安琪30年
酱醋酿造

活性干酵母在酱油中的应用

发布人:酿造及生物能源事业部    发表时间:2014-02-19

雷锦成 李志军 周俊 戴浩林

  安琪酵母股份有限公司

  摘要:酵母菌在酱油及酱类生产中能产生特殊的香味,是酱香的重要来源;在酱油生产中添加酱油活性干酵母,能使酱油中的乙醇和总酯的含量等关键感官指标明显提高,酱油品质显著改善;酱油活性干酵母作为一种活性干菌体使用、存储也非常方便。

  关键词:活性干酵母   酱油   应用

   

      引言:  酱油是曲霉、酵母菌及细菌等微生物综合作用的产品,发酵时这些微生物产生的酶和代谢产物形成酱油的色香味成分,其中最重要的是酵母菌和乳酸菌,他们的主要作用是发酵糖类产生小分子醇、醛、酸、酯、酚类等风味物质,这是酱油风味产生的主要途径。鲁氏酵母和球拟酵母是制酱发酵过程中风味形成的重要微生物之一。

       目前,一些较大型的酱油及酱类酿造工厂采用自培方式向酱醅中添加酵母菌,取得了较好的使用效果,但总体上存在菌种性能良莠不齐、操作繁琐、费工费力、生产稳定性差等缺点。还有较多酱油及酱类酿造企业,由于市场上没有专业应用于酱制品行业的酵母菌发酵剂,而不能将酵母菌应用到生产中。

       安琪酵母股份有限公司近年通过高科技生物技术手段研制了一系列活性很高的酱油活性干酵母,主要用于酱油及酱类酿造,对酱油及酱类风味提升、品质改善效果显著。

   

  一.酱油活性干酵母及作用机理

  1.1酱油活性干酵母定义:以糖蜜、淀粉质为原料,经发酵培养的鲁氏酵母或球拟酵母,添加(或不添加)适当的载体所制得的用于发酵酱油的高活性干菌体。

  1.2酱油活性干酵母的制造基本工艺流程:菌种保藏管-斜面菌种培养一 一级液体种子F瓶培养一一二级液体种子卡氏罐培养-发酵罐种子培养-发酵罐深层流加培养-分离-造粒-干燥-检测-包装

  1.3酱油活性干酵母的性能及特点

  1.3.1性能

  (1)增加酱油醇酯或酚香味,提高酱油品质;缩短酱油酿造发酵周期

  (2)菌种性能优良、耐高盐、使用存储方便、质量稳定

  1.3.2特点

   酱油活性干酵母特性

                                   表1

   

  种属

  细胞总数

  活细胞率

  水份

  保质期

  使用方法

  酱油活性干酵母JS

  鲁氏酵母

  250-300亿/克

  80%以上

  4-6%

  常温下24个月

  复水活化

  直接添加

  酱油活性干酵母R

  球拟酵母

  30-50亿/克

  70%以上

  6-8%

  常温下12个月

  复水活化

  直接添加

   

   

   

   

   

  酱油酵母菌种生理特性

         表2

   

   

  耐盐性

  适应生长代谢PH

  适宜生长代谢温度

  致死温度

  糖的发酵性

  酱油酵母JS

  在含16-18%氯化钠的酱醪(酱汁)中能正常繁殖代谢

  4-5.5

  最适宜温度28-35℃

  38℃也能正常代谢繁殖

  60℃10分钟

  葡萄糖(+)

  果糖(+)

  麦芽糖(+)

  酱油酵母R

  在含16-18%氯化钠的酱醪(酱汁)中能正常繁殖代谢

  4-5.3

  最适宜温度28-33℃

  37℃也能正常代谢繁殖,但速度较慢

  60℃10分钟

  葡萄糖(+)

  果糖(+)

  麦芽糖(+)

   

  酱油活性干酵母的生长曲线

                                    表3

   

  

                          酱油酵母JS不同温度下的生长曲线

   

                                   表4

                           

  

                     酱油酵母R不同温度下的生长曲线                      

  从表1、表2、表3、表4可知

  (1)酱油活性干酵母活性高、易保存

  (2)耐盐性说明酱油活性干酵母JS和酱油活性干酵母R可在酱油高盐酿造工艺中可使用

  (3)适宜PH和温度决定了酱油活性干酵母在酱油生产中添加的时机:酱醪温度降到28-35℃PH值降到5.3左右时添加,干酵母添加后发酵顶温不要超过38℃.

  (4)致死温度说明大多酱油工厂75-90℃30分钟的灭菌工艺可以灭活酱油活性干酵母JS和酱油活性干酵母R

  (5)糖的发酵性说明酱油活性干酵母JS和酱油活性干酵母R可很好利用酱醪中主要碳源:葡萄糖、果糖、麦芽糖。

   

  1.4酱油活性干酵母在酱油中的作用及机理

      酱油香气成分影响酱油质量甚大,其来源很多:来自原料成分;制曲过程中曲霉代谢产物;酱醪中酵母代谢产物;酱醪中乳酸菌代谢产物;发酵熟成中化学反应产物;加热工序化学反应产物等。其中酵母发酵的作用尤为重要,酒精发酵过程中随之伴生的种种香气成分很多,因此推算酒精发酵所生产种种香气成分的量作为酱油风味指标很有意义。到目前为止,已检出约270种酱油香气成分。关于酱油风味绝非一 二种香气成分能决定,但后熟阶段的酵母作用所生成的4EG 、HEMF等是酱油重要香气成分,它有减轻酱油的盐味,使味道圆滑的效果。

  酱醅中分离出的酵母菌有7个属,32个种,其中与酱油质量关系最密切的是鲁氏酵母、易变球拟酵母、埃契氏球拟酵母、无名球拟酵母和酱醪接合酵母。鲁氏酵母是最常见的耐高渗透压酵母,其特点是能生长在含糖量极高的物料中,也能在含18%食盐的培养基质中快速繁殖,主要作用是进行酒精发酵,与此同时进行各种香气成分酯类的合成、甘油及多元醇的合成;球拟酵母T酵母的代谢产物4-EG(4-乙基愈创木酚,)和4-EP(4-乙基苯酚)对提高酱油的香气有着非常重要的作用,但不是越多越好,如果过量,反而使酱油风味变坏。

       在制曲及酱醪发酵期间,由空气中自然落入而繁殖的鲁氏酵母占酱醪中酵母总数的45%。但是在发酵温度过高的情况下,酱油酵母会失去活性而影响酱油香气成分的形成。为了提高酱油的风味,有的工厂在酱醪发酵后期,人工添加鲁氏酵母和球拟酵母,收到良好的效果。在酱油发酵过程中,需添加两种酵母,即鲁氏酵母(Saccharomyces rouxii又称主发酵酵母)和T酵母(Torulopsis又称后熟酵母)。鲁氏酵母的添加技术已经非常成熟,应用比较广泛,呈味效果已得到公认,尤其是在日本酱油生产,酱油酵母添加已经成为业界普遍认可并使用的酱油生产工艺。

  二.酱油活性干酵母的在酱油生产中的应用工艺要点

  2.1酱油活性干酵母在前固后稀工艺中应用的工艺流程图:大豆—浸渍—蒸煮——冷却—加小麦粉—拌种曲-制曲-加稀盐水-下池-固态低盐前发酵(15天-20天)--加浓盐水-浓盐稀态后发酵-加酱油活性干酵母-约1-2月成熟--取油

  2.2酱油活性干酵母在高盐稀态工艺中应用的工艺流程图:大豆—浸渍—蒸煮——冷却—加小麦粉—拌种曲-制曲—加盐水—下池—前酵(15天-20天)--后酵—加酱油活性干酵母-发酵—2-6个月后发酵成熟—取油

   

  2.3酱油活性干酵母的应用工艺要点

  (1)用量:0.5-1‰(按干物料计)

  (2)复水活化:酱油生香活性干酵母使用前必须用自来水或蔗糖水复水活化

  自来水活化

  用干酵母量的15-20倍33-35℃的温水,加入酱油活性干酵母溶解活化30分钟,即可投入使用,活化时间控制在30分钟以内。

  含蔗糖液活化

  配2.5%的蔗糖溶液,用量为干酵母量的15-20倍,调温至33-35℃,将酱油活性干酵母溶解于活化液中,在33-35℃下活化1-2小时左右即可使用

  (3)添加时机:淋浇工段、酱醪温度降到28-35℃时添加或酱醪PH值降到5.3左右酱醪温度降到28-35℃时添加

  (4)发酵顶温:酱醪中加入酱油活性干酵母后发酵顶温不要超过38℃,酵母适宜繁殖代谢温度为28-35℃

  (5)鲁氏酵母和球拟酵母添加顺序:鲁氏酵母和球拟酵母同时添加,有一定的拮抗效应;两酵母间隔15天添加即可

   

  三.酱油活性干酵母在酱油生产中的应用效果

  主要从酱油理化指标、酱油感官指标、酱油香味成分定量检测分析三个发面分析酱油活性干酵母在酱油生产中的应用效果。

  3.1酱油理化指标检测分析

  检测方法及设备:按GB18186-2000 酱油酿造中方法及设备

  检测项目:全氮、 氨基态氮 、 无盐固形物 、氯化钠 

   

  3.2酱油感官指标检测分析

  检测方法及设备:按GB/T5009.39-1996第三章中方法及设备

  检测项目:色、 香、 味、 体态

   

  3.3酱油香味成分定量检测分析

  检测方法: 利用GC-O-MS分析风味成分分析技术

   

   

   

  检测设备

                                    表5

  实验仪器名称

  生产厂家

  SPME(CAR/PDMS)

  美国Supelco公司

  恒温水浴锅

  天津泰斯特仪器有限公司

  6890N-5975C气质联机

  美国Agilent公司

  嗅闻装置(ODP2)

  德国Gerstel

   

   

  检测项目:

  a.醇类:乙醇、苯乙醇、丁醇、 戊醇、 异丁醇、异戊醇等

  b.醛类:乙醛、 丁醛、  异戊醛、 异丁醛  、 康醛等

  c.酯类:乙酸乙酯、丙酸乙酯、  异戊酸乙酯、 乙酸丁酯、 丙二酸乙酯、 乳酸乙酯、 乙酸丙酯、 苯甲酸乙酯、 琥珀酸乙酯、 乙酸甲酯等

  d.酚类:4EG(4-乙基愈创木酚)、 4EP(4-乙基苯酚)等

  e.HEMF(呋喃酮类化合物)例如4-羟基-2(5)-乙基-5(2)-甲基-3(2H)-呋喃酮等

   

  3.4检测结果及分析

  3.4.1在前固后稀酱油酿造工艺中试验

                                              

   酱油理化指标检测结果

                                   表6

                  

   

  全氮(g/100ml)

  氨基态氮

  (g/100ml)

  无盐固形物(g/100ml)

   

   

  氯化钠(g/100ml)

  未添加酱油酵母工艺

  1.79

  0.899

  18.8

  15.1

  添加酱油活性干酵母工艺

  1.77

  0.913

  18.6

  14.9

  从上表可知添加了酱油活性干酵母和未添加酱油酵母生产的酱油相比:全氮、氨基态氮、无盐固形物、 氯化钠四项理化指标可以认为没有变化。

   

  酱油感官指标检测结果

                                       表7

   

   

  色

  香

  味

  体态

  综合评分

  未添加酱油酵母工艺

  红褐色 有光泽

  酱香较浓,无不良气味

  味鲜美、咸味适口

  澄清

  73

  添加酱油活性干酵母工艺

  红褐色 有光泽

  酱香酯香浓郁,无不良气味

  味鲜美、咸味适口、醇厚

  澄清

  91

  从上表可知添加了酱油活性干酵母和未添加酱油酵母生产的酱油相比:酱香更加浓郁,酯香突出,味道更加醇厚,感官综合评分大幅度提高。

   

                                                           

  酱油香味成分定量检测结果

                                   表8

   

  乙醇

   

  总醇

   

  总醛

   

  总酯

   

  酚类

   

  呋喃及呋喃酮类

   

  不添加酵母工艺

  647

  996

  470

  108

  31

  81

  添加酱油活性干酵母工艺

  2263

  3448

  1168

  646

  72

      143

  酱油活性酵母工艺VS不加酵母工艺

  249%

  246%

  148%

  498%

  96%

  81%

  单位:mg/100ml

  从上表可知添加了酱油活性干酵母和未添加酱油酵母生产的酱油相比:乙醇、总醇、总醛、总酯、 酚类、 呋喃及呋喃酮类7项香味成分指标都有大幅度提高,其中乙醇、总酯这两项核心指标提高尤其明显分别为249%和498%.

  3.4.2在高盐稀态酱油酿造工艺中试验

   

   酱油理化指标检测结果

   

                                      表9

   

  全氮(g/100ml)

   

  氨基态氮

  (g/100ml)

   

  无盐固形物(g/100ml)

   

  氯化钠(g/100ml)

  未添加酱油酵母工艺

  1.60

  0.83

  16.1

  17.6

  添加酱油生香酵母工艺

  1.62

  0.84

  15.9

  17.7

   

  从上表可知添加了酱油活性干酵母和未添加酱油酵母生产的酱油相比:全氮、氨基态氮、无盐固形物、氯化钠四项理化指标可以认为没有变化。

   

  酱油感官指标检测结果

   

                                       表10

   

  色

  香

  味

  体态

  综合评分

  未添加酱油酵母工艺

  红褐色 有光泽

  较浓的酱香及酯香

  味鲜美、咸甜甜适口、较醇厚

  澄清

  79

  添加酱油生香酵母工艺

  红褐色 有光泽

  浓郁的酱香及酯香

  味鲜美、咸甜甜适口、醇厚

  澄清

  93

  从上表可知添加了酱油活性干酵母和未添加酱油酵母生产的酱油相比:酱香、酯香更加浓郁,味道更加醇厚,感官综合评分大幅度提高。

                                                           

  酱油香味成分定量检测结果

   

   表11

   

  乙醇

  总醇

  总醛

  总酯

  酚类

  呋喃及呋喃酮类

   

  不加酱油酵母工艺

  938

  1769

  832

  387

  163

  106

  添加酱油活性酵母工艺

  1930

  3078

  1031

  1265

  297

     195

  添加酱油活性干酵母工艺VS不加酱油酵母工艺

  105%

  73.9%

  23.9%

  219%

  82.2%

    83.9%

  单位:mg/100ml

  从上表可知添加了酱油活性干酵母和未添加酱油酵母生产的酱油相比:乙醇、总醇、总醛、总酯、 酚类、呋喃及呋喃酮类7项香味成分指标都有大幅度提高,其中乙醇、总酯这两项核心指标提高尤其明显分别为105%和219%.

   3.5应用效果分析小结:

  从表6、表7 、表8 、表9 、表10、 表11 综合比较可知

  (1)在酱油酿造中无论是高盐工艺还是低盐工艺中添加酱油活性干酵母都能很明显的提升与酱油香味密切相关类化学物质的含量,使酱油的酒香味、 酯香味更加浓郁,通过天然发酵的手段增加了酱油香味、改善了酱油品质。

  (2)在酱油酿造中无论是高盐稀态还是低盐前固后稀工艺中添加酱油活性干酵母都对酱油的全氮、 氨基态氮、无盐固形物等关键理化指标没有明显影响

  (3) 在酱油酿造中无论是高盐稀态还是低盐前固后稀工艺中添加酱油活性干酵对酱油的色、 香、 味、体态4项感官评价综合得分提高明显,尤其是香味方面效果更加显著使酯香、酱香浓郁,大幅度提高了酱油的品质。

  (4)能减轻酱油盐味、使味道圆滑、 明显提高酱油香味的酚类和呋喃及呋喃酮类含量添加酱油活性干酵母后提高非常明显

   

  (5)酱油中酚类和呋喃及呋喃酮类物质含量与酱油发酵周期呈正相关性,发酵时间越长两类物质含量越高。

   

  总结:

  酱油活性干酵母能大幅提高酱油中的乙醇和总酯等感官关键指标,酱油品质显著改善尤其是香味方面使酱酯香味更加浓郁;作为一种商品化的高活性干菌体使用存储都很方便质量也很稳定,克服了酱油工厂自培酱油酵母时菌种性能良莠不齐、操作繁琐、费工费力、生产稳定性差等缺点。当然酱油活性干酵母在酱油生产中的使用效果及应用方面还有一些未明确的地方:如关于酱油生产中添加酱油活性干酵母缩短发酵周期的具体量化指标;酱油活性干酵母对酱油的滋味、色泽、 防霉性正面影响的程度;酱油后酵温度为40-45摄氏时对酱油活性干酵母使用效果的影响程度;活性干酵母与其他微生物如乳酸菌共同应用于酱油酿造中的效果等问题都是需要进一步研究探索总结的地方。

   

  参考文献:

  林祖申.酱油生产技术问答.北京:中国轻工业出版社

  上海酿造科学研究所.发酵调味品生产技术 . 北京:中国轻工业出版社

  包启安.酱油科学与酿造技术. 北京:中国轻工业出版社