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大豆是一种具有较高营养价值的粮食作物,其加工制品种类繁多,受到消费者的喜爱。细菌型豆豉是以大豆为原料,经枯草芽孢杆菌发酵而成的一种发酵豆制品,具有丰富的营养价值、独特的风味及感官品质。目前,流行于我国西南地区的细菌发酵型豆豉,至今多采用家庭作坊式生产方式,加上发酵环境以及发酵后处理方式的差异,还停留在作为地方性特色美食的阶段,细菌型豆豉发酵中微生物群系变化及对品质的影响等相关研究不足。本文以本实验团队对西南地区农贸市场传统细菌型豆豉品质特性及微生物群系的研究为基础,将分离纯化所得的戊糖片球菌和枯草芽孢杆菌复配进行混合发酵的工艺优化,然后以枯草芽孢杆菌单菌发酵、市售纳豆菌发酵、自然发酵为对比,比较研究细菌型豆豉在发酵中菌相特征、理化性质、营养及风味品质的变化,并探讨细菌型豆豉发酵过程中品质形成的可能的机理,为我国西南地区传统细菌型豆豉系统化、标准化、产业化生产提供基础研究支持。主要研究内容及分析结果如下:(1)选用西南地区传统自然发酵细菌型豆豉纯化分离的枯草芽孢杆菌和戊糖片球菌进行发酵工艺优化,得到最优发酵方式为:接种量3%、混菌接种比49:1、发酵温度38℃、发酵湿度70%下发酵18h。优化实验中发现混菌接种比对蛋白酶活力和黏性物质含量影响最小,确定后续枯草芽孢杆菌单菌接种实验的发酵条件为:接种量3%,发酵温度38℃,发酵湿度70%,发酵时间18h。(2)对不同发酵方式下细菌型豆豉品质进行比较分析。以优化工艺条件对单菌、混菌接种细菌型豆豉进行延长发酵(72h),以市售菌种及自然发酵为对比,研究发酵过程(0~72h)中相关指标的变化及差异。菌相特征:分析表明,四种发酵方式下样品均检测出芽孢杆菌,混菌及市售发酵样品中还检测出乳酸菌,自然发酵样品检测出葡萄球菌。单菌、混菌发酵的活菌数量级更高,全发酵过程中未检出霉菌及酵母菌。理化特征:发酵特征性成分分析表明,不同方式发酵所得细菌型豆豉的蛋白酶活与黏性物质含量变化趋势不同,总体上使用高纯度枯草芽孢杆菌的单菌、混菌发酵样品的蛋白酶活较高、黏性物质稳定性更好。理化及卫生指标分析表明,不同发酵方式所得细菌型豆豉水分含量、色泽、质构、pH值有较大差异,这种差异与发酵的菌相及工艺参数不同有关。此外,单菌发酵样品亚硝酸盐生成量较高,传统自然发酵方式所得样品TVB-N、TBA、POV值更高,总体上混菌发酵样品的理化性质更好。营养品质特征:一般营养成分分析表明,4种细菌型豆豉在发酵过程中蛋白质、脂肪及粗纤维含量均有下降,自然发酵样品下降幅度相对更大。特征功能性成分分析表明,4种发酵方式下,结合多酚、皂苷含量下降,多糖、低聚糖、游离酚含量均上升,单菌与混菌发酵样品总酚含量有所上升,而市售与自然发酵样品总酚呈下降趋势。营养特性分析表明,在发酵过程中,4种细菌型豆豉的蛋白质体外消化率、抗氧化活性、对α-葡萄糖苷酶的抑制性均逐渐升高,混菌发酵样品的蛋白质消化率及抗氧化活性更高。风味品质特征:滋味品质成分分析表明,在发酵过程中,4种细菌型豆豉的总酸、游离氨基酸、还原糖呈上升趋势,适当延长发酵时间有利于丰富产品的酸味、鲜味、甜味特征。挥发性成分分析表明,未发酵样品(0h)共检出15种挥发性风味物质,而四种发酵方式下的细菌型豆豉样品共检测出121种挥发性风味物质,即发酵能大幅度提升产品风味物质的种类。主成分分析表明,微生物及工艺参数不同,会导致细菌型豆豉挥发性风味物质中的杂环类、羧酸类、酮类、醇类、烃类、酯类物质出现较大差异。气味描述分析表明,对细菌型豆豉风味贡献度较大的物质有2,5-二甲基吡嗪、川芎嗪、吲哚、D-柠檬烯、β-月桂烯、芳樟醇、2,3,5-三甲基吡嗪、2-乙基-3,5,6-三甲基吡嗪、3,5-二乙基-2-甲基-吡嗪、3-甲基戊酸、愈创木酚、异戊酸等。气味归类分析表明,使用戊糖片球菌与枯草芽孢杆菌进行混合发酵能抑制不良风味、赋予新的感官风味,进而提高产品的风味质量。感官评价表明,混菌24h、单菌24h、单菌48h、市售24h样品更符合消费者的喜好,而自然发酵样品评分相对较差。综合来看,混菌发酵豆豉与其他发酵方式所得豆豉相比,具有较高的活菌数量、良好的理化性质、营养特性和风味质量,感官评价认可度也更高。(3)选取蛋白质、脂肪及碳水化合物降解相关指标,对细菌型豆豉品质形成机理进行初步研究。蛋白质的降解及氧化分析表明,细菌型豆豉在发酵过程中,蛋白质降解使非蛋白氮、可溶性肽、氨基态氮和可溶性蛋白含量上升;蛋白质发生了氧化使蛋白羰基含量上升而活性巯基含量下降。从蛋白质变化情况考虑,合适的发酵时间为24h。脂肪变化分析表明,细菌型豆豉在发酵过程中,游离脂肪酸含量快速增加后保持稳定。从脂肪降解对风味的影响及过度降解产生酸败考虑,合适的发酵时间为24h,不宜超过48h。碳水化合物变化分析表明,细菌型豆豉在发酵过程中,膳食纤维组成及含量变化不大,其中SDF含量略有增加,但可溶性糖含量在发酵期间呈先升后降趋势。从产品甜的滋味考虑,合适的发酵时间为24h,不宜超过48h。相关性分析表明细菌型豆豉发酵过程中产品口感、营养、风味的形成主要与枯草芽孢杆菌相关,添加戊糖片球菌进行混菌发酵,可增加蛋白酶活的稳定性,抑制亚硝酸盐生成,提升抗氧化能力,降低不良风味,提升产品的感官质量。综合本实验研究结果,本实验团队从渝黔地区分离的枯草芽孢杆菌有优良的发酵性能,添加戊糖片球菌混菌发酵优于单菌接种发酵,发酵时间24h为宜。