专利名称：相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及发酵技术领域，具体涉及相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用。
背景技术：
调味品是我国传统食品行业的一个重要领域，其中又以酱油最为典型。酱油起源于中国，且历史悠久，是具有鲜明的民族特色的传统调味品。它已成为人们日常生活中不可缺少的一种重要调味品。现代医学研究表明其除了传统调味作用外，还具有营养与保健功能，如抗氧化、抗癌、降血压等作用。目前酱油发酵工艺主要分为两种高盐稀态发酵和低盐固态发酵。其中又以高盐稀态工艺生产的酱油品质高，风味佳。但传统的高盐稀态发酵工艺由于技术水平和工艺条件限制，存在着诸如发酵周期长、设备利用率低、原料利用率和氨基态氮出品率较低等不足之处。导致以上不足之处的主要原因是由于酱醅或酱醪发酵过程是在高渗透压环境下进行，酱醅或酱醪中的氯化钠浓度达18%或以上(约19° Β )，当发酵微生物、固有或外源酶处于高渗胁迫环境中，微生物生长代谢能力及发酵活力或酶活性受到抑制，从而导致发酵时间长，基质或底物利用率低，氨基态氮出品率低、生产成本高。因此如何缩短其发酵周期，提高蛋白质利用率和氨基态氮出品率是本行业迫切需要突破的关键技术。目前致力于解决高盐稀态酱油发酵工艺不足之处的研究很多，不少新的技术已在实际的发酵工艺中应用和推广。如筛选优良的耐盐性微生物菌种用于酱油发酵，以提高发酵微生物对高渗透压环境的耐受能力；或者添加高浓度发酵微生物菌悬液或外源酶，以提高发酵微生物的菌密度或酶的活性；或利用固定化技术将发酵微生物或外源酶包埋于载体中，以减弱高渗透压环境对发酵微生物或外源酶的抑制作用。但上述诸方法仍有不足之处，如添加高浓度发酵微生物菌悬液或外源酶溶液虽可以在一定时间或一定程度相应提高发酵效率，但在高渗透压环境下这些微生物或外源酶很快失活，既使利用固定化技术保护微生物或酶活性，其作用效果仍非常有限，且会增加生产成本，影响企业的经济效益，不利于大规模推广应用。因此，如果要从根本上解决高渗透压环境下发酵微生物代谢能力低或酶活性低的问题，就要增强发酵微生物、固有或外源酶的耐高渗透压的能力，同时又能有效降低生产成本。相容性溶质(Compatible solutes)，也称渗透压保护剂，是近年来人们在研究高渗透压环境中微生物耐受机理时发现的一种易溶的、生理PH值条件下不带电荷的小分子有机物质，它能与细胞内体系相容，而不影响细胞的主要功能和蛋白质分子的正常折叠，在高渗透压或低水活度环境下能够在细胞内迅速积累到很高的浓度或者从细胞内泵出。微生物细胞内积累的相容性溶质主要有氨基酸类、氨基酸衍生物类、小分子肽类、甲胺类、硫酸酯类、多元醇类。而目前研究较多的相容性溶质是甘氨酸甜菜碱、甘油以及海藻糖等。相容性溶质对发酵微生物及酶的保护作用机理是在高渗透压环境下，微生物通过在细胞内积累或释放相容性溶质以缓解胞内水分的剧烈变化，以保持细胞内外的渗透压平衡，维持细胞的正常代谢功能与活动。但是微生物自身合成相容性溶质是一个相对耗能的过程。在外界环境中存在相容性溶质时，微生物会通过其在细胞膜上的转运系统从外界吸收相容性溶质进入细胞内，这在一定程度上节约了高渗透压环境下细胞的能量消耗。
发明内容
本发明是针对传统高盐稀态发酵酱油工艺中的不足提出的一种解决方法。通过在高盐稀态酱醪(或称酱醅)发酵过程中添加一定量的相容性溶质，或同时添加耐盐产香微生物或外源酶，增加高渗透压环境下发酵微生物或酶的存活率与活性，以达到缩短发酵周期， 改善风味，提高蛋白质利用率和氨基态氮出品率的目的。同时本发明中的相容性溶质的应用范围不局限于高盐稀态酱醅或酱醪发酵，同时也可以应用于其他高渗透压环境下的食品酿造中，比如低盐固态酱油、泡菜、腐乳、豆豉、豆瓣酱、酱菜等，都属于该专利的保护范围。本发明所涉及的相容性溶质主要包括甘氨酸甜菜碱、甘油以及海藻糖中的一种或几种。据食品安全国家标准食品添加剂使用标准(GB2760-2011)，甘油(食品用合成香料， FEMA编号2525)及甘氨酸甜菜碱(食品用天然香料，FEMA编号4223)可作为食品用香料加入食品中，符合食品添加剂的使用的基本要求及食品用香料的标准，安全性较高；海藻糖亦是一种安全、可靠的天然糖类，广泛存在于自然界中许多可食用动植物及微生物体内部， 如人们日常食用的蘑菇类、海藻类、豆类、虾、面包、啤酒及酵母发酵食品中都有含量较高的海藻糖。因此本发明选择以上三种公认安全的或法定的食品添加剂的相容性溶质作为高渗透压保护剂。本发明上述目的通过以下技术方案予以实现
相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用，是在高盐稀态酱醅或酱醪上罐发酵时，或者是在上罐后30天内添加质量百分数0. Γ0. 3%的相容性溶质；所述相容性溶质为甘氨酸甜菜碱、甘油、海藻糖中的一种或几种。作为一种优选方案，可以在添加相容性溶质的同时，还添加质量百分数为(Γ0. 4% 的耐盐产香微生物菌悬液或0. Γ0. 2%的酶溶液。更进一步地，上述耐盐产香微生物为耐盐乳酸菌、耐盐酵母菌或耐盐醋酸菌中的一种或几种，所述耐盐产香微生物终浓度为105CfU/ml以上。更进一步地，上述酶溶液是蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶、半乳糖苷酶中的一种或几种的溶液。相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用，包括(1)按常规方法制备成曲。(2) 成曲与盐水(18%，w/v)按1 2. (Γ2. 5的比例混合均勻后制成酱醅或酱醪上罐发酵，在上罐时或者是上罐后30天内，添加质量分数0. Γ0. 3%的相容性溶质，或同时添加质量分数 (Γ0. 4%的耐盐产香微生物菌悬液或质量分数0. 1-0. 2%的酶溶液。(3)每天淋油一次，连续 10天左右。(4)当自然发酵到60-100天时滤出头油。取一定样品检测其总酸含量、氨基态氮含量以及总氮含量。总酸与氨基态氮的测定依据GB/T5009. 39-2003。全氮的测定依据GB/ T5009. 5-2003。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果(1)添加相容性溶质于传统的高盐稀态酱油发酵工艺中，有效提高发酵微生物、固有或外源酶的耐高渗透压能力，从而提高发酵过程中微生物的代谢能力或酶的活性。(2)本发明的特点是通过在酱醅或酱醪发酵时，酱醅或酱醪发酵过程中不同时间添加相容性溶质，以利于不同发酵阶段产香微生物的吸收积累，迅速平衡细胞内外渗透压， 实现对发酵产香微生物或酶的保护作用及相应发酵产物的积累。
图1为高盐稀态酱油发酵试验出油中全氮含量对比； 图2为高盐稀态酱油发酵试验出油中总酸含量对比；
图3为高盐稀态酱油发酵试验出油中氨基态氮含量对比； 图4为高盐稀态酱油发酵过程中全氮含量变化对比； 图5为高盐稀态酱油发酵过程中氨基态氮含量变化对比； 图6为高盐稀态酱油发酵过程中总酸含量变化对比； 图7为高盐稀态酱油发酵试验出油中蛋白质转化率对比； 图8为高盐稀态酱油发酵过程中酱醅或酱醪中剩余酶活的对比。
具体实施例方式以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。实施例1
按常规方法制成曲，然后将成曲与盐水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后上罐发酵；上罐时，人工添加质量分数0. 2%的甘氨酸甜菜碱；上罐后每天淋油一次，连续10天， 然后盐封发酵。当自然发酵到各理化指标达国家标准时滤出头油。取一定样品检测其总酸含量、氨基态氮含量以及总氮含量。实施例2
按常规方法制成曲，然后与盐水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后上罐发酵；上罐时，人工添加质量分数0.洲的甘氨酸甜菜碱和质量分数为0.洲的耐盐乳酸菌菌悬液，耐盐乳酸菌终浓度为105CfU/ml以上；上罐后每天淋油一次，连续淋油10天后盐封发酵；当自然发酵到各理化指标达国家标准时滤出头油。取一定样品检测其总酸含量、氨基态氮含量以及总氮含量。实施例3
按常规方法制成曲，将成曲与盐水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后上罐发酵； 上罐时，人工添加质量分数0. 3%的甘油；上罐后每天淋油一次，连续淋油10天后盐封发酵。 当自然发酵到各理化指标达国家标准时滤出头油。取一定样品检测其总酸含量、氨基态氮含量以及总氮含量。实施例4
按常规方法制成曲，将成曲与盐水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后上罐发酵； 上罐时，人工添加质量分数为0. 3%的甘油和质量分数为0. 2%的耐盐酵母菌菌悬液，耐盐酵母菌终浓度在105CfU/ml以上；每天淋油一次，连续淋油10天后盐封发酵。当自然发酵到各理化指标达国家标准时滤出头油。取一定样品检测其总酸含量、氨基态氮含量以及总氮含量。实施例5
按常规方法制成曲，将成曲与盐水(18%，w/v)按1 2. 3的比例混合均勻后进行发酵试验；同时人工添加质量分数为0. 2%的甘氨酸甜菜碱；定期测定酱醅或酱醪中酶活。实施方案结果分析从图1可知，各实施例中头油全氮含量均比空白有显著提高， 提高幅度为20. 96^37. 09%。实施例2中头油全氮含量比实施例1中头油全氮含量提高高达 7. 3%，实施例4中头油全氮含量比实施例3中全氮含量高出7. 59%。由图2可得知，各实施方例中头油总酸含量均比空白中头油的总酸含量有明显增加，增加幅度为28. 53^40. 50%。实施例2中头油总酸含量比实施例1中头油总酸含量提高高达5. 13%，实施例4中总酸含量比实施例3中头油总酸含量高出5. 3%。从图3可以比较出，实施例中头油的氨基态氮含量比空白中的有较显著的提高， 提高幅度为19. 15^38. 29%.实施例2中氨基态氮含量对比实施例1中氨基态氮含量提高 13. 10%,实施例4中氨基态氮含量较实施例3中提高了近10. 79%。从图4、5、6可以比较出，实施例中各理化指标含量均比空白组较早达到国家规定标准；若以达到国家标准中的指标含量记为发酵结束，各实施例中全氮指标可提前至少20 天达到标准要求；氨基态氮指标较空白组可至少提前10天达标；总酸含量指标较空白组可提前10天左右达到国家标准。从图7可以得出，实施例中蛋白质转化率较空白组有显著提高，提高幅度为 6.11-10. 41%。从图8可知，实施例5中酱醅或酱醪中的酶活性得到了较好的保护，相比空白组， 酶活提高至少30%。综合以上数据分析，各实施例中酿造出的酱油的各理化指标均比空白中含量有较大幅度的提高。根据对比试验结果所示，在酱油酿造过程中添加相应的作为渗透压保护剂的相容性溶质，能有效的提高高盐稀态酿造酱油中各指标含量，且提高原料中蛋白质的利用率6. 11%以上，显著缩短了发酵周期。
权利要求
1.相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用，其特征在于是在高盐稀态酱醅或酱醪上罐发酵时，或者是在上罐后30天内添加质量百分数0. Γ0. 3%的相容性溶质；所述相容性溶质为甘氨酸甜菜碱、甘油、海藻糖中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用，其特征在于在添加相容性溶质的同时，还添加质量百分数为(Γ0. 4%的耐盐产香微生物菌悬液或0. Γ0. 2%的酶溶液。
3.根据权利要求2所述相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用，其特征在于所述耐盐产香微生物为耐盐乳酸菌、耐盐酵母菌或耐盐醋酸菌中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用，其特征在于所述耐盐产香微生物的终浓度为105CfU/ml以上。
5.根据权利要求2所述相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用，其特征在于所述酶溶液是蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶、半乳糖苷酶中的一种或几种的溶液。
6.权利要求1所述相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用。
7.权利要求1所述相容性溶质在高渗透压环境下的食品酿造中的应用。
全文摘要
本发明公开了相容性溶质在高盐稀态酱油发酵中的应用。本发明所述相容性溶质为甘氨酸甜菜碱、甘油、海藻糖中的一种或几种。将上述相容性溶质添加到高盐稀态酱油发酵的酱醅或酱醪中，在酱醅或酱醪上罐时，或者在酱醅或酱醪上罐后30天内添加。本发明通过添加相容性溶质，为高渗透压环境下的发酵微生物或酶提供保护作用，提高其耐高渗透压的能力，从而提高蛋白质的转化率和氨基态氮出品率、缩短发酵周期，并改善酱油风味；本发明有效提高高盐稀态酱油发酵中蛋白质转化率，显著缩短发酵周期。
文档编号A23L1/24GK102342485SQ201110248389
公开日2012年2月8日 申请日期2011年8月26日 优先权日2011年8月26日
发明者吴惠玲, 周朝晖, 李芬芳, 李铁桥, 胡文锋, 韩春, 魏鲁宁 申请人:广东珠江桥生物科技股份有限公司, 胡文锋