酱油发酵工艺浅析.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date酱油发酵工艺浅析酱油发酵工艺浅析酱油发酵工艺浅析 摘要：酱油是传统的大豆发酵食品，深受消费者喜爱。文中结合国内外对酱油的研究成果，从酱油的起源和发展、生产工艺、功能性特点、品质改进、发展趋势等角度出发，对行业内的研究概况作了较为系统的综述，为进一步研究酱油及开发新的产品提供参考。关键词：酱油；生产工艺；功能性特点；品质改进1 酱油的起源和发展从世界范围说，我国是酱油生

2、产起源最早的国家。据史书记载，我国远在周朝时期就有村用肉类、鱼类为原料，生产多种多样的酱，统称为醢。周礼“治官之属六十六”中就有“醢人”的官职；史记记述“通都大邑醢千瓮”；北魏时期的贾思勰著齐民要术一书记载了利用黄衣(来曲霉)制酱的方法和技艺，书中记有“酱清”、“豆酱清”，是指以大豆为原料制成的酱油、正式出现“酱油”名称是在我国十二世纪的宋朝。纵观我国几千年来酱油生产发展1的演变历史，我国酱油生产经历了从天然发酵，到工业化生产的发展过程，从一般意义上说，我国的酱油生产，在二十世纪三十年代之前，基本上是天然发酵的产物。其特点是以手工操作、作坊生产为主。三十年代开始逐步对旧式酿造方法进行改进，引进

3、一些新方法，比如用纯种曲霉代替天然制曲，这样不仅能解决天然制曲的质量不稳定的问题，而且保证了酱醪的成熟速度。五十年代酱油酿造微生物采用了一种新型的菌种(中科AS3.863米曲霉)，在酱油生产上起到良好的作用；随后，上海市酿造科学研究所在六十年代又培育了更高性能的优良菌种（沪酿3.042米曲霉），很快在全国推广。2 酱油的生产工艺酿造酱油的生产，是以大豆或豆粕等植物蛋白质为主要原料，辅以面粉、小麦粉或麸皮等淀粉质原料，经微生物的发酵作用，成为一种含有多种氨基酸和适量食盐，具有特殊色泽、香气、滋味和体态的调味品。从我国酱油的发展历程来看，其生产经历了从传统的天然晒露发酵到现代工业化生产阶段2，从单

4、一菌种的纯种酿造到多菌种的混合发酵，从天然晒露到无盐、低盐发酵，甚至目前的多种酿造工艺并存。酱油按照发酵工艺不同，主要分为稀醪发酵和固态发酵2种，而传统的名特优产品仍多采用天然晒露工艺酿制而成，但此工艺原料利用率较低，生产成本较高，因此成品价位也相对较高，其市场占有率不高。目前国内普遍采用的是固态低盐发酵法,约占80%以上。八十年代末,国内引用日本8的高盐稀醒发酵工艺。虽然该工艺所耗的设备投资大,生产周期长,但发酵时间充分,水份大,起作用的酶系全,所以生产的酱油质量较好,醇香浓郁,颇受欢迎,如广东生抽王、上海海鸥酱油等。因此,高盐稀醛发酵法应是今后一段时期内酱油生产的发展方向。3 酱油功能性研

5、究酱油除了作为普通调味品外，还具有其他许多鲜为人知的营养和保建作用3，4。其能产生一种天然的防氧化成分，可显著地减少自由基对人体的损害，其抗氧化功效可达维生素C和维生素E的十几倍。因酱油是大豆的发酵产品，不仅含有豆类许多原有的营养成分，而且还含有人体所需的氨基酸。据报道，一些研究人员对大豆发酵食品的抗氧化性进行了研究，发现豆酱具有很强的抗氧化能力，其有效成分为二羟基异黄酮5，对于酱油生产来说，其产生于制曲工序中。人体内产生的活性氧自由基和自动氧化物质可引起皮肤老化甚至疾病。利用食物中的抗氧化物质抑制氧化引起的不良反应（如在食物中添加抗氧化物质，采用生物工程提高食物中抗氧化成分的含量等），有助于

6、预防疾病。近年来研究证明，酱渣中含有的成分具有较强的生理活性，研究人员已经将其提取出来用于保健食品、化妆品以及医药行业等6。另据报道，酱油的主要原料大豆内含植物雌激素，能有效控制人体内雌激素的产生，人体中的雌激素过高会增加乳腺癌的发病率7，因此，酱油对于乳腺癌发生有一定的抑制作用。另外，酱油中的异黄酮能够降低人体的胆固醇，减少心血管疾病的发生，降低高血压、冠心病的发病率，还可减缓甚至抑制肿瘤的生长9。4 酱油生产的品质改进 4.1改进生产工艺,提高原料氮的利用率当前,我国酱油的全氮利用率较低；国内先进水平可达82%,但普遍只在65%以上,最低的还未超过40编,而日本普遍达到85%以上,最高的可

7、达91%。故提高原料氮的利用率对于我国的酱油生产发展尤为突出。4.1.1采用多菌种发酵工艺菌种质量的优劣直接关系到成曲酶活力高低,是提高全氮利用率的关键与基础。而优良菌种应具备酶系全、繁殖快、分解力强、适应性好的特点。我国现在普遍使用的沪酿3.042米曲霉,繁殖力强,可分泌大量蛋白酶和淀粉酶,但其最适pH值为碱性,随着发酵过程产酸的增多,酶系作用逐渐减弱,故可采用多菌种发酵工艺,以米曲霉和黑曲霉混合发酵,利用黑曲霉分泌酸性蛋白酶和纤维素酶的特点补全发酵酶系9。如以豫生1号米曲霉与豫生2号黑曲霉分别制曲,棍合发酵,可使原料全氮利用率达到77肠。不仅如此,多菌种发酵还可在发酵后期再添加耐盐酵母菌、

8、耐盐乳酸菌,并利用生物反应器来提高作用力。 4.1.2改进原料处理方式4.1.2.1蛋白质原料与淀粉原料的配比适当10天津地区的调料厂多用豆饼和献皮以60:40进行配比,既利于制曲,又便于发酵和淋油。4.1.2.2原料粉碎粒度均匀现使用加成曲粉碎机,使曲料与盐水混合均匀,无夹心硬颗粒,提高了原料蛋白质利用率。4.1.2.3润水量适宜根据季节不同而有所变化,一般是冬季47肠一48%,春季48%一49%,夏季49%一56%。4.1.2.4蒸煮压力和时间由原料决定,控制适当石家庄珍极酿造集团根据原料形状及细度调整蒸料方法,认为干蒸虽较湿蒸繁琐,但可提高蒸料消化率,使发酵更彻底。4.1.3加强制曲管理

9、根据来曲霉的生理特性和生长规律,现在制曲都开始向分段控温发展:即第一次翻曲前控制品温3136；第一次翻曲后到第二次翻曲之间,控制品温34左右；第二次翻曲直至出曲,控制品温30一34,并控制制曲时间,这样所制的曲酶活力更强。Kyeongkeunoh等认为:挤压处理的脱脂大豆比蒸煮处理的脱脂大豆所制的曲吸水量更大,真菌的繁殖速度更快,最终将产生活性更高的蛋白酶、淀粉酶和糖化酶。4.1.4加强发酵管理要提高全氮利用率最重要的步骤是制酪发酵11,前面各段工序控制得再好,若制酪发酵不合理,也达不到预期要求。因此,要根据工艺特点和实际的设备情况,合理选择和控制发酵时间、盐水浓度、酱酪水分与温度、发酵初期的

10、pH值等。 4.2使用新技术,全面提高昔油质量4.2.1膨化技术日本在70年代就已将膨化技术引人原料处理了；使用气流式膨化机或单、双轴挤压机处理原料,使原料膨化。原料经膨化处理后作用面积增大,通水及通气性增加,蛋白质肤链分子结构伸展、松散,肤键力减弱,有利于酶作用分解成氨基酸。膨化技术可简化工艺,减少厂房面积,缩短发酵周期,使全氮利用率达到94%。4.2.2酶制剂(粗酶)应用技术用全酶法酿造酱油是今后酱油生产技术的发展主方向之一。日本曾利用枯草菌(杆菌、枯草菌素)研发了一种适合酱油生产的谷氨酞胺酶,该酶耐热性和耐盐性均较好,最适作用pH值为6,非常适合酱油酿造的后熟条件。我国也制出过蛋白酶以加

11、强对原料蛋白质的酶解,后来又研制出纤维素酶,在低盐固态发酵工艺的接种前或发酵后期添加,使蛋白质利用率明显提高。目前复合酶制剂由于在酱油酿造中可以发挥多种酶作用,同时使用简便,效果良好而开始广泛使用。上海中科生物医学高科技开发有限公司研制出了酿造酱油专用酶制剂,其中包含真菌a一淀粉酶、复合蛋白酶、纤维素酶、植酸酶、果胶酶等多种酶系。经投产试验,按豆粕量0.55%。进行添加,可使酱油风味和感官质量明显改善,其全氮利用率达到79.30%,氨基酸生产率达到53.45%。4.2.3液体曲发酵技术用液体曲酿造酱油12有利于生产连续化、自动化和密闭化,我国曾选育出适合在液体中培养的沪酿328新菌株,在2.8

12、m3罐中培养出含中性蛋白酶2100单位/gnlJ(福林法)的液体曲,并形成了一套工艺路线。在用液体曲酿制淡色酱油的生产试验中,蛋白质利用率可达86.32%,氨基酸生成率为50.2%。若在发酵中加人AS3.350黑曲霉的酸性蛋白酶,能进一步提高酿造酱油中的谷氨酸含量和氨基酸生成率。4.2.4流化床培养技术流化床培养是使曲料处于固定床静止状态和气流输送之间的流化状态。它以向上流动的气流使粉粒物料形成流化床来制曲,可以较大地取得培养微生物的有效面积,较好地控制培养条件(水分、营养源、物料pH值),克服了以往固定床培养的缺点,使培养出的成曲蛋白酶活力和淀粉酶活力提高5一10倍。4.2.5固定化技术采用

13、固定化酶13、固定化细胞和生物传感技术进行酱油酿造,也是当前酱油生产中广泛运用的一个新技术。80年代开始,日本就以海藻酸钠(后改用陶珠)为载体,以“包埋法”固定化酵母及活乳酸菌进行酱油后发酵,生产出风味上佳的优质酱油。国内厂家在固态低盐发酵工艺中,采用细胞固定化技术筛选耐高渗透压的酱油增香酵母,开发酱油专用的固定化增香酵母产品,改善成品酱油的风味。90年代以来,国外对载体选材、菌株选择、酶和活细胞的制备、不同酶和活细胞的载体共用,以及生物反应技术的水平提高等方面都作了较多研究。Pensirisriburi等用乳酸菌TISTRlos和鲁氏酵母NRRLY一2547制成微胶囊生物反应器来发酵酱油,川

14、使细胞固定化,细胞在乳酸和酒精发酵时装入胶囊,对盐的耐侵性更强。Iwasaki、K等用多孔氧化铝珠固定乳酸菌,不仅提高了酱油的生产力,还利于进行重复批次生产。但当前仍有不少问题巫待解决,如各种反应条件的适应性,细胞和酶的半衰期,物质的转化率和生产成本等。4.2.6细胞融合技术这类技术主要是用于生产新型的发酵菌株。将高淀粉酶活力而谷氨酞胺酶活力较低的菌株与高谷氨酞酶活力而淀粉酶活力较低的菌株,通过原生质体融合技术,培育出两种酶活力都高的新菌株。还可用酱油酵母与不耐盐但生长快的清酒酵母进行原生质体融合,可得到生长快、耐性好的酵母新菌株。4.2.7超滤膜分离技术超滤膜分离过程是溶液在外界压力的推动下

15、,在滤膜表面发生分离,溶液和其它小分子量溶质渗透通过具有不对称微孔结构的超滤膜,大分子溶质和微粒被滤膜阻留,从而达到分级提纯或浓缩产品的目的,而国外利用超滤膜反应器还起到加快酱油生产中酒精发酵的作用。5酱油发展趋势近年来，我国酱油行业的科研人员为了改进酱油酿造技术和产品质量，从许多方面对酱油生产进行了不同层次的探讨，虽然取得了一些进展，如多菌种制曲发酵工艺，挤压膨化技术对原料的预处理，混合酶制剂的研究等，但是规模化的产业化应用没有得到进一步的推广。国外对酱油研究较多的国家主要是日本，也是国外先进技术研究的代表，20世纪90年代初，日本的酱油酿造技术14已经成熟并且完善，近年来，主要就改善酱油的

16、风味进行了大量的研究。未来酱油市场竞争的焦点就是酱油质量的竞争，而对于一种调味品来说，其质量的优劣在很大程度上取决于其感官质量（包括色泽、香气和滋味），酱油香气成分可分为脂肪族化合物和芳香族化合物2大类，酱油的滋味是由咸、鲜、甜、酸、苦5 种单味组成的复合体，酱油的成分比较复杂，形成风味的物质现在已知的有300 多种。通过感官品评标准和现在仪器分析技术，能够对酱油的色泽、滋味以及香气进行初步的研究，且也取得了较好的研究成果，如酱油色泽的形成主要是酱油发酵期间一些生化反应所致，酱油的香气成分主要由醇、酸、酯、醛、酮等化合物构成，其协同作用形成了酱油特有的香气，其中4-羟基-2（5）-乙基-5（2

17、）-甲基-3（2H）-呋喃酮（俗称HEMF）和4- 乙基愈创木酚（俗称4-EG）是酱油的特征香气成分20。然而酱油风味的形成是许多微生物共同作用的结果，其系统的研究还需进一步完善和深入。参考文献：1 彭涛,杨旭新,陈韶华. 中国酱油的现状及发展前景J. 中国调味品，2007（9）：26-29.2 陈春香. 提高酱油原料利用率措施J. 中国酿造，2007（7）：79.3 李丹. 酱油的营养和保健作用J. 中国调味品，2007（5）：40.4 李金红. 改进酱油酿造工艺提高风味J. 酿造与检测，2006（3）：22-24.5 刘小杰，何国庆，陈永富. 强化酱油研究进展J. 粮油加工与食品机械，20

18、02（5）：34-35.6 冯丽娟,丁立群. 酱油中营养生理活性物质的研究进展J. 中国调味品，2008（2）：22-2.7 KATAOKA S. Functional effects of Japanese style fermented soy sauce(shoyu) and its components J. J Biosci Bioeng, 2005, 100(3): 227-234.8 张贺迎，武金霞，刘文娜. 日本酱油缩短发酵周期的研究J. 中国调味品，2008（1）：22-24.9 宋钢. 论酿造调味品的新技术及其发展方向J. 中国酿造，2003（2）：21-24.10 王蕊.

19、酱油保鲜技术的最新研究进展及展望J. 中国调味品，2005（6）：4-6.11 彭荣，彭洪光. 灵芝酱油的生产工艺研究J. 西南师范大学学报：自然科学版，2004（6）：1073-1075.12 王立江,匡明,李延辉. 榛子保健酱油的生产工艺J. 中国调味品，2005（5）：46-48.13 KIJIMA K, SUZUKI H. Improving the umami taste of soy sauce by the addition of bacterial -glutamyl transpeptidase as a glutaminase to the fermentation mixture J. Enzyme Microb Tech, 2007, 41(1-2): 80-84.14 徐伟,任艳,薛长湖. 鱼酱油国外研究进展J. 食品工业科技，2007（9）：244-247.-