一种运用栅栏技术抑制酱油产膜酵母的方法及应用与流程

1.本发明涉及一种运用栅栏技术抑制酱油产膜酵母的方法及应用，属于微生物控制方法技术领域。


背景技术：

2.酱油是人们日常生活中常用的调味品，在酱油的生产及消费者使用过程中，由于环境中含有产膜酵母菌的污染，会在产品表面产生一层白膜，俗称“生花”或“长白”现象，这类白膜的形成是一些繁殖力强，生长力旺盛的产膜酵母在产品表面生长繁殖形成膜的缘故，这类“白花”的出现，极大得影响了产品的感官品质，因此，要保证酱油类产品的质量，就必须抑制产膜酵母的繁殖。
3.酱油等调味品在生产及消费者使用过程中存在“生花”的现象，目前大多数厂家选择在发酵过程中喷洒酒精，在成品中添加防腐剂或其他防腐因子进行保鲜，李嘉豪、张文君在文献“酱油耐盐产膜酵母生长繁殖的抑制作用研究”中公开的防腐方式是：在酱油中添加了复配液(无水乙醇2％、异抗坏血酸钠0.2％、纳他霉素0.4％、大蒜汁0.15％)，将敞口放置的酱油保质期由7d延长至35d。但上述方法均为在产品中添加一定的抑菌物质，影响酱油指标，并且无法满足现代消费者对“自然”、“清洁标签”等产品属性的追求。


技术实现要素：

4.本发明针对现有技术存在的不足，提供一种运用栅栏技术抑制酱油产膜酵母的方法及应用，通过对酱油发酵酱醪中总酸、酒精、食盐指标的调控，在后续工艺中无需进行添加其他物质，从而达到抑制酱油产膜酵母的目的。
5.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种运用栅栏技术抑制酱油产膜酵母的方法，所述抑制酱油产膜酵母的方法为：
6.测定不同发酵阶段酱油发酵酱醪过滤原汁中的总酸、酒精和食盐含量，根据栅栏因子预测模型计算对产膜酵母的抑制率，如果对产膜酵母的抑制率大于等于100％，则6个月内可以抑制酱油发酵酱醪内出现白膜；
7.如果对产膜酵母的抑制率小于100％，则针对酱油发酵酱醪采取调控手段，所述调控手段为加入食盐、接入酱油发酵乳酸菌和接入酱油发酵酵母菌中的任意一种或几种组合，以提高酱油发酵酱醪中总酸、酒精和食盐的发酵指标；
8.所述栅栏因子预测模型为：
9.y＝(51.02 0.192a 1.09b 0.064c 0.201ab 0.0642ac 0.1772bc 1.98a2 3.22b2 0.0473c2)
×
100％；
10.a表示总酸重量百分含量，b表示酒精的体积百分含量，c表示食盐的重量百分含量，y表示对产膜酵母的抑制率。
11.进一步的，所述酱油发酵酱醪过滤原汁中，测定的总酸含量在1.0～2.5g/100ml；酒精含量在1～5ml/100ml；食盐含量在8～22g/100ml。
12.进一步的，接入酱油发酵乳酸菌后，控制发酵温度为25～35℃，所述酱油发酵乳酸菌的接入量为酱油发酵酱醪重量的0.05％～5％，达到活菌数在10
5-107cfu/g。通过接入酱油发酵乳酸菌来调控酱油发酵酱醪中乳酸的含量，从而增加总酸含量，实现对产膜酵母的抑制作用，当酱油发酵乳酸菌的接入量小于0.05％时，会导致发酵速度较慢，而影响总酸增加的速度。
13.进一步的，接入酱油发酵酵母菌后，控制发酵温度为25～35℃，所述酱油发酵酵母菌的接入量为酱油发酵酱醪重量的0.05％～5％，达到活菌数在10
5-107cfu/g。通过接入酱油发酵酵母菌来调控酱油发酵酱醪中酒精的含量，从而增加酒精含量，实现对产膜酵母的抑制作用，当酱油发酵酵母菌的接入量小于0.05％时，会导致发酵速度较慢，而影响酒精增加的速度。
14.进一步的，接入酱油发酵乳酸菌后，总酸的增加量为(δa
±
0.02)g/100ml，δa＝0.87x/(10 x)-0.025，其中，x为接入酱油发酵乳酸菌后的天数。
15.进一步的，接入酱油发酵酵母菌后，酒精的增加量为(δb
±
0.05)ml/100ml，δb＝2.35x/(10 x)-0.2，其中，x为接入酱油发酵酵母菌后的天数。
16.进一步的，当计算出y值小于90％时，所述酱油发酵酱醪在7～8天出现白膜，则首先需要向酱油发酵酱醪中加入食盐，并控制整个酱油发酵酱醪中食盐含量为8～22g/100ml，并结合采取或不采取接入酱油发酵乳酸菌和接入酱油发酵酵母菌的调控手段，确保在第7天以内，y的计算值能达到≥100％。
17.进一步的，当计算出y值为90％≤y＜100％时，所述酱油发酵酱醪在14～18天出现白膜，针对酱油发酵酱醪采取调控手段，所述调控手段为加入食盐、接入酱油发酵乳酸菌和接入酱油发酵酵母菌中的任意一种或几种组合，确保在第14天以内，y的计算值能达到≥100％。
18.本发明还公开了运用栅栏技术抑制酱油产膜酵母的方法的应用，所述抑制酱油产膜酵母的方法应用于酱油的发酵过程。
19.本发明的有益效果是：
20.(1)本发明所述抑制酱油产膜酵母的方法，采用栅栏技术，建立了简单快捷精准的调控模型，可以简单、快速的计算酱油发酵酱醪及相关产品对产膜酵母菌的抑制效果，从而精准调控发酵工艺，知道配方设计，提高原料的利用率。
21.(2)本发明所述抑制酱油产膜酵母的方法，采用栅栏技术实现防腐，无需外源添加其他防腐因子，本发明技术方案基于对酱油发酵过程中自身发酵指标的调控，既控制和保证了酱油产品质量，又避免了外源其他防腐物质的添加，通过本发明方法调控的酱油酱醪及产品对产膜酵母的抑制率更高，保质期更长。
22.(3)本发明方法中，采用接入酱油发酵乳酸菌和接入酱油发酵酵母菌的方式实现总酸和酒精含量的调控，得到的酱油产品中挥发性香气物质更丰富，整体口味更好。因此，本发明所述抑制酱油产膜酵母的方法，不仅仅可以实现自然防腐，而且有效提升酱油风味，整体提高了酱油品质。
附图说明
23.图1为本发明所述δa＝0.87x/(10 x)-0.025的函数图。
24.图2为本发明所述δb＝2.35x/(10 x)-0.2的函数图。
具体实施方式
25.下面对本发明的具体实施方式做详细说明。本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受公开的具体实施例的限制。
26.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与本发明所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。所使用的术语只为描述具体实施方式，不为限制本发明。
27.以下所有的实施例或对比例在实验中均进行有2-3次平行实验验证，为了使发明内容简练，所以每个实验条件只列举了一个实施例或对比例。
28.实施例1～9：验证栅栏因子预测模型准确性的测定及观察实验
29.取不同发酵期的酱油发酵酱醪，检测酱油发酵酱醪过滤原汁的总酸、酒精、盐含量指标，带入栅栏因子预测模型中计算对产膜酵母的抑制率，其中，栅栏因子预测模型为y＝(51.02 0.192a 1.09b 0.064c 0.201ab 0.0642ac 0.1772bc 1.98a2 3.22b2 0.0473c2)
×
100％；a表示总酸重量百分含量，b表示酒精的体积百分含量，c表示食盐的重量百分含量，y表示对产膜酵母的抑制率。
30.计算出抑制率后，人为接种产膜酵母菌进行挑战性实验，其中产膜酵母菌的接入量为酱油发酵酱醪重量的1％，后期发酵结果如下表1：
31.表1实施例1～9的实验数据
[0032][0033]
从表1中的内容可以看出，采用本发明所述栅栏因子预测模型计算对产膜酵母的抑制率，如果对产膜酵母的抑制率大于等于100％，则6个月内可以抑制酱油发酵酱醪内出现白膜；如果对产膜酵母的抑制率小于100％，则发酵过程中，酱油发酵酱醪存在出现白膜的现象。因此本发明所述栅栏因子预测模型可以实现对酱油发酵异常的预判。
[0034]
实施例10
[0035]
(1)取2个月酱油发酵酱醪，过滤原汁后检测指标为：总酸1.14g/100ml；酒精2.43ml/100ml；盐：15.79g/100ml。
[0036]
(2)带入栅栏因子预测模型计算对产膜酵母的抑制率：
[0037]
y＝(51.02 0.192*1.14 1.09*2.43 0.064*15.79 0.201*1.14*2.43 0.0642*1.14*15.79
[0038]
0.1772*2.43*15.79 1.98*1.14*1.14 3.22*2.43*2.43 0.0473*15.79*
ms)对实施例10和对比例1样品的挥发性物质中的酸类物质进行分析鉴定，结果如下表3。
[0051]
表3实施例10和对比例1样品挥发性物质中的酸类物质分析鉴定
[0052][0053]
从表3中数据看出，实施例10通过添加乳酸菌，发酵酱醪样品的挥发性成分中含有多种酸类物质，其中苯乙酸、3-甲基丁酸、2-甲基丁酸、4-甲基戊酸的含量均有明显提高；而对比例1中通过添加有机酸来调节总酸含量，比起实施例10的样品，缺少了2-甲基-2-羟基丙酸、正戊酸、硫代乙酸。说明添加乳酸菌进行发酵后，不仅可以有效防腐，也极大的提升了酸的种类和含量，丰富了产品口味。
[0054]
通过实施例10、11、对比例1和空白例1的结果表明，采用本发明所述栅栏因子预测模型可以有效对发酵异常出现预判，从而调控酱油发酵工艺。并且采用添加微生物比起单独添加抑菌物质，丰富了风味物质，有效改善产品口味。
[0055]
实施例12
[0056]
(1)取3个月发酵酱油酱醪，过滤原汁后检测指标为：总酸1.56g/100ml；酒精1.29ml/100m；盐：16.53g/100ml。
[0057]
(2)带入栅栏因子预测模型计算对产膜酵母的抑制率：
[0058]
y＝(51.02 0.192*1.56 1.09*1.29 0.064*16.53 0.201*1.56*1.29 0.0642*1.56*16.53 0.1772*1.29*16.53 1.98*1.56*1.56 3.22*1.29*1.29 0.0473*16.53*16.53)％＝82.7％
[0059]
(3)因为y值小于90％，所以直接向发酵酱油酱醪中补加食盐，使发酵酱油酱醪的过滤原汁中盐含量为20.00g/100ml，此时再次计算出y值为90.1％；
[0060]
如果加入常规酱油发酵酵母菌，根据δb＝2.35x/(10 x)-0.2计算，从培养第7d开始，δb＝2.35*7/(10 7)-0.2＝0.77；预计酒精含量提升0.72～0.82ml/100ml；酒精含量预计达到2.01～2.11ml/100ml，再次带入栅栏因子预测模型进行计算，计算的对产膜酵母的抑制率能达到100％以上。
[0061]
(4)取上述酱醪添加常规酱油发酵酵母菌，酱油发酵酵母菌的加入量为酱油发酵酱醪重量的0.5％，活菌数在105cfu/g，发酵过程控制发酵温度在25-35℃，同时人为接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)进行挑战性实验，第7天再次检测酱油发
酵酱醪的过滤原汁中酒精含量为2.07ml/100ml，再次计算的抑制率为102.4％，其他发酵结果如下表4。
[0062]
实施例13
[0063]
采用实施例12相同的酱油发酵酱醪进行实验，不同之处在于，步骤(4)中，酱油发酵酵母的加入量为酱油发酵酱醪重量的4.5％，活菌数在9*106cfu/g，发酵过程控制发酵温度在25-35℃，同时人为接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)进行挑战性实验，第7天再次检测酱油发酵酱醪的过滤原汁中酒精含量为2.09ml/100ml，再次计算的抑制率为102.8％，其他发酵结果如下表4。
[0064]
对比例2
[0065]
采用实施例12相同的酱油发酵酱醪进行实验，不同之处在于，步骤(3)中不补加食盐。
[0066]
如果加入常规酱油发酵酵母，根据δb＝2.35x/(10 x)-0.2计算，从培养第12d开始，δb＝2.35*12/(10 12)-0.2＝1.08；预计酒精含量提升1.03～1.13ml/100ml；酒精含量预计达到2.32～2.42ml/100ml，再次带入栅栏因子预测模型进行计算，计算的对产膜酵母的抑制率预计约能达到100％以上。
[0067]
直接添加0.5％的酱油发酵酵母菌，活菌数在106cfu/g，发酵过程控制发酵温度在25-35℃，同时人为接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)，发酵结果如下表4。
[0068]
对比例3
[0069]
采用实施例12相同的酱油发酵酱醪进行实验，不同之处在于，步骤(4)中，不加入酱油发酵酵母，而是直接加入酒精，调整酱油发酵酱醪的过滤原汁中酒精含量为2.07ml/100ml，再次计算的抑制率为102.4％，人为接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)，其他发酵结果如下表4。
[0070]
空白例2
[0071]
采用实施例12相同的酱油发酵酱醪进行实验，不同之处在于，步骤(3)中不补加食盐，步骤(4)中，不加入酱油发酵酵母，也不加入酒精，而是直接继续进行发酵，并接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)进行挑战性实验，其他发酵结果如下表4。
[0072]
表4实施例12-13、对比例2-3和空白例2的发酵结果数据
[0073][0074]
从表4的数据可以看出，通过调整盐和酒精含量，栅栏因子预测模型计算出的抑制率≥100％，可以实现产膜酵母的很好抑制作用。而且当初始的酱油酱醪计算的y值小于90％时，先加入盐使y值达到90％以上后，再通过加入酱油发酵酵母菌调整酒精含量，可以更好的实现产膜酵母的抑制，避免酒精或总酸的增量跟不上产膜酵母的生长。
[0075]
另外，发酵结束后，采用顶空固相微萃取和气相质谱-色谱联用技术(hs-spme-gc-ms)对实施例12和对比例3样品的挥发性物质中的醇类物质进行分析鉴定，结果如下表5。
[0076]
表5实施例12和对比例3样品挥发性物质中的酸类物质分析鉴定
[0077][0078]
从表5中数据可以看出，实施例12添加酱油发酵酵母的产品挥发性成分中含有多种醇类物质，其中苯乙醇、1-辛烯-3-醇的含量均有明显提高、而对比例3单纯添加乙醇比起添加酱油发酵酵母菌，缺少了异丁醇、4,5-辛二醇、正辛醇、2-甲基-1-丁醇。说明添加酱油发酵酵母进行发酵后，不仅可以有效防腐，也极大的提升了醇的种类和含量，丰富了产品口
味。
[0079]
通过实施例12-13、对比例2-3和空白例1的结果表明，采用本发明所述栅栏因子预测模型可以有效对发酵异常出现预判，从而调控酱油发酵工艺。并且采用添加微生物比起单独添加抑菌物质，丰富了风味物质，有效改善产品口味。
[0080]
实施例14
[0081]
(1)取发酵成熟期发酵原汁，检测指标为：总酸1.52g/100ml；酒精2.86ml/100ml；盐9.80g/100ml。
[0082]
(2)带入栅栏因子预测模型计算对产膜酵母的抑制率：
[0083]
y＝(51.02 0.192*1.52 1.09*2.86 0.064*9.8 0.201*1.52*2.86 0.0642*1.52*9.8 0.1772*2.86*9.8 1.98*1.52*1.52 3.22*2.86*2.86 0.0473*9.8*9.8)％＝97.3％；未能完全抑制产膜酵母菌，因此在原汁产品中添加2％食盐，使食盐含量达到11.80g/100ml，重新带入栅栏因子预测模型计算，抑制率均能达到100％以上。
[0084]
(3)人为接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)进行挑战性实验，并敞口放置观察，具体结果如下表6。
[0085]
实施例15
[0086]
采用实施例14相同的酱油发酵酱醪进行实验，不同之处在于，步骤(2)中，在原汁产品中添加3％的食盐，使食盐含量达到12.80g/100ml。具体结果如下表6。
[0087]
空白例3
[0088]
采用实施例14相同的酱油发酵酱醪进行实验，不同之处在于，步骤(2)中，不补加食盐，而是直接继续进行发酵，并接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)进行挑战性实验，其他发酵结果如下表6。
[0089]
表6实施例14-15和空白例3的发酵结果数据
[0090]
样品食盐含量产膜酵母挑战性实验放置结果实施例1411.80g/100ml盐样品放置45天无异常实施例1512.80g/100ml盐样品放置45天无异常空白例39.80g/100ml盐样品14d开始表面有白膜长出
[0091]
从表6中数据可以看出，采用本发明所述的栅栏因子预测模型可以最大限度的利用配料，提高配方的性价比。
[0092]
实施例16
[0093]
(1)取另外3个月发酵酱油酱醪，过滤原汁后检测指标为：总酸1.26g/100ml；酒精1.53ml/100m；盐：15.42g/100ml。
[0094]
(2)带入栅栏因子预测模型计算对产膜酵母的抑制率：
[0095]
y＝(51.02 0.192*1.26 1.09*1.53 0.064*15.42 0.201*1.26*1.53 0.0642*1.26*15.42 0.1772*1.53*15.42 1.98*1.26*1.26 3.22*1.53*1.53 0.0473*15.42*15.42)％＝81.7％
[0096]
(3)因为y值小于90％，所以直接向发酵酱油酱醪中补加食盐，使发酵酱油酱醪的过滤原汁中盐含量为19.5g/100ml，此时再次计算出y值为90.1％；
[0097]
如果加入常规酱油发酵乳酸菌，根据δa＝0.87x/(10 x)-0.025计算，从培养第6天开始，δa＝0.87*6/(10 6)-0.025＝0.30，预计总酸含量提升0.28～0.32g/100ml，总酸
含量预计达到1.54～1.58g/100ml；
[0098]
如果加入常规酱油发酵酵母，根据δb＝2.35x/(10 x)-0.2计算，从培养第6d开始，δb＝2.35*6/(10 6)-0.2＝0.68；预计酒精含量提升0.63～0.73ml/100ml；酒精含量预计达到2.16～2.26ml/100ml。
[0099]
将上述总酸及酒精指标，再次带入栅栏因子预测模型进行计算，计算的对产膜酵母的抑制率能达到100％以上。
[0100]
(4)取上述酱醪添加常规酱油发酵酵母和酱油发酵乳酸菌，酱油发酵酵母的加入量为酱油发酵酱醪重量的2％，活菌数在4
×
106cfu/g，酱油发酵乳酸菌的加入量为酱油发酵酱醪重量的2％，活菌数在4
×
106cfu/g；发酵过程控制发酵温度在25-35℃，同时人为接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)进行挑战性实验，第6天再次检测酱油发酵酱醪的过滤原汁中总酸含量为1.56g/100ml；酒精含量为2.21ml/100ml，再次计算的抑制率为103.8％，其他发酵结果如下表7。
[0101]
对比例4
[0102]
采用实施例16相同的酱油发酵酱醪进行实验，不同之处在于，步骤(3)中不补加食盐。
[0103]
根据δa＝0.87x/(10 x)-0.025和δb＝2.35x/(10 x)-0.2计算，从培养第14d计算的对产膜酵母的抑制率预计约能达到100％以上。
[0104]
直接添加2％的酱油发酵酵母菌，活菌数在4
×
106cfu/g，添加2％酱油发酵乳酸菌，活菌数在4
×
106cfu/g；发酵过程控制发酵温度在25-35℃，同时人为接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)进行挑战性实验，具体发酵结果如下表7。
[0105]
空白例4
[0106]
采用实施例16相同的酱油发酵酱醪进行实验，不同之处在于，步骤(3)中不补加食盐，步骤(4)中，不加入酱油发酵酵母和酱油发酵乳酸菌，而是直接继续进行发酵，并接种产膜酵母菌(产膜酵母菌为酱油发酵酱醪重量的1％)进行挑战性实验，其他发酵结果如下表7。
[0107]
表7实施例16、对比例4和空白例4的发酵结果数据
[0108][0109][0110]
从表7的数据可以看出，通过调整盐、总酸和酒精含量，栅栏因子预测模型计算出的抑制率≥100％，可以实现产膜酵母的很好抑制作用。而且当初始的酱油酱醪计算的y值
小于90％时，先加入盐使y值达到90％以上后，再通过加入酱油发酵酵母菌和酱油发酵乳酸菌调整酒精、总酸含量，可以更好的实现产膜酵母的抑制，避免酒精或总酸的增量跟不上产膜酵母的生长。
[0111]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合穷举，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0112]
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以所附权利要求为准。