现代传统发酵豆制品中微生物资源的挖掘与应用
2021-12-07李婷婷程江华张焕焕苏世广徐雅芫
李婷婷,程江华,张焕焕,钱 坤,苏世广,徐雅芫
(1. 安徽农业大学 生命科学学院,安徽 合肥 230061;2. 安徽农业科学院 农产品加工研究所,安徽 合肥 230031;3. 安徽农业科学院 畜牧兽医研究所,安徽 合肥 230031)
0 引言
发酵大豆食品是古人智慧结晶的代表,将大豆静置于敞开环境中自然发酵,在这一过程中大豆完成了从原料到发酵成品的转化,形成了各具特色的调味品,如腐乳、豆酱、酱油及豆豉等,不仅改善了风味,而且营养更易被吸收[1]。传统发酵手工艺得到了广泛的传播和良好的传承,目前民间手工作坊仍以传统发酵为主。因受到地域和环境的影响,导致产品中关键微生物也不完全一致,形成了各具特色的风味。这也为发酵豆制品的现代化企业打造了地域品牌,增加了产品特色。因此,发酵豆制品中关键微生物的挖掘和工艺的优化成为了研究的重点。
近年来,发酵豆制品年销售量年增长率超过12%[2],说明市场对发酵豆制品的需求在逐年增加,传统发酵豆制品受到群众广泛的喜爱,随着现代化技术的进步,大豆发酵过程中微生物资源的研究取得了很大的进展,关键微生物的现代化应用也取得了一定的成果。目前,发酵豆制品中关键微生物主要包括以霉菌和酵母菌为典型代表的真菌类,以枯草芽孢杆菌和乳酸菌为典型代表的细菌类[3-4],对主要发酵豆制品中菌种资源的挖掘和发酵工艺的改良展开论述,探讨了发酵豆制品中微生物最新研究现状,包括对发酵菌种选育和混菌发酵组合进行归纳,为发酵豆制品的产业化水平提升提供了改进方向。
1 腐乳
1.1 腐乳生产中的关键菌种
腐乳是一种具有抗氧化生理活性功能的发酵食品。研究发现,微生物的种类和数量是决定腐乳风味及品质主要因素[5-7]。研究人员通过传统分离筛选方法与先进的分子生物技术领域变性梯度凝胶电泳(DGGE)、高通量测序(HTS) 等技术相结合,发现腐乳发酵过程始终伴随着微生物种类和数量的变化,在发酵各阶段有着不同关键微生物。学者通过分离、筛选及鉴定等手段对腐乳菌群结构进行研究,发现霉菌、酵母菌和乳酸菌等是腐乳发酵环节的关键菌种[8-10]。
1.1.1 霉菌
霉菌是传统腐乳最重要的优势菌种,其种类和丰度不仅受地域影响,还受到辅料添加、生产过程控制等因素的干预。Gu J 等人[11]选择5 个地区的青腐乳作为样品进行菌种的分离筛选,共得到微生物116 株,经过分子生物学鉴定确定为26 个种,结果表明霉菌是各地腐乳中主要的优势菌群,种类和丰度具有优势。研究发现,同一地区的2 种自然发酵的腐乳,辅料的不同影响着腐乳中微生物的菌群结构差异,曲霉是夹江香辣腐乳和白菜腐乳的优势菌群,但在夹香辣腐乳中含量更具优势[12]。有研究人员通过对后酵120 d 辐照3 h 并于25 ℃下贮藏60 d 的腐乳与未辐照处理的腐乳进行比较,发现前者霉菌总数减少了25%~33%,结果表明在发酵结束后一定程度的辐照处理可以减少关键微生物的数量,保证品质最佳。近些年研究者纷纷对各地腐乳的优势菌种资源进行挖掘,袁华伟等人[13]从宜宾腐乳中分离筛选得到生产效果良好的优势毛霉SH12 菌株,通过单因素试验对其生长特性和产酶性能进行研究,将毛霉接种于豆腐坯上,在pH 值7.5,温度为26 ℃最佳条件下培养48 h 时,中性蛋白酶活力达到最大。程昌泽等人[14]在贵州地区的腐乳中筛选出20 株菌株,经过复筛最终得到一株产蛋白酶活性较高的优势雅致放射毛霉MGC317 菌株,在自然pH 值、常温下接种于豆腐坯中培养48 h 时,产蛋白酶活力最高可达到13.82 μL,在腐乳前酵时期菌丝最长可达3.1 cm,发酵性能表现最好。
1.1.2 酵母菌
酵母菌是传统发酵腐乳中优势菌种之一,尤其是对腐乳的后酵风味的形成起着至关重要的决定作用[15],产生的风味物质主要包括2 - 苯乙醇、乙酸、乙酯类、脂肪酸和其他挥发性风味物质。发酵毕赤酵母(Pichia fermentans)、奥默柯达酵母(Kodamaea ohmeri) 和鲁氏酵母(Saccharomyces rouxii) 为潜在风味关联菌株。其中,与发酵毕赤酵母呈显著正相关的风味物质数量最多,为25 种。据报道,发酵毕赤酵母可生成2 - 苯乙醇,已广泛应用于发酵食品的改善中。此外,当发酵毕赤酵母与酿酒酵母共同发酵时,发酵毕赤酵母可明显提高乙酸、乙酯类、脂肪酸和其他挥发性风味物质含量。研究者为了提高风味活性物质含量,对酵母菌的最佳添加量进行了研究,从自然发酵的腐乳坯上分离得到一株形状优良的酵母菌,通过正交试验和均匀试验得出酵母菌添加量为0.27%时腐乳发酵剂中风味物质活性最高[16]。
1.1.3 细菌
细菌通过产生乳酸等滋味物质改善腐乳品质,其中腐乳优势细菌主要包括乳酸菌、芽孢杆菌和藤黄微球菌等。许家威等人[17]对腐乳前期微生物进行动态分析,结果表明,腐乳生产的3 个阶段(白坯阶段、腌坯阶段、后酵阶段) 中腌坯时期的微生物数量呈现先增长后下降的趋势,但总量仍比白坯时期高一个水平,其中乳酸菌数量在腌坯时期达到最高值9.11(lg(CFU/g)),此时总酸含量也呈现峰值,乳酸菌对生产中期腐乳品质的形成具有重要意义。不同品种的腐乳种乳酸菌优越性存在差异,Han B Z 等人[9]对23 个腐乳市售样品中微生物种类及数量进行了研究得出样品中的乳酸菌占需氧菌总数的80%,数量级可达到106~107CFU/g,其中白腐乳中乳酸菌数量明显高于青腐乳和红腐乳。腌坯时期的优势细菌根据腐乳产地表现出多样性,Feng Y 等人[18]采用聚合酶链反应- 变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)的方法对克东腐乳的菌落结构分析发现,腌坯时期藤黄微球菌、鸟肠球菌、粪肠球菌、肉葡萄球菌为优势菌群。
1.2 腐乳发酵菌种改良及工艺优化
随着技术的进步,研究者对关键菌种进行深入研究,发酵中菌种采用单菌或混菌组合的添加方式,在生产中高新技术的应用也为发酵工艺提供一臂之力。挖掘优势菌种的最大潜力并应用于工业生产中,以提高发酵效率、改善产品品质及缩短生产周期。
1.2.1 菌种定向选育
刘芳等人[19]对腐乳中产蛋白酶的毛霉进行紫外诱变得到酶活高、耐热性好的诱变菌株SCLG——毛霉16,经单因素试验结果表明,该菌株在32 ℃下能正常生长,蛋白酶活力较出发菌株高出51.4%,酿制的腐乳时间缩短,经感官评定,腐乳品质明显提高。研究人员对克东腐乳后酵时期高产蛋白酶的藤黄微球菌进行紫外诱变处理得到突变菌株T4,其产蛋白酶活力是出发菌株的1.54 倍。通过单因素试验和正交试验确定了突变菌株的最佳发酵条件为接种量6%,pH 值7.5,35 ℃下静置培养36 h,在此工艺下缩短克东腐乳发酵周期,减低生产投入成本[20]。
1.2.2 混菌改良发酵
研究人员通过不同方法摸索混菌发酵最佳组合及组合比例,以达到优化产品的目的。张斌等人[21]采用正交试验对浙江地区腐乳中优势菌种进行分离纯化,筛选出2 株霉菌分别为2 #鲁氏毛霉和1 #米根霉,并按7∶3 比例混合,在28 ℃下发酵72 h,可有效改善腐乳品质。罗晓妙等人[16]通过均匀试验和正交试验探索腐乳接菌量,结果表明在含水量为51%的麸皮、米粉和豆粉的混合物中接入2.45%霉菌、0.27%的乳酸菌和0.27%酵母菌混合菌液,25 ℃下培养5 d 的发酵剂可得到高品质腐乳。李顺等人[22]应用单因素试验和响应面法探索总状毛霉(Mucorracemosus) 和米根霉(Rhizopusoryzae) 双菌按1∶1 混合在28 ℃下发酵56 h,其产生的蛋白酶和糖化酶活力分别为50.5 U/mL 和15.2 U/mL,比单菌最优条件下含量高10.1%~52.1%。
2 豆酱
2.1 豆酱生产中的关键菌种
制曲和发酵是豆酱生产发酵的2 个阶段。微生物在制曲阶段产生的酶活大小直接影响豆酱的发酵周期,在这发酵阶段产生的酯类是构成豆酱香气的主要成分。2 个环节缺一不可,发挥的作用不同,关键菌种也不同,研究表明制曲阶段以霉菌和芽孢杆菌为优势菌种,乳酸菌主要是后酵时期的优势菌种。
2.1.1 霉菌
霉菌是豆酱制曲阶段的优势真菌,Kim D Y 等人[23-24]利用DGGE 测序方法对韩国市售的5 份传统发酵豆酱中微生物多样性进行研究,结果表明整个发酵过程中主要微生物为青霉属和毛霉属。安飞宇等人[25]利用MiSeq 测序方法得到制曲阶段中优势菌为毛霉菌(Mucor)。张鹏飞等人[26]对制曲的酱醅和发酵成熟的豆酱成品中微生物关系进行研究,结果表明产品的2 个阶段中优势微生物基本相同,以毛霉菌和青霉菌为代表的优势真菌。Jung J Y 等人[27]利用焦磷酸测序技术对制曲中微生物多样性进行研究,结果显示豆酱制曲中毛霉菌属(Mucor)、青霉菌属(Penicillium) 为主要优势真菌属。
2.1.2 芽孢杆菌
芽孢杆菌为制曲阶段优势细菌,Jung J Y 等人[27]利用焦磷酸测序技术对制曲中微生物多样性进行研究,结果表明豆酱制曲中芽孢杆菌属是优势细菌。国内也有学者对制曲中微生物多样性进行研究,姜静等人采用Miseq 测序法研究制曲阶段关键微生物,结果表明优势的细菌属以乳杆菌属(Lactobacillus)为主。张鹏飞等人[26]对制曲的酱醅和发酵成熟的豆酱成品中微生物关系进行研究,结果表明产品的制曲和发酵阶段中优势微生物基本相同,芽孢杆菌为优势细菌。
2.1.3 乳酸菌
乳酸菌是豆酱生产中的优势微生物,主要包括魏斯氏菌、嗜盐四联球菌及植物乳杆菌等,豆酱发酵全过程乳酸菌都发挥优越性作用,不同地域的豆酱中乳酸菌种类存在差异。陈浩等人[28]对南京地区2 份传统发酵豆酱不同阶段的优势原核微生物进行筛选,研究表明优势菌种是乳酸菌中的魏斯氏菌(Weissella cibaria,Weissella confusa,Weissella paramesenteroides) 和嗜盐四联球菌(Tetragenococcus halophilus)。对河北地区传统豆酱后酵时期优势微生物进行筛选,经16S rDNA 鉴定菌株xj008 为植物乳杆菌[29]。不同生产方式的豆酱中乳酸菌含量存在差异,乳酸菌主要通过产生乳酸提升腐乳品质,研究发现自然发酵豆酱中乳酸含量高于商品豆酱,感官评定中自然发酵豆酱的香味和滋味相比较商品豆酱都更胜一筹[30]。
2.2 豆酱发酵菌种改良及工艺优化
2.2.1 菌种定向选育
研究者利用紫外诱变和化学诱变技术对菌种进行定向选育,王海曼等人[31]以东北豆酱中一株高产纤溶酶芽孢杆菌为出发菌株,经亚硝基胍化学诱变得到突变菌株HDBF-DJ3N7,其纤溶酶活力为368.78 IU/mL,是出发菌株的2.1 倍。米曲霉是豆酱生产中被广泛应用、发酵性能优良的工业发酵菌种,琥珀酸是米曲霉主要代谢产物也是人体所需的必要化合物。于江[32]利用紫外诱变选育一株产琥珀酸米曲霉菌株ASQ-1,在高盐稀态条件下发酵90 d,应用ASQ-1 接种的豆酱中琥珀酸含量比米曲霉AS3.042原始菌种接种的豆酱高出6.5 倍。
2.2.2 混菌改良发酵
随着科技的进步,各类生物组学技术的应用逐步揭示了豆酱中微生物相互作用及作用机理,结合现有技术为工业化生产提供指导依据。现阶段,工业化生产中逐步利用混合菌种制曲发酵。古小露[33]通过3 种发酵方式(单菌种发酵、分开制曲复合发酵和混合菌种发酵) 通过对比研究发现,当米曲霉3.042、黑曲霉AS3.35、枯草芽孢杆菌3 种菌株分开制曲,再按1∶2∶1 比例进行混合发酵,蛋白酶活力、总酯、氨基酸态氮含量最高,且感官评价分值接近市售豆酱。
3 酱油
3.1 酱油生产中的关键菌种
自1990 年起,随着科技的不断进步,研究者采用先进的分子生物学技术对酱油酿造中关键微生物进行深入挖掘[34]。微生物在酱油酿造的制曲和酱醪发酵工艺环节中发挥着不同的作用,霉菌在制曲阶段发挥关键作用,乳酸菌在酱油酿造全过程均发挥着重要作用,芽孢杆菌在酱醪发酵及风味形成时期发挥着重要作用[35-36]。
3.1.1 霉菌
霉菌在酱油制曲阶段发挥主要作用,霉菌数量受到酱油含盐量的影响。Zhang L 等人[37]利用PLFA法对传统发酵酱油的不同状态(高盐稀态和低盐液态) 下酱醪过程中优势微生物进行研究,结果表明发酵全过程中,高盐稀态酱醪的霉菌数量高于低盐液态,于发酵60 d 达到峰值。酿造过程中霉菌种类丰富且功能不同,赵谋明等人[38]在酱醪中分离筛选得到18 株霉菌,经18S rDNA 鉴定后,曲霉属主要包括黑曲霉、米曲霉和红绶曲霉。对霉菌进行霉系分析发现,黑曲霉的β - 葡萄糖苷酶含量最高,米曲霉和红绶曲霉的中性蛋白酶活力突出,为优质霉菌的筛选提供理论依据。
3.1.2 乳酸菌
乳酸菌对酱油的风味形成至关重要,在酱油酿造各阶段都表现出一定的优势。Wei Y 等人[39]采集了中国和日本酱油,对其发酵过程中微生物的群落结构变化进行综合分析,结果表明酱油制曲阶段优势菌群是乳酸菌,酱醪阶段优势菌群仍是乳酸菌,但数量不足制曲阶段的1/3。Tanasupawat S 等人[40]对泰国酱油酱醪阶段中微生物种类和数量进行综合分析,发现优势菌种为乳酸菌中的Lactobacillus acidipisis 和Tetragenococcus halophilus。许延涛等人[41]采用高通量测序对酱油酿造过程中风味细菌与风味物质生成进行研究,酱油形成的有机酸依靠乳酸菌作用使得酱油口感更加绵延丝滑。
3.1.3 芽孢杆菌
芽孢杆菌影响着酱油的滋味形成,吴博华等人[42]对传统酿造酱油中筛选出产蛋白酶和淀粉酶的3 株芽孢杆菌分别为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)、甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),3 株菌产吡嗪类风味物质具有优势,给后续酱油中风味因子的研究提供依据。许延涛等人[41]采用高通量测序对酱油酿造过程中风味细菌与风味物质生成进行研究,保障了酱油的醇香风味,研究发现枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和葡萄球菌具有一定代谢L - 谷氨酰胺酶的能力,酱油品质不仅依赖米曲霉,还离不开滋味因子的关键菌保障了酱油的品质。
3.2 酱油发酵菌种改良及工艺优化
3.2.1 菌种定向选育
吴博华等人[42]对工业使用的米曲霉3.042 经过连续复合诱变得到一株高产蛋白酶的突变菌株UCD4,蛋白酶含量较出发菌株提高了2 倍。张伟等人[43]通过在酱醪中添加适宜的高水平盐含量来定向选育高耐盐乳酸菌,利用其产乳酸特性降低酱醪pH 值达到改善品质的目的,在酱油酱醪中分别添加耐盐乳酸菌突变体,酱醪的乳酸含量相比对照组增加了57.7%,风味物质相比对照组增加4 种,有机酸的峰面积比对照组增加了82.9%,结果表明高耐盐乳酸菌对高盐稀态酱油的风味和滋味有明显改善作用。张梦寒等人[44]对解淀粉芽孢杆菌进行化学诱变、等离子诱变及定向驯化方法得到多个可高效利用精氨酸的突变菌株,结果显示紫外诱变的突变体菌株C12 利用精氨酸能力较出发菌株提高了18%。
3.2.2 混菌改良发酵
盛明健等人[45]发现米曲霉2174 和2339 菌之间无拮抗作用,将两菌等比例混合制曲以达到优化制曲工艺的目的,获得的种曲酶活力相较于单菌纯种发酵均衡,初步应用于酱油的低盐固态生产并取得了良好的成效。钟方权等人[46]通过单因素试验和正交试验对酱油中筛选出的优势乳酸菌和米曲霉混合制曲的最佳工艺进行研究,结果显示双菌按2∶5 的比例混合置于33.5 ℃条件下发酵40 h 生产的酱油酶活性最高。研究人员先以米曲霉、黑曲霉菌种混合制坯,辅以乳酸菌和酵母菌等进行发酵,在不同发酵时期依次添加混合菌种的创新方式,大大改善了酿造酱油风味。米曲霉和黑曲霉以3∶1 最佳比例制曲后,发酵时7 d 添加乳酸菌,10 d 添加球拟酵母,20 d添加4 号鲁氏酵母的为最佳菌株组合和最佳添加时间,发酵40 d 酱油的品质高,风味和色泽得到提升,特征香味物质丰富[47-48]。
4 豆豉
4.1 豆豉生产中的关键菌种
研究人员采用先进的分子生物学技术对腊豆发酵过程中关键微生物进行深度挖掘。腊豆发酵工艺环节包括制曲和后酵,其中制曲又包含前期、中期和后期,酵母菌在制曲初期为优势菌种,霉菌在制曲中后期发挥关键作用,细菌在后酵期成为优势菌种。
4.1.1 霉菌
霉菌是腊豆制曲的中后期的优势菌种,以根霉、曲霉和毛霉为主。陈丽艳等人[49]对腊豆的4 个发酵时期的优势微生物进行筛选,结果显示霉菌在制曲中期及后期快速增长并抑制了酵母菌和细菌的生长成为此阶段的优势菌种,后酵期霉菌受到细菌抑制,在整个生产过程中霉菌呈现先增长后下降的趋势。石聪等人[50]采用454 高通量焦磷酸测序技术对浏阳传统发酵豆豉的微生物多样性进行动态结构观察,在后15 d 真菌显著增加,制曲中关键微生物为根霉和曲霉。樊敏等人[51]采用聚合酶链式反应- 变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE) 技术对贵州地区4 种豆豉样本进行发酵微生物的筛选,结果显示霉菌属曲霉菌(Aspergillus) A1bC-4 和沙门柏干酪青霉(Penicillium camemberti) 为优势真菌。倪慧等人[52]采用MiSeq测序技术对苗族自治州的传统发酵豆豉中关键真菌菌群结构进行研究,结果显示传统发酵豆豉优势微生物多样性较高,曲霉(Asperhillus) 和米根霉(Rhizopus) 是主酵微生物。李薇等人[53]对永川毛霉型豆豉传统发酵过程中关键微生物进行群落结构的分析及动态变化的规律总结,结果显示在制曲阶段,以毛霉属、曲霉属为主的真菌占绝对优势。
4.1.2 酵母菌
酵母菌在制曲初期占发酵优势,陈丽艳等人[49]对腊豆的4 个发酵时期的优势微生物进行筛选,结果显示制曲初期以酵母菌为优势菌种,制曲中后期细菌处于劣势,后酵期酵母菌再度成为优势菌种并对豆豉的风味物质形成起到关键作用。酵母菌通过提高风味物质含量改善产品品质,万明等人[54]利用TCC培养基对豆豉微生物进行分离筛选后的一株高产酒精的菌株,经分子生物学鉴定后,确定该菌株为酿酒酵母,提高风味物质羟基丙酮、丙醇和琥珀酸等含量,这对于豆豉独特风味的形成具有非常重要的贡献。
4.1.3 细菌
豆豉后酵时期细菌成为优势菌群,石聪等人[50]采用454 高通量焦磷酸测序技术对浏阳传统发酵豆豉的微生物多样性进行动态结构观察,发酵全过程中芽孢杆菌属的含量和种类均处于高水平。樊敏等人[51]采用PCR-DGGE 技术对贵州地区4 种豆豉样本进行发酵微生物的筛选,结果显示芽孢杆菌为优势细菌,以地衣芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌为主。李薇等人[53]对永川毛霉型豆豉传统发酵过程中关键微生物进行群落结构的分析及动态变化的规律总结,结果显示产品生产全过程细菌多样性高于真菌,制曲阶段细菌含量较少,但在后酵阶段产品中微生物结构发生明显变化,芽孢杆菌属、乳球属、葡萄球菌属等细菌在这一阶段有较为稳定的丰度,细菌总数占绝对优势。细菌产生的物质是风味物质的组成成分,后酵阶段是风味物质形成的重要时期。
4.2 豆豉发酵菌种改良及工艺优化
目前,腊豆发酵多为传统发酵,主要以家庭式生产为主,工业化程度低,近年来有较多学者致力于改良菌种发酵工艺,包括菌种优化和混菌组合发酵等,以期提高豆豉风味和品质,并推广致力于工业化生产应用。
4.2.1 菌种定向选育
刘敏等人[55]通过在腊豆制曲阶段分别添加总状毛霉和米曲霉沪酿3.042 发酵对生物胺含量变化的研究,结果显示曲霉和毛霉组的产品在发酵后期生物胺含量分别增加3.40,3.05 倍。卞承荫等人[56]对豆豉中产溶栓酶的蜡状芽孢杆菌LD-8547 为出发菌种,通过紫外线和甲基磺酸乙酯的双重诱变复筛后,最终得到一株发酵性能优良且传代稳定的高产枯草芽孢杆菌,经纯化5 代后,发现酶活力能够保持相对稳定的水平,维持在16 351 U/mL。
4.2.2 混菌改良发酵
孙成行等人[57]分别对枯草芽孢杆菌和曲霉菌纯种制曲工艺进行优化,前者在制曲阶段接种量为1%,置于37 ℃下发酵50 h,后者接种量为4%,置于35 ℃下发酵48 h,根据前期纯种制曲条件选定混菌制曲发酵正交试验取值范围,试验结果显示,制曲最佳条件为两菌按1∶4 的比例混匀置于36 ℃下发酵50 h。高泽鑫等人[58]利用正交试验法对枯草芽孢杆菌BN-05 和毛霉菌MS-7 双菌混合发酵进行工艺优化,结果显示二者按2∶1 制得混合发酵液,接种量为6%置于30 ℃下发酵20 h 为最佳发酵条件,降低了豆豉产品中氨臭味,改善了豆豉风味。庞超[59]通过利用Design Expert 8.06 软件对枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和清酒乳酸杆菌混合比例进行研究,结果表明,三者按照0.533∶0.367∶0.100 的比例配制冻干粉应用于腊豆发酵可达到最佳品质,说明腊豆发酵过程中枯草芽孢杆菌在品质提升中占主导作用。
5 结语
20 世纪90 年代以来,人们对加工大豆营养成分的认识逐渐深入,优异的大豆加工工艺方式不仅大大减轻了大豆自身的酸苦气味,还降低了各种抗药性、抗营养因子。发酵豆制品受到广泛喜爱,其研发生产及加工过程引起研究人员的重视,致力于解决产品品质不优良、产品的安全无保障和生产工艺周期漫长、缺乏统一的食品生产流程和产品配方。目前,国内外学者已经积极展开对发酵豆制品工业化生产的相关研究,就目前的研究工作现状情况来看分析,生产一种高品质的加工发酵豆制品建议从以下几个方面进行入手。
5.1 菌种定向选育
研究者从传统发酵豆制品中通过紫外诱变技术、化学诱变技术、耐盐耐高温等物理条件改良菌种,摸索菌种最佳发酵条件,发挥其功能特性最大化,以提高产品品质,从而能够保护地方产品特色优势,改善发酵工艺、提高生产效率、节约成本投入及提高产品品质等。
5.2 优化菌种组合
传统发酵的食品主要是一系列自然微生物的共同作用下历经漫长的时间发酵而形成,发酵环境不可控,给生产带来局限性。因此,除了对菌种改良优化外,还应该探索混合菌种组合发酵。分离出高质量菌种,并进行组合优化,组合菌种共同作用于豆制品中发挥最大的作用,提高发酵豆制品所需生物量含量,使发酵过程提前完成,缩短生产周期。添加混合菌种的最佳组合比例和菌种的添加量一直是问题研究的一个重点。
5.3 严控杂菌污染
发酵豆制品的品质主要取决于优势菌种的有效作用,发酵食品也最易受到杂菌污染导致产品败坏。一方面,控制食盐的添加量,食盐过量会减少杂菌污染但不利于产品风味和消费者饮食健康。研究人员认为需要在有效减少自制发酵豆制品污染风险的同时,也要能满足人们对低油低盐均衡膳食的健康追求,不断寻求一个综合平衡点的方法;另一方面,严格控制污染源,污染源主要来源于生产者手部、发酵器皿、生产设备、车间环境、辅味配料等,需要从多方面制定系统的操作规范,严格控制杂菌的污染,有效防范降低损失。
5.4 制定工艺标准
发酵豆制品品质不仅取决于微生物的作用,同时发酵过程的加工工艺也极其重要。传统生产方式都是祖祖辈辈传授,各家各户的生产工艺都不完全相同。发酵豆制品的品质与当地气候环境、生产制作的手艺和制作时间都息息相关。不同地域的人们往往订制更适宜地区口味喜好的生产工艺,增加了发酵、酿造的复杂性和安全性。为了有效保证发酵豆制品的品质稳定性和安全性,逐步完善发酵原材料选购、技术人员上岗培训,举办产业交流、制定产品成分指标、规范生产环境和设施,完善并落实健全的生产体系,为发酵豆制品工业和千家万户居民提供一套可严格参照的生产工艺标准。