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本研究以顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(HS-SPME-GC-MS)技术为分析手段,对低盐固态淋浇发酵后期分别添加鲁氏酵母、球拟酵母的工艺参数:发酵温度、添加时间、添加量,进行单因素试验,研究各因素对发酵过程中理化指标、关键性风味物质形成与积累的影响,在重新确立生产周期的基础上,比较各试验组原油样品挥发性香气成分的差异;响应面法优化球拟酵母应用于低盐固态淋浇工艺,改善低盐固态酱油风味。本研究主要结论如下:
1.鲁氏酵母应用于低盐固态淋浇发酵的单因素试验结果显示:发酵第17天添加2.1％的鲁氏酵母,以30-33℃继续发酵至35天时,产品氨基酸态氮较高,风味物质种类丰富、含量提高。添加鲁氏酵母后,红色指数等略有下降,醇类物质含量、种类都明显增加,检出1-辛烯-3-醇、2/3-甲基丁醇、3-甲硫基-1-丙醇等特征性醇,酯类物质增加不显著;4-羟基-5-乙基-2-甲基-2(3H)-呋喃酮、4-羟基-2,5-二乙基-2(3H)-呋喃酮基本在21-35天之间检出,当发酵温度过低、添加时间过迟或添加量过多时,导致这两种物质检出时间推迟甚至无法检出;3-羟基-4,5-二甲基-2(3H)-呋喃酮于35-42天有检出,添加量过低或过晚添加明显降低该物质的检出量。未添加组只于28天检出极少量的4-羟基-2,5-二乙基-2(3H)-呋喃酮。
2.球拟酵母应用于低盐固态淋浇工艺的单因素试验结果显示:发酵第20-23天添加2.1％的球拟酵母,以30-33℃继续发酵至42天时,产品氨基酸生成率有所提高,挥发性组分种类丰富、含量较高。添加球拟酵母后,发酵过程中氨基酸态氮增加,红色指数稍有降低,4-乙烯基愈创木酚、4-乙基愈创木酚分别于28、42天检出;发酵温度过低、过早或添加量过少时不利于特征性呋喃酮类的生成与积累。与添加鲁氏酵母试验组相比,酸、醇、呋喃酮等差异不显著,酯类更为丰富,风味更为饱满,单独添加即可改善低盐固态淋浇酱油风味。
3.以氨基酸态氮含量为指标,运用Box-Behnken设计及响应面分析对球拟酵母应用于低盐固态淋浇酿造工艺进行优化,得到最佳发酵工艺参数为:发酵温度32.17℃,添加时间为20.59天,添加量为1.43％,在此条件下的氨态氮含量预测值为1.44g/100mL,经验证,AN值与实际值RSD＜2％,回归模型与实际情况拟和效果较好;比较优化前后两种工艺条件下发酵过程中风味物质变化发现,前者与后者分别于发酵14-21、28-35天化合物含量最高、种类较多,随后以2/3-甲基丁酸、苯乙醇等占主导的酸、醇类含量下降,酯类、杂环类含量上升。添加球拟酵母后,发酵过程中检测到的各类化合物总含量明显高于未添加组,但在原油样品中,未添加组的2/3-甲基丁酸含量反而更高;1-辛烯-3-醇、3-甲硫基-1-丙醇、甲基丁酸乙酯、丙酸甲基乙酯、4-乙基愈创木酚、3-羟基-4,5-二甲基-2(3H)-呋喃酮、4-羟基-5-乙基-2-甲基-2(3H)-呋喃酮、4-羟基-2,5-二乙基-2(3H)-呋喃酮、5-甲基-2,3-二乙基吡嗪等酱油特征性物质在添加组原油中都有不同程度的检出。