酿造酱油发酵过程风味变化规律及工艺优化的研究

摘要

目前酱油酿造工艺分为低盐固态与高盐稀态工艺,前者在我国应用较多,发酵温度高,生产周期短,但产品风味不足；日本的高盐稀态工艺较为成熟,我国对其研究甚少；两种工艺酿造酱油的风味迥异,长期以来,国内外学者致力于酱油风味物质的鉴定,而对酿造过程风味的变化未有研究。
　　 鉴于上述因为,本文以顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS—SPME—GC/MS)分析方法对低盐固态与高盐稀态酱油发酵过程风味变化进行系统地研究；研究一贯型、发酵型和日式低温型三种高盐稀态工艺发酵过程各指标变化,以指导我国高盐稀态酱油生产；以响应面法优化低盐固态淋浇工艺,改善低盐固态酱油风味,并将优化后工艺进行扩大化生产验证。本研究主要结论如下:
　　 1.通过运用HS—SPME—GC/MS建立了酱油风味物质的定性与内标定量分析方法。HS—SPME最佳萃取条件为:75μmCAR/PDMS萃取头,萃取温度50℃,萃取时间40min,NaCl用量为220g/L。通过正交试验设计,确定了影响香气成分萃取因素的主次为萃取温度>萃取时间>含盐量。
　　 2.分析低盐固态与高盐稀态酱油主要风味成分在发酵过程中的变化,发现低盐固态与高盐稀态分别在发酵15-20、45-60d化合物种类最多,含量最大,其后醇类、酸类含量显著下降,酯类、杂环类含量上升。高盐稀态与低盐固态酱油,各检测到76、62种化合物,二者含有公共化合物26种。乙醇、乙酸、3-甲基-丁酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁醛、苯乙醛是两种酱油共有特征性风味成分；实验中还检测到一些未见报道过的化合物。
　　 3.通过高盐稀态酱油酿造过程及结果理化指标跟踪检测、酱油感官评价、挥发性风味成分与游离氨基酸分析,考察发酵温度与盐水浓度对高盐稀态发酵的影响,发现蛋白质和淀粉原料的分解速率及氨态氮、还原糖、红色指数、总氮与发酵温度呈正相关,与盐水浓度负相关。15℃、28℃、41℃组各理化指标分别在发酵50天、40天和30天内达到最高值,采用28℃～41℃发酵有利于缩短高盐稀态发酵周期及提高氨态氮含量和全氮利用率。盐水浓度为18°Bé的日式低温型高盐稀态发酵工艺所酿酱油风味化合物含量最高,种类最多,游离氨基酸中鲜味氨基酸含量所占比例最大,风味最好。其次是同发酵温度组21°Bé组风味较好,41℃组特征香气物质及含量最少,谷氨酸含量最低,风味最差,28℃组介于两者之间。
　　 4.以氨态氮含量为指标,运用Box—Behnken设计及响应面分析对低盐固态淋浇酿造酱油工艺进行优化,得到低盐固态淋浇发酵最佳参数为:发酵温度43.2℃,盐水浓度14.8°Bé,淋浇周期2.5d/次,在此条件下的氨态氮含量预测值为1.15g/100mL,实际值与理论值RSD<2％,差异不显著,回归模型与实际情况拟和较好。应用优化工艺酿造的酱油,氨态氮含量提高了20％。
　　 5.低盐固态淋浇优化工艺应用于工厂生产,所酿酱油氨态氮和总氮含量比对照组均提高了0.1g/100mL,全氮利用率提高了8％。淋浇发酵工艺的应用增加了酱油中酸类、醇类和呋喃类物质的含量,风味成分种类和含量都高于对照组。