豆酱中的菌群分析

豆酱中的菌群分析学生马梦梓导师高秀芝摘要：传统发酵豆制品以其丰富的营养和良好的保健功能越来越受到人们的喜爱。发酵豆酱作为我国四大传统发酵豆制品之一，一直是人们生活中的佐餐佳品，目前国内豆酱生产大部分还是采取自然发酵、手工作坊式生产，产品质量不稳定并且可能存在安全隐患，本课题以农家自然发酵豆酱为研究对象，通过传统微生物学方法对发酵不同时期的发酵豆酱制品中的霉菌进行分离，培养，计数和初步鉴定，共检测到米曲霉，绿曲霉，黄曲霉三中霉菌，其中米曲霉在整个发酵过程占绝对优势，分析了豆酱发酵过程中微生物种群的数量关系，种群动态变化规律，通过革兰氏染色法鉴定细菌的形态、排列及某些结构特征，为筛选优良的豆酱发酵菌株和功能菌株，实现工业化生产豆酱提供理论依据。关键词：农家自然发酵豆酱；霉菌菌群；数量变化；动态分析引言：豆酱是我国四大传统的发酵豆制品之一，它是以大豆为主要原料制成的酱，经自然发酵而成的半流动状态的发酵食品，含有人体所需的各种营养成分，也叫做黄豆酱，黄酱或大豆酱，而且由于经过微生物的发酵，豆酱生产过程中微生物发酵基质所形成的小分子物质使豆酱具有独特的风味，豆酱中的霉菌与原料自然发酵豆酱时也存在一些对豆酱品质有不良影响的杂菌和有害菌，如毛霉，根霉和青霉产生霉通过传统微生物学方法对发酵不同时期的发酵豆酱制品中的霉菌进行分离，培养，计数和初步鉴定。目录前言1.1豆酱1.1.1豆酱的起源1.1.2豆酱的简介1.1.3豆酱的营养功能和保健功效1.1.4豆酱的研究现状分析1.2豆酱中的微生物1.2.1细菌1.2.2酵母菌1.2.3霉菌1.3本研究的目的以及其意义2材料与方法2.1材料与试剂2.1.1菌种2.1.2材料与主要试剂2.1.3主要培养基2.1.4主要实验仪器与设备2.2方法2,2,1方法工艺流程3结果与分析4讨论5实验结论6展望参考文献致谢前言1.1豆酱1.1.1豆酱的起源民间传说：它是范蠡在无意中创制而成。相传，范蠡十七岁时在财主家管理厨房。由于没有经验，饭菜常常做得不称心而剩下许多，时间一久，便成了酸馊食物。为防主人发现，范蠡将这些食物放在储藏室里。然而，没有不透风的墙，这事最终被财主发现，财主骂了他一顿，还限定他十天之内把酸馊食物变成有用之物。聪明的范蠡先将长了绿毛白毛的食物用物处理，然后晒干再用锅炒熟，去异味杀细菌，加点温水搅拌成糊喂猪。财主看猪吃得欢也挺高兴。后来，有个小长工与范蠡开玩笑，将这食物放在面条里给范蠡吃，没想到，面条特别有味。此时，小长工才道出原委，得此启发，范蠡用这种酸馊发毛食物创制出了美味可口的酱。然而，这仅仅是传说。其实，酱的酿造最早是在西汉。西汉元帝时代的史游在《急就篇》中就记载有：“芜荑盐豉醯酢酱”。唐•颜氏注：“酱，以豆合面而为之也，以肉曰醢，以骨为肉，酱之为言将也，食之有酱”。从古人的记载和注解中可以看出，豆酱是以大豆和面粉为原料酿造而成。为何汉代人只用大豆混配面粉作豆酱，而不用其它植物作原料呢？这是因为，大豆含蛋白质为主，面粉含淀粉较多。蛋白和淀粉同时存在，更适宜多种有益霉菌的繁殖，菌体大量产生各种酶，使原料中的各种营养成分，充分分解而生成了风味独特的豆酱。因此说，汉代人以大豆和面粉作豆酱之原料是有科学道理的。现原酱分豆瓣酱和甜面酱两大类，以小麦粉做成的称甜面酱；以黄豆、蚕豆等制成的称豆瓣酱。1.1.2豆酱的简介豆酱(soybeanpaste)是由各种微生物相互作用，产生复杂生化反应，而酿造出来的一种发酵红褐色调味料，豆酱的原料是蚕豆、食盐、辣椒等，豆酱产于四川、安徽。味鲜稍辣，既可以炒菜，凉拌，又可以制成各种小食品，是一种大众食物。大豆加工制成豆酱，加工过程中由于其中酶的作用，促使豆中更多的磷、钙、铁等矿物质被释放出来，提高了人对大豆中矿物质的吸收率；发酵酱制品在加工过程中，由于微生物作用可合成核黄素等，因此豆酱营养比大豆更易于消化吸收。豆酱中含有多种营养素，可以改善胃肠道菌群，常吃豆酱可帮助消化、预防疾病、延缓衰老、增强脑力、降低血压、消除疲劳、减轻病痛、预防癌症和提高肝脏解毒等功能。豆酱之所以具有浓郁的香味、适宜的口感和色泽是因为发酵过程中大豆蛋白质在微生物分泌的酶的作用下，通过一系列生化反应，其中包括蛋白质水解、酒精发酵、有机酸发酵、脂类形成等。传统豆酱是多种微生物及其所产酶不断作用的结果，主要有米曲霉、酱油曲霉、黑曲霉和高大毛酶，芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌等错误!未找到引用源。。1.1.3豆酱的营养功能和保健功效豆瓣酱可延缓动脉硬化，降低胆固醇，促进肠蠕动，增进食欲。利湿消肿之功效，同时它还含有大脑和神经组织的重要组成部分磷脂，并含有丰富的胆碱，有健脑作用，可增强记忆力。豆瓣酱是降低前列腺增生症及肠癌发病率的食疗佳品。豆瓣酱还可补充各种营养成分，改善胃肠道菌群；蚕豆中含有调节大脑和神经组织的重要成分钙、锌、锰、磷脂等，有增强记忆力的健脑作用；蚕豆中的钙，有利于骨骼的吸收与钙化，能促进人体骨骼的生长发育；蚕豆中的蛋白质含量丰富，且不含胆固醇，可以提高食品营养价值，预防心血管疾病；蚕豆中的维生素C可以延缓动脉硬化；蚕豆皮中的膳食纤维有降低胆固醇、促进肠蠕动的作用；有补中益气，健脾利湿，止血降压，涩精止带的功效;主治中气不足，倦怠少食，高血压，咯血，衄血，妇女带下等病症。开胃健脾、消食去腻之功效。1.1.4豆酱的研究现状分析目前我国豆酱的生产基本上是作坊式的，工业化程度相当低，普遍存在着生产条件简陋，管理控制粗放，卫生条件差和使用工具达不到规范要求等问题，粗放的卫生管理，产品的高盐度，标准不规范等因素的存在，使得我国传统发酵豆酱很难规范管理，使得其进入国际市场的脚步也非常缓慢。在国际贸易中，由于我国生产的豆酱在微生物，添加剂和理化指标上质量参差不齐，导致竞争力远远不如日韩两国的产品，目前，韩国已经率先牵头制定发酵豆酱法典标准，我国生产企业必须完善自身管理体系和生产工艺，加大研发力度，是我国制酱行业在国际竞争中站稳脚跟1.2豆酱中的微生物豆酱在发酵过程中起主要作用的是曲霉菌，自然发酵酱曲中每克干曲的细菌总数超过1000000个，占分离出微生物总数的38.46%，酵母菌占分离出微生物总数的12.09%，霉菌占分离出微生物总数的49.45%，酱曲的传统做法是在敞口的条件下培养的，菌种来源是自然微生物，各种微生物混入后共同生长，有些是有益的，而有些是有害的。目前分离得到的微生物共有霉菌，酵母菌，细菌1.2.1细菌与豆酱风味密切有关系的细菌为乳酸菌，当乳酸菌达到5000000个以上时，可将精氨酸分解成鸟氨酸，乳酸菌除了对酪氨酸，组氨酸和天冬氨酸有分解作用外，还有对丝氨酸，苏氨酸和苯丙氨酸等进行特异性脱羟基的作用，主管着酱的香气。其中有害微生物为小球菌和枯草芽孢杆菌，枯草芽孢杆菌是制曲中污染菌的代表，大量繁殖消耗了原料中蛋白质和淀粉，并生成氨，繁殖过多会造成曲子发粘，有异臭，影响米曲霉的繁殖和酶的形成，在含盐或高温时不能繁殖，只有芽孢留存着，在酱醅中不表现生理活性，但从下料后到成熟期间，都能检出一定数目，小球菌是制曲的主要污染菌，好气，生酸力弱，如果繁殖量恰当，能产生少量的酸，对抑制枯草芽孢杆菌有一定的作用，如果酱醅发酵温度或盐度偏低，小球菌就会大量繁殖，有造成酱酸败的危险，1.2.2酵母菌从酱醅中得到的有益代表性酵母菌有鲁氏酵母，结合酵母，球拟酵母等。鲁氏酵母可发酵葡萄糖生成乙醇和少量甘油，在高盐浓度时可生成大量甘油，大豆结合酵母和酱醪结合酵母为嗜高渗透压的酵母菌，大豆结合酵母在酱醪发酵初期及中期生长较多，而酱醪结合酵母在酱醪接近成熟期生长较多，能进行酒精发酵，给黄豆酱增加特有的风味，易变球拟酵母用高盐度条件培养时，在有氧条件下可将葡萄糖生成大量的甘油，有益酵母存在的同时伴随着有害酵母，毕氏酵母、醭酵母它们能产醭，分解酱中成分，降低风味；圆酵母能生成丁酸及其它有机酸，是酱生产中普遍存在的有害酵母。在低盐固态发酵中，由于温度较高、时间短，酵母和细菌很难生长，可以采用人工培养的方法，在低盐固态发酵的后期添加进去，低温后熟发酵可改善黄豆酱的风味1.2.3霉菌分离得到的霉菌经鉴定主要为米曲霉、酱油曲霉、高大毛霉、黑曲霉等，曲霉菌在有盐或无盐高温的酱醪中不能生长，分泌出各种酶包括蛋白酶，肽酶、谷氨酰胺酶、淀粉酶系、植物组织分解酶。把原料中的蛋白质分解成多肽及多种氨基酸；把淀粉转化成葡萄糖，双糖、三糖及糊精等。曲霉菌在发酵过程中能产生一种抗氧化物质，经鉴定为2，3—二羟基苯甲酸。植物组织分解酶能分解原料中果胶、纤维素、半纤维素，转化成各种糖类；能打开原料表皮坚硬的纤维素键，这就有利于蛋白酶对蛋白质的分解。这不仅是黄豆酱的主要风味来源，而且为后阶段其它微生物的生长创造条件。酱醪成熟后进入发酵阶段，添加盐水进行发酵，由于食盐的浓度较高并缺乏氧气，霉菌生长已经基本停止，但是霉菌分泌的酶类继续发挥作用，同时乳酸菌和酵母菌大量繁殖。而毛霉、根霉和青霉，它们能产生霉臭味，影响酱的风味。青霉对曲霉的生长有抑制作用。黄豆酱中霉菌污染以青霉菌为首，其次是曲霉菌，主要的污染青霉有单轮青霉组、不对称青霉组、双轮对称青霉组，多轮对称青霉组等。霉菌有黄曲霉，淡黄曲霉。这些危害污染菌株大部分产生对人体的肝脏、肾脏、肺脏以及神经，造血、生殖等系统有所损害，特别是某些毒素有强烈的致癌作用，有的可能引起霉菌毒素中毒。1.3本研究的目的以及意义2材料与方法