酱油的生产工艺研究进展

德州学院生命科学学院2013届生物科学毕业论文1酱油的生产工艺研究进展(德州学院生命科学学院，山东，253023)摘要：本文分析了当前国内酱油生产各种工艺概况，并指出了传统发酵食品工艺改革中存在的问题，根据酱油的生产工艺现状，提出了传统酱油酿造工艺的存在的缺点及需要改进的方向，文章对酱油生产的低盐固态工艺和高盐稀态工艺等的相关研究进行了综述总结，并对未来研究的方向进行了分析，展望了酱油生产技术的发展前景。关键词：酱油；高盐稀态发酵；低盐固态发酵；发展现状前言酱油是人们日常生活中不可缺少的调味品。随着人们生活水平的不断提高，酱油生产工艺得到有很大的发展。酱油是以植物蛋白和淀粉为原料酿造而成的食品，由于其独特的风味、色泽以及丰富的营养价值，已成为我国、日韩、东南亚各国乃至欧美人民饮食生活中不可或缺的调味品[1]。酱油俗称豉油，它能增加和改善菜肴的口味，还能增添或改变菜肴的色泽。以大豆（饼粕）、小麦和麸皮等为原料，经微生物发酵制成的具有特殊的色、香、味的酿造酱油，但其口感相对单一，无法满足消费者对鲜味及其他风味的调味需求。自20世纪80年代末期，随着国家对酱油中添加酸水解植物蛋白液解禁后，配制酱油因其生产周期短、产出率高、口感鲜美、价格较低且营养成分与酿造酱油相似等特点得到迅速发展。我国人民在数千年前就已经掌握酿制工艺了。酱油始创于我国，至今已有2000多年的历史。它以营养丰富、风味优良而成为国际、国内市场上不可缺少的调味品[2]。酱油的生产工艺和发展方向是酿造行业科技人员新的课题。酱油质量的优劣，专家们公认“生产工艺”是关键，尤其是随着国内生活水平与消费水平的提高，酱油尤其是中高档酱油的需求不断上升，在这种情况下，酱油生产工艺的革新与改进更显得十分重要。酱油发酵方法有天然晒露法、稀酬发酵法、固稀分酿法、固态无盐法和低盐固态法。这些工艺方法都有其独到之处，也均有不足的地方。现在随着人们生活水平的提高和改善，为提高酱油质量，将多采用高盐稀态发酵。1传统的酱油生产工艺德州学院生命科学学院2013届生物科学毕业论文2酱油的传统酿造工艺是多菌种、高盐、稀态或固态、常温、长周期的发酵工艺。传统酿造酱油的生产工艺周期比较长，很难满足人们的需求；经过传统工艺生产的酱油储存久了会有沉淀产生，主要是因为淀粉质原料中含有蛋白质，蛋白质被曲霉分解后产生沉淀，沉淀很难除去，因此酱油储存久了会有沉淀产生；在传统生产工艺制曲过程中，细菌总数偏高，从而影响了酱油的品质；在生产工艺过程中经过长时间晒露，再经过晒油，水分蒸发，酱油中食盐的含量偏高，大大的影响了酱油的口感；生产原料受季节性制约；在整个生产过程中实现机械化比较困难，传统工艺酱油生产采用大豆，蒸熟后要求大豆熟而不烂，拌上面粉后要求每粒大豆外表都须沾有面粉，发酵容器又采用酱缸，这些都给熟料成曲和成熟酱醅的转移，采用机械化带来困难[3]。综上所述，酱油储存久了会有沉淀、细菌总数偏高、食盐含量偏高，三者都是影响当前国内各生产工艺提高酱油质量的障碍。但在传统工艺中，这些问题尤为突出。因此我国酱油以后的发展方向主要为提高酱油的生产工艺，从而提高酱油的质量。2现代的酱油生产工艺近年来，我国酱油生产工艺先后经历了无盐固态发酵法、低盐固态发酵法等，后者又于1980年改进为多菌制曲、先固后稀淋浇浸出法，现在又出现液体曲酶法和生物工程酿制酱油新工艺[4]，这些工艺改革为发展酱油生产、满足市场需求起了很大的作用。现在，我国酱油生产采用的生产工艺主要有：2.1天然晒露法天然晒露发酵法俗称老法酱油酿造法，它以大豆和面粉为原料，靠空气中自然存在的米曲霉等微生物制曲。成曲与盐水混合置室外大缸内，日晒夜露，利用太阳热能促进其发酵成熟。在晒露过程中，采用双手揿酱使酱醅呈色均匀[5]。本法生产周期较长，但产品酱香和风味较好，用这种方法生产的酱油，色泽红褐清亮，酱香独特浓郁、滋味鲜美醇厚，体态浓稠且久贮不变。但是发酵周期长，设备周转慢，不利于经济效益的提高，产品质量不稳定，受外界气温条件影响较大，酱油出品率低，成本高，劳动强度大，不利于机械化生产[6]。2.2高盐稀态发酵法高盐稀态发酵法还可分为日本生产工艺（以脱脂大豆，小麦为原料的高盐稀态发酵工艺）和我国传统工艺改进法（以大豆、面粉为原料的高盐稀态发酵工艺[7]）两大类，该法发酵周期3～6个月，酱油产品氨基酸态氮生产率高，酱油风味好。随着高品质酱油需求增大，酱油德州学院生命科学学院2013届生物科学毕业论文3的生产工艺不断改进，其中石家庄市珍极酿造厂与日本合资，借鉴日本“高盐稀态发酵”新工艺，生产高档“珍极酱油”[8]，该工艺生产线自动化程度高，产品风味好，但设备投资大，生产周期长，因而生产成本高。目前国内酱油生产工艺有二种，搅拌发酵压榨法和淋浇发酵浸出法(抽油)。这两种方法都是我国传统酿造改进法。搅拌发酵压榨法这种方法需要庞大的压榨设备。淋浇发酵浸出法(抽油)发酵占地面积大，设备投资少优于压榨法。这两种方法发酵周期和品质基本相仿，生产的酱油，都需要经过后处理技术（沉淀、高速离心、助剂过滤、超滤等）才能获得澄清无沉淀的优质酱油。2.2.1高盐稀态发酵法酿造酱油的生产工艺流程生产工艺中最关键的是低温制曲和酱醪发酵过程，它们关系着酱油品质的优劣和风味的好坏[9]。其中，低温制曲有利于提高氨基酸生成率和原料利用率；酱醪发酵过程是形成香气风味物质的关键，期间参与的微生物众多，发生着许多缓慢的生化反应，酱醪中含有几十种氨基酸和几十种风味物质，使产品具有色香味具全的特点。正是高盐稀态发酵酱油的优越品质，才受到了世界各地消费者的青睐，因此高盐稀态发酵工艺是酱油行业走向世界的主要发展方向。高盐稀态发酵法酿造酱油的全过程的流程如图1所示。图１高盐稀态发酵工艺Figure1Thehigh-saltliquidmethod目前我国采用的高盐稀态发酵工艺消化吸收了日本的许多先进技术，如制冷盐水制醪，低温分阶段发酵，气流搅拌酱醪和专用压榨设备压榨取油等。2.2.2高盐稀态发酵工艺的优缺点小麦筛选除杂焙炒粉碎豆粕除杂润水蒸料风冷混合接种米曲霉制醪发酵压榨沉淀过滤调配制曲冷冻盐水酵母菌成品灭菌德州学院生命科学学院2013届生物科学毕业论文4优点：该生产工艺生产的酱油产品氨基酸态氮生产率高，酱油风味好，该工艺生产线自动化程度高。缺点：该生产工艺生产过程中所需的设备投资比较大，占地面积广，生产周期比较长，所需成本比较高[10]。2.3无盐固态发酵法以脱脂大豆，麸皮为原料，无盐固态发酵工艺[5]。50年代末期由前苏联引进此种发酵方法，这种方法顺应当时国内形势，在缩短发酵周期上成就惊人，它彻底摆脱食盐对酶的抑制作用，发酵设备利用率高，便于增产，资金周转快，成本降低，操作方法简单。缺点是：成品酱油风味不佳，缺少酱香气，不能满足人们对调味品的质量要求；生产管理条件要求严格；产品质量不稳定。2.4低盐固态发酵法低盐固态发酵工艺是目前国内多数中小型酱油厂的主要生产工艺。以脱脂大豆，麸皮为原料，低盐固态发酵工艺（移池浸出工艺）；以脱脂大豆，麸皮为原料，低盐固态发酵工艺（原池浸出工艺）；以脱脂大豆，麸皮为原料，低盐固态发酵工艺（浇淋工艺或循环浇淋工艺）。低盐固态发酵酱油生产工艺技术的主要特点是：①发酵过程中食盐含量低；②发酵温度较高，为42℃～45℃（有的还要高一些）；③发酵周期短（一般在25d左右），在较短时间内完成了原料中主要成分的水解；④为了便于酱油的浸出原料配比中麸皮含量较高；⑤采用浸出淋油的方法，设备简单易于操作；⑥生产工艺及设备易于大规模生产。但是此工艺生产的酱油香气不如天然晒露、分酿固稀和稀酬发酵法生产的酱油[11]。2.5其它新工艺随着科技的进步及生物技术的不断发展，出现了不少新的工艺，最具代表性的有液体曲酶酿制酱油、酶制剂酿制酱油[12]。这两种方法都比较方便管理，卫生条件比较好控制，但技术、设备条件要求较高。3酱油的生产工艺现状目前，我国的酱油以低盐固态酿造酱油为主，约占全国酱油生产总量的85％[13]。传统的酱油发酵工艺主要特点是“多菌种低温制曲，低温制醪天然发酵”，主要采用天然曲发酵，采用“春曲、夏酱、秋油”的生产工艺，各种菌在发酵过程中相互协同作用，从而德州学院生命科学学院2013届生物科学毕业论文5形成酱油独特的风味。在低盐固态发酵工艺中采用纯种制曲，高温发酵，可以使发酵时间缩短，但该工艺发酵所得酱油的风味明显不及传统发酵工艺。所以生产工艺对酱油风味的影响也是不可忽略的。根据不同生产工艺优劣点的不同，对生产工艺进行改造，取长补短，是提高和改善酱油风味，同时实现生产周期缩短，生产成本降低的有效途径[14]。近几十年酱油酿造工艺中几个主要工序的制造技术变化较大，多种工艺并存。而某一工序工艺的改变，其前后道工艺必然受到影响。工艺的改变，势必波及产品质量和成本的改变。我国现在在酱油生产方面取得的技术成果——酱油高效清洁生产工艺[15]，国内开发成功的酱油高效清洁生产工艺，30天可酿成高档酱油，现已在山东部分调味品企业正式投入生产。该技术是在总结国内酱油生产工艺的基础上，结合高新生物细胞固定化技术而开发出的。与国外高档酱油的高盐稀态发酵工艺相比，生产周期大大缩短，蛋白质利用率明显提升。该产品具有传统发酵酱油的酱香、酯香、醇香风味，质量可达传统酱油名品生抽。该技术新建的高档酱油生产线造价较低，生产工艺为高效清洁生产工艺,在生产上运行成功，标志着我国高新技术改造传统酱油酿造工艺的重大突破。4酱油生产工艺改进方向的研究酱油酿造工艺既需要通过发扬传统酱油生产工艺来达到传统晒油的风味，又需要克服传统酱油生产工艺的不足，因此，要付出艰苦的努力对此进行深入研究。对于酿造酱油这一商品，就其属性来说，是开门七件事之一，是普通百姓“熟悉、习惯、信任”的一个商品。同时它又是一个微利、廉价、实用的商品，价格要求不能过高。所以，这就要求酱油酿造所用的酶制剂或固定化技术装备等成本不能高，不能和生物药品、生物制品相比，也不能和生物高档日用品相比，要从实际出发，使酱油酿造工艺生产成本降低，让每位公民用得起、用得上，才能推动新型产品的生产规模化、现代化。根据研究酱油的传统生产工艺和现代工艺，提高我国酱油生产效率与品质，改善风味，缩短生产周期，降低生产成本，提出酱油生产过程中需要改进的几点：4.1研究先进的生产工艺针对酱油各种生产工艺的分析，各种生产工艺都有优缺点，需要取其精华，弃其糟粕，从而研究出一种酱油风味好、生产成本低、生产周期短的酱油生产工艺。目前我国酱油生产最普通的两种发酵工艺，分别是高盐稀态发酵工艺与低盐固态发酵工艺，其中80%酱油厂采用后者进行生产，虽其生产周期短、投资少，但其风味单薄、醇香味和德州学院生命科学学院2013届生物科学毕业论文6酯香味不浓郁[16]，在市场经济全球化的今天，酱油的竞争归根到底就是质量与成本的竞争。鉴于消费者对其需求量逐渐增长的现状，高盐稀态酱油以其优越的品质，备受消费者喜爱。但比较两种发酵工艺可看出高盐稀态酱油的发酵工艺发酵周期长、生产成本高是其最大的缺点。两种发酵工艺比较见表1。表1高盐稀态发酵工艺与低盐固态发酵工艺的比较项目高盐稀态低盐固态原料小麦、豆粕麸皮、豆粕酱醅含盐量（%）17～208～11酱醅含水量（%）70～8050～60发酵温度（℃）5～3040～50发酵周期（天）180180生香酵母和乳酸菌添加情况可以添加无法添加发酵过程操作高压空气搅拌不动或倒池油渣分离方式压榨过滤原池或移位淋油产品色泽浅褐色深褐色产品风味香气浓郁有酱油香气成本高低对其缺点进行改进，是我们研究的重点。4.2现有酱油生产工艺可改进方向4.2.1缩短生产周期首先，针对其生产周期长的特点，可以采用适当降低盐度的方法减少对原料分解的抑制作用，缩短发酵周期，但盐分不能过低，否则容易造成杂菌污染致使酱醪酸败或长白。4.2.2选用经济可靠的设备高盐稀态发酵酱油的主要生产设备有蒸煮锅、接种混合机、种曲培养机、圆盘制曲机、灭菌器、压榨生产线等。考虑到投资和生产规模，选用设备时，选用投资较小、合理适用的自动化设备。同时这些先进设备