【摘 要】
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我国虾类资源较为丰富,其中各类小型虾类产量较大,但是由于利用率不高通常被丢弃掉,造成资源严重浪费和环境污染。虾酱由于其独特的风味而深受人们喜爱,因此将小虾加工成虾酱可以有效提高低值虾类资源的利用率,实现资源增值。但是我国虾酱的传统生产工艺大多采用开放式自然发酵的方式,发酵周期长,极易被有害微生物污染产生不利于人体健康的有害物质,同时自然发酵过程中容易受到环境因素的影响导致产品品质不稳定。在传统虾酱
【基金项目】
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“蓝色粮仓科技创新”国家重点研发计划;“水产品高质化生物加工新技术与产品开发”(2019YFD0901903)子课题—虾酱发酵过程控制技术与产品开发;
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我国虾类资源较为丰富,其中各类小型虾类产量较大,但是由于利用率不高通常被丢弃掉,造成资源严重浪费和环境污染。虾酱由于其独特的风味而深受人们喜爱,因此将小虾加工成虾酱可以有效提高低值虾类资源的利用率,实现资源增值。但是我国虾酱的传统生产工艺大多采用开放式自然发酵的方式,发酵周期长,极易被有害微生物污染产生不利于人体健康的有害物质,同时自然发酵过程中容易受到环境因素的影响导致产品品质不稳定。在传统虾酱生产过程中通常用提高盐含量的方法来抑制腐败变质,长期食用含盐量高的食品可能导致高血压等疾病而不利于身体健康。本研究以河北沧州虾酱作为传统虾酱代表,研究了其在传统发酵过程中挥发性风味物质形成及微生物变化规律,解析并筛选了发酵过程中的核心功能微生物,通过接种特定核心功能微生物发酵的方式快速发酵虾酱,达到了缩短发酵时间、改善发酵品质和降低盐含量的目的。为虾酱的工业化快速发酵生产提供了理论支持和技术支撑。主要的研究结果如下:1、河北沧州虾酱在发酵过程中挥发物形成规律及关键挥发性风味成分筛选。采用电子鼻、SPME-GC-MS和HS-GC-IMS三种技术结合的方法解析了河北沧州虾酱在发酵过程中挥发性风味成分的变化规律。SPME-GC-MS在不同发酵阶段的虾酱样品中鉴定出75种挥发性风味化合物,HS-GC-IMS共鉴定出31种挥发性有机化合物。三种技术的结合可以弥补各自的局限性,更全面地反映了不同发酵阶段虾酱样品中挥发性成分的变化。采用计算相对香气活度值(ROAV)的方法筛选鉴定出不同发酵阶段虾酱中的17种可能在虾酱整体风味形成中起着关键作用的关键挥发性香气成分。2、河北沧州虾酱发酵过程中菌相变化规律及核心功能菌群解析。采用高通量测序技术确定了河北沧州传统虾酱在不同发酵阶段的菌相组成,结果表明虾酱发酵过程中优势菌属的种类和丰度有一定差异,虾酱的发酵过程中存在着优势菌属的演替。四联球菌属、黄杆菌属、极杆菌属、Haematospirillum以及葡萄球菌属等是虾酱发酵过程中的优势细菌属,马拉色菌属、酵母属、青霉菌属、曲霉菌属与枝孢菌属是主要的真菌属。通过将不同发酵阶段的关键挥发性香气成分与优势菌群作相关性分析,发现四联球菌属、葡萄球菌属、黄杆菌属、极杆菌属、嗜血杆菌等细菌菌属和马拉色菌属、枝孢菌属、曲霉属、酵母属、红酵母属、德克酵母属等真菌菌株可能对虾酱发酵过程中挥发性风味物质的形成起着重要作用。3、河北沧州虾酱中核心功能菌株的筛选分离和鉴定。采用传统培养方法从传统虾酱中筛选分离出一株具有良好产蛋白酶及脂肪酶能力的菌株Z3(Cladosporium,枝孢菌)和一株具有较强产蛋白酶能力的菌株X1(Enterococcus faecalis,粪肠球菌),这两株菌具有一定的耐盐性且发酵性能良好,可以作为发酵剂来进行虾酱的快速发酵。4、菌种强化两步式快速发酵虾酱工艺的优化。利用筛选出的粪肠球菌X1与枝孢菌Z3进行接种发酵,建立了一种两步式快速发酵虾酱方法,在单因素实验的基础上,结合响应面优化两步发酵过程的发酵工艺参数(发酵时间、发酵温度、接种量)。结果表明,一步枝孢菌Z3发酵虾酱的最佳发酵工艺参数为:发酵时间为12 d,发酵温度为21°C,接种量为3%(V/W)。二步粪肠球菌X1发酵虾酱的最佳发酵工艺参数为:发酵时间为4 d,发酵温度为25°C,接种量为4%(V/W)。对菌种强化两步式快速发酵虾酱产品的理化指标及挥发性风味物质进行测定分析,结果表明菌种强化两步式快速发酵虾酱方法能够有效缩短发酵时间,改善虾酱的风味品质。
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