12酱油生产工艺

第二章酱油生产工艺第一节概述酱油又称“清酱”或“酱汁”，是以植物蛋白及碳水化合物为主要原料，经过微生物酶的作用，发酵水解生成多种氨基酸及各种糖类，并以这些物质为基础，再经过复杂的生物化学变化，形成具有特殊色泽、香气、滋味和体态的调味液。近代研究表明，酱油中不仅含有丰富的营养物质，而且含有许多生理活性物质，且有抗氧化、抗菌、阵血压、促进胃液分泌、增强食欲、促进消化及其他多种保健功能，是人们日常生活中深受欢迎的调味品之一。我国是酱油及酱类酿造的故乡。远在周朝时期就有酱的记载，直到唐朝才由鉴真和尚将酱油的制法传到日本。经过几千年的实践，我国劳动人民积累了丰富的制曲和发酵经验。大约东魏年间（533−544年），由贾思勰撰写的《齐民要术》是世界上现存最早的、系统而全面的酿造典籍，全书共10卷、92篇。卷八、卷九专门记述了包括曲、酱、醋、鼓等酿造调味品的生产技术，并一直影响到现在。例如日本现代生产的味噌（豆酱）至今尚保留着《齐民要术》中叙述的制酱工艺。酿造酱油的生产，主要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、适当食盐及具有特殊色泽、香气、滋味和体态的调味液。一、酱油中风味物质的来源酱油中的风味物质十分复杂，其来源主要由原料中的蛋白质、淀粉等大分子物质经微生物酶水解后生成的各种次级产物和小分子最终产物，微生物在发酵过程中产生的代谢产物，以及这些物质之间所产生的十分复杂的生物化学、化学反应的产物。因此，酱油中有多种氨基酸、糖、有机酸、酯类、醇类、维生素类、黄酮类等物质和天然的棕红色素。其物质来源主要是原料中的大分子物质及其水解物。1．蛋白质的水解2．淀粉的分解3．脂肪的分解4．纤维素的分解二、酱油中色、香、味物质的生成机理1．基础物质的形成氨基酸肽酶多肽蛋白酶朊、胨蛋白酶蛋白质(内肽酶)(内肽酶)(端肽酶)2．酱油色素的产生葡萄糖和氨基酸反应生成N−葡萄糖基胺，在酸的催化作用下，再经过酮糖化，生成果糖基胺，再进一步分解及脱水等反应，生成了羟甲基糠醛、3−脱氧葡萄糖醛酮及3,4−二脱氧葡萄糖醛酮。这些物质与氨基化合物（以氨墓酸为主）作用，并经过聚合酶反应，最终生成类色素。羟甲基糠醛3－脱氧葡萄糖醛酮＋RNH23,4－二脱氧葡萄糖醛＋RNH2聚合、缩合类黑素(棕红色)3．酱油香气的产生酱油中香气的主要成分是酱油中的挥发性组分，其成分十分复杂，它是由数百种化学物质组成的，按其化合物的性质分醇、酯、醛、酚、有机酸、缩醛和呋喃酮等；按其香型可分焦糖香、水果香、花香、酵香等。与酱油香气组成关系密切的是醇类中的乙醇，它是由酵母菌发酵己糖生成的，具有醇和的酒香气。有机酸与醇类物质经曲霉和酵母酯化酶的酯化作用，可生成各种酯。酱油中有机酸和醇类物质还可通过非酶化学反应途径的酯化反应生成酯。醛类物质是构成酱油香气成分的主体，具有特殊的芳香气味组成酱油香气的另一类主要物质为酚类化合物，其中4−乙基愈创木酚（4−EG）和4−乙基苯酚（4−EP）是酱油香气的代表性物质。它们主要是由小麦，特别是小麦种皮中木质索，经曲霉及球拟酵母的作用，将小麦在加热处理后制曲过程中产生的酚类物质（香草酸、阿魏酸等）转化而得的。因此，在原料配比中应适当增加小麦用量。其次采用多菌种制曲也是提高酱油风味的措施之一。因此，在原料配比中应适当增加小麦用量。其次采用多菌种制曲也是提高酱油风味的措施之一。发酵过程中适当降低发酵温度，延长发酵周期，添加有益微生物（如耐盐乳酸菌、鲁氏酵母等）也可提高酱油的香气。酱油的加热过程，由于复杂的化学和生物化学变化也增加了芳香气味，称为“火香”。4．酱油呈味物质的产生酱油的味觉是咸而鲜，稍带甜昧，且有醇和的酸味而不苦。而其成分中则包括咸、鲜、甜、酸、苦五味。作为调味料．以鲜味为最主要。酱油鲜味来源由米曲霉分泌的蛋白酶、肋酶及谷氨酰胺酶的作用后水解生成氨基酸，其中以谷氨酸含量最多，鲜味浓厚，赋予酱油特殊的调味作用。三、酱油酿造过程中的主要微生物酱油具有独特的风味，其风味的来源是在酿造过程中，由微生物引起的一系列生化变化而形成的。酱油酿造中，对原料发酵成熟的快慢、成品颜色的浓淡以及味道的鲜美有直接关系的微生物是米曲霉和酱油曲霉，对酱油风味有直接关系的微生物是酵母菌和乳酸菌。第二节酱油生产工艺流程我国酱油发酵是由制酱演变而来的，至今已有3千多年的历史，随着科学技术的发展，生产方法也不断改进。按照发酵方法，目前国内应用较多的有：低盐固态发酵法、高盐稀醪发酵法、固稀发酵法、低盐稀酵保温法及其他传统工艺法。1．低盐固态发酵法低盐固态发酵工艺是利用酱醅中食盐质量分数在10％以下时对酶活力的抑制作用影响不大，在无盐固态发酵的基础上发展起来的。它的优点是：(1)酱油色泽较深，滋味鲜美，后味浓厚，香气可比无盐固态发酵有显著提高；(2)生产不需要添置特殊的设备；(3)操作简便，技术不复杂，管理也方便；(4)提取酱油仍可采用浸出淋油的方法；(5)原料蛋白质利用率和氨基酸生成率均较高，出品率也稳定；(6)生产成本较低。它的缺点是：(1)发酵周期比无盐固态发酵周期长，比无盐发酵要增加发酵容器；(2)酱油香气不及晒露发酵、稀醪发酵和分酿固稀发酵。结合目前的国情和国力，采用低盐固态工艺容易满足消费者对酱油的大量需要，而且根据近年来国内的研究，如果采用多菌种制曲及多菌种后发酵，还可较显著地改进产品风味。2．高盐稀态发酵法高盐稀醪发酵法适用于以大豆、面粉为主要原料，配比一般为7׃3或6׃4，成曲加入2−2.5倍量的18ºBé/20℃盐水，于常温或30℃左右保温发酵3−6个月的发酵工艺。该法的特点是发酵周期长，发酵醪配成稀醪态。该法生产的酱油香气浓郁，风味美好，许多著名品牌酱油均用此法生产。例如“生抽王”、“龙牌酱油”等均采用该种工艺。3．分酿固稀发酵法分酿固稀发酵是一种继稀醪发酵之后改进的速酿法。它利用不同温度、盐度及固稀发酵的条件，把蛋白质和淀粉质原料分开制醪，采用高低温分开，先低盐固态发酵后加盐水稀醪发酵的方法，可以得到质量比较满意的产品。它的优点是：(1)控制盐分对蛋白酶的抑制，使其能较充分地发挥作用；(2)先采用固态低盐发酵，减少食盐对酶活性的抑制，有利于蛋白质的分解和淀粉的糖化；(3)发酵期比稀醪发酵缩短，一般只要30余天；(4)产品色泽较深；(5)酱油香气较好，属于醇香型；(6)后期酱醪稀薄，与稀醪发酵一样，便于保温、空气搅拌及管道输送，适于大规模的机械化生产。它的缺点是：(1)生产工艺较复杂，操作也较繁琐；(2)稀醪发酵阶段需要酱醪输送和空气搅拌设备；(3)酱油提取需要压榨设备，压榨手续繁复，劳动强度甚高。4．低盐稀醪保温法该法吸收高盐稀醪法的优点应用于低盐固态保温发酵法中，所不同的是，加盐水量高于固态法成稀醪态，故名。在南方得到广泛应用。5．其他工艺法在我国北方有些省份的农村地区，尚有无盐固态发酵工艺。其特点是制酱醅时不加或加少量食盐。为了防腐，发酵温度维持在55−60℃，发酵时间只需72h左右。由于产品质量差，基本上处于被淘汰之列。第三节酱油生产的原料与辅料原料是酱油生产中的物质基础，合理选择原料是降低成本、提高经济效益的重要措施。酱油生产的原料可分为基本原料（如蛋白质原料、淀粉质原料、食盐和水等）和辅助原料（如增色剂、助鲜剂、防腐剂等）。选择蛋白质原料和淀粉质原料应具有：蛋白质含量较高，碳水化合物适量，利于制曲和发酵，无霉变、无异味，资源丰富，价格低廉等特点。一、蛋白质原料蛋白质原料是构成酱油成品中氮素成分及鲜味的主要来源，也是构成酱曲色素的基质之一。酱油的蛋白质原料长期以来以大豆为主，随着科学技术的发展，人们认为大豆中的脂肪对酿造酱油作用不大，因一部分进入酱渣中被浪费，另一部分则被分解为脂肪酸、甘油等成分。目前大豆逐渐被豆粕、豆饼所代替，既节约了粮食和油脂，又降低了成本。•豆粕、豆饼与大豆•花生饼•葵花子饼•蚕豆•豌豆•其他如菜子饼、芝麻饼及其他各种油料作物的饼粕和糖糟豆渣等均可综合利用酿造酱油二、淀粉质原料淀粉是酱油中碳水化合物的主要成分，是构成酱油香气、色素的主要原料。淀粉原料通常以小麦、面粉、麸皮等粗原料来代替。(一)小麦作为酿造酱油的原料通常选用红皮及软质小麦。小麦中的碳水化合物（无氮浸出物）除有70％左右的淀粉外，还含有约2％−3％的糊精和2％−4％的蔗糖、葡萄糖等。此外，在小麦含10％−14％的蛋白质中，以麸胶蛋白质和谷蛋白质较高。在麸胶蛋白中以谷氨酸最多，它是产生酱油鲜昧的主要成分之一。(二)麸皮是小麦制面粉时的副产品，也是目前酱油生产的主要淀粉质原料。麸皮的成分因小麦品种、产地及加工时出粉率的不同而异。麸皮中含有丰富的多缩戊糖和一定量的蛋白质。麸皮质地疏松，体轻，面积大，利于制曲。麸皮中的木质素经过酵母发酵后生成4−乙基愈创木酚，它是酱油香气的主要成分之一。麸皮中还含有维生素及钙、铁等元素，因此采用麸皮为原料可促进米曲霉的生长繁殖和产酶，又利于淋油，提高酱油原料利用率和出品率。(三)其他淀粉质原料米糠是碾米工业的副产品，米糠饼是米糠榨油后的副产物。两者富含粗淀粉，因此可用作酿造酱油的淀粉质原料。玉米俗称包谷、玉蜀黍、包芦、包米、棒子、珍珠米等。玉米淀粉含量高达70％以上，也可作为酿造酱油的原料。甘薯也称山芋、红薯、番薯、白薯、地瓜等，含有大量淀粉，有些地区用作生产酱油的淀粉质原料。用于酿造酱油的其他淀粉质原料如大麦、粟（小米）及高粱等，可因地制宜地加以采用。三、食盐和水(一)食盐食盐也是酱油生产的原料之一。它使酱油具有适当咸味，并与谷氨酸结合构成酱油的鲜味，在发酵过程及成品中又有防止腐败的作用。(二)水酱油生产中需要大量的水，对水的要求虽不及酿酒工业严格，但也必须符合食用标准。一般可因地制宜选用含铁少、硬度小的自来水、深井水及清洁河水、江水、湖水等。因为含铁过多会影响酱油的香气和风味，而硬度大的水不仅对酱油发酵不利，而且还会引起蛋白质沉淀。四、辅料及添加剂(一)增色剂1．红曲米：红曲米是将红曲霉接种在大米上培养而成的。其色素特点是对pH值稳定，耐热，不受金属离子和氧化剂、还原剂的影响，无毒，无害。在酱油生产中如果添加红曲米与米曲霉混合发酵，其色泽可提高30％，氨基酸态氮提高8％，还原糖提高26％。2．酱色：酱色是用淀粉水解物用氨法或非氨法生产的色素。其中氨法酱色中含有—种惊厥剂4−甲基咪唑（C4H5N2），具有毒性，已被禁用。而非氨法生产的酱色，没有毒性可用于酱油产品增色。3．红枣糖色：利用大枣所含糖分、酶和含氮物质，进行酶褐变和迈拉德反应，经过红枣→蒸煮→分离→浓缩→熬炒制成成品。枣糖色率高，香气正，无毒害并含有还原糖、氨基酸态氮等营养成分，是一种安全的天然食用色素。也可用于酱油增色。(二)助鲜剂1．谷氨酸钠：谷氨酸钠是酱油中一种主要的鲜味成分，一船在发酵中自然产生。2．呈味核苷酸盐：呈味核苷酸盐有肌苷酸盐、乌苷酸盐等。均能溶解于水，一般用量在0.01％−0.03％时就有明显的增鲜效果。为了防止米曲霉分泌的磷酸单酯酶分解核苷酸，通常将酱油灭菌后加入。(三)防腐剂防腐剂是防止酱油在贮存、运输、销售和使用过程中腐败变质。通常在酱油中使用的防腐剂是卫生部许可的苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸和山梨酸钾。(1)苯甲酸：又名安息香酸，为白色针状结晶，微溶于水。一般使用前须加碱中和成苯甲酸钠液，再加入酱油中。中和方法是将碱按1︰1.2加水，加热至50−90℃，然后再缓缓加入纯碱量2.1倍的苯甲酸，不断搅拌维持一段时间。苯甲酸在酱油中添加量不超过0.1％。(2)苯甲酸钠：又名安息香酸钠，呈白色颗粒状、粉末状，无臭或微带安息香气味，味微甜可溶于水。25℃时其溶解度为53％，置空气中稳定性较好。在酸性或微酸性溶液中，它具有较强的防腐能力。其防腐机理是它能非选择性地抑制微生物细胞的呼吸酶活性，特别是具有很强的阻碍乙酰辅酶A缩合反应等作用。(3)山梨酸和山梨酸钾山梨酸与微生物酶系的硫基结合，从而破坏许多重要酶系的作用，抑制微生物的增殖而达到防腐的目的。山梨酸属于