产万吨高盐稀态发酵酱油车间设计

1 引言

国以民为本，民以食为天，食以味为先。酱油就是这些调味品当中重要的一个。最早的酱油也叫清酱，古时清酱是由最开始的动物肉剁成肉泥在发酵生成的油。到唐朝的时候用黄豆、小麦进行发酵制酱，经过古人的不懈的努力，最终在南宋时期臻于完善，并在《山家清供》一书中第一次以“酱油”之名载入中华文明的历史[1]。而在唐朝，东渡日本的鉴真带去了酱油的酿造方法，从此日本有了不蘸酱油就不吃鱼生的说法。之后，酱油的制作之法陆陆续续的传入了朝鲜、泰国、越南、菲律宾、孟加拉、印度等国家，等到英国人殖民到亚洲国家印度时，酱油制作方法正式传入欧洲，并且发展成了着名的“伍斯特郡味汁”，也即后来风行欧美的辣酱油。到了清朝，如雨后春笋般的酱油作坊纷纷冒了出来，酱油的种类也多了起来，比如虾子、香蕈。在当时也对酱油有了简单的区分，如红酱油、白酱油。而对酱油提取工艺也有了正式称呼：“抽”。本色者是为“生抽”，而通过日照方式让其增色、酱味变浓者是为“老抽”。老抽基本较咸，多用于提色；生抽较甜，主要用于提鲜[2]。

1.1 国内外研究概况

在当代，酱油现在已经发展到家家户户必备的调味品之一，作为现代烹饪必不可少的调味品，它是用豆、麦、食盐经制油和发酵等程序酿制而成的。酱油成分也分外复杂，除了食盐以外，主要有氨基酸、糖类、色素以及香料等诸多成分，其味道多以咸味为主，除此以外还有鲜味、香味等[3]。酱油不仅能够增加菜肴的固有香味还能在一定程度上起到改善味道的作用，对于菜肴色泽的改善也效果明显，使之更加秀色可餐。维生素和矿物质在酱油中的含量和种类非常的丰富，多食酱油可以减少人体胆固醇含量，还能降低心血管病的发病率，其中种类众多的成分还有防自由基伤害的功效[4]。曾有研究发现日本人因为爱吃酱油的习惯，其胃癌发病率远低于其他地区，紧随之后报道出了美国威斯康星大学的研究报告证实了结果。研究者在给老鼠服用致癌物亚硝酸盐的基础上分喂不同量的酱油，事实证明酱油食用量的多少与胃癌的患病率成反比关系[5]。相比其他地区，亚洲国家妇女的乳腺癌发病率也非常低，这类恶性肿瘤在美国易发，相关专家研究分析称，可能与美国妇女不喜食用酱油有关，因为酱油中的黄铜能阻止人体形成新的血管，而恶性肿瘤的营养输送来源正是新血管。此外，酱油还有许多非常普遍的作用，它可以解热除烦，有解毒的作用，能用于治疗暑热烦满，能够治好初期痔疮，对妊娠和尿血病也有较好的效果，还对食物或者药物引起的中毒有一定疗效。改革开放以来我国酱油生产工艺多采用以下几种：（1）稀醪发酵工艺。根据发酵过程温度控制的不同，可分为保温稀醪发酵和常温稀醪发酵。前者制醪时间较长，成熟缓慢，后者温度多控制在42℃-45℃，酱醪成熟周期为2-3个月。其产品属于醇香型，香气较好。酱醪较稀有利于控制温度持续保温，在空气搅拌过程和管道运输方面都非常便利，多为自动化程度较高的大工厂用于大规模的生产，不好的是产品色泽淡而无光，发酵所需时间过长，对保温设备和压榨设备的需求较大，不利于减少投资。(2)分酿发酵工艺。这个工艺设计是在原来固态低盐发酵酿造酱油工艺的基础上研究提出的，主要是增加了分酿环节。所谓分酿，即是把生产酱油的蛋白质原料豆粕和淀粉原料小麦进行分别处理、分别制曲，发酵，使两类原料分别在不同的条件下接受不同酶的催化分解，避免在同条件下各类酶的混战而产生不同分解物对酶互相抑制，同时便于人工控制蛋白酶和淀粉酶的最适温度条件，充分发挥酶的专一特性和最大活力作用，提高蛋白质分解效率，从而达到减少原材料投入的目的，也是速酿工艺发展的重要基础技术之一。（3）固稀发酵工艺。它是为了减少酱油酿造时间以稀醪发酵法为基础改革出来的一种工艺，工艺流程在不同盐浓度和温度的基础上，实行高低温分别发酵，前期为固态低盐发酵，后期添加盐水采用稀醪工艺，总发酵周期为30天左右，可生产出比较满意的产品，色泽和香气都比较好，有较大的消费者。（4）固态无盐发酵工艺。目前研究出来的速度最快的发酵工艺，周期仅为56-72小时。优点是酶不再受到抑制作用，大大的缩短了工艺周期，对蛋白质与淀粉分解较彻底，有效的提高了原料利用率与发酵设备的利用率，采用浸出淋油方式，简化工序，弱化人工劳动力使用环节。缺点是风味较淡，酱香气严重不足，其发酵的温度为55℃-60℃，耐盐酵母菌S（Sacch rouxii）与T（Torulopsis）以及乳酸菌不能存活，无法进行正常发酵。（5）固态低盐发酵工艺。酱醅含盐量控制在7%左右，酶制剂活性条件良好，是在固态无盐发酵基础上研究改革出来的，所产产品有较深的色泽，味道鲜美，后味深厚，相比无盐固态香

气有较大的提高，操作基础易学，技术相对简化，管理方便，酱油提取方法采用浸出淋油的方式，产品数量和质量较稳定，生产造价较低。唯一不好的就是相比稀醪发酵与固稀发酵产品香气较淡。（6）高盐稀态发酵工艺。该工艺来源于日本。制醪所用盐水是16°Be-18°Be浓度的，其用量较多，大致为生产所投料量的2-2.5倍，盐含量占酱醅的17%左右，水分占酱醅的65%-70%，酱醅表现出流动性质，发酵周期为4-6个月。产品颜色为红褐色，澄清透亮，具有浓郁的醇香，风味上佳。其不利点投资较大，压榨设备占其中较大的比重，还需较长的时间来进行发酵[6]。

目前在生产工艺方面的改革研究一般是在以下几个方面。一方面是原料的选择和原料配比，酱油生产所用的原料分为两大部分：淀粉质原料和蛋白质原料。酱油的鲜味成分大部分来源于氨基酸（特别是天冬氨酸和谷氨酸的含量越高鲜味就越强），它是蛋白质水解的产物，所以蛋白质原料一般选用大豆或豆粕。酱油的香气和甜味以及可溶性无盐固形物的形成均需要淀粉质原料的参与。淀粉质原料不但是微生物营养成分的碳源，而且是发酵的基质。其水解所产生的糖类以及发酵形成的酸类、醇类、酯类和醛类都是构成酱油呈味和生香的主要物质[7]。高质量的酱油均选用小麦和面粉作为原料。原材料和配比的不同对酱油的风味都有影响，在原料选择方面中国和日本都一样，在配比上日本一般选用一比一，而我国是一比一或者六比四。另一方面是发酵设备的技术革新。酱油酿造设备可分为六个大类，即蒸煮设备、制曲设备、发酵浸淋设备、消毒设备、输送设备、贮存和包装设备。对降低设备成本，提高设备自动化控制程度的提高是现在的主要研究方向。最后是制曲方面。自古以来就把制曲看作酱油酿造的关键技术环节，酿造出的酱油品质的优良关键在于曲子的质量好坏[8]，所以优质成曲的制作是酱油酿造的基础。制曲技术就是把纯种培养的种曲接入蒸煮处理过后的原料里并搅拌均匀，使米曲霉在最适宜的条件下充分发育繁殖，分泌多种酶（如淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、氧化酶等），为以后发酵作用提供酶源。成曲的制作也是一种粗酶的生产方法。对制曲要实行严格的品温控制，一般不要超过35℃。曲室的湿度也有很高的要求，否则会影响酶活的提高，一般要求相对湿度最好在95%以上。制曲的时间也需要控制，24-30小时为宜，周期不宜过长，因为过长的时间并不能提高酶活力。

国外的酱油生产工艺主要以日本为代表，虽然日本酱油的制作方法是中国传播过去的，但是日本的酱油生产技术却发展的比中国更快，特别是纯菌种应用、原料处理、制曲、发酵、压滤等几个技术方面，并且自动化机械设备和纯菌种的应用都是日本首次试用成功的[9]。日本所普遍采用的酱油生产工艺为高盐稀态发酵法。

1.2 课题研究的意义

我国根据酱油作为中国居民传统的调味品，具有消费普遍，消费量稳定，具有集中生成的趋势等特点，NaFeEDTA强化酱油研究项目也即铁强化酱油项目被我国营养与食品卫生研究所定为国民身体健康的基本策略之一。酱油是很好的添加剂载体，NaFeEDTA的强化对酱油的感官性状和品质均没有影响，并优于其它有代表性的铁盐类强化剂，是优质的缺铁性贫血的防御措施，并且不会因为铁含量过高而中毒[10]。

目前全球的酱油年产量约为900多万吨，其中：中国大陆大约在600万吨，日本大致为120万吨，其他亚洲地区大约在260万吨左右。我国既是酱油的消费大国也是酱油产量严重不足的大国，我国1975的酱油产量甚至没有100万吨，70年代末才增加到165万吨，80年代末突破200万吨，90年代末突增为460万吨。自我国改革开放以来，随着人民的生活水平的逐步提高，国人也越来越多的追求高质生活，酱油的销量特别是高档酱油的销量在稳步增加。我国的酱油生产企业数量必将持续增加，排除海天、李锦记、加加等大品牌，小企业的数量将迎来蓬勃的增长。

高盐稀态发酵在日本取得重大的成功，在国内也逐步流行起来，以高盐稀态为生产工艺流程进行设计，以车间局部布置以及生产路线车间布置，通过设计使其美观、高效、经济、实用、方便、环保等。