酱油发酵与提取：高效生产与管理

子任务三　酱油发酵与提取

酱油的发酵是利用曲中米曲霉分泌的多种酶将蛋白质和淀粉等高分子物质分解成氨基酸和糖，形成酱油的色、香、味、体。

一、低盐固态发酵工艺

低盐固态发酵类型有:

①低盐固态发酵移池浸出法。

②低盐固态发酵原池浸出法。

③低盐固态淋浇发酵浸出法。

下面介绍低盐固态发酵移池浸出工艺。

(一)工艺流程

低盐固态发酵移池浸出法是将发酵后成熟酱醅移入浸出池(俗称淋油池)淋油，其工艺流程如图4.3所示。

图4.3　低盐固态发酵移池浸出法工艺流程

(二)生产操作

1.盐水调制

食盐溶解后，以波美表测定其浓度，盐水的浓度一般要求在11～13°Be'(氯化物含量在11%～13%)，波美表以20℃为标准，但实际中并不都是20℃，所以需要修正。修正方法如下:

设:修正值B，实际测得值A。

若t＞20℃，则B=A+0.05(t－20);

若t＜20℃，则B=A－0.05(20－t);

式中t为实际盐水的温度。

盐水质地一般要求为清澈无浊、不含杂物、无异味，pH在7左右。

2.拌曲盐水温度

夏季盐水温度在45℃～50℃，冬季在50～55℃。入池后，酱醅品温应控制在42℃～46℃。

3.拌曲盐水量

将拌盐水量控制在制曲原料总重量的65%左右，连同成曲含水相当于原料重的95%左右，此时酱醅水分在50%～53%。

4.拌曲操作

将粉碎成2mm左右的颗粒成曲与盐水充分拌匀，直到每一个颗粒都能和盐水充分接触。开始时盐水略少些，使醅疏松，然后慢慢增加，最后将剩余的盐水撒入醅表面。

5.制醅用盐水量的计算

常用食盐水的波美度与百分含量换算如表4.1所示。

表4.1　常用食盐水的波美度与百分含量换算表

例题4.1一批成曲重1 500kg，水分30%，盐水12°Be'(NaCl含量为12%)，要求酱醅水分含量50%，计算盐水用量。

解:根据公式

在实际生产中，投料数是已知的，成曲数及水分是未知的，且成曲和总料之比为1.15∶1，曲子水分在28%～33%，得

例题4.2某厂投料用豆饼1 200kg，麸皮800kg，估计成曲与总料之比为1.15∶1，水分约为30%，盐水13.5°Be'，求酱醅水分为50%时需要多少盐水?

解:根据上述公式计算得:

6.防止表层氧化

在低盐固态发酵过程中，由于酱醅与空气接触以及酱醅水分的大量蒸发与下渗造成酱醅表面氧化，从而导致酱油风味和全氮利用率的下降，可采用塑料薄膜封盖酱醅表面防止其表面氧化。

7.保温发酵

在发酵过程中，温度上升反应速度增加;温度下降，反应速度减小。但温度过高，酶易被破坏，反应也就停止。所以酶作用的最适温度是我们制定最适发酵温度的依据。

开启保温装置，每天检查温度1～2次。前期以44℃～50℃为宜，维持12～15天，使蛋白质和淀粉水解完成，后期酱醅品温可控制在40℃～43℃，使某些耐高温有益菌仍可繁殖。加强发酵管理，定期抽样检验酱醪质量直至酱醪成熟。

8.倒池

根据发酵时间决定，发酵周期20天左右时只需在第9～10天倒池一次;发酵周期25～30天可倒池二次。

倒池具有促进酱醅各部分的温度、盐分、水分以及酶的浓度趋向均匀，能排除酱醅内部因生物化学反应而产生的有害挥发性物质，增加酱醅的氧含量，防止厌氧菌生长以促进有益微生物繁殖和色素生成的作用。

(三)成熟酱醅质量要求

1.感官特性

(1)外观:赤褐色，有光泽，不发乌，颜色一致。

(2)香气:有浓郁的酱香、酯香气，无不良气味。

(3)滋味:由酱醅内挤出的酱汁，口味鲜，微甜，味厚，不酸，不苦，不涩。

(4)手感:柔软，松散，不干，不黏，无硬心。

2.理化标准

(1)水分:48%～52%。

(2)食盐含量:6%～7%。

(3)pH:4.8以上。

(4)原料水解率:50%以上。

(5)可溶性无盐固形物:25～27g/100mL。

二、高盐稀发酵工艺

高盐稀发酵法是指面曲中加入较多的盐水，使酱醅呈流动状态进行发酵的方法。

(一)分类

高盐稀发酵有常温发酵和保温发酵之分。

1.常温发酵

常温发酵的酱醅温度随气温高低自然升降，酱醪成熟缓慢，发酵时间较长。

2.保温发酵

保温发酵亦称温酿稀发酵，根据保温温度又分为消化型、发酵型、一贯型和低温型四种。

(1)消化型

酱醅发酵初期温度较高，一般达到42℃～45℃保持15天，酱醅主要成分全氮及氨基酸生成速度基本达到高峰。然后逐步将发酵温度降低，促使耐盐酵母大量繁殖进行旺盛的酒精发酵.同时进行酱醅成熟作用。发酵周期为3个月。产品口味浓厚，酱香气较浓，色泽较其他型深。

(2)发酵型

温度是先低后高。酱醅先经过较低温度缓慢进行酒精发酵作用，然后逐渐将发酵温度上升至42℃～45℃，使蛋白质分解作用和淀粉糖化作用完全，同时促使酱醅成熟。发酵周期为3个月。

(3)一贯型

酱醅发酵温度始终保持于42℃左右。耐盐耐高温的酵母菌也会缓慢地进行酒精发酵。发酵周期一般为2个月。

(4)低温型

酱醅发酵温度在15℃维持30天。目的是抑制乳酸菌的生长繁殖，同时保持酱醅pH=7左右，使碱性蛋白酶能充分发挥作用，有利于谷氨酸生成和提高蛋白质利用率。30天后，发酵温度逐步升高开始乳酸发酵。当pH下降至5.3～5.5，品温到22℃～25℃时，酵母菌开始酒精发酵，温度升到30℃是酒精发酵最旺盛时期。下池2个月后pH降到5以下，酒精发酵基本结束，而酱醅继续保持在28℃～30℃4个月以上，酱醅达到成熟。

(二)工艺流程

高稀盐发酵工艺流程如图4.5所示。

图4.5　高盐稀发酵工艺流程

(三)发酵设备

稀醪发酵的发酵容器有发酵池和发酵罐两种。发酵池用钢筋水泥制成，敞口;发酵罐是全封闭的，罐体内有夹层可供热保温与冷却。

(四)生产操作

1.盐水调制

食盐水调制成18～20°Be'，吸取其清液使用。消化型和一贯型需将盐水保温，但不宜超过50℃。低温型在夏天则需加冰降温，使其达到需要的温度。

2.制醪

将成曲破碎，称量后拌和盐水，盐水用量一般约为成曲质量的250%。

3.搅拌

成曲入池应该立即进行搅拌。因曲料干硬，有菌丝及孢子在外面，盐水往往不能很快浸润，而漂浮于液面，形成一个料盖，搅拌利用压缩空气来进行。如果采用低温型发酵，开始时每隔4天搅拌一次，酵母发酵开始后每隔3天搅拌一次，酵母发酵完毕，一个月搅拌二次，直至酱酿成熟。如果采用消化型发酵，由于需要保持至较高温，可适当增加搅拌次数。稀醪发酵的初发酵阶段常需要每日搅拌。需要注意的是，搅拌的程度影响酱醪的发酵与成熟。搅拌要求压力大，时间短。时间过长，酱醪发黏不易压榨。

4.保温发酵(www.chuimin.cn)

借控温设施及空气搅拌调节至要求的品温，进行保温发酵，每天检查温度1～2次。加强发酵管理，定期抽样检验酱醪质量直至酱醪成熟。

三、酱油的浸出、加热和配制

酱醅成熟后，加入二油或清水浸泡，将可溶性物质最大限度的溶出，提高全氮利用率，再通过滤油提取出酱油，达到固、液分离的目的，从而获得质量优良的成品酱油。

(一)酱油的浸泡和滤油

1.工艺流程

移池浸出工艺流程如图4.6所示。

2.生产操作

(1)浸泡:酱醅成熟后，用水泵加入预先加热到70℃～80℃之间的二油，在加入二油时，在酱醅的表面层垫一块竹帘，以防酱层被冲散影响滤油。热二油加入完毕后，发酵容器仍须用聚乙烯薄膜盖紧，防止散热。经过2小时左右，酱醅逐步散开。如果酱醅整块上浮后，一直不散开，或者在滤油时，以竹竿或木棒插试发酵容器底部有黏块者，表示发酵不良，此时滤油将会受到一定影响。浸泡时间为20小时左右，浸泡期间，品温不要低于55℃，一般维持在60℃以上。

图4.6　移池浸出工艺流程

影响浸泡的因素:

①浸泡温度高，则可溶性物质易于浸出。

②浸泡时间长，可以增加浸出量，但过长会增加黏度，不利于淋油，所以浸泡时间要适宜。

③酱醅与溶剂中浸出物浓度差越大，越易浸出，即在酱醅浸泡中，二油水或盐水与酱醅浓度差越大，越易浸出。

④溶剂与溶质的接触面积越大，浸出物越多，所以酱醅要求疏松，防止结块。

⑤相对分子质量小的物质容易被浸出，如氨基酸、葡萄糖等。

⑥颗粒直径小的物料容易浸出，但颗粒太小会增加黏度，影响淋油，生产上采用的豆粕多呈小片状，以利于浸出。

(2)滤油:浸泡时间达到之后，生头油便从发酵容器的底部放出，流入酱油池中。池内预先放置盛食盐的箩筐，把每批所需要的食盐置于其中，流出的头油通过盐层而逐渐将食盐溶解。头油流完后(注意不宜放的太干)，关闭阀门，再加入70℃～80℃的三油，浸泡8～12小时，滤得二油(留作下批浸泡使用)，再加入热水，浸泡2小时左右，滤出三油，作为下批套二油之用。

在滤油过程中，头油是产品，二油套头油，三油套二油，热水浸三油，如此循环使用。当头油将要滤完，酱渣刚露出液面时，马上加入75℃左右的三油，浸泡1小时，滤出二油，待二油即将滤完，酱渣刚露出液面时，再加入常温自来水，放出三油。从头油到放完三油总共时间仅用8小时。

影响滤油速度的因素是:

①过滤面积:过滤面积越大，滤油越快。所以酱醅料层疏松，则滤油就快。

②过滤压力:过滤压力大，滤油快。在浸出法中，过滤压力由酱醅及浸出液的自重提供。

③滤液黏度:滤液黏度越大，滤油越慢。造成黏度大的原因有:a.原料分解不彻底;b.污染大量的杂菌;c.制醅水分不均匀，池底过湿而发生黏底;d.原料颗粒过细等。

④滤渣阻力:滤油时阻力影响滤油速度，形成滤油阻力的因素有:a.物料颗粒过于细小;b.滤渣料层厚度过高;c.滤渣紧实;d.滤油过程中出现脱水，造成滤层龟裂，使毛细管收缩;e.其他阻力为过滤介质、假底、管道、阀门等发生部分堵塞现象。

(3)浸出的主要设备:

①淋油池假底的空隙可尽量小些，以免存水过多;出油口留在最低位置，确保油放尽后不存水;要求面积大而高度浅，不会因冷热交替而破坏池壁，造成渗漏。

②接油池、配油池、浸淋水储存池、溶盐池等，应根据生产需要配套。

③浸清水加热设备:冷热缸(四周有夹层可用蒸汽直接加热)和接触式热交换器。④水泵。

(4)酱渣理化标准:水分80%左右、粗蛋白≤5%、食盐≤15、水溶性无盐固形物≤1%。

(二)酱油加热

1.加热设备

(1)蛇管加热容器:带有盖和搅拌装置，通蒸汽加热，使加热均匀。

(2)列管式热交换器:结构简单，操作及管理比较方便，生产效率也较高。酱油加热完毕，将加入罐中的管道洗刷干净。

(3)板式热交换器:加热前酱油必须经过滤才能使用。

2.加热目的

(1)灭菌:以加热灭菌的方法杀灭多种微生物，防止生霉发白。

(2)香气和风味:经过加热，可使酱油增加醛、酚等香气成分，改善口味，除去霉臭味。

(3)色泽:生酱油色泽较浅，加热后部分糖转化成色素，增加酱油的色泽。

(4)悬浮物:加热后少量高分子蛋白质疑结成酱泥沉淀下来，使产品澄清透明。

(5)酶:加热后破坏酱油中多种酶系，使酱油质量稳定。

3.加热温度

温度为65℃～70℃，时间30分钟。如果采用连续式加热交换器以出口温度控制在80℃为宜。如采用间接式加热到80℃，时间不应超过10分钟。加热后要及时冷却。

(三)成品酱油的配制配制计算公式:

式中：a——高于等级标准的酱油质量(全氮或氨基酸态氮的含量);

　　　a₁——高于等级标准的酱油数量;

　　　b——低于等级标准的酱油质量(全氮或氨基酸态氮的含量);

　　　b₁——低于等级标准的酱油数量;

　　　c——标准酱油的质量(全氮或氨基酸态氮的含量)。

例题4.3有甲批酱油全氮1.35g/100mL，氨基酸态氮0.68g/100mL，乙批酱油全氮1.10g/100mL，氨基酸态氮0.56g/100mL，其数量为15t，问需要多少吨甲批酱油才可配成二级酱油(全氮1.20g/100mL，氨基酸态氮0.60g/100mL)?

解:先求出各批酱油的氨基酸生成率:

氨基酸生成率=氨基态氮×100/全氮

甲批酱油氨基酸生成率=0.68×100/1.35=50.37%

乙批酱油氨基酸生成率=0.56×100/1.10=50.91%

根据公式

四、酱油防霉

(一)酱油生霉(长白)的原因

酱油是耐盐微生物的天然培养基，未经灭菌或灭菌后的成品酱油在气温较高的地区和季节里，酱油表面往往会产生白色的斑点，随着时间的延长，逐步形成白色的皮膜，继而加厚变皱，颜色也由嫩白逐渐变成黄褐色，这种现象俗称酱油生花或长白。

酱油的生霉原因如下:

1.微生物的作用

酱油生霉是由于微生物特别是一些产膜酵母生长繁殖，这些微生物主要有:粉状毕赤氏酵母、盐生接合酵母、日本结合酵母、球拟酵母、醭酵母等需氧耐盐产膜酵母。这些产膜酵母最适繁殖温度为25℃～30℃，加热到60℃数分钟就可以杀灭。

2.酱油质量

酱油质量好，盐分大，含有较多的脂肪酸和醇类、醛类、酯类等香气成分，对杂菌有一定的抑制作用。相反，如果酱油的质量不好，本身抵抗杂菌的性能差，就容易生霉;另外生产中发酵不成熟，灭菌不彻底或防腐剂添加量不足(未全部溶解或搅拌不匀)等。

3.环境因素

在温度高、潮湿的地方容易生白，或因为包装容器不清洁、容器里有生水。另外在储存运输过程中，因雨淋或混入生水而被产膜酵母污染等都可以引起发霉。

(二)酱油生霉造成的危害

生霉后的酱油，表面形成令人厌恶的菌膜，香气减少，口味变淡而发苦，酸味增强，甜味和鲜味减少，有时甚至产生臭味。其营养成分被杂菌所消耗，从而也降低了食用价值。个别产品除发白以外，甚至还会再发酵，生成酒精或二氧化碳，产生泡沫降低风味。

(三)酱油防霉措施

1.从生产工艺方面，提高酱油质量

高质量酱油本身具有较高的抗霉能力，因此应尽可能生产优质酱油。

2.从生产卫生方面，加强管理

酱油的生产操作是在开放的环境下，每个工序都会带入大量杂菌，所以在每个生产环节中，工具用具、生产设备和个人卫生都应有严格的卫生制度，要及时清洗消毒。贮油容器和包装容器应洗刷干净，保持干燥，不可存有洗刷水、生水。运输储存过程中防止雨淋或生水污染。

3.从加热灭菌方面，消除杂菌污染

成品酱油按加热要求进行灭菌，从而在一定程度上减缓或抑制发白现象的产生。

4.从防腐剂的使用方面，防止杂菌丛生

合理正确地添加允许使用的防腐剂，是防止发霉的一项有效措施。

(四)常用酱油防腐剂及其使用方法

防腐剂的选择原则是;对人体无毒无害，容易得到，应用时操作简单用量小、防霉效果好。

酱油生产中常使用的防腐剂有苯甲酸钠、山梨酸、山梨酸钾、维生素K类，其使用量详见国家标准。

五、成品酱油的质量标准

(一)感官指标(如表4.2所示)

表4.2　低盐固态发酵酱油感官指标

(二)理化指标(如表4.3所示)

表4.3　低盐固态发酵酱油理化指标