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醬(豉)香風味的研究進展

2018-09-10 07:22吳擁軍
山地農業(yè)生物學報 2018年6期
關鍵詞:醬香風味基因

摘?要:醬(豉)香風味是目前的研究熱點,本文綜述了醬(豉)香的代表產品及其發(fā)酵微生物、風味物質、風味基因與形成機制。

關鍵詞:醬香;風味;基因;機制

中圖分類號:TS26

文獻標識碼:A

文章編號:1008-0457(2018)06-0001-09?國際DOI編碼:10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2018.06.001

1?醬(豉)香

醬(豉)的生產源于周期時期的“醢”,有幾千年的歷史,流傳至日本、韓國、東南亞等國家和地區(qū)。漢代《釋名·釋飲食》記載,豆豉為“五味調和,需之而成”,《齊民要術》記述了豆醬、麥醬、肉醬等其他醬類制法[1-2]。醬(豉)香則是調味品的“代稱”,多指原材料經微生物發(fā)酵產生的風味物質揮發(fā)形成的獨有香氣。醬(豉)類調味品作為日常生活中常用的調味品,具有咸、鮮、酸、甜、苦味混合的風味,且包含多種礦物質、維生素、亞油酸、磷脂和膳食纖維等營養(yǎng)物質,有較好的抗疲勞、抗氧化、抗血栓、抗癌等生理作用[3-4]。傳統(tǒng)醬(豉)香廣泛應用于食品、制醬、釀酒等方面,主要有醬(豉)香型酒、豆豉、豆醬、醬油等,國外有味增、納豆、貝丹等[5]。

2?醬(豉)香的代表產品

2.1?醬香型酒

醬香型白酒是中國傳統(tǒng)蒸餾酒之一[6]。醬香型白酒以茅臺、郎酒、國臺酒等為代表,屬大曲酒類。具有醬香顯著、幽靜細致、回味悠長、酒體醇厚、空杯留香等特點,如茅臺酒的“扣杯隔日香”之說。其易揮發(fā)物質少,對人體刺激小,適量飲用有清除體內多余自由基,抗疲勞、抗病毒、抗衰老的作用[7]。釀造工藝流程為:母糟大曲→粉碎→曲粉→高粱(下沙) →粉碎→配料→蒸酒蒸料→攤涼→加曲→原酒→貯存→勾兌→再貯存→翻拌→堆積→入窖→發(fā)酵→出窖酒醅→高粱粉(糙沙)。醬香型白酒所用原料(高粱)稱為沙,將沙粉碎成粗粉,加熱水(90℃)及發(fā)酵出窖后不蒸酒的優(yōu)質酒醅,攪拌均勻后,蒸至七成熟攤涼散冷,大曲粉碎成細粉摻入攪拌,加尾酒堆積初發(fā)酵,混入次品酒入窖發(fā)酵,開窖再次加高粱粉進行發(fā)酵,蒸糙沙酒,反復發(fā)酵再蒸酒,共八次發(fā)酵七次取酒。不同類型的原酒分開貯存在容器中,避光密封保存,最好采用天然溶洞進行儲藏,可促使醬香型酒發(fā)酵更加的醇美,三年陳化后使酒味醇和綿柔,最后進行勾兌儲存一年,即可包裝出廠[8-9]。

2.2?醬油

醬油俗稱豉油,起源于我國三千多年前的周朝,由豆醬衍生而來,是古代皇帝御用的調味品,以鮮肉腌制而成,流傳至民間改由大豆、麥、麩皮制成[10]。后隨鑒真大師傳至日本、朝鮮、越南、泰國、馬來西亞、菲律賓等國。南宋《山家清供》記載用醬油、芝麻油炒春荀、魚、蝦,《吳氏中饋錄》記載用酒、醬油、芝麻油清蒸螃蟹,日本 15 世紀《易林本節(jié)用集》,出現(xiàn)“醬油”一詞。醬油呈紅褐色,成分較復雜,除食鹽外,還有糖類、有機酸、色素及多種氨基酸等成分,有獨特醬香,滋味鮮美[11]。分為生抽與老抽兩種:生抽鹽分含量較高,用于提鮮;老抽色澤較深,用于提色。其原料是植物性蛋白質和淀粉質,植物性蛋白質為豆餅、豆粕、花生餅等,淀粉質原料采用小麥及麩皮,也有以碎米和玉米代用,傳統(tǒng)生產中以面粉為主。目前,國內外的醬油釀造工藝主要有低鹽固態(tài)工藝和高鹽稀態(tài)工藝兩種[12]。前者以脫脂大豆與麥麩為原料,經蒸煮、曲霉菌制曲后與鹽水混合成固態(tài)醬醅,再經發(fā)酵制成,具有原料利用率高、發(fā)酵周期短、易于大規(guī)模生產等優(yōu)點,但產品質量較低,風味較差[13]。后者以大豆/脫脂大豆、小麥/小麥粉為原料,經蒸煮制曲后與鹽水混合成稀醪,再經發(fā)酵制成,產品口感醇厚、鮮味突出,發(fā)酵周期較長[14]。其傳統(tǒng)制備工藝為豆粕潤水后,加小麥粉及麩皮,充分混勻后蒸煮,冷卻至 45℃,接入米曲霉菌種發(fā)酵 20 d 左右,浸出淋油,經勾兌澄清,制成成品[15]。

2.3?豆醬

豆醬源于公元前3 世紀,傳為范蠡所創(chuàng),是一種半流動傳統(tǒng)發(fā)酵調味品[16-17]。西漢《急就篇》記載:蕪荑鹽豉醯酢醬。唐·顏氏注:“醬,以豆合面而為之也,以肉曰醢,以骨為肉,醬之為言將也,食之有醬[18]。豆醬分為黃豆醬、豆瓣醬、豆面醬等,產地有山西、河北、陜西、山東、河南、四川、重慶、江蘇、云南等地。豆醬以大豆和面粉為主要生產原料,根據市場需求,添加香油、味精、辣椒等輔料,從而增加了豆醬的品種。豆醬口味獨特,營養(yǎng)豐富,易被人體吸收[19]。豆醬含有蛋白質、維生素、鈣、鐵、亞麻酸、亞油酸、大豆磷脂及不飽和脂肪酸等成分。其中的亞油酸、維生素 E、異黃酮,具有預防癌癥作用,異黃酮轉化的染料木黃酮及黃豆苷元,有腫瘤抑制效果[20-22]。此外,豆醬多肽有降血糖及預防糖尿病的作用[23-24]。食用豆醬還有控制肥胖,增強免疫功能,改善和預防過敏,抑制膽固醇吸收,防止胃潰瘍,抗氧化等功能[25-27]。傳統(tǒng)家庭豆醬制作方式:將黃豆浸泡過夜,去殼,加炒制完成的黃豆粉,攪拌均勻后,平鋪于平底箕中發(fā)醅。發(fā)醅后加麥粥、鹽,再次發(fā)酵得“新豆醬”[28]。工廠化生產工藝流程:大豆→篩選→浸泡→蒸煮→拌面→混合接種→制曲→磨細→加水高溫前發(fā)酵→降溫加酵母后發(fā)酵→加鹽→殺菌→包裝。

2.4?豆豉

豆豉因獨特豉香,風味獨特,深受人們喜愛。早在 2000 年前的秦朝時期,將豆豉叫“嗜”或“幽菽”。漢代《釋名·釋飲食》記載,豆豉為“五味調和,需之而成”[2]。豆豉不僅作為調味品,還有一定的藥用價值,在《史記》、《齊民要術》、《本經逢原》中都有記載,可治頭痛、肉熱、時氣[29]。豆豉源自江西省泰和縣,經不斷發(fā)展,形成多種地區(qū)性特色豆豉,較為出名的有永川豆豉、陽江豆豉、瀏陽豆豉、風味豆豉、八寶豆豉等。豆豉以黃豆或黑豆為主材,輔以花椒、生姜、香料、辣椒等調味品,利用微生物發(fā)酵制成[30]。根據發(fā)酵微生物種類,豆豉分為曲霉型、毛霉型、根霉型及細菌型四種;根據成品含水量分為水豆豉、濕豆豉和干豆豉;根據發(fā)酵時是否添加食鹽,可分為淡豆豉和咸豆豉[31]。豆豉的生產工藝:

曲霉型豆豉:精選大豆→浸泡蒸煮→瀝干冷卻→接種米曲霉→洗曲、添加輔料→后發(fā)酵→干燥→干豆豉[32]。

根霉型豆豉(丹貝):大豆→浸泡蒸煮→酸化基質→接種制曲(少孢根霉或米根霉)→恒溫發(fā)酵→成熟[33]。

毛霉型豆豉:大豆→浸泡蒸豆→燜豆→出甑→冷卻接種→入室上墊培養(yǎng)→成曲→配料潤料→裝壇發(fā)酵→成品[34]。

細菌型豆豉:精選大豆→淘洗水煮→瀝干→熟豆入籮培菌→豉曲加豉汁→輔料→發(fā)酵[35]。

豆豉含有大豆蛋白、維生素、膳食纖維等多種營養(yǎng)物質。其中,大豆異黃酮有類似雌激素的功能,可防治骨質疏松癥、心血管疾病[36];大豆皂苷對 T 細胞有增強作用,與膽汁酸結合可防治結腸癌[37];豆豉發(fā)酵過程中可產生低聚糖,能促進雙歧桿菌繁殖,有降血壓的作用[38];大豆多肽具有降低膽固醇,抗自由基損傷,增強免疫力等功能[39]。

3?醬(豉)香微生物

3.1?醬香型白酒微生物

醬香型白酒以高溫大曲為原料,溫度可至 60~62℃[40]。因此,其酒曲中存在豐富的耐高溫微生物。這些微生物生長繁殖產生的代謝產物,對醬香型白酒的風味形成具有重要影響[41]。楊代永等[42]通過傳統(tǒng)微生物鑒定方法,初步從高溫大曲中分離出枯草桿菌群、蠟狀芽孢桿菌、蘇云金芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等40 余種細菌;青霉屬、曲霉菌、根霉菌、毛霉菌、地霉屬等 50 余種霉菌;紅酵母、絲孢酵母屬、漢遜酵母屬、畢赤酵母屬等 6 種酵母,微生物總數以細菌最多,霉菌次之,酵母菌最少。Chang等[43]通過檢測茅臺大曲發(fā)酵過程中大曲不同層次的微生物菌群動態(tài)變化發(fā)現(xiàn),發(fā)酵前期以細菌與酵母菌為主,酵母菌發(fā)酵產生的酒精抑制細菌的繁殖[44],霉菌在發(fā)酵中后期迅速繁殖,酒曲溫度開始升高,霉菌繁殖放緩,部分耐熱桿狀菌屬快速生長繁殖,逐漸成為優(yōu)勢菌群。好氧細菌多分布酒曲表面,嗜溫細菌多存在酒曲中部;木霉屬多存在酒曲中層,曲霉屬多在曲心。發(fā)酵過程細菌群中醋酸菌可將葡萄糖轉化成醋酸,乳酸桿菌能發(fā)酵乳糖產生乳酸,部分芽孢桿菌能夠將有機質降解成醇類、有機酸等[45],孫大龍[46]就從醬香大曲中篩選出兩株產醬香菌株,鑒定為解淀粉芽孢桿菌。另外,一些不可培養(yǎng)細菌也可能與醬香型白酒風味的形成有關[47];霉菌屬中,木霉與曲霉能夠糖化淀粉、降解纖維素[48-49],根霉在發(fā)酵過程中可產生大量揮發(fā)性物質,為產香微生物[50-51],毛霉能將乙醇與酸類物質酯化生成酯類物質,如乙酸乙酯、己酸乙酯等,對醬香型白酒風味形成有重要影響[52];釀酒酵母參與發(fā)酵生成醇類、脂類、醋酸鹽類,非釀酒酵母(假絲酵母屬、畢赤酵母屬等)均能生成酯類物質如乙酸乙酯、乙酸異戊酯和乙酸苯乙酯等[53]。

3.2?醬油微生物

醬油發(fā)酵過程中主要參與的微生物有耐鹽細菌、曲霉、酵母菌[54]。胡傳旺等[55]從醬醪中分離出乳酸桿菌、魏斯氏菌、芽孢桿菌、四聯(lián)球菌葡萄球菌屬,共 9 種細菌。其中,類腸膜魏斯氏菌 CQ03 與解淀粉芽孢桿菌 B2可水解原料分泌多種酶類,豐富醬油風味。耐鹽乳酸菌在發(fā)酵前期進行乳酸發(fā)酵,生成有機酸,提高醬醪酸度,抑制有害微生物繁殖,為魯氏接合酵母提供生長環(huán)境,同時又是脂香類物質的前提,是醬油的風味成分[56]。曲霉中,米曲霉是醬油發(fā)酵的關鍵菌種之一。目前,工廠化常用菌株是由上海釀造科學研究所誘變獲得的滬釀3.042[57]。米曲霉有復雜的酶系,通過水解大豆蛋白與淀粉,同時分泌蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、谷氨酰胺酶等[58]。黑曲霉與米曲霉混合制曲發(fā)酵醬油,可使醬油中谷氨酸上升到全氮 60% 左右。其分泌的纖維素酶、果膠酶能溶解植物細胞壁,加快米曲霉對蛋白質和淀粉的水解。酵母菌是影響醬油風味的重要微生物,目前從醬醪中已分離出魯氏接合酵母菌、多變假私酵母菌、易變球擬酵母菌等,共 30 多種,研究最多的是魯氏接合酵母[59]。魯氏接合酵母是生長繁殖在發(fā)酵前期的一類發(fā)酵型酵母,能將葡萄糖轉化為高級醇、酯類、呋喃酮等風味物質[60]。多變假絲酵母耐高鹽、高離子濃度、低滲透壓環(huán)境。多變假絲酵母可將阿魏酸與香豆酸轉化為酚類化合物(4-乙基愈創(chuàng)木酚和 4-乙基酚),可使醬油產生丁香香味和煙熏味[61]。發(fā)酵醬油的球擬酵母主要作用在發(fā)酵中后期,有埃契氏球擬酵母、易變球擬酵母及蒙奇球擬酵母等。其代謝產生的主要呈香物質包括 4-乙基苯酚、4-乙基愈創(chuàng)木酚、2-苯乙醇等,可進一步提高醬油的呈香呈鮮[63]。

3.3?豆醬微生物

豆醬主要微生物種類有霉菌、細菌、酵母菌。豆醬發(fā)酵前期的優(yōu)勢菌為霉菌,目前已鑒定出米曲霉、黑曲霉、醬油曲霉、高大毛霉等[64]。曲霉菌的代謝產物為多肽類、氨基酸類、葡萄糖等,均是豆醬其余微生物生長的養(yǎng)料與風味物質形成的基質,且影響豆醬的顏色和味道[65-66]。工業(yè)化生產豆醬時,會添加曲精,促進其成熟和香氣的形成。目前,檢測出污染大豆醬的霉菌有黃曲霉、煙曲霉、赫曲霉、頭孢霉等,會抑制有益菌株生長并產生黃曲霉素等毒素[67-68]。細菌屬主要有芽孢桿菌屬、乳酸桿菌屬、魏斯氏菌屬、腸桿菌屬[69]。樊敏等[70]研究貴州大方豆醬發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌與地衣芽孢桿菌為優(yōu)勢菌種,可產生氨基酸、多肽等物質,豐富豆醬香氣[71]。醬醅中存在 60 多種乳酸菌,可將葡萄糖轉化為乳酸與有機酸,降低豆醬 pH,促進人體吸收,影響酵母菌的發(fā)酵能力,是豆醬天然防腐劑和增香劑[72]。酵母菌是影響豆醬風味形成的重要菌屬,有畢赤酵母屬、假絲酵母屬、紅酵母屬、德巴利氏酵母屬等[73,74]。假絲酵母屬與接合酵母屬利用原料中的葡萄糖發(fā)酵,可產生醬香風味的酚和高級醇。魯氏酵母菌產生的醇類物質與有機酸反應形成酯類化合物,同時還生成呋喃類化合物,提高大豆醬的香氣及鮮味[75-76]。

3.4?豆豉微生物

豆豉發(fā)酵過程中真菌主要以曲霉與酵母菌為主,包括米曲霉、絲孢酵母、黑曲霉、曲霉菌、土曲霉等,細菌有惡臭假單胞菌、解淀粉芽孢桿菌、中生根瘤菌、鞘氨醇桿菌屬、巨大芽孢桿菌、產酸克雷伯菌、枯草芽孢桿菌等[77]。董蘊等[78]通過 Misep 高通量測序技術研究細菌型豆豉發(fā)現(xiàn)芽孢桿菌是細菌型豆豉中的優(yōu)勢細菌,其相對含量達 95.26% 以上[79]。李曉然等[80]檢測云南地區(qū)豆豉,發(fā)現(xiàn)耐鹽的 Candida etchellsii 和 Candida versatilis 為優(yōu)勢菌群。

4?醬(豉)香的國內外研究現(xiàn)狀

4.1?醬(豉)香風味物質

目前,醬香風味物質包括酸類、醇類、醛類、酮類、脂類、酚類、吡嗪類、呋喃類等[81]。其中,酯類、醇類、酸類化合物是醬香型白酒中重要的香氣成分[82]。2012 年,F(xiàn)AN W等[83]通過氣相色譜聞香法(gas chromatography olfactometry,GC-O)和氣相色譜質譜聯(lián)用技術(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)檢測茅臺酒與郎酒中風味物質,發(fā)現(xiàn)己酸、3-甲基丁酸、3-甲基丁醇、己酸乙酯、2-苯乙酸乙酯、乙酸-2-苯乙酯、3-苯丙酸乙酯、γ-癸內酯、4-甲基愈創(chuàng)木酚、2,3,5,6-四甲基吡嗪為醬香型白酒的重要風味化合物。汪玲玲等[84]用液-液微萃取技術與 GC-MS 研究醬香型白酒骨架成分,共檢測到25種骨架成分,包括酸類 5 種、醇 9 種、酯類 9 種、其他類 2 種,乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、1-丙醇、2-苯乙醇以及3-甲基丁醇是重要的香氣物質,并驗證了糠醛、4-乙基愈創(chuàng)木酚、三甲基吡嗪、呋喃扭爾與醬香型白酒的典型醬香無關。徐巖[85]檢測到茅臺酒中300余種具有風味貢獻的風味物質,XIAO Z等[86]從醬酒茅臺中檢測出 70 余種骨架風味物質。紀南等[87]研究發(fā)現(xiàn)5 種醬香型白酒共有的風味成分有 20 多種。Qun Wu[88]等從醬香大曲中分離出 1 株耐高溫地衣芽孢桿菌,能生成大量半胱氨酸,可顯著增加 2,3-丁二醇、3-羥基-2-丁酮及四甲基吡嗪等物質含量,分析半胱氨酸在醬香型白酒風味物質合成過程中起到了間接前體物質或刺激物的作用[89-90]。

醬油的風味物質有 300 多種[91],趙謀明等[92]通過頂空-固相微萃?。℉S-SPME)和氣相色譜-質譜/嗅聞技術(GC-MS/O)聯(lián)用,共鑒定出醬油揮發(fā)性化合物 109 種,39 種為香氣活性物質。其中,乙醇、1-辛烯-3-醇、2-甲基丁醇、3-甲基丁醇、3-甲基丁醇、2-甲基丙醛、3-甲硫基丙醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、苯乙醛、2-甲基丙酸乙酯、4-羥基-2-乙基-5-甲基-3(2H)-呋喃酮(HEMF)、4-羥基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(HDMF)與愈創(chuàng)木酚為醬油整體香味貢獻麥芽香、烤土豆香味、醇香、焦糖香、花香味、蘑菇香味、果香味、洋蔥味、煙熏味等。Yan L J等[93]采用 SPME 鑒定出日式醬油內 97 種揮發(fā)成分,Zhang Y F等[94]鑒定出低鹽固態(tài)發(fā)酵醬油中 82 種揮發(fā)性化合物。Song等[95]人分析了醬油發(fā)酵過程揮發(fā)性化合物的變化,發(fā)現(xiàn)發(fā)酵初期,醇、酮和吡嗪是主要的風味貢獻者,而隨著發(fā)酵的進行,酸與醛的豐度逐漸增加[96]。

目前,豆醬風味物質有 100 余種,龐惟俏等[97]在6種大豆醬中共檢出124種揮發(fā)性成分,包括醇類、酯類、醛酮類、酸酚類、其他類化合物。石華治等[98]采用 SDE-GC-MS 法檢測干黃醬中揮發(fā)性香氣成分,共檢測出 73 種化合物。其中,2,3-丁二醇、異戊醇、異戊醛、2-甲基丁醛、可可醛、苯甲醛、苯乙醛、2,3-戊二酮、糠醛、5-甲基糠醛、2-戊基呋喃、2-乙?;量?、四甲基吡嗪等賦予豆醬果香、油脂香、甜香、奶香、焦糖香等香氣。Zhao J X等[99]將 HS-SPME、GC-MS、 GC-O 聯(lián)用分析自然發(fā)酵與人工發(fā)酵豆醬中揮發(fā)性成分,對比發(fā)現(xiàn),自然發(fā)酵豆醬中揮發(fā)性成分多于人工發(fā)酵豆醬。孫潔雯等[100]利用相同方法,定量分析許氏大醬揮發(fā)性成分,分別鑒定出33種揮發(fā)性成分,包括酯類13種、醛類5種、雜環(huán)類4種、酮類3種、含硫化合物2種、其他類6種。

細菌型豆豉風味物質的研究較為透徹,揮發(fā)性成分有4-甲基-2,6-二叔丁基-4-羥基-2,5-環(huán)己二烯-1-酮,2,6-二叔丁基對-1-苯醌、4-甲基-2,6-二叔丁基-4-羥基-2,5-環(huán)-已烯-1-酮、2,6-二叔丁基對苯醌、月桂醇、4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚、丙烯酸月桂醇酯、十七烷、肉豆蔻酸、2,6-二叔丁基-4-硝基苯酚、鱉酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸等,共27種[101-102]。謝蘭心等[103]比較曲霉型黃豆豉與黑豆豉的香氣成分,經 SPME 方法、GC-MS 分析,共檢出 80 余種香氣成分。兩種豆豉均有的揮發(fā)性物質有苯乙醇、丙酸、十四酸乙酯、苯甲醛、苯乙醛、壬醛、癸醛、4-乙烯基愈創(chuàng)木酚等。這些物質可能對豆豉的風味有一定影響。黃豆豉的特有風味物質為丁內酯、γ-壬內酯、丁酸丁酯、丁二酸二乙酯、香蘭素、乙基香蘭素、吲哚嗪、香豆素等。黑豆豉中特征風味物質 5-辛內酯、1-辛烯-3-酮、1-庚烯-3-酮、反-2-庚烯醛、反-2-辛烯醛[103-104]。何桂強等[105]比較毛霉型豆豉與曲霉型豆豉發(fā)現(xiàn),毛霉型豆豉的酯類、酸類、醛類、醇類、酮類、酚類和吡嗪類化合物含量顯著高于曲霉型豆豉。毛霉型豆豉中9-十八碳烯酸乙酯、亞油酸乙酯、3-甲基丁酸、苯甲醛、苯乙醛、1-辛烯-3-醇和2-甲氧基苯酚的OAV 高于曲霉型豆豉,分析毛霉型豆豉可能有更強烈的酸味、甜香味、玫瑰花香味、蘑菇香味和煙熏味。

4.2?醬(豉)香風味基因

隨著分子生物技術的不斷進步,通過對微生物 DNA 序列進行分析,從基因水平探究醬香風味形成機制。目前,極少有醬香基因的相關報道[106]。Xu Z B等[107] 研究醬油中產醬香蠟樣芽孢桿菌,發(fā)現(xiàn)與谷胱甘肽過氧化物酶有關的基因BC2114顯著上調。Chen F等[108]構建了帶有 GFP 基因的 PYEs2.0 載體,并在魯氏酵母內過表達?;o酶A結合蛋白,增加了醬油的風味。4-羥基-2(或5)-乙基-5(或2)-甲基-3(2 H)-呋喃酮(HEMF)被認為是醬油中的關鍵風味化合物,Kenji Uehara 等[109]研究發(fā)現(xiàn) YNL134C 基因編碼產生的醛還原酶,能催化美拉德反應產物、乙醛和 NADPH 的混合物形成 HEMF。據報道,芽孢桿菌能合成大量的吡嗪類化合物乙偶姻為天然香味化合物,是醬香酒的特征風味之一,gyrA、yybA、bdhA 是其調控基因[110,111]。鄭磊等[106]將枯草芽孢桿菌 E20 的 alsS 基因敲出后,發(fā)酵豆豉醬香風味消失,證實其相關代謝過程與醬香風味的形成有直接聯(lián)系。朱德和等[112]采用抑制消減雜交技術比較蠟樣芽孢桿菌 E20 與不產醬香蠟樣芽孢桿菌 10075 基因組差異,發(fā)現(xiàn) 26 個調控酶基因,這些酶與乙偶姻、乙酰乳酸合成酶基因、乙酰乳酸脫羧酶基因及其相關代謝存在一定聯(lián)系,并與美拉德反應相關的反應物存在相互作用。

5?醬(豉)香形成的機制

醬香主要是通過美拉德反應與醬香功能菌產香形成,其香氣形成機制研究較少。醬香功能菌在高溫條件下,能產生大量呈香物質。郭成栓[113]利用產醬香枯草芽孢菌 E20 研究不同溫度下發(fā)酵產香情況,30℃時無醬香產生,40℃時有醬香形成,55℃時醬香濃郁。有研究證實熱降解會產生一定的醬香成分,淀粉酶解成糖后,熱作用下分子脫水生成呋喃類化合物,氨基酸會發(fā)生脫羧反應或脫氨反應,生成的硫氨基酸熱降解產物有噻唑類、噻吩類,脂肪會加速氧化生成二烯醛、β-烯醛、烷基呋喃等,硫胺素的熱降解生成咪啶、噻唑、噻吩、呋喃類化合物[114]。美拉德反應是一個集縮合、分解、脫羧、脫氨、脫氫等一系列反應的交叉反應,由法國化學家美拉德于 1912 年發(fā)現(xiàn)。

在發(fā)酵過程中,蛋白質和肽降解,產生氨基酸、醛、苯型化合物,一些氨基酸(半胱氨酸、胱氨酸、蘇氨酸、絲氨酸等)繼續(xù)反應生成噻唑、噻吩、吡嗪等,是重要的呈香物質;糖化反應中,戊糖與己糖分別生成糖醛和羥甲基糠醛,最終產生呋喃酮和吡喃酮等香氣物質。阿馬多利化合物烯醇化,水解生成糠醛類物質及吡嗪類衍生物。

6?討論

目前,醬香與豉香沒有清楚的界定。產醬香主酵微生物主要為曲霉與酵母菌,產豉香主酵微生物主要為芽孢桿菌,特別是枯草芽孢桿菌。吳擁軍等[115]研究出以枯草芽孢桿菌為單一菌種,發(fā)酵出具有典型豉香的細菌型豆豉。有研究推測,同樣的產香微生物發(fā)酵溫度的差異,是產醬香還是豉香的原因之一,高溫多產醬香,中低溫多為豉香。醬香風味物質主要為酚類、酯類、吡嗪類,豆醬與醬香酒的醬香由多種呈香物質共同作用生成,醬油的關鍵呈香物質為 HEMF;豉香風味物質主要為酚類、醛類、酸類、醌類。通過產香微生物轉錄組測序,可能產生醬(豉)香的代謝途徑主要有嘧啶代謝、天冬氨酸和谷氨酸代謝、精氨酸和脯氨酸代謝、嘌呤代謝、組氨酸代謝途徑。

產醬(豉)香的發(fā)酵微生物研究較多,主要集中在產香種類的鑒定與分離。醬(豉)香風味物質的種類研究較為透徹,主香物質確定較少,推測較多。風味基因仍處在研究瓶頸期,已證實的醬(豉)香風味基因稀少,主要是采用基因敲除手段。醬(豉)香是由多條代謝途徑協(xié)同作用產生,但具體過程仍不清楚,推測未來醬(豉)香的研究,需結合基因組學與蛋白組學方法,才能將其研究透徹。

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