霉豆渣混合發(fā)酵工藝優(yōu)化及質(zhì)構(gòu)變化

霉豆渣混合發(fā)酵工藝優(yōu)化及質(zhì)構(gòu)變化

豆渣是處理豆腐、豆腐皮、竹腐、豆奶等大型豆制品的主要副產(chǎn)品。它具有豐富的營養(yǎng)成分、大量的纖維、蛋白質(zhì)和養(yǎng)分，以及蛋白質(zhì)的氨基酸含量與fao的顯著水平相似。這是一個非常有價值的食品資源。目前國內(nèi)大豆食品行業(yè)每年約生產(chǎn)2000萬t濕豆渣,而只有少部分被加工利用,或作為動物飼料,大部分則由于處理不及時致使腐敗而喪失其使用價值,資源浪費(fèi)極大。霉豆渣是湖北、河南和廣東客家等地區(qū)民間自然發(fā)酵食品,深受人們喜愛。但是傳統(tǒng)自然發(fā)酵方法發(fā)酵周期長,發(fā)酵過程需要較低的溫度(一般18~20℃),因而妨礙了其廣泛應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)?zāi)M傳統(tǒng)發(fā)酵工藝,利用分離出的雅致放射毛霉和運(yùn)動發(fā)酵單胞菌混合發(fā)酵豆渣,以期提高其發(fā)酵溫度,縮短發(fā)酵周期,從而為豆渣的利用提供新的途徑。1材料和方法1.1運(yùn)動發(fā)酵單胞菌豆渣購于廣州某農(nóng)貿(mào)市場。雅致放射毛霉(Actinomucorelegans)和運(yùn)動發(fā)酵單胞菌(Zymomonasmobilis)由華南理工大學(xué)輕工與食品學(xué)院食品微生物實(shí)驗(yàn)室分離、保存。1.2儀器和檢測方法HG303-3型電熱恒溫培養(yǎng)箱南京實(shí)驗(yàn)儀器廠;PHS-25型酸度計上海精密科學(xué)儀器有限公司;JB-3型定時恒溫磁力攪拌器上海智光儀器儀表公司;HYAYE型凱氏定氮儀上海纖檢儀器有限公司;TAXT2i/25型質(zhì)構(gòu)儀英國SMS公司;DHG-9070A(101-1AS)型電熱鼓風(fēng)干燥箱上海索譜儀器有限公司。1.3方法1.3.1霉豆渣發(fā)酵過程1.3.2發(fā)酵溫度的確定參考周彥良的方法,豆渣蒸煮20min后,攤晾至約40℃時在100g蒸好的豆渣中接入106CFU/mL雅致放射毛霉孢子懸液1.0mL,或107CFU/mL運(yùn)動發(fā)酵單胞菌懸液0.2mL,攪拌均勻后取30g豆渣均勻放入直徑90mm的培養(yǎng)皿內(nèi)壓至7mm厚,置于培養(yǎng)箱中發(fā)酵,溫度設(shè)定在28℃,發(fā)酵3d?；旌习l(fā)酵則同時接入雅致放射毛霉和運(yùn)動發(fā)酵單胞菌。1.3.3豆渣靜態(tài)發(fā)酵條件的確定參考許喜林等所做的霉豆渣發(fā)酵條件的單因素試驗(yàn),固定運(yùn)動發(fā)酵單胞菌的接種量(100g豆渣中接入107CFU/mL的菌懸液0.2mL),以豆渣蒸煮時間、雅致放射毛霉接種量、培養(yǎng)溫度及培養(yǎng)時間為因素,以氨基態(tài)氮含量和產(chǎn)品感官評價得分為指標(biāo),采用L9(34)正交表按表1因素水平進(jìn)行正交試驗(yàn),確定豆渣固態(tài)發(fā)酵的最優(yōu)條件。1.3.4霉豆渣的感官質(zhì)量評價感官評定由10人進(jìn)行,按表2標(biāo)準(zhǔn)對霉豆渣的外觀、氣味和質(zhì)地三方面進(jìn)行評分。1.3.5豆渣的質(zhì)構(gòu)測定根據(jù)正交試驗(yàn)所得的最優(yōu)發(fā)酵條件制作霉豆渣,測定發(fā)酵期間各指標(biāo)的變化。粗蛋白含量的測定:按GB/T5009.5—2003《食品中蛋白質(zhì)的測定》采用凱式定氮儀測定;氨基態(tài)氮含量的測定:按ZBX66038—87《氨基態(tài)氮測定法》測定。pH值的測定:取豆渣5g,加入45mL蒸餾水,攪拌均勻,用pH計直接讀取pH值。質(zhì)構(gòu)的測定:在參照Kronenberg等方法的基礎(chǔ)上,結(jié)合干酪、腐乳的質(zhì)構(gòu)分析方法,采用質(zhì)構(gòu)儀TPA模式進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。具體的測試參數(shù)為:測試模式:TPAmode;預(yù)壓縮速度:2.0mm/s;測試速度:1.0mm/s;壓縮后速度:2.0mm/s;下壓距離百分比:60%;再次壓縮時間間隔:5.00s;探頭型號:SMSP/2。2結(jié)果與分析2.1發(fā)酵過程中的氨味和運(yùn)動發(fā)酵單胞菌的使用表3結(jié)果表明,運(yùn)動發(fā)酵單胞菌單獨(dú)發(fā)酵的豆渣與自然發(fā)酵霉豆渣產(chǎn)品相差甚遠(yuǎn),雅致放射毛霉單獨(dú)發(fā)酵的產(chǎn)品接近自然發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)地和口感,但發(fā)酵至第3天氨味仍較為濃烈,氨味太濃則產(chǎn)品氣味欠佳?；旌习l(fā)酵產(chǎn)品的氨味消散速度明顯較快,至第3天已經(jīng)基本沒有氨味。另外,運(yùn)動發(fā)酵單胞菌加入后使產(chǎn)品的質(zhì)地更為松軟,切開可見較為明顯的微小氣孔,更為接近自然發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)地和口感。運(yùn)動發(fā)酵單胞菌很少用于食品發(fā)酵研究,僅在面包和酒精的生產(chǎn)中替代酵母菌進(jìn)行過較詳細(xì)的研究。該菌在自然發(fā)酵的霉豆渣中本來就大量存在,并不耐熱,且霉豆渣需煮熟后食用,故食用安全。2.2運(yùn)動發(fā)酵單胞菌懸液的制備從表4可以看出,以氨基態(tài)氮含量為指標(biāo)的各因素水平的最佳組合為A3B1C2D2;以感官評分為指標(biāo)的各因素水平的最佳組合為A2B2C2D3。綜合考慮能耗等因素,選取適宜條件為A2B2C2D2。即豆渣蒸煮時間為15min,在100g已蒸煮豆渣中接入105CFU/mL的雅致放射毛霉孢子懸液1.0mL及107CFU/mL的運(yùn)動發(fā)酵單胞菌懸液0.2mL,28℃培養(yǎng)3d。此條件下的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)品的氨基態(tài)氮含量為6.835mg/g,感官評分達(dá)到29分。2.3混合真菌和蘑菇的物理和化學(xué)性質(zhì)指標(biāo)在蘑菇的發(fā)酵過程中的變化2.3.1蛋白質(zhì)的氨基酸態(tài)氮從圖1可以看出,發(fā)酵過程中霉豆渣的pH值先從5.12上升至8.40后緩慢下降至8.09。氨基態(tài)氮含量則先迅速上升后緩慢下降,第3天可達(dá)6.835mg/g。豆制品中的氨基態(tài)氮主要來源于蛋白質(zhì)的分解。腐乳制品中氨基態(tài)氮含量一般達(dá)20mg/g,此霉豆渣與之相比差距較大,但與李潤生所報道霉豆渣中氨基態(tài)氮含量為5.90~13.7mg/g,李幼筠等所報道毛霉型豆豉中氨基態(tài)氮含量為7.09~10.4mg/g較為接近。運(yùn)動發(fā)酵單胞菌能利用銨離子作為氮源。發(fā)酵過程中,蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生氨味,運(yùn)動發(fā)酵單胞菌消耗銨離子使氨味逐漸消失,同時使pH值有所下降,因此混合發(fā)酵中氨味經(jīng)歷從無到有再到消失的過程,而雅致放射毛霉純種發(fā)酵時則氨味持久不能消散。2.3.2通過添加菌種的發(fā)酵從圖2可知,混合發(fā)酵過程中霉豆渣粗蛋白含量持續(xù)下降。這是由于通過混合菌種的發(fā)酵作用把豆渣中的蛋白質(zhì)降解,增加了產(chǎn)品中游離氨基酸的含量,有利于營養(yǎng)成分的消化吸收,進(jìn)一步提高了豆渣的營養(yǎng)價值。2.3.3提高霉豆渣的機(jī)械性能隨著發(fā)酵的進(jìn)行,霉菌菌絲迅速在豆渣表面生長并逐漸深入物料內(nèi)部,豆渣微粒之間通過菌絲牽連以及蛋白酶解產(chǎn)生凝膠。由表5可見,運(yùn)動發(fā)酵單胞菌產(chǎn)生的黏性物質(zhì)黏連起來,致使硬度逐漸增大,到第3天達(dá)最大值。彈性和咀嚼性也在第3天達(dá)最大值。硬度、彈性和咀嚼性的提高賦予霉豆渣良好的機(jī)械性能,有利于其進(jìn)一步的加工。此外,回復(fù)性值的變化總體上是增加的,但過程中數(shù)值上下有所波動?；貜?fù)性是第一次壓縮循環(huán)過程中返回時樣品所釋放的彈性能與壓縮時探頭的耗能之比。盡管霉豆渣在第3天回復(fù)性略有下降,但其彈性卻在增加,一定程度彌補(bǔ)了回復(fù)性下降所帶來的負(fù)面影響。3自然發(fā)酵和復(fù)合發(fā)酵的比較通過正交試驗(yàn)確定了霉豆渣混合發(fā)酵的適宜條件,結(jié)果表明純菌種混合發(fā)酵生產(chǎn)霉豆渣是可行的。與霉豆渣傳統(tǒng)自然發(fā)酵相比,有以下特點(diǎn):1)純菌種混合發(fā)酵避免了其他非目標(biāo)微生物的污染,提高了發(fā)酵成功率以及增強(qiáng)了食用安全性