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毛霉型豆豉后发酵阶段蛋白质水解产物的生成及影响因素

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-08
核心提示:毛霉型豆豉是利用毛霉进行纯种发酵的我国传统发酵豆制品,发酵分为制曲和后发酵两个阶段。在制曲阶段,毛霉大量生长繁殖,产生孢子,并分泌蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶系;后发酵阶段主要是依靠制曲过程中毛霉分泌产生的大量酶系在厌氧的条件下,通过食盐、白酒等作用进行复杂的生物化学反应,从而形成毛霉型豆豉特殊的风味。
   毛霉型豆豉是利用毛霉进行纯种发酵的我国传统发酵豆制品,发酵分为制曲和后发酵两个阶段。在制曲阶段,毛霉大量生长繁殖,产生孢子,并分泌蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等酶系;后发酵阶段主要是依靠制曲过程中毛霉分泌产生的大量酶系在厌氧的条件下,通过食盐、白酒等作用进行复杂的生物化学反应,从而形成毛霉型豆豉特殊的风味。毛霉型豆豉作为一种大豆发酵制品,是优质蛋白的良好来源。发酵豆制品在加工的过程中,蛋白质降解为大豆多肽及游离氨基酸,更加有利于人体的吸收利用。因此,深入研究毛霉型豆豉蛋白质及其水解产物的变化是有必要的。
 
  来自湖南农业大学食品科技学院的杨伊磊、李梦丹、刘金等通过测定毛霉型豆豉后发酵不同阶段蛋白质及其水解产物的变化,并对该动态过程中不同的因素指标与蛋白质水解产物的相关性进行研究,分析影响蛋白质水解产物发生变化的因素,为评价豆豉品质、控制蛋白水解产物的生成以及豆豉蛋白源功能性食品的开发等提供理论支持。
 
  1后发酵过程中蛋白质及水解产物的变化
 
  豆豉在发酵过程中,蛋白质在蛋白酶、肽酶的协同作用下水解为水溶性低分子的含氮化合物,最终水解为游离氨基酸。因此氨基酸态氮和游离氨基酸的含量可以反映出蛋白质水解产物的变化情况。在后发酵过程中,毛霉型豆豉总蛋白的整体变化趋势是很小的,各阶段均无显着性,说明豆豉在后发酵过程中总氮含量维持着一种动态的平衡,非蛋白氮与蛋白氮之间进行了相互转化。氨基酸态氮和游离氨基酸的质量分数随着发酵时间的延长而增加,且0 d与7 d差异性显着,分别升高了156 %和49 %。这说明随着发酵过程的进行,大量的蛋白质被水解,在后发酵0~7 d阶段,蛋白质被迅速分解为小分子蛋白和多肽,进而使游离的氨基酸释放出来。而随着发酵的进一步进行,氨基酸态氮和游离氨基酸的含量增加幅度减弱,趋于平缓。
 
  2后发酵过程中蛋白质水解物分子质量的变化
 
  随着后发酵过程的进行,分子质量在20 kD以上的蛋白质几乎已经完全水解,且发酵过程中蛋白质水解的最终产物的分子质量主要集中在11~20 kD之间。在后发酵0 d时,分子质量35 kD附近出现的明显条带在发酵7 d后明显变淡,说明在后发酵开始阶段,由于前发酵阶段积累的蛋白酶的作用,大分子蛋白质被迅速降解,生成小分子蛋白、多肽和氨基酸,发酵7 d之后蛋白质降解速率明显变慢。
 
  3后发酵过程中蛋白质水解物多肽的变化
 
  后发酵0~7 d,出峰情况出现明显改变,保留时间提前,多肽成分有着明显变化,后发酵开始阶段(0 d)时,样品在保留时间至15 min开始出峰,其中有5 个峰的峰高较高,峰面积较大,说明此5 种多肽类化合物含量较多,在保留时间为41.66~43.715 min之间出的4 个峰未完全分离开。后发酵至7 d时,出峰时间主要在3.715~5.378 min,且在保留时间为15.768 min时也出了一个峰,0~7 d阶段多肽的变化情况是由于前发酵阶段积累的蛋白酶等酶系的作用,大分子蛋白质迅速降解,多肽类种类发生了明显的变化。而在后发酵7~42 d阶段,多肽的种类几乎没有改变,而肽类化合物的含量出现变化,大部分多肽成分含量都有所增加,如在保留时间4.780 min出现的峰随着后发酵过程的进行,峰高明显增高,且峰面积增大,这说明7~42 d阶段大多是物质代谢引起的多肽含量的变化。
 
  4豆豉后发酵过程中的理化成分分析
 
  在后发酵过程中,水分质量分数基本保持在55 %左右,说明在后发酵过程中水分的变化是很小的;还原糖含量随着后发酵过程的进行逐渐增加;总酸含量先迅速增加,随后趋于稳定。豆豉的褐变主要集中在成熟阶段,随着后发酵时间的延长,褐变的程度越大,颜色越深。
 
  5不同因素与蛋白质水解产物生成的相关性
 
  在毛霉型豆豉后发酵过程中,水分含量与蛋白质水解物变化不具有相关性,总酸含量与蛋白质水解物具有极显着相关性,相关系数为0.972;还原糖含量、褐变强度与蛋白质水解物具有显着相关性,相关系数分别为0.834和0.863。说明总酸含量、还原糖含量、褐变强度指标都影响了蛋白质水解产物的生成,在一定范围内呈现正相关性,且总酸含量>褐变强度>还原糖含量。
 
  6API ZYM半定量测定毛霉所产胞外酶
 
  毛霉型豆豉在后发酵过程的初始阶段(0~7 d)蛋白质水解产物快速生成,变化显着,分析其与毛霉菌种所产酶系密切相关。毛霉可分泌6 种胞外酶,包括2 种酯酶(碱性磷酸盐、酯酶C4),1 种蛋白酶(白氨酸芳胺酶),2 种水解酶(酸性磷酸盐、萘酚-AS-BI-磷酸水解酶),1 种糖发酵酶(N-乙酰葡萄糖胺酶)。
 
  结    论
 
  毛霉型豆豉后发酵过程中,蛋白质快速水解的阶段要集中在后发酵初始阶段(0~7 d),蛋白质水解最终产物的分子质量主要集中在11~20 kD之间,0~7 d阶段蛋白质大分子迅速降解成小分子,且多肽成分发生较大改变,而7~42 d阶段主要引起多肽含量的变化;蛋白质水解物与不同因素指标的相关性研究表明,总酸、褐变程度、还原糖会影响蛋白质水解物的生成;通过API ZYM半定量检测系统检测出毛霉菌种在黄豆粉培养基中培养积累下来的胞外酶有6 种。
 
 
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