酱油多菌种酿造

　 酱油的多菌种酿造赵德安摘要 :阐明传统多菌种酿造酱油以改善产品风味为目的 ,取法自然 ,形成菌群的生长代谢平衡 ,代谢产物 丰富调和 。指出现在多菌种酿造存在的问题和改进方向 。关键词 :酱油 ;多菌种酿造 ;传统工艺 ;风味 ;自然法则文章编号 :1000 - 9973 (2010) 07 - 0024 - 03中图分类号 : TS264 . 21文献标识码 : A近年来多菌种制曲发酵酿造酱油广泛受到重视 。有人说 多 菌 种 酿 造 酱 油 是 调 味 品 行 业 一 项 先 进 技 术[ 1 ] 。其实在 2000 多年的历史中 ,我国生产酱油都是多菌种酿造 ,因其产品风味优良故能流传至今 。1958 年原中央食品工业部制定酱油种曲操作法推广 于全 国 。从此我国告别天然多菌种制曲进入单菌纯种制曲 时代 。用纯种曲酿造酱油能常年生产 ,缩短生产周期 , 提高生 产 效 率 和 产 品 出 品 率 , 但 是 产 品 风 味 欠 佳 。1975 年以来 ,全国各地开展多菌种制发酵的研究 。在 改善低盐固态发酵酱油风味 ,提高原料利用率等方面 取得一定效果 。但是产品风味还达不到传统的水平 。

　研究其原因 ,寻求改进的途径 ,对提高我国酱油风味品 质 ,增强市场竞争力具有重要意义 。栖的群落 ,菌种多 、酶类广 、代谢产物丰富 。发酵在常温 、开放条件下进行 ,各种菌类易于进入 发酵基质中 , 适者生 存 。它 们在 发 酵过 程中 拮抗 、互生 、盛衰交替 ,形成菌群的生态平衡和代谢平衡 。从春 季制醪经过夏季晒酱到秋后成熟取油 ,发酵温度形成 前低 ,中高到后低的变化规律 ,能充分发挥各个温度阶 段有益微生物和酶类的作用 。开始发酵的时温度低 , 乳酸菌等产酸菌类的生长受到抑制 ,保持发酵基质呈中性或微酸性 ,有利于中性蛋白酶和淀粉酶的作用 ,水 解生成的氨基酸和糖分能缓冲基质的 p H 值 。进入夏 季气温上升 ,适宜在中性环境中生长的乳酸菌类首先 繁殖代谢产酸 ,当 p H 值降到 5 以下时 ,适宜于鲁代酵 母菌类生长代谢 ,乳酸菌生长受到抑制 ,不会因产酸过多造成产品总酸偏高 。随着酵母发酵和蛋白质水解作 用的持续进行 ,基质中含糖量降低含氮量增高 ,不利于 鲁氏酵母菌类生长 ,菌体自溶产物促进了能在高氮低 糖环境中生长的球拟酵母菌类繁殖代谢 ,此时基质中 含糖量低 ,球拟酵母不会过量繁殖 ,不会因生成过量的 乙酸 、烷基苯酚等刺激性气味强的物质使产品香气恶化 。入秋气温下降 ,发酵进入后熟阶段 。主要是酶的 残余活性继续与原料成分作用和非酶化学反应进行 。

　促进各代谢产物间相互转化 ,相互补充 ,平衡调和构成 酱油独特的风味 。常温发酵符合酶的催化特性 ,水解与发酵混合进行 。水解生成物立即发酵转化 ,不会因中间生成物浓 度过大产生负反馈作有或达到化学平衡 ,生化反应进 行顺利 。与水解和发酵分阶段控温进行的工艺比较 , 能简化工艺和设备 ,省工节能 。常温混合发酵符合自 然界各种生物生命活动的复杂酶促反应 ,都是常温混1传统多菌种酿造酱油工艺的特点传统多菌种酿造酱油工艺以改进产品风味品质为目的 ,符合自然生化变化的规律 。在科学技术不发达 ,检测手段不具备 ,酱油的宏观组分不为人知的古代 ,我 国先民运用综合思维的方式 ,认识到酱油的矛盾主体是调味品 ,因而在生产实践中不断追求产品风味的改 善 ,积累了丰富的经验 ,创造出利用天然生态微生物群 落制曲发酵的技术 。它符合“物竞天择 ,适者生存”的 自然法则 。在自然界中生物群落不是孤立的存在 ,总 是和环境密切相关 ,环境决定生物群落 。传统工艺取法自然 ,制曲时创造适宜的养分 、水分 、温度 、湿度等环 境 ,使自然存在的各种微生物竞争生存 ,能适应制曲环 境的生长繁殖 、产酶 。制曲温度控 制在“温 如人 腋下 暖”,正是米曲霉生长的适宜温度 ,所以成曲是以米曲 霉为主 ,及有相似生长条件的其它霉菌 ,酵母和细菌共收稿日期 :2010 - 03 - 02— 24—中 国 调 味 品C HINA CO ND IM ENT2010 年第 7 期总第 35 卷专论综述合进行的规律 ,具有永恒的合理性 。现代酿啤酒用的转基因酵母菌 ,融合了高产糖化酶的遗传信息 ,能直接 利用淀粉生成酒精 ,使西方沿用了几千年的糖化与发 酵分阶段进行的工艺向着混合发酵发展 ,证明混合发 酵是生物技术发展的必然趋势[ 2 ] 。随着时代的前进 ,科学技术的发展 ,酱油酿造工艺要与时俱进 。吸取先进科技因素 ,改革抛弃落后的生 产方式和消极因素 ,保留继承多菌种酿造的合理因素 , 并把它发展到新的阶段 。然而由于时代科技水平的局 限 ,传统工艺长期停滞在感性认识和生产实践阶段 ,本 质鲜为人知 。致使有人只看到传统工艺落后生产方式的现象 ,对之颇有微词如 “: 虽然历史悠久但生产技术 墨守陈规[ 3 ] ”“传统 ,悠久并非与优势同在[ 4 ] ”等 。看不 到传统工艺的优势 ,自然不会继承和发展 。因此 ,照搬 纯种发酵技术不能与多菌种酿造相融合 ; 用分阶段控 温发酵取代混合发酵 ,违背自然生化变化的规律 ,与生物技术发展的趋势背道而驰 。提高了酱油产量却降低 了传统的风味品质 ,有识之士慨叹“使我国酱油工业走 了弯路”。曲霉与绿色木霉按 3 ∶1 比例混合制曲 ,蛋白质利用率提高 17 . 3 % ,同时提高了成品的色泽和还原糖含量 。2002 年林祖申用植质乳酸菌 、鲁氏酵母菌和球拟酵母 菌用于低盐固态后发酵 ,发酵期 1 个月 ,酱油乙醇含量 超过 1 . 83 % ,获得风味优良的高级酱油[ 6 ] 。2003 年李 琴等在低盐固态发酵的基础上 ,采用先固后稀添加鲁氏酵母菌和球拟酵母菌浇淋发酵 ,明显提高了酱油风 味 ,总氮 ,氨基酸态氮和谷氨酸分别提高了 20 . 51 % ,21 . 92 %和 19 . 08 % 。2005 年邹镜明用沪酿 3 . 042 米 曲霉 ,A S3 . 350 黑曲霉和 A S3 . 968 红曲霉混合制曲用 于低盐固态发酵 ,酱油色泽提高 40 % ,氨基酸态氮提高 15 % ,还原糖提高 30 %[ 7 ] 。2007 年曹 小 红等 按不 同时期分别添加鲁氏酵母菌 ,球拟酵母菌和假丝酵母 菌于高盐稀态发酵醪中 ,所产生的乙醇 、乙酸 、乙酯 、醛 类 、酚类 ,呋喃酮类等风味成分的含 量均 高 于未 添加 的 。21 2存在的问题剖析 以上的多菌种酿造酱油研究主要用于低盐固态发酵法 ,以提高酱油中的氨基酸 、乙醇 、酸类 、酯类 、酚类 、 酮类等风味成份的含量为指标 ,能改善低盐固态发酵 酱油风味 ,却不能酿造出具有传统风味的优质酱油 ,原因如下 。21 21 1 对酱油质量存在认识误区以上的研究表明 ,业内人士普遍存在片面追求氨 基酸生成率的观点 。如高士昌等认为 : 酱油质量好坏 主要看感官 、理化 、卫生指标 ,其理化指标是重中之重 ,理化指标又重在氨基酸生成率及其含量的增加 。张海 珍等说 ,酱油风味主要是氨基酸含量的高低和各种营 养成份的多少 。一般认为提高了氨基酸含量能增加酱 油产量 ,改善风味和降低生产成本 。事实并非如此 ,氨 基酸虽然是酱油质量理化指标中的重点 ,但是氨基酸必须与多种风味成份平衡调和才能构成优良的风味 。

　只是氨基酸含量高的酱油风味不一定好 。市场上氨基 酸含量相同的酱油 ,高盐稀态发酵酱油售价比低盐固 态发酵的高 1～3 倍 ;日本本酿造酱油售价比低盐固态 发酵酱油高几倍甚至几十倍[ 8 ] 。酿造优质酱油不要求蛋白质全部转化为氨基酸 ,要保留适量的中间产物肽 类 。肽的呈味性虽不及氨基酸 ,但它具有缓冲性 ,起泡 性和粘性 ,能增强产品的味道的持续性 ,对烘托酱油风 味起到十分重要的作用 。水解生成的氨基酸必须一部 分转化为高级醇 , 一部分参与羰 氨反 应 生成 类黑 素 ,HDM F 、H M M F 等呈色生香物质 。片面提高氨基酸— 25—2 现代的酱油多菌种酿造21 1 近现代多菌种酿造酱油研究现状1904 年日本率先制成酱油种曲 ,1930 年南京中央 工业试验所相继制成酱油种曲 ,1958 年我国全面推广 使用酱油种曲 。中日两国的种曲有本质的区别 ,日本 的种曲是由多种优良菌株混合制成的 ,它继承和发展了天然曲菌种多 ,酶类广 ,代谢产物丰富的优点 ,克服 了菌株良莠不齐 ,生化性能不稳定的缺点 ,把纯种培养 和多菌种发酵相融合 ,并不断应用现代生物技术加以 改进和完善成为日本各大企业确保产品质量居于领先 水平的不传之密 。我国的种曲是由一株蛋白酶活力高的米曲霉制成的 ,它克服了天然曲的缺点 ,同时也抛弃 了它的优点 。用它接种制成的酱曲 ,酶类远比天然曲 少 ,在提高原料利用率和改善产品质量上均不理想 ,人 们才认识到多菌种制曲发酵的重要性 。1975 年成都 市第一酿造厂与四川省生物研究所 ,用沪酿 3 . 042 米曲霉与绿色木酶按 1 ∶0 . 5 的比例混合制曲 ,用于低盐 固态发酵 ,原料蛋白质利用率提高 14 %～ 32 % , 淀粉 利用率提高 10 %～20 % 。1979 年李大锦等用 80 %的 沪酿 3 . 042 米曲霉与 20 %的 A S3 . 350 黑曲霉制曲 ,使 低盐固态发酵酱油氨基酸含量提高超过 30 % ,明显改善了产品风味[ 5 ] 。2001 年杨玉华等用沪酿 3 . 042 米中 国 调 味 品C HINA CO ND IM ENT2010 年第 7 期总第 35 卷专论综述含量 ,降低了肽类 、类黑素 、高级醇等风味物质的含量反而降低了酱油的风味品质 。产量增加不足 30 % ,而 售价却成数倍降低 ,反而减少了企业的利润 。所以多 菌种酿造酱油要以提高风味品质为目的 。酱油风味是感觉器官感觉到的色泽 ,香气 、滋味 ,体 态在思想中 (大脑中) 综合形成的印象 。目前已知构成酱油风味的物质有 300 多种 。可见酱油风味不是某些 特殊成份构成 ,是多种成份合理配伍协同增效 ,香气与 滋味协调 ,加上色泽和体态的烘托才能构成宜人的风 味 。其中某一物质的不足或过量都使风味不良 。如一 般认为对酱油风味起极积作有的乳酸 ,含量少了风味淡落 ,过量时会造成产品总酸偏高风味恶化 。又如 42乙基 愈创木酚香气活性强 ,还有缓和咸味的作用 ,含量达到1～2 mg/ L时明显改善酱油风味 ,但若含量过多时因其 香气刺激性强 ,反而使产品香气恶化 。以上试验都是以 乙醇 ,乳酸 、酯类等风味物质的含量增加 ,作为改善风味的指标 ,显然是不正确的 。应以感官鉴定为主 。21 21 2高温速酿违反自然法则 以上的多菌种酿造 研 究大 都用 于 低盐 固态 发酵法 。多菌种制曲成曲中菌种较多 ,酶类较广 ,但因低盐 固态发酵在较高的温度下进行 ,有益菌类的生长受到抑制 ,适温低的酶类容易失活 ,只能完成蛋白质和淀粉 质的水解 。经过高温发酵酶容易失活 ,残存酶活不多 不利于原料成份的继续分解和后期圆熟 。天然酱油发 酵和许多种乳酸菌 ,酵母菌和其它菌类有关 ,代谢产生 的香气物质已知有 267 种 ,只是添加 3～4 种菌类后发酵 ,代谢产物不及天然发酵的丰富 。发酵时间短 ,一些 要在较长发酵时间内菌体破坏后才能发挥作用的孢内 酶 ,如谷氨酰胺酶还来不及发挥作用 。酱油风味的形 成和发酵时间有关 ,时间延长酯化反应 ,迈拉德反应持 续进行使得产品香气浓郁 、滋味醇厚 。低盐固态发酵酱油的代谢产物较少 ,又没有后熟期 、代谢产物来不及 平衡调整 ,产品风味自然达不到传统的水平 。只有降 低固态发酵的温度 ,便有益菌类都能生长 ,各种酶促反 应都能进行 , 代谢产物丰富了 , 产品 风 味必 然得 以提 高 。先低盐固态后高盐稀醪常温发酵的工艺《, 齐民要术 ·作酱法》早有记载 , 由于认识不到传统工艺的优 势 ,任其被历史尘封 ,束之高阁 ,反而向国外引进质量 不理想的工艺[ 9 ] 。足见对传统工艺欠发掘 。21 3现代技术不能与传统工艺相融合 以上的多菌种酿造研究不是在继承传统多菌种共栖生长代谢的基础上进行 ,完全照搬单菌培养的模式 。— 26—多菌制曲是把 2～3 种孤立存在的菌类组合在一起制曲 ,或分别制曲后再混合发酵 。分别制曲后再混合发 酵仅是简单的酶类相加 , 不能起 到协 同 增效 的作 用 。

　多菌种混合制曲 , 一旦组合不当 反会 产 生负 面影 响 。

　据冯兰庄介绍 :在一次对比试验中 ,沪酿 3 . 042 米曲霉 和 A S3 . 350 黑曲霉混合制曲后 ,各种蛋白酶活力都比 分别制曲的下降 。马学曾多次在大生产和实验室以沪酿 3 . 042 米曲霉为主 ,分别配伍 A S3 . 350 、A S3 . 324 、 A S3 . 758 黑曲霉 20 %～30 % ,与单独使用沪酿 3 . 042 米曲霉的对比 ,蛋白质利用率和氨基酸生成率没有提 高 ,有的试验组风味反而下降 。以上的多菌种发酵只是添加 2～4 株乳酸菌 、酵母 菌发酵 ,无论是菌种的种类 、数量和相互配比方面很难 达到天然发酵醪的水平 ,一旦乳酸菌接种过早或繁殖 过量 ,会影响到中性蛋白酶的作用 ,并造成产品总酸偏 高 。球拟酵母添加过早或繁殖过量 ,会生成过量的乙 酸 、烷基苯酚等刺激气味强的物质 ,使产品香气恶化 。

　日本在使用内部衬涂层的密封发酵罐时 ,外部微生物不能进入 ,需要接种乳酸菌 、酵母菌 发酵 才 能顺 利进 行 。但因接种菌株较少产品风味淡薄 ,缺乏醇厚感 ,需 要在主发酵结束后 ,将酱醪移往开放容器后发酵加以 弥补 。何况产酸 、产醇产生风味物质不是乳酸菌 、酵母 菌的专利 。曲霉也能产生多种有机酸 ,产生乙醇和高级醇的途径与酵母菌相似 ,只是产量少些 。酱醪中存在着大量的枯草芽孢杆菌 ,能产丰富的糖酵解途径和 三羧循环途径的酶类 。马清和等将枯草芽孢杆菌添加 到发酵后期能增强酱油风味 。新加坡的研究认为 ,枯 草杆菌可以防止酱油混浊度加深 ,并产生芳香物质 ,分 泌的蛋白酶对酱油风味作出积极的贡献 。日本研究人 员分离了 1 株产谷氨酰胺酶的枯草芽孢杆菌 ,添加在酱醪中发酵 ,酿成的酱油谷氨酸含量增加 36 % , 感官 鉴定风味显著提高 。可见酱油风味不是少数菌类所能 形成 ,要靠多种微生物的协同作用 。以上多菌种酿造 研究应用菌类不足 10 种 ,代谢产生的风味物质不及传统发酵的丰富 。所以要从天然曲 、天然醪研究入手 ,从中大量分离筛选菌株 ,研究它们共栖生长时的拮抗 、互 生关系 ,以及对产品质量影响 ,从中优化组合多菌种制成种曲 ,种醪 (发酵剂) 用于生产实践 ,确保产品品质始终居于市场领先水平 。参考文献 :[ 1 ]张海珍1 多菌种制曲发酵在酿造酱油中的应用现状 [ J ] . 中国酿造 ,2008 (17) :1 .(下转第 29 页)中 国 调 味 品C HINA CO ND IM ENT2010 年第 7 期总第 35 卷专论综述可以得出其他方案下的综合评分见表 4 , 选出一个综合评分最高的一组 , 那么这组就是最优方案 。另外从 B′= { 0 . 449 , 0 . 306 , 0 . 245 } 结 果 可 以 看 出 , 专家中评判优秀的占 44 . 9 % ,一般的占 30 . 6 % ,较 差的为 24 . 5 % ,也就是说这个工艺下的酱油总体评价 是优秀 。21 2权重向量 A 的确定由上述 6 位专家组成权重评判小组 , 4 个因素共 计 10 分 , 专家各自给上述 4 个因素评判权重 。10 位 专家的评判结果见表 3 。将各项因素所得总分除以全 部因素总分之和即可得到权重系数 , 即取 A = [ 0 . 208 ,0 . 258 , 0 . 305 , 0 . 229 ] 。表 3 酱油权重评判统计表表 4模糊综合评价结果评价色泽香气滋味体态合计方案优秀一般较差综合123456合计2 . 52221 . 82 . 2122 . 532 . 52 . 52 . 22 . 815 . 52 . 533 . 533 . 52 . 818 . 32 . 5222 . 52 . 52 . 213 . 7101010101010601230 . 3050 . 2080 . 3050 . 2080 . 2580 . 1670 . 1670 . 1670 . 2290 . 680 . 6630 . 7013结语通过模糊综合评判方法可以客观合理的将主观因素转化 ,使评价更客观公平 ,为产品改进风味及工艺提21 3模糊综合评判模型求解根据模型 M ( ∧, ∨) 计算 得 B = A[ 5 ]供必要的市场参考。因此应用这种方法进行评判结果科学合理 ,有较强的实用价值 。参考文献 :[ 1 ]李睿晓 ,王金美 ,刘乐宁1 感官评价原理在酱油评鉴中的应 用 [J ]1 中国调味品 ,2009 (9) :272301[ 2 ]刘 瑞钦1 酱油的感官 鉴评 [ J ]1 中国调味品 , 2 0 0 4 ( 3 ) : 3 92401[ 3 ]周泽义 ,樊耀波 ,王敏健1 食品污染综合评价的模糊数学方 法 [J ]1 环境科学 ,2000 ,2 (3) :222261[ 4 ]肖位枢. 模糊数学基础及应用[ M ]1 航空工业出版社 ,19921[ 5 ]曹利江 ,任辉 ,黄河1 模糊综合评判在啤酒生产市场调研的 应用 [J ]1 酿酒科技 ,2005 : (3) 932941R = [ 0 . 208 , 4 26 56 161 5600 . 258 , 0 . 305 , 0 . 229 ] ·R == { 0 . 305 ,060 . 208 , 0 . 167} ,再将 B 集合进行归一化处理得 B ′= { 0 . 449 , 0 . 306 ,0 . 245} 。从评判结果可知此产品的综合得分是 0 . 68 , 同理(上接第 26 页)[ 2 ]赵德安1 酱油传统酿造工艺与提高产品质量的探讨 [ J ] . 中 国调味品 ,2009 (8) :22224 .[ 3 ]李大锦1 低盐固态发酵酱油技术进步技术现状与发展 [ J ] .江苏调味副食品 ,2002 (5) :1 .[ 4 ]李 幼 筠1 创 新 为 低 盐 固 态 发 酵 酱 油 工 艺 拓 展 了 广 阔 空 间 [J ] . 中国酿造 ,2002 (增) :1 .[ 5 ]李大锦 . 提高低盐固态发酵酱油风味的实用技术 [ J ] . 中国 调味品 ,2006 (8) :25230 .[ 6 ]林祖申 . 先固后稀添加酵母 、乳酸菌是 提高酱油风味的捷径 [J ] . 中国调味品 ,2002 (1) :26230 .[ 7 ]邹境铭 . 多菌种混合制 曲提高酱油质量 [ J ] . 中国 调味品 ,2005 (4) :33234 .[ 8 ]张贺迎 . 日本酱油缩短 发酵周期的研究 [ J ] . 中国 调味品 ,2008 (1) :22224 .[ 9 ]赵德安 . 从酱缸工艺读《齐民要术 ·作酱法》[ J ] . 中国调味 品 ,2009 (3) :22224 .— 29—00016