猪骨素发酵过程中风味物质变化规律研究

作     者：马国霞 

作者单位：四川农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邬应龙

授予年度：2011年

学科分类：08[工学] 0822[工学-轻工技术与工程] 082203[工学-发酵工程] 

主      题：猪骨素 发酵 呈味 挥发性风味物质 

摘      要：分别选用红曲霉（Monascus）、米曲霉（Aspergillus oryzae）,采用液态、固态方式发酵猪骨素,以红曲霉酸性蛋白酶活力、米曲霉中性蛋白酶活力和产物氮回收率为指标,并结合感官分析和评价,通过单因素试验和正交试验,确定不同微生物和不同发酵方式发酵猪骨素的最佳工艺条件。结果表明,红曲霉液态发酵猪骨素的最优工艺条件为：猪骨素添加量3%,温度30～32℃,摇床速度150r/min,pH5,蛋白酶活力和氮回收率分别为34.86U/mL、90.13%;米曲霉液态发酵猪骨素的最优工艺条件为：猪骨素添加量4%,温度32℃～34℃,摇床速度150r/min,自然pH,蛋白酶活力和氮回收率分别为38.96U/mL、91.25%;红曲霉固态发酵猪骨素的最优工艺条件为：猪骨素添加量35%,温度31℃,pH5,蛋白酶活力和水解度分别为289.57U/g、80.14%;米曲霉固态发酵猪骨素的最优工艺条件为：猪骨素添加量65%,温度32℃～34℃,自然pH,其蛋白酶活力和水解度分别为402.33U/g、82.76%。 液态发酵过程中,蛋白酶活力和水解度均随发酵时间的延长而增大。其中,红曲霉发酵的蛋白酶活力和水解度在第5d达到最大,分别为35.92U/mL和38.66%,之后略有下降;米曲霉发酵的蛋白酶活力在第4d达到最大,为38.01U/mL,水解度在第5d达到最大,为39.27%,之后的变化不明显。固态发酵过程中,蛋白酶活力和水解度在发酵前期随发酵时间的延长而增大。其中,红曲霉发酵的酶活力和水解度在第5d达到最大,分别为307.16U/g和46.58%,米曲霉发酵的酶活力和水解度在第4d达到最大,分别为386.05U/g和48.70%,之后水解度变化不明显,但蛋白酶活力在10d后开始逐渐下降,红曲霉发酵在30d,米曲霉发酵在40d时几乎测不出蛋白酶活力。 液态发酵过程中,肽基氮和游离氨态氮含量均随发酵时间的延长而增加。其中,红曲霉发酵肽基氮和游离氨态氮含量在第5d达到最大,分别为74.21%和8.42%,之后趋于稳定,可溶性氮含量在前两天从89.96%降为80.40%,之后则不断增加,到第5d时可溶性氮达到最大,为88.45%,之后变化平缓;米曲霉发酵过程中,肽基氮和游离氨态氮含量一直呈现增加趋势,到第10d达到最大,分别为78.85%和8.02%,可溶性氮含量变化则不明显,在第10d达到最大为88.91%。固态发酵过程中,可溶性氮、肽基氮和游离氨态氮含量都在不断增加。其中,红曲霉发酵肽基氮含量在第20d达到最大,为71.33%,游离氨态氮含量在第40d时达最大,为5.21%,可溶性氮含量在第15d达到最大,为76.16%;米曲霉发酵肽基氮和游离氨态氮含量一直在增加,在第40d时分别达到70.26%和5.71%,可溶性氮含量在第20d时达到最大,为79.45%。对发酵产物的电泳分析表明,蛋白质分子量随发酵时间的增加而减小。 不论是液态发酵还是固态发酵,均使产物总游离氨基酸含量随发酵时间的延长而增多。其中,红曲霉液态发酵产物的鲜味氨基酸占总氨基酸的比例在第5d最高,而苦味氨基酸比例最低;米曲霉液态发酵产物的鲜味氨基酸占总氨基酸的比例在第3d最高,而苦味氨基酸比例最低。固态发酵过程中鲜味氨基酸占总氨基酸的比例随发酵时间的延长而增大,而苦味氨基酸比例则在不断减小通过比较发现米曲霉固态发酵猪骨素产物的鲜味氨基酸比例最高。 液态发酵过程中,呈味核苷酸二钠（I+G）的含量很少,且全程几乎无变化,保持在0.5mg/100mL左右,说明在液态发酵过程中影响呈味的关键因素主要是呈味氨基酸;固态发酵过程中,呈味核苷酸二钠（I+G）的含量随着发酵时间的延长而增加,结合感官评价及呈味氨基酸变化的趋势,表明固态发酵过程中影响其呈味的因素除呈味氨基酸外,呈味核苷酸也有一定贡献。 GC-MS分析表明：红曲霉液态发酵猪骨素过程中,可检测出122种挥发性化合物,包括醇类32种、醛类12种、酮类8种、酚类2种、酸类4种、酯类34种和烃类30种,其中,醇类物质相对含量占优势;米曲霉液态发酵猪骨素过程中,可检测出28种挥发性化合物,包括醇类8种、醛类3种、酮类1种、酚类2种、酸类2种、酯类9种和其他类化合物3种;红曲霉固态发酵猪骨素过程中,可检测出174种挥发性化合物,包括醇类38种、醛类16种、酮类23种、酚类8种、酸类3种、酯类22种、杂环化合物10种、含硫化合物1种和烃类等化合物53种,其中,醇和酚类相对含量占绝对优势;米曲霉固态发酵猪骨素过程中,可检测出216种挥发性化合物,包括醇类29种、醛类13种、酮类29种、酚类7种、酸类11种、酯类28种、杂环化合物50种、含硫化合物2种和烃类等化合物48种,其中,杂环化合物相对含量占优势。