CN114052187A - 豆渣发酵剂、豆渣的发酵方法及发酵豆制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了豆渣发酵剂、豆渣的发酵方法及发酵豆制品，涉及食品技术领域。通过利用脉孢菌和产脂酵母形成的混合菌种作为豆渣发酵的菌剂，可以显著缩短发酵时间，有利于促进发酵工艺的工业化应用，便于扩大化生产；制备得到的发酵产品质地紧实，具有良好风味与口感，富含营养的可食用豆渣产品，且操作简单，对发酵环境要求不严苛，具有很强的可复制性，可进行产业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及食品技术领域，具体而言，涉及豆渣发酵剂、豆渣的发酵方法及发酵豆制品。
背景技术
豆渣作为豆浆、豆腐等豆制品制作过程中过滤后残留的副产物，在我国年产量约为280万吨，新鲜豆渣含水量高(约为70％～80％)，这导致其极易腐败，不利于运输与进一步食品加工，因此豆渣常被当作加工废弃物直接丢弃或简单加工成粗制饲料，造成一定的环境问题与经济损失。
豆渣中含有丰富的营养，其中膳食纤维约占50％，蛋白质约占20％～30％，脂肪约占10％，还有维生素与矿物质元素，具备良好的微生物转化条件。随着人们环保意识的提高以及资源利用研究的发展，豆渣的开发利用逐渐成为研究的热点，微生物发酵法大多需要严格的无菌环境，繁琐的操作步骤，且对操作员专业性要求高，因此目前大部分对于豆渣微生物转化的研究还停留在基础研究的水平，难以进行产业化的推广。
广东省梅州市仁居镇的非物质文化遗产“红菌豆腐”作为一种传统发酵豆制品在当地已经有上千年的食用历史，这为我们提供了一种豆渣产业化生产的可行性思路。但是，传统的“红菌豆腐”存在着杂菌多、易腐败，受地域限制等多种问题，且发酵时间是非常长的，不利于产业化应用。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供豆渣发酵剂、豆渣的发酵方法及发酵豆制品，旨在显著缩短发酵时间，并提升发酵制品的品质，有利于推动豆渣发酵的工业化应用。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明提供一种豆渣发酵剂，其包括混合菌种，所述混合菌种包括脉孢菌和产脂酵母，且脉孢菌和产脂酵母的浓度比为1-4:1。
在可选的实施方式中，还包括培养基，混合菌种接种于培养基上，混合菌种在培养基上的总接种量为0.2-0.4％；
优选地，脉孢菌和产脂酵母的浓度比为2-3:1；更优选为3:1。
在可选的实施方式中，豆渣发酵剂的制备过程包括：将混合菌种与培养基混合，再进行冷冻干燥制备得到发酵菌饼。
在可选的实施方式中，按质量份数计，培养基包括脱脂奶粉1-3份、马铃薯粉1-3份、葡萄糖0.5-1.5份、豆渣3-5份和麸皮0.5-1.5份。
第二方面，本发明提供一种豆渣的发酵方法，采用前述实施方式中任一项的豆渣发酵剂进行豆渣发酵。
在可选的实施方式中，先在豆渣基质中接种豆渣发酵剂，再进行成型处理和发酵；
优选地，豆渣基质和豆渣发酵剂的质量比为100:4-6；
优选地，豆渣发酵剂为发酵菌饼的形式加入。
在可选的实施方式中，成型处理是进行压紧成型；
优选地，压紧成型的过程包括：将接种后的豆渣在规则的容器中压紧成型。
在可选的实施方式中，发酵温度为25-35℃，湿度为60-70％，发酵时间为20-30h；
优选地，发酵时间为22-26h；
优选地，发酵过程是在空气流通且有光照处；
优选地，在发酵完成之后，进行冻藏。
在可选的实施方式中，豆渣基质的制备过程包括将新鲜豆渣依次进行粉碎、灭菌、脱水和摊晾；
优选地，控制粉碎后的细度小于或等于20目；
优选地，灭菌温度为灭菌是在115-125℃的温度下灭菌20-40min；
优选地，控制脱水后的豆渣含水量为55-65％；
优选地，摊晾是将豆渣进行摊晾至常温。
第三方面，本发明提供一种发酵豆制品，由前述实施方式中任一项的发酵方法制备而得。
本发明具有以下有益效果：通过利用脉孢菌和产脂酵母形成的混合菌种作为豆渣发酵的菌剂，可以显著缩短发酵时间，有利于促进发酵工艺的工业化应用，便于扩大化生产；制备得到的发酵产品质地紧实、营养丰富，具有良好风味，类胡萝卜素、游离氨基酸、可溶性膳食纤维含量均有提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例中提供的发酵工艺的流程图；
图2为发酵前新鲜豆渣；
图3为长条状发酵后豆渣产品；
图4为片状发酵后豆渣产品；
图5为发酵后豆渣孢子粉；
图6为饼状发酵后豆渣产品；
图7为单菌种发酵与发酵剂发酵豆渣产品颜色对比；
图8为单菌种发酵与发酵剂发酵豆渣产品切口对比；
图9为发酵豆渣中提取的不溶性膳食纤维与可溶性膳食纤维；
图10为发酵剂菌饼图片；
图11为发酵13h发酵剂发酵产品与单菌种发酵产品对比。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
针对现有技术中“红菌豆腐”存在的杂菌多、易腐败、发酵时间长的问题，发明人改进了豆渣用的发酵剂，采用脉孢菌和产脂酵母形成的复合发酵剂，能够显著缩短发酵时间，并得到品质较优的产品，促进了发酵工艺的工业化应用。
本发明实施例提供一种豆渣发酵剂，其包括混合菌种，混合菌种包括脉孢菌和产脂酵母，且脉孢菌和产脂酵母的浓度比为1-4:1。
需要说明的是，相比于传统的菌种发酵，本发明实施例所提供的发酵菌剂中，脉孢菌具有丰富的酶系，能够分泌纤维素酶，蛋白酶，糖化酶等，可以很好地利用豆渣中的营养物质；产脂酵母参与发酵后，能够增加豆渣的醇酯和酚香味，提高豆渣的品质。复合菌种发酵相对于传统的单菌种发酵，颜色更宜人，发酵时间更短，特殊香气更浓，口感更细腻。
具体地，脉孢菌和产脂酵母可以为市购菌种，“红菌”为脉孢霉，无性世代隶属于半知菌亚门，丝孢纲，丝孢目、丝孢科的脉孢菌属。作为以豆渣为原料酿造发酵食品时的优势生长菌，这种传统食品已有上千年的食用历史。FDA组织认为脉孢菌是一种可食用的安全生物。脉孢菌具有较为完整的酶系，能够很好的利用豆渣中的营养物质，通过自身的生长代谢，分解豆渣中的抗营养因子，以及蛋白质，纤维素，脂肪等大分子物质，产生游离氨基酸，单糖，脂肪酸等易被人体消化吸收的小分子物质，在这过程中，豆腥味也被去除，并且通过氧化，酯化等多种反应，形成独特的鲜味。
在一些实施例中，还包括培养基，混合菌种接种于培养基上，混合菌种在培养基上的总接种量为0.2-0.4％；脉孢菌和产脂酵母的浓度比为2-3:1；更优选为3:1。通过进一步控制两种菌的用量以及总的接种量，以更精确地控制菌的用量，达到更好的发酵效果，进一步缩短发酵时间、提升发酵制品的品质。
在一些实施例中，豆渣发酵剂的制备过程包括：将混合菌种与培养基混合，再进行冷冻干燥制备得到发酵菌饼，也就是说，豆渣发酵剂可以以发酵菌饼的形式作为产品，单独售卖。
进一步地，按质量份数计，培养基包括脱脂奶粉1-3份、马铃薯粉1-3份、葡萄糖0.5-1.5份、豆渣3-5份和麸皮0.5-1.5份。发明人改进了培养基的组成，采用以上几种原料通过优化的配比进行混合制备得到培养基，该培养基更适合于本发明实施例中所提供的混合菌种，有利于促进菌种的繁殖。
本发明提供一种豆渣的发酵方法，采用上述豆渣发酵剂进行豆渣发酵，请参照图1，具体包括如下步骤：
S1、前处理
前处理是通过常规的处理步骤制备得到含水量适合发酵的豆渣基质，豆渣基质的制备过程包括将新鲜豆渣依次进行粉碎、灭菌、脱水和摊晾。
其中，粉碎是将来自豆制品工厂的新鲜豆渣(豆制品过滤后的副产物，不可重复漂洗)进行破碎，使粒径减少，有利于缩短发酵时间，制备得到紧致度更好的发酵制品。具体地，控制粉碎后的细度小于或等于20目为宜，以防止豆渣粒径过大影响产品的质地。为得到细度满足要求的豆渣，可以采用过筛的方式，去掉太粗的纤维和杂质使口感更细腻。
其中，灭菌温度为灭菌是在115-125℃的温度下灭菌20-40min，通过前期高压灭菌可助纤维素以及蛋白更好被分解，有利于后期进行发酵。具体地，灭菌可以在高压灭菌锅中进行，灭菌温度可以为115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃、121℃、122℃、123℃、124℃、125℃等，灭菌时间可以为20min、25min、30min、35min、40min等。
其中，脱水是去除豆渣中所含有的部分水分，以使水分含量适合发酵，控制脱水后的豆渣含水量为55-65％为宜，该含水量是指脱水后的初始含水量，可以为55％、60％、65％等。
其中，摊晾是将豆渣进行摊晾至常温，以便后续接种发酵。
S2、接种
在豆渣基质中接种本发明实施例所提供的豆渣发酵剂，优选以发酵菌饼的形式加入。
在一些实施例中，豆渣基质和豆渣发酵剂的质量比为100:4-6。通过精确控制豆渣发酵剂的用量，以进一步提升发酵的效果，缩短发酵的时间。
S3、成型
本发明实施例采用先接种再成型的方式，相比于先成型再接种的方式，本发明实施例中的操作方式能够使菌种不仅只存在于表面，且能均匀分布于豆渣基质中，有利于进一步缩短发酵时间。
在一些实施例中，成型处理是进行压紧成型，包括：将接种后的豆渣在规则的容器中压紧成型，将松散的豆渣中多余的空气排出。
S4、发酵
在成型之后开始发酵过程，发酵条件如下：发酵温度为25-35℃(如25℃、30℃、35℃等)，湿度为60-70％(如60％、65％、70％等)，发酵时间为20-30h，优选的发酵时间可以为22-26h。发酵时间可以为20h、21h、22h、23h、24h、25h、26h、27h、28h、29h、30h等)。通过大概一天的发酵即可得到内部结构紧致细密、弹性和口感较好、颜色诱人的发酵制品，且发酵制品中形成的风味物质较多。
进一步地，发酵过程是在空气流通且有光照处，以保证发酵过程是在光照、通风的条件下进行。
为更好地对发酵制品进行保鲜，在发酵完成之后，进行冻藏，以终止其继续发酵以及保鲜，将其真空包装后置于-18℃左右的温度下冻藏即可。
本发明实施例提供一种发酵豆制品，由前述发酵方法制备而得，该发酵制品质地紧实、营养丰富、具有良好风味，类胡萝卜素、游离氨基酸、可溶性膳食纤维含量均有提高。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种豆渣的发酵方法，其采用图1中的方法进行，包括如下步骤：
(1)从豆制品厂取回新鲜豆渣，破碎至细度小于20目。
(2)所述步骤(1)的新鲜豆渣，放入高压灭菌锅中，121℃下灭菌30min。
(3)所述步骤(2)中灭好菌的豆渣，放入压榨机中，挤压至豆渣中初始水分含量约为60％，然后摊晾至常温。
(4)将豆渣发酵剂与豆渣混合接种，其中，豆渣发酵剂是将混合菌种与培养基混合再进行冷冻干燥制备得到发酵菌饼，混合菌种在培养基上的总接种量为0.3％，脉孢菌和产脂酵母的浓度比为3:1。按质量份数计，培养基包括脱脂奶粉2份、马铃薯粉2份、葡萄糖1份、豆渣4份和麸皮1份。
(5)所述步骤(4)中接种后的豆渣倒入规则的正方型容器中，压紧成型。
(6)所述步骤(5)中成型好的豆渣放置于温度为30℃、湿度为60％、光照且通风的环境下，发酵24h。
(7)所述步骤(6)中发酵好的豆渣产品，真空包装后，放置-18℃下保存。
实施例2
本实施例提供一种豆渣的发酵方法，其采用图1中的方法进行，脉孢菌与产脂酵母的浓度比也为3:1，发酵至产品发酵成熟，记录成熟时的发酵时间。
注：当发酵制品表面覆盖一层均匀且薄的淡黄色菌衣，散发出独特的香味，切口细腻，且弹性十足，即为发酵成熟。
实施例3
本实施例提供一种豆渣的发酵方法，其采用图1中的方法进行，与实施例2的区别仅在于：脉孢菌与产脂酵母的浓度比为2:1，发酵至产品发酵成熟，记录成熟时的发酵时间。
实施例4
本实施例提供一种豆渣的发酵方法，其采用图1中的方法进行，与实施例2的区别仅在于：脉孢菌与产脂酵母的浓度比为1:1，发酵至产品发酵成熟，记录成熟时的发酵时间。
实施例5
本实施例提供一种豆渣的发酵方法，其采用图1中的方法进行，与实施例2的区别仅在于：脉孢菌与产脂酵母的浓度比为4:1，发酵至产品发酵成熟，记录成熟时的发酵时间。
对比例1
本实施例提供一种豆渣的发酵方法，其采用图1中的方法进行，与实施例2的区别仅在于：采用单一的脉孢菌孢子粉，总接种量与实施例2的混合菌接种量相同，发酵至产品发酵成熟，记录成熟时的发酵时间。
对比例2
本实施例提供一种豆渣的发酵方法，其采用图1中的方法进行，与实施例2的区别仅在于：将产脂酵母替换为汉逊氏酵母。
试验例1
测试实施例2-5和对比例1中发酵成熟的时间，并测试可溶性膳食纤维含量，结果如表1所示。
表1发酵时间和可溶性膳食纤维含量测试结果
由上表可知，统一使用优化后的工艺，接种不同的发酵剂，产品成熟的时间与可溶性膳食纤维的含量也具有较大的差异：接种发酵剂，对比接种传统孢子粉，产品成熟时间缩短了12～20h，接种最优发酵剂将产品成熟时间缩短了将近一半；可溶性膳食纤维含量提高了20.47-65.41％，接种最优发酵剂的产品中可溶性膳食纤维含量为接种传统孢子粉的0.65倍。
由此可见，发酵工业化技术配套发酵剂才能更为有效地提高产品的生产效率与产品质量。
试验例2
将实施例1和对比例1中得到的豆渣产品切片后进行真空冷冻干燥，测定膳食纤维含量，测试方法参照GB 5009.88-2014，结果见表2。
表2膳食纤维含量测试结果
可见，本发明实施例中的发酵工艺制备得到的膳食纤维含量明显更高。
试验例3
对实施例1和对比例1中得到的发酵剂发酵豆渣和单菌发酵豆渣进行GC-MS测定，结果见表3。
表3 GC-MS测试结果
由表3可知，发酵剂发酵的豆渣，具有更丰富的挥发性风味物质，并且相对含量也较高，其中酯类和醛类风味物质在化合物数量以及相对含量上都有增加，这可能与产脂酵母生长代谢有关。
试验例2
将实施例1中得到的豆渣产品切片后进行真空冷冻干燥，根据GB/T22729-20086.3测定低聚肽含量，根据GB/T 22729-2008 6.2.2.2测试游离氨基酸的含量，结果见表4。
表4低聚肽和游离氨基酸含量测试结果
试验例3
将实施例1中得到的豆渣产品切片后进行真空冷冻干燥，测定β-胡萝卜素的含量，测试方法参照GB 5009.83-2016色谱条件二，结果如表5所示。
表5β-胡萝卜素的含量测试结果
| 项目名称 | 计量单位 | 检测结果 |
| β-胡萝卜素 | μg/100g | 2.21×10<sup>3</sup> |
试验例4
将实施例1中得到的豆渣产品切片后进行真空冷冻干燥，测定基本营养成分与真菌毒素限量、污染物限量，参照GB 2712-2014《食品安全国家标准豆制品》；GB2761-2017《食品安全国家标准食品中真菌毒素限量》；GB2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》；GB28050-2011《食品安全国家标准预包装食品营养标签通则》。基本营养成分与真菌毒素限量，污染物限量的测试结果见表6、表7。
表6污染物限量、真菌毒素限量测试结果
表7基本营养成分测试结果
试验例6
本试验例提供原料以及产品的实物图片，具体如下：
本发明实施例1所采用的发酵前的新鲜豆渣，如图2所示。
实施例1所制备的发酵豆渣产品呈长条状，如图3所示，结构紧实，色泽度较好。
将实施例1中所制备的发酵产品切片之后的状态，如图4所示，可以看出切片之后结构紧实。
对比例1中得到的发酵制品所制得的孢子粉形貌如图5所示。
实施例1中得到的发酵制品所制得的饼状豆渣产品如图6所示(形状使在成型步骤时控制)。
实施例1和对比例1得到的发酵豆渣产品如图7所示，左为实施例1得到产品，右为对比例1得到产品。实施例接种为菌剂，对比例为脉孢菌孢子粉，实施例产品图片偏黄，切口细腻，对比例产品图片偏红，切口粗糙。
实施例1和对比例1得到的发酵豆渣的切口对比如图8所示，左为实施例1得到产品，右为对比例1得到产品。
实施例1总得到的发酵豆渣中得到的不溶性膳食纤维与可溶性膳食纤维，如图9所示，左为不溶性膳食纤维，右为可溶性膳食纤维。
实施例1中所采用的发酵剂菌饼的实物图如图10所示。
采用实施例1和对比例1中的发酵方法，控制发酵时间为13h时，得到的产品图如图11所示，上为实施例1得到的豆渣产品，下为对比例1得到的豆渣产品。
综上所述，本发明实施例通过利用脉孢菌和产脂酵母形成的混合菌种作为豆渣发酵的菌剂，可以显著缩短发酵时间，解决了传统手工作坊式杂菌多、易腐败、受地域限制等问题，并且完善了生产工艺，可扩大产量的同时，又能够提升产品的品质。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种豆渣发酵剂，其特征在于，其包括混合菌种，所述混合菌种包括脉孢菌和产脂酵母，且所述脉孢菌和所述产脂酵母的浓度比为1-4:1。
2.根据权利要求1所述的豆渣发酵剂，其特征在于，还包括培养基，所述混合菌种接种于所述培养基上，所述混合菌种在培养基上的总接种量为0.2-0.4％；
优选地，所述脉孢菌和所述产脂酵母的浓度比为2-3:1；更优选为3:1。
3.根据权利要求2所述的豆渣发酵剂，其特征在于，所述豆渣发酵剂的制备过程包括：将所述混合菌种与所述培养基混合，再进行冷冻干燥制备得到发酵菌饼。
4.根据权利要求3所述的豆渣发酵剂，其特征在于，按质量份数计，所述培养基包括脱脂奶粉1-3份、马铃薯粉1-3份、葡萄糖0.5-1.5份、豆渣3-5份和麸皮0.5-1.5份。
5.一种豆渣的发酵方法，其特征在于，采用权利要求1-4中任一项所述的豆渣发酵剂进行豆渣发酵。
6.根据权利要求5所述的发酵方法，其特征在于，先在豆渣基质中接种所述豆渣发酵剂，再进行成型处理和发酵；
优选地，所述豆渣基质和所述豆渣发酵剂的质量比为100:4-6；
优选地，所述豆渣发酵剂为发酵菌饼的形式加入。
7.根据权利要求6所述的发酵方法，其特征在于，所述成型处理是进行压紧成型；
优选地，所述压紧成型的过程包括：将接种后的豆渣在规则的容器中压紧成型。
8.根据权利要求6所述的发酵方法，其特征在于，发酵温度为25-35℃，湿度为60-70％，发酵时间为20-30h；
优选地，发酵时间为22-26h；
优选地，发酵过程是在空气流通且有光照处；
优选地，在发酵完成之后，进行冻藏。
9.根据权利要求6所述的发酵方法，其特征在于，所述豆渣基质的制备过程包括将新鲜豆渣依次进行粉碎、灭菌、脱水和干燥；
优选地，控制粉碎后的细度小于或等于20目；
优选地，灭菌温度为所述灭菌是在115-125℃的温度下灭菌20-40min；
优选地，控制脱水后的豆渣含水量为55-65％；
优选地，所述干燥是将豆渣进行摊晾至常温。
10.一种发酵豆制品，其特征在于，由权利要求5-9中任一项所述的发酵方法制备而得。
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