发酵海藻食品加工研究进展

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食用海藻发酵加工研究进展lyz摘要:综述了海藻发酵加工的研究现状,包括发酵中菌种的选择、海藻食品发酵工艺,以及各种海藻发酵食品的研究进展。表明海藻经发酵加工得到的产品主要为发酵酒、饮品和海藻酱等，因此发酵法在海藻加工中的应用具有较大的发展潜力。关键词:海藻;发酵;加工AdvancesreviewonfermentationofedibleseaweedStudentmajoringinfoodengineering，YizheLiuAbstract:Theresearchactualityoftheprocessingofseaweedfermentationissummarized,includingtheselectionofmicrobespecies,fermentconditionsandtechnologyapplication,andtheresearchprogressofvariousfermentationproducts.Theresultsshowthattheproductsofseaweedfermentationmostlyarefermentationwine,drinkandseaweedsoysauce.Zymotechnicshasgreaterdevelopmentpotentialintheapplicationofseaweedprocessing.Keywords:seaweed;fermentation;processing海藻是生长在海水里的藻类植物，是海生资源的一大家族，有250属，1500余种，有经济价值的种类就有100多种[1,2]。在我国漫长的海岸线上，北至黄海的辽河、鸭绿江口，南至北部湾的白兰河口及西沙群岛、中沙群岛和南沙群岛等辽阔的海域中都有海藻的踪迹。目前，在全世界可供食用的100多种藻类中,我国沿海就有50多种，主要为褐藻、红藻、绿藻及少量蓝藻等[3]。世界人工栽培海藻非常普及，栽培总面积约20万公顷（300万亩），海藻总产量约为635万吨（鲜重），我国占世界总产量的一半以上；其中：海带310万吨，裙带菜220万吨，紫菜75万吨，江蓠10万吨，麒麟菜10万吨，其它10万吨，总产值约30亿美元以上。另外，我国海带和紫菜干品产量分别达到了30万吨和3万吨，占世界的第一位和第三位[2]。据分析测定,海藻干物质中,淀粉含量达25%，粗蛋白含量多在10%-48%,高者如螺旋藻其蛋白质含量可达60%以上;含无氮有机化合物30%-60%,主要为海藻胶、淀粉、甘露醇、纤维素等多糖;还含有种类繁多的矿质元素如钙、钾、钠、镁、铁、铜、碘、磷、锌、锰、硒、钻、铭等,其中碘的含量为0.4%-0.7%,是一类天然的人体补碘食品;同时海藻中还含有VA、VC、VE、VB2、VB6、VB12、烟酸、胆碱、肌醇、叶酸等多种维生素,也含有多种色素和许多能促进生物生长的活性物质[2,3]。 另外，海藻所含的微量元素和各种维生素的量都远超过一些陆地植物,因此海藻具有极高的营养价值和保健功效。在我国，国家很重视海藻的深加工技术，把海藻深加工技术列入海洋领域的863研究和开发计划在“九五”期间设立的三个主题中的一个——海洋生物技术（819），同时国家自然科学基金也把海藻作为重点研究开发的项目。当前，依靠丰富的海藻资源以及其优良的营养和保健功效，我国已经建立起规模庞大的海藻生产和加工产业，成为海洋经济的重要部分。然而，我国海藻产品产量虽高，但其产值和效益却与我国巨大的海藻资源量严重不相称，产品低值。而在众多的海藻加工产品中,使用发酵方法生产的产品为数不多。实际上,食品的发酵加工历史悠久并有很多优点,如发酵产生的各种酒类、有机酸、氨基酸和酯类物质可使产品色香味独特,而且还有利于食品保藏。目前,生物发酵法应用于海藻加工尚处于起步阶段,本文综述了海藻发酵加工的研究现状,为海藻的深加工高附加值加工的研究及海洋产品开发提供一定参考。1发酵中的菌种选择用于海藻发酵加工的细菌主要有乳酸菌、醋酸菌等。乳酸菌是发酵乳制品制造过程中起主要作用的一类菌,常用于发酵乳制品、泡菜和豆酱等,产生的乳酸等是这些产品中的主要成味物质,在海藻发酵中主要用来加工泡菜和乳酸饮料,也有在海藻发酵饮料中加入胚芽乳杆菌做防腐剂的报道[4]。醋酸菌能氧化乙醇使之成为乙酸,因而是制造食醋的主要菌种。真菌类如米曲霉菌、毛霉菌、黑曲霉菌等,多用于海藻酱、海藻调味汁等发酵型调味品的发酵,目的是使发酵物中产糖化酶、蛋白酶等。酵母类如耐高温酒精活性干酵母、葡萄酒酵母等,广泛应用于发酵型海藻酒,混合海藻发酵酒,由于其原料中不只有海藻,所以多在“主发酵”环节加入活化酵母;而单一海藻发酵酒则是在对制取的海藻汁勾兑糖度和酸碱度之后接入发酵菌种。2海藻食品发酵工艺2.1发酵菌种数量单一菌种发酵是指整个发酵过程中只需要用一种微生物来生产产品。采用单一菌种纯培养发酵,具有缩短生产周期,提高生产效率和产品出品率等优点,但产品的风味欠佳。多菌种发酵则是使用两种或两种以上同一种属或者不同种属的微生物。混合培养较单一菌种培养有很多优点,如产率、微生物的生长速度、混合底物的利用率都得到提高,培养基不易被污染,发酵条件易掌握控制等。2.2菌种接入方法自然接种发酵:借鉴传统酿造工艺,如酱类的生产是将大豆洗净、浸泡、蒸熟之后,用面粉拌匀,置于竹匾上,依靠空气中自然存在的微生物进行自然制曲。也应用于豆腐乳等其他产品的生产,但采用自然接种生长的毛霉为黑色或红褐色, 且菌丝稀少,生长不旺盛。人工接种发酵酱类则是在制曲阶段接种米曲霉和酱油曲霉,在发酵前期接种酵母菌和乳酸菌等产香增香菌株,并对发酵温度进行控制,其他工艺同自然发酵。应用于豆腐乳的生产时要将扩大培养好的毛霉菌悬液过滤后,喷洒在小块豆腐坯上进行发酵。2.3发酵温度与时间的选择以发酵酸乳为例来介绍高温短时发酵和低温长时发酵。国内市售酸乳多以高温短时发酵生产,其特点是发酵时间和生产周期短、成本低。但缺点是后酸化过强,活菌数低,风味不足。低温长时发酵法,其特点是发酵后熟阶段保持长时间低温,然后在低温下长时间保藏。此方法发酵得到的酸乳酸度适中,后酸化程度较弱,品质稳定,风味佳。2.4菌种固定化发酵技术的应用采用菌种固定化发酵方法生产海藻酒及食醋,具有提高反应器单位体积的生物转化速率,延长发酵细胞寿命,利于实现连续化生产和产物分离等优点。该技术的关键是固定化细胞的制备与增殖,方法是将种子液与一定量含海藻酸钠的聚乙烯醇溶液混合均匀,用注射器滴入含氯化钙的硼酸液中,制成直径为3mm的颗粒,经无菌水浸洗后加入增殖培养基,使固定化活细胞增殖。3海藻发酵加工食品3.1海藻发酵保健酒近些年对海藻酒的发酵加工研究较多，海藻发酵酒的生产方法有浸泡法和发酵法。发酵法是在海藻抽提液中加入一定量的糖后接种酿酒酵母发酵的工艺。如选用盐渍海带作原料,则还需经过脱盐、护色、消化等提取工序。海藻酒富含氨基酸和矿质元素,尤其含有碘和海藻多糖,具有重要医疗保健功效。除此之外,海带如辅以营养价值高的黑糯米,可制得色泽乌黑、澄清、绵甜爽口的海带风味的营养保健酒。赵军等[5]报道了两种发酵法制海藻酒的工艺。一种是将海藻切碎后浸入水中,除去盐分和其他杂质,进行抽提。然后在抽提液中加入一定量的糖进行调配，调配好后接种葡萄酒酵母，进行发酵。另一种方法是将盐渍海带经过脱盐、护色、消化提取工艺获得的海带的提取液，经酶解、酸解后，与枣汁复配，接种葡萄糖酵母发酵，可加工成浓郁的果香的海藻酒。从海藻酒的成分可以看出，其所含氨基酸和矿质元素无论种类还是数量都十分丰富，尤其含有的碘和海藻多糖具有重要医疗保健功效。3.2海藻发酵醋及保健醋侯红漫[6] 等选育出了适合海藻醋酿造的优势醋酸菌，并以该优势醋酸菌为发酵菌剂，将大米糊化后接入醋酸菌使其糖化，与海带浆以一定比例混合发酵，制出营养丰富的海藻醋。以大米、海带为原料研制的海藻保健醋，富含碘、硒等人体所需的微量元素，可防治地方性甲状腺肿大，预防克汀病和亚克汀病，能降低血压、血脂，防止动脉硬化，还有抑制癌的发生和增殖，抗过敏，抗衰老，并有健脑益智等功效。另外，复水海带和新鲜猕猴桃分别打浆按比例混合，将活性干酵母30℃活化30min后接入混合浆汁中发酵，接种量4%、发酵温度28℃，发酵时间7d，直至酒精度达到6%（V/V）左右，即为发酵终点。再将扩大培养的醋酸菌直接接入酒精度达到6%（V/V）的发酵液中。调整醋酸菌发酵液最适pH到4.5，醋酸菌的接种量为10%、发酵温度为30℃、发酵时间为12d。按此发酵工艺制得的海带猕猴桃复合果醋呈明亮的深黄绿色，有浓郁的果香和醋香，酸味柔和不刺激，无异味、涩味等，风味独特，营养丰富[7]。3.3海藻发酵酸奶海带经浸泡、清洗、破碎、蜕皮和脱杂后，将常规酸奶发酵菌种接入到物料中，恒温发酵数小时后，将发酵液冷却并保温，使发酵液后熟，增加产品的适口性。海带酸奶在流动性、粘稠度、乳清析出量、适口性、发酵乳香味等产品品质方面，或与普通酸奶相近或优于普通酸奶，如在pH值、乳酸菌密度等发酵性能方面优于普通酸奶，说明以褐藻酸钠为主要成分的海带原胶液，对酸奶发酵过程有助进作用。海带胶液中含有丰富的碘、甘露醇、褐藻胶等营养成分，使海带酸奶具备特殊的营养、保健性。海带酸奶原料丰富、价廉、设备及技术简单、品质好经济效益高，有非常好的的开发潜力[8]。3.4海藻保健酱油将成熟的曲子,经破碎后加入蒸煮粉碎后的海带和盐水,搅拌均匀入发酵池发酵。入池后3d内酱醅温度严格控制在42-45℃,使蛋白酶和淀粉酶在较适宜的温度下进行酶解。从第4d起逐步升温，l0d后温度可升至48℃左右,第15d温度升至53℃,发酵周期为20d，发酵中期应倒池一次，使酱醅上下能够发酵均匀，成熟酱醅为枣红色[9]。3.6海藻发酵饮料发酵型海藻饮料往往要在发酵前后添加不同辅料以得到好的口味。如海带乳饮料,海带经酸煮后打浆,将抽提液和糯米提取液、脱脂乳粉以及果葡糖浆混合、煮沸、冷却后,用番茄汁调pH值,后经发酵、调配均质、杀菌制得对人体有丰富营养价值的饮料。调配液中往往需加入山梨酸、果胶、甜味料等,以获得更佳的口感及稳定性[10]。海藻豆乳醋酸饮料将海藻汁和大豆浆以1/3比例混合并添加2%的葡萄糖,加热杀菌。可同时接种醋酸杆菌和清酒酵母或产香酵母,置于恒温箱内发酵;也可先接种醋酸杆菌,让其发酵后再接种清酒酵母或产香酵母发酵。以此两种接种方式制成的海藻豆乳醋酸饮料含碘量为15mg/L,既强化了香味, 也增添了酒味,并除去了豆腥味[11]。3.8海藻发酵酱将海带经过高压蒸煮脱腥[12]后和黄豆按照一定比例混匀后，采用多菌种制曲，米曲霉菌、毛霉菌和生香酵母按比例接种后拌和均匀，分装于竹匾内，放进制曲房内培养。经过前期、中期、后期的发酵过程，制曲成熟，菌丝饱满，有种曲特有香气，无霉味及其它杂味。经此多菌种制曲制成的海带豆瓣酱，营养丰富，滋味鲜美，醇香浓郁[13]。经与相关企业联合的市场调研，目前市场上海藻发酵酱产品还呈空白状态，并具有相当大的市场前景。为此，我们企图通过研发紫菜、海带、海苔等一系列海藻的酱香型曲种，应用于海藻酱醅发酵，研发出相应的海藻发酵酱系列产品。并以营养好、价廉和有海鲜风味等产品特点供应于市场。4展望尽管海藻发酵食品的开发以及被人们接受的历史尚短,但随着海藻生物技术的发展,以及人类膳食结构改进的需求,海藻发酵食品将会以其特有的魅力受到人们的喜爱。因此,海藻发酵加工产品还应进一步多样化,如将不同海藻和不同豆类加工成各种海藻发酵酱,其产品质量必将优于未经发酵的海藻酱。酿造海藻酒方面,也可以与不同谷物原料一起加工成酒类饮品,如大米、高粱和薯类等与海藻酱共酵法酿制海藻酒等。应用固定化连续发酵工艺,不但可以维持比较稳定的菌种配比量,实现连续化生产,缩短发酵时间,还可以提高产品品质。随着各种先进分析仪器和分析技术的出现,对发酵产物的研究也由营养分析转向了对挥发性香气成分的检测分析。特别是气谱(GC)、质谱(MC)和气-质联用(GC-MS)技术的发展和应用,将大大推进食品发酵风味物质的研究。参考文献[1]黄知清.海藻的开发应用及发展趋势[J].广西化纤通讯,2000,2:38~41.[2]刘烨.发酵酱加工工艺研究[D].上海:上海海洋大学,2010.[3]姜桥,周德庆,孟宪军,等.我国食用海藻加工利用的现状及问题[J].食品与发酵工业,2005,5(31):68~72.[4]崔韵,刘烨.用海藻发酵加工研究进展[J].粮食与食品工业,2010,1(17):31~33.[5]赵军,刘月华.发酵型海藻酒的研制.酿酒,2007,34(2):101~102[4]刘秀河,张印贞.海藻酒发酵工艺研究[J].食品工业科技,2007,28(10):182~183,185.[6]侯红漫,朱蓓薇,许安邦,肖燕.优势醋酸菌的选育及其在海藻醋中的应用[J].中国调味品,1997,5(5):10~12,13. [7]潘轶民,文连奎.海带猕猴桃复合果醋的工艺研究[J].实验报告与理论研究,2010,1(13):7~9[8]李光辉,钟世荣.海带酸奶的制备原理与方法[J].食品科学,2002,2(23):80~82[9]施安辉,单宝龙,徐启民等.海带保健酱油的研制[J].中国调味品,2005,11(11):31~33[10]叶日英.老年人保健饮料——混合发酵海带饮料的工艺研究[J].饮料工业,1999,2(1):32~34.[11]王克名.混种固定化细胞发酵海藻豆乳醋酸饮料的研究[J].中国酿造,2006(4):44~45.[12]王小军,刘昌衡,袁文鹏等.风味海带酱的研制[J].农产品加工学刊,2008,6(6):39~41.[13]宦银根.海带豆瓣酱的生产技术.江苏调味副食品,1999,3(3):15~16.