CN116508968B - 一种酸笋二步法发酵工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酸笋二步法发酵工艺,涉及食品发酵技术领域。本发明发酵工艺包括纯乳酸菌发酵及风味调整两个步骤。第一步,纯乳酸菌发酵:对乳酸菌进行活化培养后接种至蔗糖水溶液中扩繁,将扩繁得到的乳酸菌发酵种子液加入水中,同时加入鲜笋使其没入水面以下,封口室温发酵;第二步,风味调整发酵:将发酵微生物或酶加入第一步纯乳酸菌发酵体系中,确保笋不露出水面,置于室温进行二次发酵。本发明采用MRS活化+蔗糖水扩繁技术,保证了酸笋的发酵效果,成本低、安全性好;同时,通过先快速产酸保质,后添加风味微生物菌群或酶进行微生物风味代谢调整,可获得传统风味和现代发酵技术的融合。

Description

一种酸笋二步法发酵工艺
技术领域
本发明涉及食品发酵技术领域,特别是涉及一种酸笋二步法发酵工艺。
背景技术
目前,酸笋生产主要采用传统的自然发酵工艺,发酵周期较长,酸笋感官品质不稳定,容易出现质地不清脆、有酵母臭等突出的问题。
传统发酵腌酸属于自然环境中的微生物发酵,整个过程中参与的微生物种类繁多,但真正发挥作用的微生物种类有限,环境差异会影响原材料和自然发酵过程,让产品品质的稳定性难以控制。如何对酸笋发酵过程进行有效调控,保证酸笋的发酵效果是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种酸笋二步法发酵工艺,以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
本发明技术方案之一:提供一种酸笋乳酸菌发酵工艺,包括以下步骤:
(1)乳酸菌活化培养;
(2)乳酸菌扩繁:
将活化培养后的乳酸菌按1%-10%的比例接种至质量分数0.5-5%的蔗糖水溶液中,37℃培养过夜后,即得乳酸菌发酵种子液;如有需要以2%-5%的比例重复扩培;
(3)腌制:
将所述乳酸菌发酵种子液按1%-10%的比例加入水中,得到含有乳酸菌发酵种子液的水溶液,将鲜笋漂水后加入所述含有乳酸菌发酵种子液的水溶液中,确保鲜笋没入水面以下,封口室温发酵至成熟。
本发明技术方案之二:提供一种酸笋二步法发酵工艺,包括以下步骤:
(1)乳酸菌活化培养;
(2)乳酸菌扩繁:
将活化培养后的乳酸菌按1%-10%的比例接种至质量分数0.5-5%的蔗糖水溶液中,37℃培养过夜后,即得乳酸菌发酵种子液;
(3)腌制:
将所述乳酸菌发酵种子液按1%-10%的比例加入水中,得到含有乳酸菌发酵种子液的水溶液,将鲜笋漂水后加入所述含有乳酸菌发酵种子液的水溶液中,确保鲜笋没入水面以下,封口室温发酵;
(4)风味发酵:
将风味微生物或酶按比例加入步骤(3)发酵3-6天的发酵体系中,确保酸笋不露出水面,继续置于室温进行二次发酵。
所述风味微生物或酶既可为单个微生物或微生物菌群,也可以为单个酶或多酶,优选通过老水扩繁种子液(经过多年或多次腌制果蔬的水)加入。所述老水扩繁种子液的添加量为1-10%。
所述发酵老水扩繁种子液的制备为:将新鲜笋削皮、去底、漂洗后制备原汁,然后将发酵老水按0.1%-10%的比例接种于鲜笋原汁稀释溶液中,发酵3-10天得到发酵老水扩繁种子液。
进一步地,所述乳酸菌为乳酸乳球菌或植物乳杆菌。
进一步地,步骤(1)乳酸菌活化培养采用MRS液体培养基,所述MRS液体培养基中:1升蒸馏水中溶解下列组分:蛋白胨10克,牛肉浸粉10克,酵母提取物5克,磷酸氢二钾2克,柠檬酸二铵2克,乙酸钠5克,葡萄糖20克,吐温-80 1毫升,硫酸镁0.5克,硫酸锰0.25克,琼脂粉15克。
进一步地,步骤(2)中接种比例为5%;蔗糖水溶液浓度为2%。
进一步地,所述发酵老水扩繁种子液的制备为:将新鲜笋削皮、去底、漂洗后制备原汁(鲜笋去皮去底部用榨汁机榨汁,勿间隔超过12h,于115-121℃灭菌15-20分钟),然后将发酵老水按0.1%-10%的比例接种于鲜笋原汁稀释溶液(2.5%)中,发酵3-10天得到发酵老水扩繁种子液。如需要可以二次,三次,四次重复扩培(最佳扩培比例为1%)。
本发明技术方案之三:提供采用上述制备工艺制备得到的酸笋。
乳酸菌对一些腐败菌和低温细菌有较好的抑制作用,可用于防治腹泻、下痢、肠炎、便秘和由于肠道功能紊乱引起的多种疾病以及皮肤炎症。其抗菌机制主要体现于以下几个方面:
①产生的乳酸等有机酸能显著降低环境pH值和Eh(氧化还原电位)值,使肠内处于酸性环境,对于致病菌如痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、弯曲杆菌、葡萄球菌等有拮抗作用;
②产生的过氧化氢能够激活牛乳中的“过氧化氢酶-硫氰酸”系统,抑制和杀灭革兰氏阴性菌、过氧化氢酶阳性细菌如假单胞菌属、大肠杆菌类和沙门氏菌属等;
③产生类似细菌素的细小蛋白质或肽类(抗菌肽),如各种乳酸杆菌素和乳酸链球菌素,对葡萄球菌、梭状芽孢杆菌以及沙门氏菌和志贺氏菌有拮抗作用。
本发明采用乳酸菌发酵酸笋,该酸笋制备工艺简单,可批量制备酸笋,可以缩短酸笋的加工时间,提高经济效益,制备的酸笋口感酸脆可口、清香可口、脆嫩酸甜,酸笋放久也不会变软,酸味不会过度,可以长久储存,而且制备过程不放入任何添加剂、化学原料、香精,健康绿色,符合绿色食品指标要求,既适合家庭作坊生产,也适合工业化生产。
本发明发酵所使用的乳酸乳球菌(Lactococcus lactis,L.lactis)是一种原核微生物,归属于硬壁菌门,杆菌纲,乳杆菌目,链球菌科,乳球菌属。L.lactis细胞呈球形或卵圆形,革兰氏阳性,兼性厌氧,不产荚膜和芽孢,营养要求复杂,最适宜生长温度为30℃。L.lactis广泛存在于乳制品和植物产品中,在食品工业中应用广泛,对人和动物无致病性,是被公认安全的食品级微生物。
本发明制备工艺安全可控,发酵周期长短可控,同时可避免有害菌污染,具有重要的推广应用价值。此外,该酸笋二步法工艺生产的酸笋还可以根据风味进行分步取出使用。第一步中添加纯种乳酸菌发酵的酸笋,发酵12天后可以取出作为清淡风味食品使用,如桂林米粉需要淡淡的酸和清香味酸笋作为辅料,不会给桂林米粉的鲜造成喧宾夺主的效果,反而会更鲜香可口。第一步中的酸笋经过添加适量风味老水二次发酵后能够获得风味层次更为丰富的酸笋,此时取出可作为螺蛳粉和老友粉的灵魂配料使用。
本发明公开了以下技术效果:
现有技术乳酸菌扩繁过程普遍采用MRS培养基进行乳酸菌的活化和扩繁,成本较高,而本发明采用MRS活化+蔗糖水扩繁技术,不仅保证了酸笋的发酵效果,而且成本更低,安全性更好。除此之外,在纯种乳酸菌发酵的基础上进行了二步发酵风味调整,在确保鲜笋腌制过程中先快速产酸确保笋不坏,后添加风味微生物或酶进行后期发酵风味调整,从而获得传统风味和现代发酵技术的融合。
酸笋传统发酵工艺属于作坊式发酵工艺,品控不稳定;本发明的酸笋发酵工艺规模大、产量大,能够实现机械化操作,并且发酵周期长短可控,能够定制风味,具有绿色环保、安全健康的显著特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统酸笋发酵工艺流程图;
图2为本发明酸笋两步法发酵工艺流程图;
图3为本发明实施例1发酵5天后对照组及样品组1、样品组2的实物图;其中a为对照组,b为样品组1,c为样品组2;
图4为本发明实施例1发酵12天后对照组及样品组1、样品组2的实物图;其中a为对照组,b为样品组1,c为样品组2;
图5为本发明实施例1中各组腌制成熟后的水样检测结果;
图6为本发明实施例2于发酵第3天加入发酵老水前各组取样的实物图;其中,a为对照组1,b为对照组2,c为对照组3;d为样品组1,e为样品组2,f为样品组3,g为样品组4;
图7为本发明实施例2于发酵第6天加入发酵老水前各组取样的实物图;其中,a为对照组1,b为对照组2,c为对照组3;d为样品组1,e为样品组2,f为样品组3,g为样品组4;
图8为本发明实施例2彻底发酵成熟后的各组取样实物图;其中,a为对照组1,b为对照组2,c为对照组3;d为样品组1,e为样品组2,f为样品组3,g为样品组4;
图9为本发明实施例2发酵后各组的微生物丰度图,其中,G12101:对照组1(笋+纯水);G12102:对照组2(笋+纯水+5%老水);G12103:对照组3(笋+纯水+10%老水);G12104:样品组1(笋+纯水+5%植物乳杆菌发酵3天后加5%老水);G12105:样品组2(笋+纯水+5%植物乳杆菌发酵6天后加5%老水);G12106:样品组3(笋+纯水+5%乳酸乳球菌发酵3天后加5%老水);G12107:样品组4(笋+纯水+5%乳酸乳球菌发酵6天后加5%老水)。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
图1为传统酸笋发酵工艺流程图,图2为本发明酸笋两步法发酵工艺流程图。
传统酸笋发酵工艺与本发明酸笋两步法发酵工艺对比如表1所示:
表1
本发明的酸笋发酵工艺包括如下步骤:
第一步:纯种乳酸菌发酵:
(1)乳酸菌培养:将单菌落接入MRS液体培养基活化培养。
MRS液体培养基:1升蒸馏水中溶解下列组分:蛋白胨10克,牛肉浸粉10克,酵母提取物5克,磷酸氢二钾2克,柠檬酸二铵2克,乙酸钠5克,葡萄糖20克,吐温-80 1毫升,硫酸镁0.5克,硫酸锰0.25克,琼脂粉15克。调pH值6.2-6.4,高压灭菌(101Kpa,121℃)15min。
MRS培养基的原理:蛋白胨、牛肉浸粉、酵母提取物提供氮源、维生素、生长因子;葡萄糖为可发酵糖类;磷酸氢二钾为酸碱缓冲剂;柠檬酸氢二铵、硫酸镁、硫酸锰、吐温-80和乙酸钠为培养各种乳酸菌提供生长因子,其成分还能抑制某些杂菌;琼脂粉是培养基的凝固剂。
(2)乳酸菌扩繁:
将MRS液体培养基活化培养的乳酸菌按1%-10%(优选5%)的比例,转接入含有0.5-5%(优选2%)蔗糖的纯水中,37℃培养过夜后可作为乳酸菌发酵种子液。
(3)腌制:
将乳酸菌发酵种子液按比例(1%-10%)加入水(包括过滤水、井水、自来水、纯净水、去离子水等)中,将新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的水中,发酵前、后及过程中可按需求添加食用盐,确保笋没入水面以下,封口室温发酵。
发酵所用乳酸菌可以为乳杆菌属、乳球菌属或魏斯氏菌属。
第二步:风味发酵
将扩繁培养后的发酵老水扩繁种子液按照1-10%的比例加入第一步发酵3-6天的乳酸菌发酵酸笋中,同样确保酸笋不露出水面,继续置于室温进行二次发酵。
其中,发酵老水为经过多年或多次腌制果蔬的水,可于酸笋或酸菜相关的菜市场、商铺、作坊以及公司贩卖处自购或求赠。
微生物可利用碳水化合物、脂质、蛋白质及其他营养物质水解产生单糖、游离脂肪酸和游离氨基酸等风味前体物,并进一步在微生物和酶的协同作用下通过从头合成和生物转化等途径产生多种次级代谢物,对发酵制品的风味形成产生重要影响。纯种乳酸菌发酵得到的酸笋口味清淡、口感层次较为单一,可在此基础上进行风味改进,这取决于发酵物中有机酸、蛋白质、糖类、矿物质以及氨基酸等含量和丰度的改变。为了获得更丰富的传统风味口感,本发明在纯种乳酸菌发酵3-6天后添加适量的发酵老水进行二次发酵。其优势在于可根据风味进行老水种类的调整,从而得到不同风味的发酵酸笋。
本发明所用乳酸乳球菌为DSM 20384,所用植物乳杆菌为CICC 20022。
实施例1酸笋的纯乳酸菌发酵
按照以下分组设计进行酸笋制备:
具体如下:
(1)乳酸菌培养:将单菌落接入MRS液体培养基活化培养。
MRS液体培养基:1升蒸馏水中溶解下列组分:蛋白胨10克,牛肉浸粉10克,酵母提取物5克,磷酸氢二钾2克,柠檬酸二铵2克,乙酸钠5克,葡萄糖20克,吐温-80 1毫升,硫酸镁0.5克,硫酸锰0.25克,琼脂粉15克。调pH值6.2-6.4,高压灭菌(101Kpa,121℃)15min。
(2)乳酸菌扩繁:
将MRS液体培养基活化培养的乳酸菌按5%的比例,转接入含有2%蔗糖的纯水中,37℃培养过夜后可作为乳酸菌发酵种子液。
(3)纯种乳酸菌发酵制备酸笋:
样品组1:将乳酸乳球菌发酵种子液按5%比例加入去离子水中;新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵。
样品组2:将植物乳杆菌发酵种子液按5%比例加入去离子水中;新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵。
对照组:将新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵。
发酵5天取样检测味道、观感、口感以及成熟度,经小组8人现场分析总结,结果如表2及图3所示:
结果显示:乳酸菌发酵的酸笋pH偏低。
发酵12天取样检测味道、观感、口感以及成熟度,经小组8人现场分析总结,结果如表3及图4所示:
表3
腌制成熟后取样进行细菌高通量检测,检测结果见图5及表4:
表4
检测结果显示,乳酸菌发酵的酸笋发酵成熟后样品中以有益的乳酸菌为主体组成,含量高达99%以上。
实施例2二步法发酵制备酸笋
样品组1:将植物乳杆菌发酵种子液(同实施例1)按5%比例加入去离子水中,新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵,发酵第3天按5%比例添入柳州酸笋发酵老水,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温进行二次发酵。
样品组2:将植物乳杆菌发酵种子液(同实施例1)按5%比例加入去离子水中,新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵,发酵第6天按5%比例添入柳州酸笋发酵老水,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温进行二次发酵。
样品组3:将乳酸乳球菌发酵种子液(同实施例1)按5%比例加入去离子水中,新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵,发酵第3天按5%比例添入柳州酸笋发酵老水,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温进行二次发酵。
样品组4:将乳酸乳球菌发酵种子液(同实施例1)按5%比例加入去离子水中,新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵第6天按5%比例添入柳州酸笋发酵老水,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温进行二次发酵。
对照组1:将新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵。
对照组2:将发酵老水按5%比例加入去离子水中,新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵。
对照组3:将发酵老水按10%比例加入去离子水中,新鲜笋经过削皮、去底、漂洗后直接放入含有乳酸菌发酵种子液的去离子水中,确保鲜笋没入水面以下,封口置于室温发酵。
所用发酵老水来自柳州某老人家腌制多年的酸笋老水。
于发酵第3天加入发酵老水前取样,测定pH,结果见表5和图6:
表5
注:表中,8/5加5%老水表示8月5号加入5%老水。
于发酵第6天加入发酵老水前取样,测定pH,结果见表6和图7:
表6
于发酵彻底成熟后拍照,取样测pH,感观等分析经由小组8人现场总结分析,结果见表6和图8:
表6
酸笋是广西的传统调味佳品,菜肴中加入少量的酸笋,其味浓郁绵长,是广西饮食文化的特色三粉(老友粉、螺蛳粉、桂林米粉)中不可缺的灵魂配料。桂林米粉中的酸笋口感要求为酸、爽口、味清香淡口,而螺蛳粉和老友粉中的酸笋风味则要求传统层次丰富的风味(例如老坛酸菜)。
百年老坛老酸水腌制出的酸笋具有口感层次丰富的独特香味,但因其传代过程漫长而复杂导致很难良好的保存和传承下来。本发明酸笋二步法工艺可以根据需求生产出适合桂林米粉的清淡香口味和适合螺蛳粉以及老友粉中的老坛口味的两种风味酸笋。
本发明第一步为产酸快腌,防止“倒罐”或坏罐,缩短腌制周期:关键在于以菌种优势防止腐败,快速去除酸笋的苦涩味(竹笋中含有较高的草酸,这种物质会让竹笋吃起来带有苦味,草酸成分越高,竹笋的苦味也就越重),腌制成功的酸笋味较为清淡,淡淡的酸香,可用作不破坏主菜中口味的配菜,如桂林米粉,不会影响桂林米粉中卤水的香鲜。第二步形成风味:保留地方传统风味,其关键在于以老水菌群稳定传代,腌制成功的酸笋口感浓厚,香味复杂或多样化,可用作以酸笋为特色的主菜食品中。具体的:第一步中添加单乳酸菌发酵的酸笋发酵12天可以取出作为桂林米粉配料酸笋使用,味道淡淡的酸和清香味。第一步中的酸笋经过二次添加适量老水经过二次发酵后能够获得风味层次更多的酸笋,适合作为螺蛳粉和老友粉的配料酸笋使用。
采用纯种乳酸发酵可以弥补自然发酵的诸多不足,竹笋通过乳酸菌发酵后产生大量的乳酸,还形成一定的抑菌物质,对防止食品腐败变质有很大的作用。可以最大限度地提高腌制竹笋的技术水平和发展档次,更加适应于工业化大生产的要求,对于快速大量处理收获期短的新鲜竹笋有较好效果。
本发明采用纯乳酸菌种发酵和二步法发酵,具有酸笋不易腐烂、品质易控制、发酵时间短、亚硝酸含量低等优点,更适用于广西酸笋大规模生产。纯种乳酸菌发酵酸笋过程中,乳酸菌投入量直接影响到生产成本,乳酸菌的接种比例需把控精准。接种比例低,初期产酸量低,发酵时间长,其他细菌繁殖产生的亚硝酸盐类含量较高。接种比例高,发酵成本增加,竹笋内糖类等固形物的快速消耗,导致发酵成品风味不佳。
本发明根据发酵产物含量和发酵过程中的酶活力选用特定的微生物或酶。通过实时监测发酵过程中有效成分的含量、微生物种类和数量以及关键酶的酶活力等确定最优的发酵条件,以产品安全为基础提高发酵效率,可有效缩短果蔬的发酵时间,避免过程及产品污染,从而获得稳定的、高品质的产品。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种酸笋二步法发酵工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)乳酸菌活化培养;
(2)乳酸菌扩繁:
将活化培养后的乳酸菌按1%-10%的比例接种至质量分数0.5-5%的蔗糖水溶液中,37℃培养过夜后,即得乳酸菌发酵种子液;
(3)腌制:
将所述乳酸菌发酵种子液按1%-10%的比例加入水中,得到含有乳酸菌发酵种子液的水溶液,将鲜笋漂水后加入所述含有乳酸菌发酵种子液的水溶液中,确保鲜笋没入水面以下,封口室温发酵;
(4)风味发酵:
将风味微生物或酶按比例加入步骤(3)发酵3-6天的发酵体系中,确保笋不露出水面,继续置于室温进行二次发酵;
所述乳酸菌为乳酸乳球菌或植物乳杆菌;
所述风味微生物或酶通过发酵老水扩繁种子液加入;
所述发酵老水扩繁种子液的制备为:将新鲜笋削皮、去底、漂洗后制备原汁,然后将发酵老水按0.1%-10%的比例接种于鲜笋原汁稀释溶液中,发酵3-10天得到所述发酵老水扩繁种子液。
2.根据权利要求1所述的发酵工艺,其特征在于,步骤(1)乳酸菌活化培养采用MRS液体培养基,所述MRS液体培养基中:1升蒸馏水中溶解下列组分:蛋白胨10克,牛肉浸粉10克,酵母提取物5克,磷酸氢二钾2克,柠檬酸二铵2克,乙酸钠5克,葡萄糖20克,吐温-80 1毫升,硫酸镁0.5克,硫酸锰0.25克,琼脂粉15克。
3.根据权利要求1所述的发酵工艺,其特征在于,步骤(2)中接种比例为5%;蔗糖水溶液浓度为2%。
4.如权利要求1发酵工艺发酵得到的酸笋。
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