耐盐性谷氨酰胺酶在酱油发酵过程中的应用与分析

  鲁网5月17日讯 酱油是中国古代人民发明的四大食品之一，作为一种调味品，酱油最重要的功能是提升食品的鲜味。中国是酱油生产大国和消费大国，随着健康饮食观念的深入，百姓对高品质纯天然工艺生产的食品需求越来越高。2019年12月开始实施的团体标准TCNFIA114—2019《原酿本味酱油》中已明确原酿本味酱油不允许添加味精等食品添加剂。 

  酶制剂是一种具有清洁标签功能的食品加工助剂，具有绿色、高效、专一的特点，在食品加工中能起到减少或取代食品和化学添加剂的作用，酶制剂是以加工助剂的形式存在，在最终产品中可不用做标记。 

  谷氨酰胺酶（EC 3.5.1.2）是一种能够催化谷氨酰胺水解生成L-谷氨酸和氨的酰胺酶，广泛存在于 细菌、真菌和哺乳动物中。谷氨酰胺酶也在食品工业、医疗等领域被广泛地使用，尤其是在酱油酿造的过程当中，利用其水解产生一种具有特殊风味的氨基酸——谷氨酸。谷氨酸是酱油的主要呈鲜味物质之一，其含量的高低对酱油鲜味程度有重要影响。据报道，大豆和小麦原料中所含有的谷氨酸中有46%（w/w）左右是以谷氨酰胺的形式存在，如果没有足够的谷氨酰胺酶活力，在发酵过程中，谷氨酰胺会因非酶性焦化反应不可逆地转化为无味的焦谷氨酸，从而降低酱油的鲜味。 

  在酱油酿造过程中所使用的曲霉菌类，在常用培养条件下所产生谷氨酰胺酶的活性都较低。因此，在酱油发酵初期，通过外源添加耐盐性谷氨酰胺酶的方式，是提升原料谷氨酰胺利用率和发酵品质的一种理想途径。 

  酱油发酵在高盐条件下进行，高盐稀态发酵工艺盐浓度甚至达18%以上，酱油曲中的曲霉、黑细菌等微生物均可产生谷氨酰胺酶，但这些微生物所产生的酶受制曲发酵高盐环境影响，存在酶活不稳定或耐盐性不佳等问题，对原料中谷氨酰胺的降解程度有限，会导致底物的浪费。 

  谷氨酰胺酶来源较多，对于Lactobacillus reuleri KCTC3594，Bacillus sp LKG-01，Aspergillus oryzaeRIB40等菌属的谷氨酰胺酶研究较为普遍。来自柠檬酸细菌（Citrobacter）的谷氨酰胺酶在45~55℃范围内表现出较高的酶活力，较低的温度（25℃）及适当延长制曲时间，可以提高谷氨酰胺酶的活性，但菌种来源的谷氨酰胺酶热稳定性不好，反应时间不宜过长。在酱油酿造中应用广泛的米曲霉属（Aspergillus oryzae）谷氨酰胺酶，其最适温度为37 ℃，热稳定性较差，且当发酵基质pH降到6.0以下时，则会严重影响其活性。来自Debaryomyces spp的谷氨酰胺酶，最适pH为8.5，当pH下降到6.0时，酶活性仅剩20%。

  解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amylolique Faciens）来源的耐盐性谷氨酰胺酶，具有良好的耐热性，同时适合于弱酸性的应用条件。

  试验结果表明，在高盐稀态酱油发酵初期，添加解淀粉芽孢杆菌来源的耐盐性谷氨酰胺酶，一方面可以显著提升谷氨酸含量，从而提升酱油鲜味，改善酱油综合口感，另一方可以增加挥发性香味物质含量，从而增强酱油香味，在一定程度上提升酱油氨基酸态氮值，并且对其他理化指标无负面影响，从而进一步提高酱油的品质。谷氨酰胺酶属于绿色食品加工助剂，同时具有清洁标签作用，在酱油发酵领域有非常广泛的应用前景。（本网记者）