生物菌懸液或外源酶溶液雖可以在一定時(shí)間或一定程度相應(yīng)提高發(fā)酵效率，但在高滲透壓環(huán)境下這些微生物或外源酶很快失活，既使利用固定化技術(shù)保護(hù)微生物或酶活性，其作用效果仍非常有限，且會(huì)增加生產(chǎn)成本，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，不利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。因此，如果要從根本上解決高滲透壓環(huán)境下發(fā)酵微生物代謝能力低或酶活性低的問(wèn)題，就要增強(qiáng)發(fā)酵微生物、固有或外源酶的耐高滲透壓的能力，同時(shí)又能有效降低生產(chǎn)成本。相容性溶質(zhì)(Compatible solutes)，也稱滲透壓保護(hù)劑，是近年來(lái)人們?cè)谘芯扛邼B透壓環(huán)境中微生物耐受機(jī)理時(shí)發(fā)現(xiàn)的一種易溶的、生理PH值條件下不帶電荷的小分子有機(jī)物質(zhì)，它能與細(xì)胞內(nèi)體系相容，而不影響細(xì)胞的主要功能和蛋白質(zhì)分子的正常折疊，在高滲透壓或低水活度環(huán)境下能夠在細(xì)胞內(nèi)迅速積累到很高的濃度或者從細(xì)胞內(nèi)泵出。微生物細(xì)胞內(nèi)積累的相容性溶質(zhì)主要有氨基酸類、氨基酸衍生物類、小分子肽類、甲胺類、硫酸酯類、多元醇類。而目前研究較多的相容性溶質(zhì)是甘氨酸甜菜堿、甘油以及海藻糖等。相容性溶質(zhì)對(duì)發(fā)酵微生物及酶的保護(hù)作用機(jī)理是在高滲透壓環(huán)境下，微生物通過(guò)在細(xì)胞內(nèi)積累或釋放相容性溶質(zhì)以緩解胞內(nèi)水分的劇烈變化，以保持細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓平衡，維持細(xì)胞的正常代謝功能與活動(dòng)。但是微生物自身合成相容性溶質(zhì)是一個(gè)相對(duì)耗能的過(guò)程。在外界環(huán)境中存在相容性溶質(zhì)時(shí)，微生物會(huì)通過(guò)其在細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)從外界吸收相容性溶質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，這在一定程度上節(jié)約了高滲透壓環(huán)境下細(xì)胞的能量消耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)傳統(tǒng)高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油工藝中的不足提出的一種解決方法。通過(guò)在高鹽稀態(tài)醬醪(或稱醬醅)發(fā)酵過(guò)程中添加一定量的相容性溶質(zhì)，或同時(shí)添加耐鹽產(chǎn)香微生物或外源酶，增加高滲透壓環(huán)境下發(fā)酵微生物或酶的存活率與活性，以達(dá)到縮短發(fā)酵周期， 改善風(fēng)味，提高蛋白質(zhì)利用率和氨基態(tài)氮出品率的目的。同時(shí)本發(fā)明中的相容性溶質(zhì)的應(yīng)用范圍不局限于高鹽稀態(tài)醬醅或醬醪發(fā)酵，同時(shí)也可以應(yīng)用于其他高滲透壓環(huán)境下的食品釀造中，比如低鹽固態(tài)醬油、泡菜、腐乳、豆豉、豆瓣醬、醬菜等，都屬于該專利的保護(hù)范圍。本發(fā)明所涉及的相容性溶質(zhì)主要包括甘氨酸甜菜堿、甘油以及海藻糖中的一種或幾種。據(jù)食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)(GB2760-2011)，甘油(食品用合成香料， FEMA編號(hào)2525)及甘氨酸甜菜堿(食品用天然香料，F(xiàn)EMA編號(hào)4223)可作為食品用香料加入食品中，符合食品添加劑的使用的基本要求及食品用香料的標(biāo)準(zhǔn)，安全性較高；海藻糖亦是一種安全、可靠的天然糖類，廣泛存在于自然界中許多可食用動(dòng)植物及微生物體內(nèi)部， 如人們?nèi)粘Ｊ秤玫哪⒐筋悺⒑Ｔ孱?、豆類、蝦、面包、啤酒及酵母發(fā)酵食品中都有含量較高的海藻糖。因此本發(fā)明選擇以上三種公認(rèn)安全的或法定的食品添加劑的相容性溶質(zhì)作為高滲透壓保護(hù)劑。本發(fā)明上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用，是在高鹽稀態(tài)醬醅或醬醪上罐發(fā)酵時(shí)，或者是在上罐后30天內(nèi)添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0. Γ0. 3%的相容性溶質(zhì)；所述相容性溶質(zhì)為甘氨酸甜菜堿、甘油、海藻糖中的一種或幾種。作為一種優(yōu)選方案，可以在添加相容性溶質(zhì)的同時(shí)，還添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為(Γ0. 4% 的耐鹽產(chǎn)香微生物菌懸液或0. Γ0. 2%的酶溶液。更進(jìn)一步地，上述耐鹽產(chǎn)香微生物為耐鹽乳酸菌、耐鹽酵母菌或耐鹽醋酸菌中的一種或幾種，所述耐鹽產(chǎn)香微生物終濃度為105CfU/ml以上。更進(jìn)一步地，上述酶溶液是蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、木聚糖酶、半乳糖苷酶中的一種或幾種的溶液。相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用，包括(1)按常規(guī)方法制備成曲。(2) 成曲與鹽水(18%，w/v)按1 2. (Γ2. 5的比例混合均勻后制成醬醅或醬醪上罐發(fā)酵，在上罐時(shí)或者是上罐后30天內(nèi)，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. Γ0. 3%的相容性溶質(zhì)，或同時(shí)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù) (Γ0. 4%的耐鹽產(chǎn)香微生物菌懸液或質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 1-0. 2%的酶溶液。(3)每天淋油一次，連續(xù) 10天左右。(4)當(dāng)自然發(fā)酵到60-100天時(shí)濾出頭油。取一定樣品檢測(cè)其總酸含量、氨基態(tài)氮含量以及總氮含量?？偹崤c氨基態(tài)氮的測(cè)定依據(jù)GB/T5009. 39-2003。全氮的測(cè)定依據(jù)GB/ T5009. 5-2003。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果(1)添加相容性溶質(zhì)于傳統(tǒng)的高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵工藝中，有效提高發(fā)酵微生物、固有或外源酶的耐高滲透壓能力，從而提高發(fā)酵過(guò)程中微生物的代謝能力或酶的活性。(2)本發(fā)明的特點(diǎn)是通過(guò)在醬醅或醬醪發(fā)酵時(shí)，醬醅或醬醪發(fā)酵過(guò)程中不同時(shí)間添加相容性溶質(zhì)，以利于不同發(fā)酵階段產(chǎn)香微生物的吸收積累，迅速平衡細(xì)胞內(nèi)外滲透壓， 實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)香微生物或酶的保護(hù)作用及相應(yīng)發(fā)酵產(chǎn)物的積累。


圖1為高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵試驗(yàn)出油中全氮含量對(duì)比； 圖2為高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵試驗(yàn)出油中總酸含量對(duì)比；
圖3為高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵試驗(yàn)出油中氨基態(tài)氮含量對(duì)比； 圖4為高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵過(guò)程中全氮含量變化對(duì)比； 圖5為高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵過(guò)程中氨基態(tài)氮含量變化對(duì)比； 圖6為高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵過(guò)程中總酸含量變化對(duì)比； 圖7為高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵試驗(yàn)出油中蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率對(duì)比； 圖8為高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵過(guò)程中醬醅或醬醪中剩余酶活的對(duì)比。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何形式的限定。實(shí)施例1
按常規(guī)方法制成曲，然后將成曲與鹽水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后上罐發(fā)酵；上罐時(shí)，人工添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 2%的甘氨酸甜菜堿；上罐后每天淋油一次，連續(xù)10天， 然后鹽封發(fā)酵。當(dāng)自然發(fā)酵到各理化指標(biāo)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)濾出頭油。取一定樣品檢測(cè)其總酸含量、氨基態(tài)氮含量以及總氮含量。實(shí)施例2
按常規(guī)方法制成曲，然后與鹽水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后上罐發(fā)酵；上罐時(shí)，人工添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.洲的甘氨酸甜菜堿和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.洲的耐鹽乳酸菌菌懸液，耐鹽乳酸菌終濃度為105CfU/ml以上；上罐后每天淋油一次，連續(xù)淋油10天后鹽封發(fā)酵；當(dāng)自然發(fā)酵到各理化指標(biāo)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)濾出頭油。取一定樣品檢測(cè)其總酸含量、氨基態(tài)氮含量以及總氮含量。實(shí)施例3
按常規(guī)方法制成曲，將成曲與鹽水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后上罐發(fā)酵； 上罐時(shí)，人工添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0. 3%的甘油；上罐后每天淋油一次，連續(xù)淋油10天后鹽封發(fā)酵。 當(dāng)自然發(fā)酵到各理化指標(biāo)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)濾出頭油。取一定樣品檢測(cè)其總酸含量、氨基態(tài)氮含量以及總氮含量。實(shí)施例4
按常規(guī)方法制成曲，將成曲與鹽水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后上罐發(fā)酵； 上罐時(shí)，人工添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 3%的甘油和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 2%的耐鹽酵母菌菌懸液，耐鹽酵母菌終濃度在105CfU/ml以上；每天淋油一次，連續(xù)淋油10天后鹽封發(fā)酵。當(dāng)自然發(fā)酵到各理化指標(biāo)達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)濾出頭油。取一定樣品檢測(cè)其總酸含量、氨基態(tài)氮含量以及總氮含量。實(shí)施例5
按常規(guī)方法制成曲，將成曲與鹽水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)；同時(shí)人工添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 2%的甘氨酸甜菜堿；定期測(cè)定醬醅或醬醪中酶活。實(shí)施方案結(jié)果分析從圖1可知，各實(shí)施例中頭油全氮含量均比空白有顯著提高， 提高幅度為20. 96^37. 09%。實(shí)施例2中頭油全氮含量比實(shí)施例1中頭油全氮含量提高高達(dá) 7. 3%，實(shí)施例4中頭油全氮含量比實(shí)施例3中全氮含量高出7. 59%。由圖2可得知，各實(shí)施方例中頭油總酸含量均比空白中頭油的總酸含量有明顯增加，增加幅度為28. 53^40. 50%。實(shí)施例2中頭油總酸含量比實(shí)施例1中頭油總酸含量提高高達(dá)5. 13%，實(shí)施例4中總酸含量比實(shí)施例3中頭油總酸含量高出5. 3%。從圖3可以比較出，實(shí)施例中頭油的氨基態(tài)氮含量比空白中的有較顯著的提高， 提高幅度為19. 15^38. 29%.實(shí)施例2中氨基態(tài)氮含量對(duì)比實(shí)施例1中氨基態(tài)氮含量提高 13. 10%,實(shí)施例4中氨基態(tài)氮含量較實(shí)施例3中提高了近10. 79%。從圖4、5、6可以比較出，實(shí)施例中各理化指標(biāo)含量均比空白組較早達(dá)到國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；若以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的指標(biāo)含量記為發(fā)酵結(jié)束，各實(shí)施例中全氮指標(biāo)可提前至少20 天達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；氨基態(tài)氮指標(biāo)較空白組可至少提前10天達(dá)標(biāo)；總酸含量指標(biāo)較空白組可提前10天左右達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。從圖7可以得出，實(shí)施例中蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率較空白組有顯著提高，提高幅度為 6.11-10. 41%。從圖8可知，實(shí)施例5中醬醅或醬醪中的酶活性得到了較好的保護(hù)，相比空白組， 酶活提高至少30%。綜合以上數(shù)據(jù)分析，各實(shí)施例中釀造出的醬油的各理化指標(biāo)均比空白中含量有較大幅度的提高。根據(jù)對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果所示，在醬油釀造過(guò)程中添加相應(yīng)的作為滲透壓保護(hù)劑的相容性溶質(zhì)，能有效的提高高鹽稀態(tài)釀造醬油中各指標(biāo)含量，且提高原料中蛋白質(zhì)的利用率6. 11%以上，顯著縮短了發(fā)酵周期。
權(quán)利要求
1.相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用，其特征在于是在高鹽稀態(tài)醬醅或醬醪上罐發(fā)酵時(shí)，或者是在上罐后30天內(nèi)添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0. Γ0. 3%的相容性溶質(zhì)；所述相容性溶質(zhì)為甘氨酸甜菜堿、甘油、海藻糖中的一種或幾種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用，其特征在于在添加相容性溶質(zhì)的同時(shí)，還添加質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為(Γ0. 4%的耐鹽產(chǎn)香微生物菌懸液或0. Γ0. 2%的酶溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用，其特征在于所述耐鹽產(chǎn)香微生物為耐鹽乳酸菌、耐鹽酵母菌或耐鹽醋酸菌中的一種或幾種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用，其特征在于所述耐鹽產(chǎn)香微生物的終濃度為105CfU/ml以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用，其特征在于所述酶溶液是蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、木聚糖酶、半乳糖苷酶中的一種或幾種的溶液。
6.權(quán)利要求1所述相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用。
7.權(quán)利要求1所述相容性溶質(zhì)在高滲透壓環(huán)境下的食品釀造中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了相容性溶質(zhì)在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中的應(yīng)用。本發(fā)明所述相容性溶質(zhì)為甘氨酸甜菜堿、甘油、海藻糖中的一種或幾種。將上述相容性溶質(zhì)添加到高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵的醬醅或醬醪中，在醬醅或醬醪上罐時(shí)，或者在醬醅或醬醪上罐后30天內(nèi)添加。本發(fā)明通過(guò)添加相容性溶質(zhì)，為高滲透壓環(huán)境下的發(fā)酵微生物或酶提供保護(hù)作用，提高其耐高滲透壓的能力，從而提高蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)化率和氨基態(tài)氮出品率、縮短發(fā)酵周期，并改善醬油風(fēng)味；本發(fā)明有效提高高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵中蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率，顯著縮短發(fā)酵周期。
文檔編號(hào)A23L1/24GK102342485SQ201110248389
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月26日
發(fā)明者吳惠玲, 周朝暉, 李芬芳, 李鐵橋, 胡文鋒, 韓春, 魏魯寧 申請(qǐng)人:廣東珠江橋生物科技股份有限公司, 胡文鋒