一种多菌种协同发酵生产酱油的方法与流程

文档序号:17288991发布日期:2019-04-03 03:48阅读:714来源:国知局

本发明涉及一种酱油生产领域,具体涉及一种多菌种协同发酵生产酱油的方法。



背景技术:

高盐稀态和低盐固态是两种主要的酱油生产发酵方式。研究发现,高盐稀态发酵酱油在发酵过程中,其酵母菌及乳酸菌等次生菌群较多,因为其发酵周期长,对酱油风味的形成有着积极影响,可使酱油的香味浓郁、感官品质好,但是发酵周期长,会导致高盐稀态酱油的产量偏低,工业生产的规模较小;低盐固态发酵主要以米曲霉为主,与高盐稀态发酵相反,其周期短,但是对酱油风味的形成有积极作用的次生菌群较少,因此所酿造出来的酱油风味及感官品质较差。低盐固态法是目前我国酱油行业普遍采用的酿造工艺,产量占到我国酱油年产量的90%,但是这种方法不能有效地利用其蛋白质原料。

中国专利cn201410206105.2公开了一种多菌种协同发酵生产高盐稀态酱油的方法,该发明在制备种曲时用米曲霉和黑曲霉复合制曲,在酱醪发酵过程中适当添加日本裂殖酵母与戊糖片球菌,具有原料蛋白利用率高、成本低的特点,所生产的酱油酱香浓郁、酯香醇厚、鲜味充足,但该发明生产酱油周期长,为150~180天。专利cn201510653622.9公开了一种中盐稀态酱油的酿造工艺,该发明在原料中首次加入了甘蔗渣、玉米秸秆渣,促进发酵,使发酵程度完全,但其酿造步骤繁杂,对酿造条件要求苛刻。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明公开了一种多菌种协同发酵生产酱油的方法。本发明首先采用米曲霉3.042和黑曲霉混合制曲,然后制曲结束后加入碱性蛋白酶水解成曲,促进多肽的生成,发酵时再通过添加谷氨酰胺酶、乳酸菌、酵母菌混合发酵,增加酱油风味产生的微生物菌种,最后通过磁场作用,促进酱油中的风味物质的生成。本发明结合低盐固态发酵与稀醪发酵,结合磁场的弱磁性影响作用,缩短酱油的发酵时间,增加酱油的风味及品质。

本发明的技术方案如下:

一种多菌种协同发酵生产酱油的方法,包括以下步骤:

(1)将豆粕干蒸10~20min,加入80~90℃的水浸泡豆粕20~30min,再加入小麦浸泡10~15min,然后加入麸皮混匀后开始蒸料,在121℃,0.15mpa条件下蒸煮30min,料熟后倒入曲盘,打散无结块,冷却;

(2)待熟料冷却至37℃~42℃时,接入米曲霉3.042和黑曲霉,接种量分别为0.2%~0.5%、0.1%~0.3%;

(3)接种后搅拌均匀,制曲,使曲盘厚度一致,表面平整,调节室温,控制品温为30℃左右,制曲48h后即获得成曲;

(4)将步骤(3)所得的成曲中加入磷酸氢二钠溶液调节ph为7.2~7.5,然后加入碱性蛋白酶,在37℃下酶解20~60min,获得改良成曲;

(5)将改良成曲装入发酵缸中,加入13~15波美度的盐水,并使酱醅水分在50~53%,盖上封面盐,酱醅品温控制在41~50℃,发酵9天;

(6)往发酵缸中加入19~20波美度的盐水,然后加入采用磁性碳为固定化载体的谷氨酰胺酶、乳酸菌和酵母菌;

(7)往发酵缸中加入酵母菌60min后,在发酵缸周围施加磁场,通过改变电流控制发酵缸中磁场强度;所述磁场为恒定磁场,磁场强度为60~90mt;

(8)恒定磁场每天启动时间为40~120min,发酵30~40天后停止施加磁场,发酵时间隔7~9天通气搅拌一次;

(9)沉酵:在发酵缸中沉酵2~3天;

(10)过滤,将不溶物过滤除去;

(11)灭菌:在80~95℃温度下灭菌15~20min即得酱油。

作为本发明的进一步说明:豆粕、小麦、麸皮加入质量比例为5:(0.6~10):(0.7~1.3)。

作为本发明的进一步说明:碱性蛋白酶的加入质量为成曲质量的1.5%~3.5%。

作为本发明的进一步说明:碱性蛋白酶的酶活力为45000~55000u/g。

作为本发明的进一步说明:步骤(6)中加入19~20波美度的盐水,使酱醅水分含量为56%~59%。

作为本发明的进一步说明:采用磁性碳为固定化载体的谷氨酰胺酶、乳酸菌和酵母菌的制作方法如下:往已经制备好的体积分数为10%的酶悬浮液、菌悬浮液中加入磁性碳,磁性碳加入质量为悬浮液体积的0.5倍,轻轻震荡30~60min,使酶或菌株能完全吸附在磁性碳中,然后过滤,获得磁性碳固体,将其加入30%的海藻酸钠溶液中,使磁性碳完全被海藻酸钠溶液包裹静置30~40min后放入冰箱中进行冷藏过夜,第二天将海藻酸钠溶液进行过滤,滤出的磁性碳固体用灭菌水冲洗2~3次。

作为本发明的进一步说明:谷氨酰胺酶、乳酸菌、酵母菌加入质量分别为酱醅质量的2.5%、(1.5%~5.5%)、9%~12%。

作为本发明的进一步说明:乳酸菌为嗜盐片球菌、酱油片球菌、酱油四联球菌、植质乳杆菌中的一种或几种混合。

作为本发明的进一步说明:酵母菌为蒙奇球拟酵母、埃切球拟酵母、大豆结合酵母、鲁氏酵母中的一种。

本发明的技术原理如下:

淀粉在发酵过程中被酶分解成糖,对酱油滋味的改善、酱油色泽的形成有着重要的作用,小麦和麸皮是酱油酿造较常用的淀粉质原料。小麦中的糖类除主要含有约70%淀粉外,还含有约2~3%的糊精和2~4%的蔗糖、葡萄糖和果糖。小麦含10~14%的蛋白质,其中麸胶蛋白和谷蛋白丰富,麸胶蛋白中的氨基酸以谷氨酸最多,是产生酱油鲜味的主要因素之一。麸皮又称麦皮,含有丰富的多缩戊糖和一定量的蛋白质,其质地疏松,体轻、表面积大,除一般成分外,还含有多种维生素及钙、铁等无机盐。营养成分适于米曲霉的生长和产酶,既有利于制曲,又有利于淋油,能提高酱油的原料利用率和出品率。

作为调味料,以鲜味为最主要,酱油鲜味来源于米曲霉分泌的蛋白酶、肽酶及谷氨酸酶的作用后水解生成氨基酸。而在制曲过程中,米曲霉产蛋白酶含量不多,所产生的蛋白转化为多肽的含量少。通过在制曲后添加蛋白酶可以增加蛋白转化为多肽、氨基酸的含量,使米曲霉在酱油发酵过程中的代谢产物分解增多,发酵时间缩短,且碱性蛋白酶酶解的大豆多肽对酵母菌生长具有一定的促进作用,添加碱性蛋白能间接促进酵母菌生长,缩短后期发酵时间。

酿造酱油原料豆粕及麸皮中含蛋白质,经蛋白酶分解作用,逐步降解成胨、多肽和氨基酸。有些氨基酸是呈味的,就变成酱油的调味成分,如谷氨酸和天冬氨酸具有鲜味。谷氨酸产量的多少和谷氨酰胺酶有关系,谷氨酰胺酶增多,分解得到的谷氨酸增多,酱油鲜味增加。谷氨酰胺酶是胞内酶,需菌体细胞自溶后才能发挥作用,故要充分发挥谷氨酰胺酶的作用,应适当延长发酵时间。通过添加谷氨酰胺酶,则直接增加谷氨酰胺酶的含量,且通过固定化技术,使谷氨酰胺酶在固定化载体中保存着稳定的酶活力,使酶作用得到更加充分及稳定的作用,缩短发酵时间,提高酱油中的鲜味。

酱油酿造中涉及的细菌主要是乳酸菌,适量的乳酸,使酱油口感柔和,是构成酱油风味的重要因素之一。酱油乳酸菌是生长在酱醅这一特定环境中的特殊乳酸菌,在此环境中的乳酸菌是耐盐的,且这些乳酸菌耐乳酸能力不强,因此不会产生过量乳酸菌使酱醅ph过低而造成酸败。

酵母菌在酿造过程中,与酒精发酵作用、酸累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。在稀态发酵中,发酵时间长,酵母菌的作用得到充分发挥。需要缩短时间,则需要添加物质促进酵母菌的生长。在发酵前期,采用碱性蛋白酶分解大豆多肽,促进酵母菌快速进入对数期,在发酵中期,则主要通过磁场影响促进酵母菌发酵作用。

目前在酱油酿造中,原料利用率和酱油中有机酸、脂类含量,主要是通过延长发酵时间提高,发酵周期延长,生产的成本提高,效率降低。磁场处理是通过磁场强度控制,影响磁场内物质的生成、分解作用等作用的技术。在强磁场作用下,可对物质进行杀菌,而在适当的弱磁场下,可影响微生物的生长情况,促进微生物的生长,且在磁场处理中,对预处理的磁场通过添加零价铁作为磁化剂,铁的添加,会影响酱油的口感。磁性碳是经过正质子幅射(掺氢)后,使其点阵歪曲,表面可具有和铁,镍等同量级大小的磁化强度,居里温度可达500k,具有这种表面磁性的碳,其表面的磁性可以吸附微生物,作为固定化技术的载体,其具有很好的吸附能力,配合海藻酸钠的包埋作用,将微生物或酶进行固定化处理。同时在磁场的作用下,通过磁场磁性强度影响包埋在磁性碳中的微生物、酶的生长,促进微生物代谢产物和发酵作用的进程,从而缩短了发酵的时间,增加了酱油风味物质的产生。同时,磁场处理通过对酱油磁化处理,将不良风味物质(主要含有金属的物质)吸附或聚集在固定化微生物周围,过滤时将其过滤除去,减少不良风味物质的含量。

本发明的有益效果:

(1)在制曲、发酵过程中分别通过添加碱性蛋白酶和谷氨酰胺酶,促进菌株蛋白水解,促进酱油鲜味和风味的增加。

(2)首次在酱油发酵过程中增加磁场,通过磁场影响酱油的风味物质的生成。

(3)通过多菌种和磁场的协同作用,缩短了酱油的生产时间。

具体实施方式

实施例1:

(1)固定化谷氨酰胺酶、嗜盐片球菌和鲁氏酵母:往已经制备好的体积分数为10%的酶悬浮液、菌悬浮液中加入磁性碳,磁性碳加入质量为悬浮液体积的0.5倍,轻轻震荡30min,使酶或菌株能完全吸附在磁性碳中,然后过滤,获得磁性碳固体,将其加入30%的海藻酸钠溶液中,使磁性碳完全被海藻酸钠溶液包裹静置35min后放入冰箱中进行冷藏过夜,第二天将海藻酸钠溶液进行过滤,滤出的磁性碳固体用灭菌水冲洗2~3次;

(2)按重量份计,称取豆粕500份,小麦60份,麸皮100份,将豆粕干蒸20min,加入80~90℃的水浸泡豆粕25min,再加入小麦浸泡10min,然后加入麸皮混匀后开始蒸料,在121℃,0.15mpa条件下蒸煮30min,料熟后倒入曲盘,打散无结块,冷却;

(3)待熟料冷却至37℃~42℃时,接入米曲霉3.042和黑曲霉,接种量分别为0.5%、0.2%;

(4)接种后搅拌均匀,制曲,使曲盘厚度一致,表面平整,调节室温,控制品温为30℃左右,制曲48h后即获得成曲;

(5)将步骤(3)所得的成曲中加入磷酸氢二钠溶液调节ph为7.2~7.5,然后加入酶活力为45000~55000u/g的碱性蛋白酶,加入质量为成曲质量的3.0%,在37℃下酶解40min,获得改良成曲;

(6)将改良成曲装入发酵缸中,加入13~15波美度的盐水,使酱醅水分在50~53%,盖上封面盐,酱醅品温控制在41~50℃,发酵9天;

(7)往发酵缸中加入19~20波美度的盐水,使酱醅水分含量为56%~59%,然后加入采用磁性碳为固定化载体的谷氨酰胺酶、嗜盐片球菌和鲁氏酵母,加入质量分别为酱醅质量的2.5%、4.0%、9%;

(8)往发酵缸中加入鲁氏酵母60min后,在发酵缸周围施加磁场,通过改变电流控制发酵缸中磁场强度;所述磁场为恒定磁场,磁场强度为70mt;

(9)恒定磁场每天启动时间为120min,发酵30天后停止施加磁场,发酵时间隔6天通气搅拌一次;

(10)沉酵:在发酵缸中沉酵2天;

(11)过滤,将不溶物过滤除去;

(12)灭菌:在80~95℃温度下灭菌15min即得酱油。

实施例2:

(1)固定化谷氨酰胺酶、酱油片球菌和大豆结合酵母:往已经制备好的体积分数为10%的酶悬浮液、菌悬浮液中加入磁性碳,磁性碳加入质量为悬浮液体积的0.5倍,轻轻震荡40min,使酶或菌株能完全吸附在磁性碳中,然后过滤,获得磁性碳固体,将其加入30%的海藻酸钠溶液中,使磁性碳完全被海藻酸钠溶液包裹静置30min后放入冰箱中进行冷藏过夜,第二天将海藻酸钠溶液进行过滤,滤出的磁性碳固体用灭菌水冲洗2~3次;

(2)按重量份计,称取豆粕500份,小麦90份,麸皮70份,将豆粕干蒸15min,加入80~90℃的水浸泡豆粕30min,再加入小麦浸泡15min,然后加入麸皮混匀后开始蒸料,在121℃,0.15mpa条件下蒸煮30min,料熟后倒入曲盘,打散无结块,冷却;

(3)待熟料冷却至37℃~42℃时,接入米曲霉3.042和黑曲霉,接种量分别为0.3%、0.15%;

(4)接种后搅拌均匀,制曲,使曲盘厚度一致,表面平整,调节室温,控制品温为30℃左右,制曲48h后即获得成曲;

(5)将步骤(3)所得的成曲中加入磷酸氢二钠溶液调节ph为7.2~7.5,然后加入酶活力为45000~55000u/g的碱性蛋白酶,加入质量为成曲质量的1.5%,在37℃下酶解20min,获得改良成曲;

(6)将改良成曲装入发酵缸中,加入13~15波美度的盐水,使酱醅水分在50~53%,盖上封面盐,酱醅品温控制在41~50℃,发酵9天;

(7)往发酵缸中加入19~20波美度的盐水,使酱醅水分含量为56%~59%,然后加入采用磁性碳为固定化载体的谷氨酰胺酶、酱油片球菌和大豆结合酵母,加入质量分别为酱醅质量的2.5%、1.5%、10%;

(8)往发酵缸中加入大豆结合酵母60min后,在发酵缸周围施加磁场,通过改变电流控制发酵缸中磁场强度;所述磁场为恒定磁场,磁场强度为90mt;

(9)恒定磁场每天启动时间为60min,发酵40天后停止施加磁场,发酵时间隔8天通气搅拌一次;

(10)沉酵:在发酵缸中沉酵3天;

(11)过滤,将不溶物过滤除去;

(12)灭菌:在80~95℃温度下灭菌20min即得酱油。

实施例3:

(1)固定化谷氨酰胺酶、酱油四联球菌和埃切球拟酵母:往已经制备好的体积分数为10%的酶悬浮液、菌悬浮液中加入磁性碳,磁性碳加入质量为悬浮液体积的0.5倍,轻轻震荡60min,使酶或菌株能完全吸附在磁性碳中,然后过滤,获得磁性碳固体,将其加入30%的海藻酸钠溶液中,使磁性碳完全被海藻酸钠溶液包裹静置40min后放入冰箱中进行冷藏过夜,第二天将海藻酸钠溶液进行过滤,滤出的磁性碳固体用灭菌水冲洗2~3次;

(2)按重量份计,称取豆粕500份,小麦70份,麸皮110份,将豆粕干蒸10min,加入80~90℃的水浸泡豆粕25min,再加入小麦浸泡10min,然后加入麸皮混匀后开始蒸料,在121℃,0.15mpa条件下蒸煮30min,料熟后倒入曲盘,打散无结块,冷却;

(3)待熟料冷却至37℃~42℃时,接入米曲霉3.042和黑曲霉,接种量分别为0.4%、0.3%;

(4)接种后搅拌均匀,制曲,使曲盘厚度一致,表面平整,调节室温,控制品温为30℃左右,制曲48h后即获得成曲;

(5)将步骤(3)所得的成曲中加入磷酸氢二钠溶液调节ph为7.2~7.5,然后加入酶活力为45000~55000u/g的碱性蛋白酶,加入质量为成曲质量的2.0%,在37℃下酶解60min,获得改良成曲;

(6)将改良成曲装入发酵缸中,加入13~15波美度的盐水,使酱醅水分在50~53%,盖上封面盐,酱醅品温控制在41~50℃,发酵9天;

(7)往发酵缸中加入19~20波美度的盐水,使酱醅水分含量为56%~59%,然后加入采用磁性碳为固定化载体的谷氨酰胺酶、酱油四联球菌和埃切球拟酵母,加入质量分别为酱醅质量的2.5%、3.5%、11%;

(8)往发酵缸中加入埃切球拟酵母60min后,在发酵缸周围施加磁场,通过改变电流控制发酵缸中磁场强度;所述磁场为恒定磁场,磁场强度为80mt;

(9)恒定磁场每天启动时间为100min,发酵35天后停止施加磁场,发酵时间隔7天通气搅拌一次;

(10)沉酵:在发酵缸中沉酵2天;

(11)过滤,将不溶物过滤除去;

(12)灭菌:在80~95℃温度下灭菌15min即得酱油。

实施例4:

(1)固定化谷氨酰胺酶、植质乳杆菌和蒙奇球拟酵母:往已经制备好的体积分数为10%的酶悬浮液、菌悬浮液中加入磁性碳,磁性碳加入质量为悬浮液体积的0.5倍,轻轻震荡50min,使酶或菌株能完全吸附在磁性碳中,然后过滤,获得磁性碳固体,将其加入30%的海藻酸钠溶液中,使磁性碳完全被海藻酸钠溶液包裹静置40min后放入冰箱中进行冷藏过夜,第二天将海藻酸钠溶液进行过滤,滤出的磁性碳固体用灭菌水冲洗2~3次;

(2)按重量份计,称取豆粕500份,小麦100份,麸皮90份,将豆粕干蒸20min,加入80~90℃的水浸泡豆粕30min,再加入小麦浸泡15min,然后加入麸皮混匀后开始蒸料,在121℃,0.15mpa条件下蒸煮30min,料熟后倒入曲盘,打散无结块,冷却;

(3)待熟料冷却至37℃~42℃时,接入米曲霉3.042和黑曲霉,接种量分别为0.2%、0.25%;

(4)接种后搅拌均匀,制曲,使曲盘厚度一致,表面平整,调节室温,控制品温为30℃左右,制曲48h后即获得成曲;

(5)将步骤(3)所得的成曲中加入磷酸氢二钠溶液调节ph为7.2~7.5,然后加入酶活力为45000~55000u/g的碱性蛋白酶,加入质量为成曲质量的3.5%,在37℃下酶解30min,获得改良成曲;

(6)将改良成曲装入发酵缸中,加入13~15波美度的盐水,使酱醅水分在50~53%,盖上封面盐,酱醅品温控制在41~50℃,发酵9天;

(7)往发酵缸中加入19~20波美度的盐水,使酱醅水分含量为56%~59%,然后加入采用磁性碳为固定化载体的谷氨酰胺酶、植质乳杆菌和蒙奇球拟酵母,加入质量分别为酱醅质量的2.5%、5.5%、10.5%;

(8)往发酵缸中加入蒙奇球拟酵母60min后,在发酵缸周围施加磁场,通过改变电流控制发酵缸中磁场强度;所述磁场为恒定磁场,磁场强度为85mt;

(9)恒定磁场每天启动时间为40min,发酵40天后停止施加磁场,发酵时间隔9天通气搅拌一次;

(10)沉酵:在发酵缸中沉酵3天;

(11)过滤,将不溶物过滤除去;

(12)灭菌:在80~95℃温度下灭菌20min即得酱油。

实施例5:

(1)固定化谷氨酰胺酶、酱油片球菌、植质乳杆菌和鲁氏酵母:往已经制备好的体积分数为10%的酶悬浮液、菌悬浮液中加入磁性碳,磁性碳加入质量为悬浮液体积的0.5倍,轻轻震荡55min,使酶或菌株能完全吸附在磁性碳中,然后过滤,获得磁性碳固体,将其加入30%的海藻酸钠溶液中,使磁性碳完全被海藻酸钠溶液包裹静置35min后放入冰箱中进行冷藏过夜,第二天将海藻酸钠溶液进行过滤,滤出的磁性碳固体用灭菌水冲洗2~3次;

(2)按重量份计,称取豆粕500份,小麦80份,麸皮130份,将豆粕干蒸10min,加入80~90℃的水浸泡豆粕20min,再加入小麦浸泡10min,然后加入麸皮混匀后开始蒸料,在121℃,0.15mpa条件下蒸煮30min,料熟后倒入曲盘,打散无结块,冷却;

(3)待熟料冷却至37℃~42℃时,接入米曲霉3.042和黑曲霉,接种量分别为0.45%、0.1%;

(4)接种后搅拌均匀,制曲,使曲盘厚度一致,表面平整,调节室温,控制品温为30℃左右,制曲48h后即获得成曲;

(5)将步骤(3)所得的成曲中加入磷酸氢二钠溶液调节ph为7.2~7.5,然后加入酶活力为45000~55000u/g的碱性蛋白酶,加入质量为成曲质量的2.5%,在37℃下酶解50min,获得改良成曲;

(6)将改良成曲装入发酵缸中,加入13~15波美度的盐水,使酱醅水分在50~53%,盖上封面盐,酱醅品温控制在41~50℃,发酵9天;

(7)往发酵缸中加入19~20波美度的盐水,使酱醅水分含量为56%~59%,然后加入采用磁性碳为固定化载体的谷氨酰胺酶、酱油片球菌、植质乳杆菌和鲁氏酵母,加入质量分别为酱醅质量的2.5%、1.5%、2.5%、12%;

(8)往发酵缸中加入鲁氏酵母60min后,在发酵缸周围施加磁场,通过改变电流控制发酵缸中磁场强度;所述磁场为恒定磁场,磁场强度为60mt;

(9)恒定磁场每天启动时间为90min,发酵40天后停止施加磁场,发酵时间隔8天通气搅拌一次;

(10)沉酵:在发酵缸中沉酵2天;

(11)过滤,将不溶物过滤除去;

(12)灭菌:在80~95℃温度下灭菌20min即得酱油。

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