自然发酵黄豆酱中主要微生物酶系的形成及作用

豆酱是我国传统发酵的豆制品，一直是人们的佐餐佳品。传统豆酱是通过天然接菌，自然发酵3～4个月而形成的，微生物及其酶系在酱曲培养和酱醪发酵中发挥了重要作用。酱曲中鉴定出的主要微生物是真菌，如米曲霉、酱油曲霉等，这些霉菌能够利用淀粉、多糖、单糖、有机酸、乙醇等作为碳源，以及蛋白质、氨基酸、尿素等作为氮源，同时霉菌的生长代谢能够分泌多种酶类，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪水解酶和其他的酶类。在酱醪发酵过程中，微生物酶能够分解蛋白质、淀粉和脂肪，形成小分子化合物，例如氨基酸、有机酸和其他的小分子有机化合物。这些化合物赋予豆酱特殊的风味以及丰富的营养，同时嗜盐酵母、乳酸菌在豆酱发酵过程中对风味的形成也起到了重要作用。 在酱曲培养阶段微生物酶系与大豆成分中的大分子化合物之间，发生了非常复杂的相互作用，通过微生物酶系(蛋白质、淀粉、脂肪水解酶、多酚氧化酶、乙醇脱氢酶等)的作用，形成了豆酱特有风味、营养和质地。本课题以典型的传统发酵黄豆酱为对象，研究酱曲培养和酱醪发酵过程中微生物酶的活力及相应酶解产物的变化关系。 在整个酱曲培养过程中，pH和水分含量发生了显著变化(p＜0.05)，酱曲外部pH在1～20天由6.88降至5.24，然后在20～45天由5.24升至7.04：酱曲内部pH在1～25天由6.87降至5.76，然后在25～45天由5.76升至6.48。酱醪发酵过程中pH在1～15天发生了显著变化，由6.91降至5.49，然后变化不明显，酱曲外部水分含量由38.59％降至21.09％，酱曲内部水分由38.80％降至30.46％。 在酱曲培养过程中，蛋白酶活力逐渐上升，在第30天酶活力达至最高，中性蛋白酶在酱曲培养过程中是主要的蛋白酶，酶活力增幅显著(p＜0.05)。而酱醪发酵过程中，酶活力逐渐下降，中性蛋白酶仍然是整个发酵过程中的主要蛋白酶。在整个豆酱发酵过程中，相应的蛋白质分解物NSI、NPN、氨基氮和多肽氮含量逐渐上升，最终分别达到69.07％、42.07％、3.73％和38.34％。 α-淀粉酶、糖化酶和纤维素酶活力在整个酱曲培养过程中发生了不同的变化，酱曲外部α-淀粉酶活力1～20天显著上升(p＜0.05)，然而酱曲内部1～25天酶活力显著上升(p＜0.05)。酱曲外部糖化酶活力1～25天显著上升(p＜0.05)，而内部1～30天显著上升(p＜0.05)；酱曲外部纤维素酶活力1～15天显著上升(p＜0.05)，而内部1～25天显著上升(19＜0.05)，然后三种酶活力在酱曲培养后期逐渐下降。酱醪发酵过程中，三种酶活力都显著下降(p＜0.05)，在整个豆酱发酵过程中纤维素和总糖逐渐下降，还原糖逐渐上升，最终产品的纤维素、总糖和还原糖分别达到3.63％、14.33％和4.84％。 酱曲外部脂肪水解酶活力1～25天显著上升(p＜0.05)，然后逐渐下降，酱曲内部脂肪水解酶活力在整个酱曲培养过程中持续上升。在酱醪发酵过程中脂肪水解酶活力显著下降(p＜0.05)。在整个豆酱发酵过程中，相应的脂肪分解呈上升趋势，最终产品中游离脂肪酸含量为5.26％(占脂肪)。 多酚氧化酶活力前10天发生了显著变化(p＜0.05)，酱曲外部酶活力上升较快，然后第15～45天开始下降，内部变化趋势与外部一致。在酱醪发酵过程中多酚氧化酶活力显著下降(p＜0.05)。酱色主要在酱曲培养阶段形成的，前10天多酚氧化酶对酱色起主要作用，而后多酚氧化酶活力逐渐下降，酱色由Mailland反应形成，最终产品的酱色OD(420nm)值为0.97。 酱曲培养阶段ADH和LDH酶活力不断上升；酱醪发酵过程中ADH活力前10天逐渐上升，第15～35天显著下降(p＜0.05)，LDH活力前10天先上升，第15～30天下降，最后5天又上升。挥发性成分由SPME-GC-MS检测，结果表明乙醇随着ADH活力的升高而增加，乳酸与LDH活力呈正相关，乙酸的形成晚于二者。最终产品的乙醇、乳酸和乙酸含量分别达到3.63％、14.33％和4.84％。 整个发酵过程中，酯化酶活力一直较高。酱曲培养阶段酶活力显著上升(p＜0.05)，酱醪发酵阶段逐渐下降。酱醪发酵后期仍有4.38U／g(干基)酯化酶活力存活，所以推知继续后发酵可以增加酯类含量，提高风味。最终产品的总酯可达0.24％。