醬油是我國古代人民發(fā)明的四大食品之一，作為一種調(diào)味品，醬油最重要的功能是提升食品的鮮味。我國是醬油生產(chǎn)大國和消費大國，隨著健康飲食觀念的深入，百姓對高品質(zhì)純天然工藝生產(chǎn)的食品需求越來越高。2019年12月開始實施的團體標(biāo)準(zhǔn)TCNFIA114—2019《原釀本味醬油》中已明確原釀本味醬油不允許添加味精等食品添加劑。
酶制劑是一種具有清潔標(biāo)簽功能的食品加工助劑，具有綠色、高效、專一的特點，在食品加工中能起到減少或取代食品和化學(xué)添加劑的作用，酶制劑是以加工助劑的形式存在，在最終產(chǎn)品中可不用做標(biāo)記。
谷氨酰胺酶（EC 3.5.1.2）是一種能夠催化谷氨酰胺水解生成L-谷氨酸和氨的酰胺酶，廣泛存在于 細菌、真菌和哺乳動物中。谷氨酰胺酶也在食品工業(yè)、醫(yī)療等領(lǐng)域被廣泛地使用，尤其是在醬油釀造的過程當(dāng)中，利用其水解產(chǎn)生一種具有特殊風(fēng)味的氨基酸——谷氨酸。谷氨酸是醬油的主要呈鮮味物質(zhì)之一，其含量的高低對醬油鮮味程度有重要影響。據(jù)報道，大豆和小麥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，如果沒有足夠的谷氨酰胺酶活力，在發(fā)酵過程中，谷氨酰胺會因非酶性焦化反應(yīng)不可逆地轉(zhuǎn)化為無味的焦谷氨酸，從而降低醬油的鮮味。
在醬油釀造過程中所使用的曲霉菌類，在常用培養(yǎng)條件下所產(chǎn)生谷氨酰胺酶的活性都較低。因此，在醬油發(fā)酵初期，通過外源添加耐鹽性谷氨酰胺酶的方式，是提升原料谷氨酰胺利用率和發(fā)酵品質(zhì)的一種理想途徑。
醬油發(fā)酵在高鹽條件下進行，高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝鹽濃度甚至達18%以上，醬油曲中的曲霉、黑細菌等微生物均可產(chǎn)生谷氨酰胺酶，但這些微生物所產(chǎn)生的酶受制曲發(fā)酵高鹽環(huán)境影響，存在酶活不穩(wěn)定或耐鹽性不佳等問題，對原料中谷氨酰胺的降解程度有限，會導(dǎo)致底物的浪費。
谷氨酰胺酶來源較多，對于Lactobacillus reuleri KCTC3594，Bacillus sp LKG-01，Aspergillus oryzaeRIB40等菌屬的谷氨酰胺酶研究較為普遍。來自檸檬酸細菌（Citrobacter）的谷氨酰胺酶在45~55℃范圍內(nèi)表現(xiàn)出較高的酶活力，較低的溫度（25℃）及適當(dāng)延長制曲時間，可以提高谷氨酰胺酶的活性，但菌種來源的谷氨酰胺酶熱穩(wěn)定性不好，反應(yīng)時間不宜過長。在醬油釀造中應(yīng)用廣泛的米曲霉屬（Aspergillus oryzae）谷氨酰胺酶，其最適溫度為37 ℃，熱穩(wěn)定性較差，且當(dāng)發(fā)酵基質(zhì)pH降到6.0以下時，則會嚴(yán)重影響其活性。來自Debaryomyces spp的谷氨酰胺酶，最適pH為8.5，當(dāng)pH下降到6.0時，酶活性僅剩20%。
解淀粉芽孢桿菌（Bacillus amylolique Faciens）來源的耐鹽性谷氨酰胺酶，具有良好的耐熱性，同時適合于弱酸性的應(yīng)用條件。
試驗結(jié)果表明，在高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵初期，添加解淀粉芽孢桿菌來源的耐鹽性谷氨酰胺酶，一方面可以顯著提升谷氨酸含量，從而提升醬油鮮味，改善醬油綜合口感，另一方可以增加揮發(fā)性香味物質(zhì)含量，從而增強醬油香味，在一定程度上提升醬油氨基酸態(tài)氮值，并且對其他理化指標(biāo)無負面影響，從而進一步提高醬油的品質(zhì)。谷氨酰胺酶屬于綠色食品加工助劑，同時具有清潔標(biāo)簽作用，在醬油發(fā)酵領(lǐng)域有非常廣泛的應(yīng)用前景。
