CN104207089B - 一种提高谷氨酸含量的发酵工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高谷氨酸含量的发酵工艺，包括准备蛋白料、制曲、水解的步骤，在所述制曲步骤开始时或开始后，添加高产谷氨酰胺酶微生物，所述高产谷氨酰胺酶微生物的添加量为10³～10⁷个/g曲料。本发明提高谷氨酸含量的发酵工艺，在酱油制曲工艺的基础上，通过添加高产谷氨酰胺酶的微生物进行混合制曲，获得高含谷氨酰胺酶的蛋白曲，并通过天然晒制或者大罐保温发酵，再经过压榨、加热过滤，获得谷氨酸含量高于30g/L的高鲜调味汁。本发明减少了现有技术中在水解过程添加大量微生物的复杂工序，生产工艺简单，同时也降低了水解过程添加谷氨酰胺酶的投入成本，提高生产效益。

Description

一种提高谷氨酸含量的发酵工艺

技术领域

本发明涉及发酵工程、食品加工技术领域，尤其涉及一种提高谷氨酸含量的发酵工艺。

背景技术

调味汁中的主要鲜味物质是谷氨酸。而蛋白原料中的谷氨酸主要以谷氨酰胺的形式存在，所以必须经过纤维素酶、蛋白酶、肽酶等多种酶的水解得到游离谷氨酰胺，并且再在谷氨酰胺酶的作用下，才能得到高鲜呈味物质谷氨酸。

发酵调味汁的制备主要通过酶制剂或者微生物产生酶对蛋白原料进行水解，从而得到富含氨基酸及其它小分子营养物质的调味汁。而酶的种类及微生物代谢能力的不同，水解得到的营养物质也不同，所得到的调味汁风味也不同。文献号为CN1278145A的中国专利文献公开了在蛋白曲中添加乳酸菌进行发酵，制备具有肉类味道的调味汁。文献号为CN1326687A的中国专利文献公开了通过脱酰胺基特异性蛋白酶水解酶、肽酶的作用，从蛋白底物获得一种富含谷氨酸的蛋白水解物。

现有的制备技术有：

1、在蛋白原料中添加酶制剂进行水解。文献号为CN1300560A的中国专利文献公开了利用蛋白酶和纤维素酶水解蛋白质原料制备食品调香剂的基料，其味道更浓郁。文献号为CN102046022A的中国专利文献公开了在小麦蛋白中添加内肽酶水解产生小麦蛋白水解物的方法。文献号为CN1245894C的中国专利文献公开了通过添加酶与高产谷氨酰胺酶乳酸菌组合水解蛋白物质，生产培养调味基。

2、将蛋白原料用曲霉菌进行制曲以获得蛋白曲，再通过添加酵母或者乳酸菌在无盐或者含盐的条件下进行水解。文献号为CN1177454A的中国专利文献公开了将蛋白曲和酵母混合水解得到调味剂。文献号为CN1173980A的中国专利文献公开了在蛋白曲的制备或者水解过程中添加乳酸菌制备调味品。文献号为CN1106229A的中国专利文献公开了将盐和酵母加入到发酵日本曲中进行水解，得到一种调味品。

3、在蛋白曲的水解过程中再加入酶制剂以提升营养物质的水解率。文献号为CN1284837A的中国专利文献公开了利用蛋白酶、肽酶和淀粉酶制剂水解原料制备促曲汁并添加到发酵酱醪中混合发酵制备发酵调味剂。

以上技术虽然可以提升调味汁的风味，但其采用水解过程添加微生物或者添加酶制剂的方法，微生物菌体的使用量大，投入成本高且对调味汁的鲜味提升不明显。

由此可见，如何对现有技术改进，提供一种发酵工艺，能够简化工序，降低成本，同时能使得到的产物鲜味提升，这是本领域需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种提高谷氨酸含量的发酵工艺，能够简化工序，降低成本，同时能使得到的产物鲜味提升。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种提高谷氨酸含量的发酵工艺，包括准备蛋白料、制曲、水解的步骤，其特征在于，在所述制曲步骤开始时或开始后，添加高产谷氨酰胺酶微生物，所述高产谷氨酰胺酶微生物的添加量为10³～10⁷个/g曲料。

优选地，所述高产谷氨酰胺酶微生物为浅白隐球酵母、隐球酵母属、产朊假丝酵母、鼠李糖乳杆菌、藤黄微球菌、嗜麦芽寡养单胞菌、枯草芽孢杆菌中的任意一种或两种以上的混合物。

优选地，所述水解为：将制曲步骤制得的蛋白曲与盐分浓度为5％-25％(w/v)的盐水混合，通过天然晒制或者大罐保温水解发酵5天～45天。

优选地，所述准备蛋白料为：将一种或多种蛋白原料与一种或多种淀粉原料按重量比5:5～9:1混合通过蒸煮制得。

优选地，所述准备蛋白料为：将一种或多种蛋白原料蒸煮后再与一种或多种淀粉原料按重量比5:5～9:1混合制得。

优选地，将所述蛋白原料通过挤压膨化成直径为3-8mm多孔结构的蛋白变性颗粒。即所述蛋白原料先制成所述蛋白变性颗粒，再与淀粉原料混合蒸煮或者蒸煮后再与淀粉原料混合。

优选地，添加高产谷氨酰胺酶微生物具体为：将高产谷氨酰胺酶微生物制成粉状或者颗粒状，与米曲霉或酱油曲霉混合，然后接种于蛋白原料中开始制曲。

优选地，添加高产谷氨酰胺酶微生物具体为：将高产谷氨酰胺酶微生物制备成液体培养液，在制曲开始时或开始后喷洒于蛋白曲中。

与现有技术相比，本发明提高谷氨酸含量的发酵工艺，在酱油制曲工艺的基础上，通过添加高产谷氨酰胺酶的微生物进行混合制曲，获得高含谷氨酰胺酶的蛋白曲，并通过天然晒制或者大罐保温发酵，再经过压榨、加热过滤，获得谷氨酸含量高于30g/L的高鲜调味汁。本发明减少了现有技术中在水解过程添加大量微生物的复杂工序，生产工艺简单，同时也降低了水解过程添加谷氨酰胺酶的投入成本，提高生产效益。

具体实施方式

本发明的提高谷氨酸含量的发酵工艺，在酱油制曲工艺的基础上，通过添加高产谷氨酰胺酶的微生物进行混合制曲，获得高含谷氨酰胺酶的蛋白曲，并通过天然晒制或者大罐保温发酵，再经过压榨、加热过滤，获得高含谷氨酸的高鲜调味汁。本发明生产工艺简单、投入成本低。

米曲霉/酱油曲霉接种于蛋白料中进行制曲，高产谷氨酰胺酶的微生物通过液体喷洒或者固态混合的方式，均匀混于蛋白曲中，在蛋白曲中分泌谷氨酰胺酶。再而利用米曲霉分泌的蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、肽酶等丰富酶系以及高活力的谷氨酰胺酶对蛋白原料在天然晒制或者大罐保温的条件下进行水解，得到高含谷氨酸鲜味物质的调味汁。

本发明的提高谷氨酸含量的发酵工艺，其关键在于获得高含谷氨酰胺酶活力的蛋白曲，具体包括如下步骤：

1、准备蛋白料

蛋白料可来源于大豆、小麦、玉米、大米等，特别是谷蛋白含量高的原料，将一种或者多种蛋白原料与淀粉原料按照一定的比例混合，通过蒸煮灭菌制得蛋白料。

2、制曲

制曲时添加高产谷氨酰胺酶微生物；制曲的控制工艺与酱油制曲工艺基本一致。温湿度的调节以及翻曲的时机应根据不同微生物的种类和活力进行调控，平衡米曲霉与添加的微生物之间的生长代谢。

1)高产谷氨酰胺酶微生物的选择

高产谷氨酰胺酶的微生物可以是酵母、乳酸菌或者芽孢菌等，对其选择的关键在于产谷氨酰胺酶的能力，尤其是耐盐性的谷氨酰胺酶的产生能力。比如：浅白隐球酵母(Cryptococcus albidus)、隐球酵母属(Cryptococcus nodaensis)、产朊假丝酵母(Candida utilis)、鼠李糖乳杆菌(lactobacillus rhamnosus)、藤黄微球菌(mricrococcus luteus)、嗜麦芽寡养单胞菌(stenotrophomonas maltophilia)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等，另外不同微生物菌种也可以组合使用，产生特有的发酵效果。

2)高产谷氨酰胺酶微生物的添加量、添加时机和添加方式：

高产谷氨酰胺酶微生物的添加量为10³～10⁷个/g曲料，添加时间可以是制曲开始时添加，也可以制曲的过程中添加，添加的方式可以采用液体菌种的方式进行喷洒添加，也可以采用固体颗粒/粉状的方式进行搅拌混匀。由于不同微生物菌种在固态培养条件下增殖速度有差异，所以需要调节菌种的添加量或者选择适当的时机添加以达到微生物的生长与米曲霉的生长之间平衡，成曲各种酶活达到较高水平。

3、蛋白曲的水解

蛋白曲在盐分浓度5％-25％(w/w)下，通过天然晒制或者大罐保温水解发酵5天至45天。根据选择微生物所代谢谷氨酰胺酶的耐盐性以及目标产品的调味汁盐分需求，可选择不同的盐分浓度进行水解。根据目标产品调味汁风味、色泽需求，可选择不同的水解发酵温度及发酵周期。

4、产品制成

水解完成后，经过压榨、加热、过滤可得到谷氨酸含量高于30g/L的高鲜调味汁。也通过添加不同的香精料开发不同风味特征的高鲜调味汁。

本发明所采用的微生物菌种为高产谷氨酰胺酶的菌种，以下实施例中使用浅白隐球酵母(Cryptococcus albidus)和鼠李糖乳杆菌(lactobacillus rhamnosus)，但并不仅限于上述菌种，只要符合食品加工要求并且产谷氨酰胺酶的菌种都可采用，可以一种或者多种组合使用。

本发明通过制备高谷氨酰胺酶的蛋白曲获得高鲜调味汁，得到的高鲜调味汁中谷氨酸含量高、鲜味突出。但也可以在此基础上通过水解工艺的变化或者后期添加不同香精料开发不同风味的高鲜调味汁。

实施例一

小麦蛋白通过挤压膨化成直径为3-8mm多孔结构的蛋白变性颗粒，与玉米饼按照重量比6：4的比例混合进行蒸煮，再以重量比为6：4的比例混合小麦粉，制备成蛋白原料培养基(即蛋白料)。

将高产谷氨酰胺酶的微生物菌种——浅白隐球酵母(Cryptococcus albidus)制备成酵母粉，并与米曲霉孢子进行混合，米曲霉的接种量按0.5％(w/w)，酵母的添加量按10⁴个/g曲料，两个菌种混合之后均匀接种于蛋白原料。

制曲温湿度如下：

第0-16h，控制温度为30℃，湿度为95％；

第16-40h，控制温度为28℃，湿度为90％。

其中，与酱油制曲工艺相同，在16h及22h各进行一次翻曲，保持曲料通风良好，培养40h出曲。

将制得的蛋白曲与5％(w/w)的盐水混合，放置于大罐，在45℃下保温7天，再经过压榨、加热、过滤得到高鲜调味汁；

得到的高鲜调味汁产品香气浓郁，色泽红状，口感鲜甜，全氮、氨基氮、谷氨酸含量高，各项指标如下(g/100ml)：

总酸	氨基氮	全氮	谷氨酸	还原糖
					2.0	1.4	2.2	3.8	8.2

实施例二

小麦蛋白通过挤压膨化成直径为3-8mm多孔结构的蛋白变性颗粒，与脱脂大豆按照重量比为5：5的比例混合进行蒸煮，再以重量比为7：3的比例混合小麦粉，接种0.5％(w/w)的米曲霉进行制曲。制曲温湿度如下：

第0-16h，温度为28℃，湿度为95％；

第16-40h，温度为25℃，湿度为90％。

其中，与酱油制曲工艺相同，在15h及21h各进行一次翻曲，保持曲料通风良好。

将高产谷氨酰胺酶的微生物菌种浅白隐球酵母(Cryptococcus albidus)和鼠李糖乳杆菌(lactobacillus rhamnosus)制备成液体培养液。在15h翻曲时，以10⁵个/g曲料的添加量均匀地喷洒于蛋白曲中，继续通风培养至40h。

将蛋白曲与20％(w/w)的盐水混合，放置于天然晒池中自然晒制一个月，再经过压榨、加热、过滤得到高鲜调味汁。

得到的高鲜调味汁产品，其氨基氮、谷氨酸含量高，各项指标如下(g/100ml)：

总酸	氨基氮	全氮	谷氨酸	还原糖
					1.9	1.3	2.1	3.2	9.8

经过9人感官鉴评人员鉴评，一致认为该产品鲜味突出，色泽红状，口感柔和，香气浓郁。

实施例三

大豆蛋白粉通过挤压膨化成直径为3-8mm多孔结构的蛋白变性颗粒，得到吸水性好、膨松的蛋白原料，与大米按照重量比为5：5的比例混合进行蒸煮，再以重量比为9：1的比例混合小麦粉，接种0.5％(w/w)的米曲霉进行制曲。制曲温湿度如下：

第0-14h，温度为28℃，湿度为95％；

第14-40h，温度为25℃，湿度为90％。

其中，与酱油制曲工艺相同，在14h及24h各进行一次翻曲，保持曲料通风良好。

将高产谷氨酰胺酶的微生物菌种浅白隐球酵母(Cryptococcus albidus)和鼠李糖乳杆菌(lactobacillus rhamnosus)制备成液体培养液。在20h时，以10⁶个/g曲料的添加量均匀地喷洒于蛋白曲表面，继续通风培养至40h。

将蛋白曲与25％(w/w)的盐水混合，放置于天然晒池中自然晒制一个月，再经过压榨、加热、过滤得到高鲜调味汁。

得到的高鲜调味汁产品，其氨基氮、谷氨酸含量高，各项指标如下(g/100ml)：

总酸	氨基氮	全氮	谷氨酸	还原糖
					1.9	1.1	2.0	3.1	11.5

经过11人感官鉴评人员鉴评，一致认为该产品鲜味突出，色泽红状，口感柔和，香气浓郁。

在其他实施例中，高产谷氨酰胺酶微生物的添加量也可为10³个/g～10⁷个/g中的其他值，如10³个/g曲料、10⁷个/g曲料等。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种提高谷氨酸含量的发酵工艺，包括准备蛋白料、制曲、水解的步骤，其特征在于，在所述制曲步骤开始时或开始后，添加高产谷氨酰胺酶微生物，所述高产谷氨酰胺酶微生物的添加量为10³～10⁷个/g曲料；

所述高产谷氨酰胺酶微生物为浅白隐球酵母，或其与鼠李糖乳杆菌的混合物；

所述准备蛋白料为：将一种或多种蛋白原料与一种或多种淀粉原料按重量比5:5～9:1混合通过蒸煮制得，或将一种或多种蛋白原料蒸煮后再与一种或多种淀粉原料按重量比5:5～9:1混合制得。

2.如权利要求1所述的提高谷氨酸含量的发酵工艺，其特征在于，所述水解为：将制曲步骤制得的蛋白曲与盐分浓度为5％-25％(w/v)的盐水混合，通过天然晒制或者大罐保温水解发酵5天～45天。

3.如权利要求1所述的提高谷氨酸含量的发酵工艺，其特征在于，将所述蛋白原料先制成蛋白变性颗粒，再与淀粉原料混合蒸煮或者蒸煮后再与淀粉原料混合，其中，所述蛋白原料通过挤压膨化成直径为3-8mm多孔结构的所述蛋白变性颗粒。

4.如权利要求1所述的提高谷氨酸含量的发酵工艺，其特征在于，添加高产谷氨酰胺酶微生物具体为：将高产谷氨酰胺酶微生物制成粉状或者颗粒状，与米曲霉或酱油曲霉混合，然后接种于蛋白原料中开始制曲。

5.如权利要求1所述的提高谷氨酸含量的发酵工艺，其特征在于，添加高产谷氨酰胺酶微生物具体为：将高产谷氨酰胺酶微生物制备成液体培养液，在制曲开始时或开始后喷洒于蛋白曲中。