摘要
酱油是应用最广泛、最普通的调味品，酱油产业是一种常青产业。2006年我国酱油产量达到500万吨左右，但是在国际市场日本酱油仍唱主角，台湾酱油销量逐渐超过日本酱油，而大陆酱油也正奋起直追，销量节节上升，有希望在不久的将来超过日本和台湾。但是随着近年来原材料价格上涨，提高酱油生产原料利用率是企业越来越迫切的需要。因此，提高酱油产品的原料利用率兼顾改进风味，将对增强国内酱油企业的国际竞争力大有裨益。在酱油的生产中菌种的研究至关重要，我国酱油生产菌种单一，虽然近年来有复合菌株制曲的概念提出，但是在复合菌株的选择和酶系优化上还很少见文献报道。本研究采用国内企业较多使用的低盐固态发酵工艺作为发酵酱油的主要生产工艺，以米曲霉为主要研究对象，研究米曲霉单菌株制曲中蛋白酶、氨肽酶、淀粉酶、纤维素酶和木聚糖酶活性的变化，采用多菌种组合制曲改善酶系组成，以提高酱油生产中对原料的蛋白质利用率；对形成酱油色香味的成分，游离氨基酸和挥发性风味成分的组成进行研究，并进行模式识别研究，为改良产品品质，提高酱油的风味提供理论支持。研究内容如下： (1)以中性、酸性、碱性蛋白酶、氨肽酶、淀粉酶、纤维素酶和木聚糖酶活力为指标，研究了单菌株制曲酶系各酶活力的变化特点，并在此基础上进行了多菌株组合制曲研究，发现双菌株组合制曲较单菌株制曲缩短了制曲时间，中性蛋白酶、酸性蛋白酶、氨肽酶的活力有较大程度的提高，其中C283组合的酸性蛋白酶活力分别是单菌株的4.48和3.78倍。对实验中得到的双菌株组合进行工厂60 L规模中试实验，得到蛋白质利用率较原生产菌株相对提高4.87%。 (2)在四因素三水平正交试验得到较佳制曲条件的基础上，进行中心组合设计，考察制得曲中中性蛋白酶、淀粉酶和氨肽酶活力，并获得了组合菌株制曲的较优条件：辅料用量42%；润水量100%；蒸料时间21 min；制曲时间43 h。在此条件下，有利于组合菌株制曲过程中产蛋白酶和淀粉酶，并显著提高了曲中亮氨酸氨肽酶的活力。 (3)对高盐稀态发酵酱油和低盐固态发酵酱油的常规理化指标进行分析，发现两种工艺酿造酱油并无明显差别。通过OPA柱前衍生HPLC分析表明，高盐稀态发酵酱油中呈鲜味的氨基酸，谷氨酸和天冬氨酸的比例明显高于低盐固态发酵酱油的含量。SPME-GC-MS分析表明，高盐稀态发酵酱油中的酚类、杂环化合物和酸类物质的比例都高于低盐固态发酵酱油；醛酮的含量低于低盐固态样品。酱油风味是多组分共同作用的结果，挥定发性成分的组成不同，决了不同工艺发酵酱油风味的不同。 (4)通过对不同菌株低盐固态发酵样品理化特征的研究，分析了发酵过程理化指标的变化，并对比了组合制曲与单菌株的发酵效果。挥发性风味成分的分析表明：三组合样品中酯类的比重有较大增加；单菌株样品中酸的含量较高；酱油中重要风味成分的杂环化合物种类在二组合和三组合样品中较多。游离氨基酸分析表明：采用多菌株组合发酵酱油较单菌株发酵酱油可明显提高样品的总游离氨基酸含量，呈鲜味氨基酸含量也有较大程度的提高。二组合B2C2样品的谷氨酸含量较C2和B2分别提高了30.04%和41.88%，组合B3C2样品的谷氨酸含量较B3和C2分别提高了26.52%和23.31%。 (5)采用模式识别方法对理化指标和游离氨基酸进行了研究。酱油的游离氨基酸指标可以用4个主成分替代，第一主成分替代了Asp、Val、Ser、His、Gly. Glu、Ala和Leu的作用；第二主成分替代了Glu、Ser、Cys、Phe、Ilu、Leu的作用；第三主成分替代了Asp、Arg、Tyr、Pro、Ilu和Lys的作用：第四主成分替代了Met的作用。进行聚类分析，并得到判别方程为：D=11.65x1-40.159 x2-12.934 x3-22.76 x4+56.347 x5-79.137 x6-17.507 x7+50.227 x8+15.998 x9-28.615 x10+28.48x11+9.633 x12-286.486，总判别正确率为100%。酱油的理化指标可以用3个主成份替代。第一主成分替代了总氮、氨态氮和总酸的作用；第二主成分替代了总糖和还原糖的作用；第三主成分替代了盐的作用。并进行了聚类分析，以及判别分析，得到判别方程为：D=7.415 x1-5.883 x2+2.63 x3+48.146 x4-4.685 x5+15.457 x6-138.224，总判别正确率为94.12%。 综上所述，本研究表明米曲霉多菌株组合制曲，可改善制曲酶系组成，提高蛋白质利用率，并能有效改善低盐固态酿造酱油产品风味，同时依据得到的判别方程可对酱油的品质进行有效的控制。
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