航天生抽的特化混菌共酵研究

2012-07-19巩晓芳张宗舟薛林贵张红光

山西农业科学 2012年8期

巩晓芳，张宗舟，薛林贵，张红光，李琳，赵燕

（1.兰州交通大学化学与生物工程学院，甘肃兰州730070；2.天水师范学院生命科学与化学学院，甘肃天水741001）

生抽为酱油生产中的一种，是天然制曲高盐稀态发酵而成的营养丰富、风味独特的调味品。它具有色泽金黄，味道鲜美、豉香浓郁、口感醇厚等特点。目前，大多数生抽的生产用大曲的同时添加米曲霉[1-2]。米曲霉生长迅速，中性蛋白酶活力较强[3]。但是生抽生产是在高盐稀态条件下进行，要求添加的菌种蛋白酶活在高盐条件下要高，才能提高原料利用率。

航天诱变是利用天空中重离子、强辐射、失重等复杂特殊的条件使遗传物质发生变异的一种诱变方法[4-5]。根霉ZG-2是一株从航天搭载的大曲中选育出来的高蛋白酶活菌株[6-7]，出发菌株的中性蛋白酶活870单位，而根霉ZG-2中性蛋白酶活1 227单位。根霉ZG-2生长迅速，菌丝发达，具有较高的纤维素酶、淀粉酶等酶活。利用米曲霉、根霉ZG-2及黑曲霉ZM-8混合制曲，用复合菌种代替单一菌种[8]，可获得酶系互补的效果[9]，以弥补单一菌种酿造造成蛋白质分解不足的缺陷。

本试验采用根霉ZG-2、黑曲霉ZM-8和米曲霉混合制曲[10]，黑曲霉ZM-8和米曲霉不同配比的混合制曲，纯米曲霉制曲，生抽大曲制曲4种处理，均采用日光浴保温发酵进行生抽生产，对3类大曲制得的生抽品质进行模糊比较[11-12]，旨在提高原料的利用率和生抽风味。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为黄豆、麸皮、食盐、水、生抽大曲。

1.2 菌种

菌种包括米曲霉、根霉ZG-2和黑曲霉ZM-8（后2种均是从航天搭载的大曲中选育获得），由天水师范学院微生物研究室保存菌株。

1.3 工艺流程

黄豆粉碎＋麸皮＋水（约50%）→润料→蒸料→冷却→接菌种→通风制曲→成曲→入缸→混合→日光露晒发酵→酱醪成熟→压滤→配兑→灭菌→沉淀澄清→成品。

1.4 试验设计

1.4.1 酶活测定试验对根霉ZG-2、米曲霉、黑曲霉ZM-8、生抽大曲在固态曲中的中性蛋白酶以及在13%的高盐条件下的蛋白酶活性、发酵30 d的酶活降低率进行测定。

1.4.2 单因素试验处理1.根霉ZG-2、黑曲霉ZM-8和米曲霉混合制曲，加量分别为1%；处理2.黑曲霉ZM-8和米曲霉混合制曲，加量分别为1%；处理3.米曲霉制曲，加量为1%。以生抽大曲作为对照。按照完全相同的工艺流程，将不同处理通风制曲，风干，每100 kg加60℃13%的食盐水300 kg，拌匀，置大缸中，塑料布封口。在日光温室内，室内温度控制在55～60℃（品温为52℃），保温发酵，每隔10 d翻搅一次。酱醪的颜色会随着发酵时间的延长而逐渐变为红褐色。发酵周期60 d。压榨机压榨，控制每处理干料100 kg，获得生抽400 kg。灭菌，质检（参照GB 18186—2000）。

1.4.3 混菌加量试验采用正交试验L9（34）（表1）测定氨基酸态氮的含量，并进行色、香、味、体的模糊评价。

表1 混菌加量的正交试验因素水平 %

2 结果与分析

2.1 根霉ZG-2、米曲霉、黑曲霉ZM-8、生抽大曲中性蛋白酶酶活比较

中性蛋白酶是生抽生产中的重要蛋白酶。从表2可以看出，根霉ZG-2、米曲霉、黑曲霉ZM-8、生抽大曲的中性蛋白酶酶活都比较高，这为生抽生产奠定了基础。但是生抽生产是在高盐条件下进行，各种微生物的蛋白酶耐盐性不同。生抽大曲是生抽生产的专用大曲，其中性蛋白酶酶活相对较低。到发酵30 d，生抽大曲酶活残留率为58.6%；根霉ZG-2酶活残留率为53.3%，接近生抽大曲；而米曲霉的中性蛋白酶酶活残留率为40.9%。生抽前30 d主要是蛋白质降解，后30 d主要是中间产物的平衡与协调。

表2 中性蛋白酶酶活比较

2.2 单因素试验

从表3可以看出，不同处理的结果有很大的差异，在生抽主要成分上，处理1加了根霉ZG-2、黑曲霉ZM-8和米曲霉，氨基酸态氮达到0.97g/100 mL、全氮1.65 g/100 mL、可溶性无盐固形物16.8g/100mL，分别比CK提高42.65%，17.02%和29.23%；处理2比CK分别提高26.47%，8.51%和6.92%；处理3比CK分别提高8.82%，6.38%和2.31%。说明根霉ZG-2、黑曲霉ZM-8和米曲霉的酶活都较高，使大分子物质降解较彻底，使产品的主要成分氨基酸态氮、全氮、可溶性无盐固形物显著提高，赋予产品的鲜味更凸显、体态更优美、口感更丰厚[4-5]。且氨基酸态氮转化率（氨基酸态氮/全氮），处理1是58.79%，处理2是52.21%，处理3是49.33%，CK是48.23%。说明黑曲霉ZM-8与米曲霉的加入，使蛋白质分解更完全，氨基酸转化率更高，也可以使其他大分子物质有所降解；根霉ZG-2加入后产品质量又有较大幅度的提高。这株高蛋白酶活菌株根霉ZG-2除了比出发菌株产蛋白酶的能力强以外，还具有较高的纤维素酶、糖化酶、淀粉酶等酶活[6]。发酵所得的产品具有更佳的色、香、味、体。

表3 不同处理的产品质量

2.3 混菌加量试验

正交试验结果（表4）表明，试验设计的4个因素中，影响产品品质的极差值由大到小依次为根霉ZG-2、生抽大曲、米曲霉、黑曲霉ZM-8。说明根霉ZG-2的变化量对生抽品质的影响最为显著，生抽大曲、米曲霉、黑曲霉ZM-8对生抽品质的影响效果逐渐减小。组合8的氨基酸态氮含量最高，即A2B1C2D2，也就是说每100 kg干料中添加根霉ZG-2 1.0 kg、黑曲霉ZM-8 0.5 kg、米曲霉1.0 kg和生抽大曲1.0 kg，产品的氨基酸态氮含量可达0.98 g/100 mL。

因氨基酸态氮含量低于0.9 g/100 mL的组合产量偏低，而不予考虑。对在0.9 g/100 mL以上的3个组合（组合3、组合5、组合8）产品的色、香、味、体进行模糊评价，评委会成员由10个技术人员组成。评分结果为：N3＝5.426；N5＝5.758；N8＝4.917，组合 5（A2B2C3D3）的得分最高，即：根霉 ZG-2 1.0 kg、黑曲霉 ZM-8 1.0 kg、米曲霉1.5 kg和生抽大曲2.0 kg的添加量生产的生抽质量最佳。

表4 混菌加量正交试验结果（L9（34）)

3 结论

经航天诱变选育的根霉ZG-2的中性蛋白酶活是1 227单位，且具耐盐与耐高渗透压能力，在含盐量13%的稀醪发酵30 d，酶活残留率为53.3%。根霉ZG-2、黑曲霉ZM-8及米曲霉混合制曲，产品在色、香、味、体等方面均达到了高品质生抽的要求，并具有高蛋白质转化率和氨基酸的生成率。在保证了生抽发酵所需较庞大的微生物群体和酶系的情况下，使发酵更充分，原料降解更完全，产品的物质更丰富。

根霉ZG-2、黑曲霉ZM-8、米曲霉、生抽大曲的最佳配比为1∶1∶1.5∶2。航天生抽酱香凸显，鲜味更浓，口感丰厚，体态更佳。

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