《发酵豆制品》PPT课件.ppt
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1、第十一章 发酵豆制品,本章提要,酱类与酱油的酿造腐乳纳豆和纳豆制品丹贝,大豆是一种富含蛋白质的植物性食物资源,营养价值很高。随着生活水平的提高,动物性蛋白比例过高的问题日益突出,目前人们对植物性蛋白的健康作用越来越重视,因此大豆食品受到了全世界的青睐。尤其是大豆中富含黄酮类物质,具有重要的保健作用。我国人民有着长期的大豆发酵法加工的经验,善于生产众多营养而味美的发酵豆制品。,第一节 酱类与酱油酿造,酱和酱油是通过微生物的作用对植物性基质进行发酵而酿造成的,包括中国酱油、酱类调味品、酱类食品等,都是传统的豆类发酵食品。由于发酵作用,赋予了这些豆制品以肉样风味,且富含氨基酸、肽类等物质,营养丰富,
2、在日本、韩国及其他东方国家都非常受欢迎。该类产品不仅有丰富的营养价值,还由于微生物酶的降解作用产生了许多呈味物质,这种技术使从植物性蛋白质和脂肪中产生肉样风味成为可能,这种酱油酿造的发明在食品科学领域是一个国际性的伟大发明,在中国迄今已有3000多年的悠久历史。,一、酱和酱油酿造原料,(一)蛋白质原料 一直以大豆为主,现普遍采用提油后的饼粕。1豆粕 大豆经适当热处理,调节其水分含量为11.514,经压扁、加有机溶剂、提取油脂后的残余物,一般呈颗粒片状。其蛋白高,脂肪低,水分少,是理想原料。,2豆饼,豆饼是大豆以机械压榨法提取油脂后的残余物。为了提高出油率,将大豆预先轧成片,加热蒸炒,使大豆组织
3、细胞破坏,同时降低了油脂的黏度,这样制出的豆饼叫热榨豆饼;如以生大豆软化轧片再直接榨油所制出的豆饼叫冷榨豆饼。热榨豆饼适宜生产酱油;冷榨豆饼则适于制造豆制品。,豆粕的一般成分(),豆饼的成分(),花生饼等其他饼粕的成分(),(二)淀粉质原料,1.麸皮 含多种维生素、钙、铁等,特别适宜于霉菌生长和产酶。2.小麦 含70%淀粉、10-14%蛋白,其中谷氨酸较多,可以成为酱油的鲜味成分。3.其他 碎米、米糠、甘薯等。,(三)食盐:咸味,鲜味,防腐。用盐要求:水分及杂质少,色白而结晶小,NaCI含量高,卤汁(KCI、MgCI2、CaSO4、MgSO4、Na2SO4之混合物)少,卤汁过多会有苦味,从而影
4、响酱油品质。(四)水井水、江河水和自来水均可,但须符合饮用水卫生标准。,(五)原料配比,原料配比不同,直接影响酱油品质和蛋白的利用率。由图可知,大豆使用多时全氮多,糖分少,酱油鲜重而甜味不足;但小麦增加时全氮减少,糖分增加,则酱油甜味好香味亦好.,(六)原料处理,破碎、润水、蒸料、冷却等。直接影响原料利用率和产品质量。其中控制加水量十分重要,以蒸料后熟料水分量为依据:冬季47-48%、春秋季48-49%、夏季49-51%。蒸料要求一熟、二软、三疏松、四不粘手、五无夹心、六有熟料固有的色泽和香气。,二、酱油酿造和制酱的微生物,(一)曲霉 1米曲霉(Aspergillus oryzae)主要有蛋白
5、酶、谷氨酰胺酶(分解谷氨酰胺生成谷氨酸)、淀粉酶活力,还分泌果胶酶、半纤维素酶和酯酶等。如沪酿3.042(即AS3.951)、渝酿3.811等2酱油曲霉 多聚半乳糖醛酸酶活性较高,而米曲霉-淀粉酶活性较高。日本制曲用混合曲霉,米曲霉79,酱油曲霉21。我国多用纯米曲霉菌种制曲,也有用混合曲。决定了原料的利用率、酱醪发酵成熟的时间及产品酱油和酱的风味和色泽。,3As3.350黑曲霉(Aspergillus niger)高产酸性蛋白酶。在沪酿3.042米曲霉固体制曲中,添加一定量As3.350黑曲霉种曲混合制曲,谷氨酸含量提高20以上,酱油鲜味增加。4As3.4309黑曲霉 俗称UV-11,是黑曲
6、霉中的优良菌株。酶系较纯,糖化酶活力很强,且能耐酸。但液化能力不高。5As3.758宇佐美曲霉(Aspergillus usamii)日本从数千种黑曲霉中选育出来糖化力强的菌。生酸能力较强,富含糖化型淀粉酶,糖化能力较强,耐酸性也较强,还有较强的单宁酶,原料适应性较强。,(二)酱油生产中的酵母,从酱醅中分离出的酵母菌有7个属23个种。其中有的对酱油风味和香气的形成有重要作用,它们多属于鲁氏酵母(Saccharomyces rouxii)和球拟酵母(Torulopsis)。鲁氏酵母(Saccharomyces rouxii占45%)、球拟酵母属(Torulopsis)的易变球拟酵母(Torulo
7、psis versatilis)、埃契氏球拟酵母(Torulopsis etchellsii)、蒙奇球拟酵母(Torulopsis mogii);酱醅中典型的鲁氏酵母是大豆结合酵母(Zygosacharomyces sojae)和酱醪结合酵母(Zygosaccharomyces major)的菌株等。,1 鲁氏酵母(Saccharomyces rouxii),占酵母总数的45左右,由酱醪发酵过程中从空气中自然落入,也有人工接种的。是发酵型酵母,出现在主发酵期。发酵葡萄糖等生成乙醇、甘油等,再进一步生成酯、糖醇等风味物质。在发酵后期,随着发酵温度升高,鲁氏酵母开始自溶,促进了易变球拟酵母和埃契氏
8、球拟酵母的生长。后二者是酯香型酵母,参与了酱醪的成熟,生成烷基苯酚类香味物质,如4-乙基苯酚和聚乙醇等。,2 沪酿214蒙奇球拟酵母(Tmogii SB214)上海酿造科研所分离,有很强的酒精发酵力,酒精含量在7以上,能在18食盐中生长,在10浓度的食盐酱醪中发酵旺盛。与植质乳杆菌协同作用,对产生酱香有良好效果。3 酱醪结合酵母(Zygosaccharomyces major)也是耐高渗透压的酵母菌,在酱醪接近成熟时生产较多,能进行酒精发酵,赋予酱油醇香味。,(三)酱醪发酵中的乳酸菌,从酱醪中分离出的细菌有6个属18个种乳酸菌:嗜盐片球菌、酱油片球菌、酱油四联球菌、植物乳杆菌等 一般酱醪发酵前
9、期嗜盐片球菌多,后期微球菌多些。都能在高浓度酱醪中生长并发酵糖产生乳酸,和乙醇作用生成乳酸乙酯,香气很浓。由于产生乳酸,使酱醪pH降至5.0,这又促进了鲁氏酵母的繁殖,乳酸菌与酵母菌联合作用赋予酱油特殊的香气。据经验,乳酸菌与酵母菌之比为10:1时效果最好。,沪酿1.08植物乳酸菌 与沪酿2.14蒙奇球拟酵母在固态低盐发酵后期中协同作用,短期发酵所得酱油风味,可与老法长期天然晒油相媲美。此外,酱醪发酵的全过程,始终能查到一定数量的芽孢杆菌,如枯草杆菌、地衣芽孢杆菌:与某些生香物质有关。,(四)对酱油生产中曲霉的要求,不产黄曲霉毒素;蛋白酶、淀粉酶活力高,有谷氨酰胺酶活力;生长快速、培养条件粗放
10、,抗杂菌能力强;香味好,不产生异味。,三、酱与酱油酿造中的生化变化,(一)蛋白质分解 米曲霉可分泌3种蛋白酶:酸性蛋白酶(最适pH为3)中性蛋白酶(最适pH为7左右)碱性蛋白酶(最适pH为8)以碱性和中性蛋白酶最多。pH过低,会影响蛋白质分解。故发酵早期应适当控制pH值,或控制酱醪中乳酸菌等产酸菌的繁殖。,据研究,米曲霉的外肽酶活力高于其它曲霉,有利于氨基酸的生成,特别是其谷氨酰胺酶能分解谷氨酰胺生成谷氨酸,增加酱油鲜味。关于谷氨酰胺酶:林祖中等(1985)诱变选育的沪酿3.422菌株,其谷氨酰胺酶活力比沪酿3.042菌株提高近2倍,谷氨酸含量可提高40%。可见,不同米曲霉菌株的酶活力差异很大
11、!,(二)淀粉糖化,米曲霉的淀粉酶主要有-淀粉酶,分解-1,4葡萄糖糖苷键生成糊精、麦芽糖和少量葡萄糖。产物中除葡萄糖外,还有果糖和五碳糖。果糖主要来源于豆粕(豆饼)糖的水解,五碳糖来源于麸皮中的戊聚糖。这些糖对酱油的色、香、味、体起重要作用,其中酱油色泽主要是糖与氨基酸发生的羰氨反应而生成。原料糖化作用完全,则酱油的甜味好,无盐固形物高,体态浓厚。,(三)酸类发酵 乳酸菌、醋酸菌等产生乳酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖醛酸及其它脂肪酸等,对酱油呈味和赋香有重要作用。(四)酒精发酵 酵母生成的酒精,一部分被氧化为有机酸类,一部分挥散,一部分与氨基酸及有机酸等化合生成酯,还有微量残存在酱醅中,这与酱油香
12、气形成有极大关系。10时,酵母菌仅繁殖不发酵;30左右最宜繁殖和发酵;40以上则自行消化。所以,应该宜在中、低温度下发酵有利于产香。高温速酿酱油之所以缺少香气,就是因为发酵温度高,时间短,酒精发酵微弱。如果在固态低盐后熟发酵中接入鲁氏酵母和蒙奇球拟酵母,则产生酒精、异戊醇、异丁醇和各种有机酸,从而可显著改善酱油的香气。可见,发酵期间适当的酵母菌繁殖和酒精发酵是十分需要的。,(五)关于酱油色泽美拉德反应非酶褐变,主要途径。酶促褐变:多酚氧化酶(米曲霉产)将蛋白质的水解产物酪氨酸氧化成黑色素。非酶褐变与温度有很大关系,温度每增加10,褐变速度加快35倍,所以,高温低水分发酵时色泽增加;过滤后酱油巴
13、氏消毒时,颜色也明显加深。但经高温褐变后,氨基酸损失较多。,(六)酱油的风味,1.香气成分:酯类:甲酸酯、醋酸酯、乳酸酯、醋酸戊酯、苯酸酯、香草酯等至少9种;醇类:乙醇、乙偶姻、丁二醇、戊醇等;羰基化合物:乙醛、丙醛、异丁醛、异戊醛、糠醛、丁二酮、苯甲醛、乙酰香草醛等;缩醛类:二乙基乙缩醛等;酸类:甲酸、乙酸、丙酸、异戊酸、己酸、棕榈酸等;含硫化合物:甲硫醇、甲硫醇丙基醇、乙硫醇等。酱油香气组成极其复杂,其中,苯甲酸酯类是酱油的主要香气成分。,2.香味成分:酱油酿造中最难控制的就是香气和香味,香气、香味越浓,酱油品质越好,而香气香味的浓淡与发酵时间成正比,因此这与“速酿”之间存在一定矛盾。酱油
14、香味成分包括烃类、醇类、酯类、醛类、醛缩醇类、酮类、酸类等,总计超过200余种。关系密切的有:酒精:日本酱油中高达2以上,一般1。酯类:酵母分解亮氨酸和异亮氨酸,生成的戊醇、异戊醇等各种醇,与有机酸经酯化生成酯类。其它:小麦和麸皮经曲霉和球拟酵母作用产生酚类后,转化为4-乙基愈创木酚(4EG)和4-乙基苯酚(4EP)。微量的4EG和4EP对酱油香气有重要影响。特色酱油中一般含有4EG、4EP 13mgkg,最高在5mgkg。,酵母代谢产物呋喃酮类化合物中的4-羟基-2(5)-乙基-5(2)-甲基-3-呋喃酮(HEMF),在酱油酿造过程中以互变体形式存在。其同族物HDMF和HMMF都是呈香物质
15、HEMF给酱油带来柔和的咸味,优质酱油中含量在200mgkg以上,其特殊的酱香味沾在手上不易洗掉,是酱油中特殊香味成分。HMMF和HDMF都是非酶褐变产物,在酱油中含量甚微,经加热后有所增加,并产生一种焦糖香味。,3.酱油的呈味:应具有滋味鲜美、咸甜酸适中,诸味调和,醇厚绵长的特点.鲜味:主要由氨基酸(特别是谷氨酸)构成,另有琥珀酸等。(谷氨酸钠、天冬氨酸钠、肌苷酸钠、鸟苷酸钠的相对鲜度100:30:4000:16000)甜味:来自葡萄糖和麦芽糖,及呈甜味的氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、色氨酸等)。咸味:源于氯化钠,我国酱油一般在16-21%。酸味:由乳酸、醋酸、琥珀酸和柠檬酸等形成。,4.酱油的浓
16、稠度:即酱油的体(态),多以波美度(B)表示,它由各种可溶性物质所构成。无机物以食盐为主要成分;有机物中以蛋白质、氨基酸、糊精、糖分及有机酸等为主要成分,酱油发酵越完全,其浓稠度越好。,(七)酱醪与微生物群落演替,高盐环境:一般均在15以上,低盐发酵的也在6-7周以上,只有耐盐或嗜盐微生物才能生长增殖,一些不耐盐的微生物,如微球菌、芽孢杆菌和野生酵母停止生长,逐渐死亡。而耐盐细菌和酵母迅速生长与代谢,构建了特殊的微生物群落演替和菌群优势,其演替顺序:曲霉菌耐盐乳酸菌耐盐酵母,四、酱油的酿造工艺,一般共分四个阶段:原料及其处理;制曲;发酵;浸提、消毒与配制。,酱油酿造工艺流程,(一)原料选择及配
17、比,酱油生产是以酿制酱油的全部蛋白质原料和淀粉质原料混合后制曲,再经盐封密闭发酵生产酱油的。因此,其生产原料首先要满足米曲霉的生长繁殖和产酶,同时也要考虑酱油本身质量的需要。脱脂大豆富含蛋白质,是理想原料;麸皮质地疏松,适于曲霉生长和产酶,常作辅料;为增加香甜味并使酱油体态粘稠,常在配料中适当添加淀粉质原料,使其被分解后产生足够的糖类。至于原料配比,各厂常不尽相同。,(二)制曲,1.三角瓶制曲:,菌种:米曲霉(如沪酿3.042)接种;培养基:麸皮80g,面粉20g,水80ml,培养基厚度lcm;灭菌:0.1MPa,30min;培养:30、18h待曲料发白结块,第一次摇瓶;30、4h又发白结块,
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