酱油渣的再利用研究进展

巩 欣，程永强，纪凤娣，韭泽悟，辰巳英三，鲁 绯，*

(1.植物源功能食品北京市重点实验室，中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083;2.北京市食品及酿造产品质量监督检验一站，北京100075;3.日本国际农林水产业研究中心，日本筑波305-8686)

酱油作为我国传统的发酵食品，已有两千多年的历史，是人们日常饮食中不可或缺的调味品，在世界上也占有越来越重要的位置。目前中国大陆的酱油年产量在500万t左右，酱油市场年增长在10%以上，而每生产1kg酱油，就会产生大约0.67kg酱油渣［1］。酱油渣是酱醪淋油压榨或抽油后产生的残渣，呈深棕色。酱油渣中仍含有20%～30%的粗蛋白，10%以上的碳水化合物。以大豆为蛋白质原料生产的高档酱油，酱油渣中粗脂肪含量可达18.1%［2］。而以豆粕、面粉为原料，酱油渣中的粗脂肪含量为7.4%～8.6%［1］。由于其产量大、水分多，不易储存和运输，若不及时处理会很快发臭变质，造成环境的污染。目前尚没有成熟且便于推广的酱油渣综合利用技术。低盐固态酱油渣经常以较低的价销售给周边农民用作肥料或饲料，高盐稀态酱油渣盐分过高，若直接用作饲料易引起动物中毒，若用于肥料或直接填埋会造成土壤盐化。虽然目前国内外已有一些关于酱油渣再利用的研究，但涉及酱油渣综合利用的生产实践方法仍然较少。因此，如何充分利用酱油渣中的有效物质，开发出具有高附加值、高营养价值的新产品，仍是当前的研究热点，对提高企业积极性，实现整个酿造行业的清洁生产，提高企业的经济和社会效益具有重大意义。

1 影响酱油渣综合利用的原因

湿酱油渣含水量多在80%左右，且盐分高，极易腐败变质，是影响酱油渣综合利用的主要原因。若采用传统的水洗脱盐方式，食盐颗粒易于包裹在酱油渣内部，导致萃取时传质阻力大，能耗高且用水量大。其次，由于脱盐时间较长，易产生二次发酵，使酱油渣变质发臭，大大降低了其利用价值。若向酱油渣中添加麦麸、谷糠等辅料，既可降低食盐含量，又能增加酱油渣中的营养成分，适当发酵后还能增加动物的适口性，提高饲用价值。但是采用这种处理方式，辅料的添加量过大，一般为30%～40%，限制了酱油渣的处理量。

另一方面，以大豆为原料生产的酱油，酱油渣中含有大量未被利用的油脂。由于酱油渣呈酸性，油脂中的不饱和脂肪酸在高酸、高水分含量的环境中极易成为过氧化脂质，对生物膜及细胞均具有很强的毒性，不能直接应用于饲料［3］。因此，采用压榨或萃取除去酱油渣中的不饱和脂肪酸，防止过氧化脂质的生成，可延长酱油渣的保存期。

马净丽等［4］对延长酱油渣保存期的方法进行了研究。研究发现，酱油渣本身含有及环境中引入的酵母菌是导致酱油渣变质的主要原因。因此采用干燥、低温的保存环境，或采用机械压滤技术将酱油渣直接变成干燥的酱油渣饼储存，则可抑制酵母菌的生长繁殖，使酱油渣的保存期达到30d以上。

2 酱油渣的综合利用现状

2.1 开发作为饲料

酱油渣中食盐含量高，长期喂饲或一次喂食量过多均会引起实验动物中毒，轻者体重减轻，重者导致死亡。故酱油渣在饲料中的配比一般不得超过10%，限制了其应用，且在饲喂酱油渣期间应经常供给充足的饮水，增加了饲养的负担［5］。杨明泉等采用纤维素酶水解法和二次压榨法来降低酱油渣中的盐分和水分，使酱油渣的盐分由20%降到5%，水分由60%～80%降到16%，成为良好的动物蛋白饲料［6］。与此同时，酱油渣脱盐后的废水可用于微藻类的培植生长，增加了酱油渣的附加经济价值［7］。

将酱油渣发酵后制成饲料，能利用微生物在原料中的生长繁殖和新陈代谢，降低水分、盐分和粗纤维，同时积累菌体、酶和中间代谢产物，从而改善其适口性、保存性和营养价值，已被公认为饲料资源和饲料添加剂开发的重点。

卜春文［8］以酱油渣为基础培养基，用假丝酵母和黑曲霉混合菌种生产高蛋白、高酶活的饲料添加剂。实验证明，当酱油渣含盐量超过2%时，就要进行脱盐处理，否则将影响微生物的生长。另外，在酱油渣中应添加适量的麦麸、谷糠等作为疏松剂，既使基料发酵有充足的供氧，又提供了生长素等物质。邱宏端等［9］以耐盐红螺菌科光合细菌发酵酱油渣生产光合细菌蛋白饲料，光合细菌细胞含有60%以上的蛋白质，并具有降解氨基态氮、亚硝基氮等功效，发酵后粗蛋白含量较酱油渣提高35%，氨基酸总量提高20%左右，可与其他高蛋白饲料搭配喂养，鱼苗的成活率较高。戴德慧等［10］则利用平菇等食用菌发酵酱油渣生产富含真菌多糖的动物饲料，能增强机体免疫力，消除自由基，减少家畜饲养中抗生素的使用。

2.2 开发用作肥料

酱油渣中含有大量的氮、磷、钾等无机元素，沤制后属于酸性肥料，干施时肥效缓慢释放，水施时可作为速效肥料。无污染，不烧根、不烧苗，适于各种土壤、各种作物，具有无法比拟的优越性。

经微生物发酵后的酱油渣与蛭石、珍珠岩按1∶1∶1配制成酱油渣复合基质，在番茄培育实验中，生物学性状表现较好，可用于替代草炭进行番茄穴盘育苗［11］。张维民［12］在酱油渣与其他有机废弃物中加入酵母菌、辅助发酵菌剂、吸附剂和保水剂，发酵得到具有发酵香味的产物，再经疏松、干燥处理制得活性有机肥料。施安辉等研究出一种无废物生物工程技术来处理酱油渣等固体渣类物质。将酱油渣、醋渣和棉籽壳等适当配比后种植平菇，多次采收后接种酵母菌，发酵后成为优质酵母菌糠饲料。同时，将醋渣、酱油渣配比后接种米曲霉CV-8，生产优质的蛋白饲料，整个工程达到了无废物的要求［13］。

2.3 开发鲜味剂

酱油渣配以少量豆粕、麸皮等辅料后，接种黑曲霉、鲁氏酵母、耐盐性乳酸菌混合发酵重新进行酱油酿造，能充分降解酱油渣中未被利用的蛋白质等营养物质，产生很多呈香物质，提高了酱油的风味和质量［14］。

庄桂等［15］利用酱油渣和醋渣替代50%～60%的麸皮制取双菌种成曲的一级种子、二级种子和双菌种成曲。双菌种成曲的酸性蛋白酶活力达到750U/g，总蛋白酶活力达到1380U/g。利用此种方法生产的鲜味剂，不仅能单独作为鲜味剂产品，也能够作为鲜味剂基料使用于动物饲料当中，以改善饲料的适口性，增大养殖动物的进食量。

2.4 其它研究

目前一些企业将酱油渣焚烧用作燃料，但是由于其含盐量较高，焚烧易导致火炉的腐蚀和环境的污染。日本研究者利用高温、高压的水蒸气对酱油渣进行蒸汽爆破，使酱油渣表面结构遭到破坏，易于粉碎。同时，通过添加半纤维素酶降解绝大部分半纤维素，并接种耐盐微生物，发酵酱油渣产生酒精，这种纤维素乙醇是近年来生物质能源的热点研发主题之一［16］。另外，将酱油渣干馏，高温下产生的可燃气体和油相组分可用作燃料，而固体组分富含纤维，经漂洗脱盐后可用作肥料，实现了对酱油渣的综合利用［17］。付彦凯等［18］则以酱油渣为原料，以厌氧污泥为接种物进行了实验室水平的产沼气实验，为提高酱油渣的附加价值提供了一种新思路。

3 酱油渣中有效成分的提取

酱油的生产过程主要利用米曲霉分解原料蛋白质和淀粉，产生氨基酸等呈香物质，其他的营养成分如膳食纤维、黄酮、油脂等成分仍残留在酱油渣中。若能从酱油渣这种来源广泛且价格低廉的原料中提取纤维素、大豆黄酮等活性成分，则可实现资源的回收再利用。

3.1 提取膳食纤维

膳食纤维指不能被人体小肠消化吸收，而在大肠中能被部分或全部发酵的可食用植物性来源的多糖类碳水化合物及其类似物。具有较强的吸附力、持水力，并具有发酵、填充等作用，能改善肠道菌群，预防便秘和结肠癌，调节血糖水平，降血压，增强饱腹感和抗癌等功效［19］，被大家评为第七营养素。随着社会进步，生活水平提高，谷物食品加工精细度高，人们过多的摄入高蛋白高脂肪的动物性食品，膳食纤维摄入量减少。由于酿造酱油的淀粉质原料为小麦或麸皮，其纤维素含量较高，且在发酵过程中不易被微生物分解利用，仍残留于酱油渣中，故可以从酱油渣中提取膳食纤维。

目前大多数研究机构多采用碱处理法提取膳食纤维，如朱良等采用4%的碱溶液对酱油渣进行浸提，膳食纤维的提取率可达32.37%。但是，这种化学方法需要消耗大量的酸碱并需用大量的水处理，生产工艺复杂，成本高，且终产品的持水性等功能特性也受到一定的影响［20］。王忠合［21］则采用酶法辅助碱法来制备不溶性的膳食纤维，其产品持水性和膨胀性均较好。

利用酱油渣制取膳食纤维，来源充足，成本低廉，所得膳食纤维可作为功能性食品添加剂制作减肥食品、营养强化食品或保健食品，或直接添加于面包、饼干、冲剂等食品中。

3.2 提取油脂

由于制备酱油的原料品种、配比、生产工艺不尽相同，导致酱油渣的组成差异也较大。若采用大豆为原料，酱油渣中油脂含量则较高，为30.9%～36.5%左右，而以豆粕为原料，酱油渣中油脂含量则为7.4%～8.6%。

浸出法是提取油脂较为广泛的方法。杨莹莹等采用石油醚和80%乙醇双相溶剂浸提酱油渣中的油脂，根据溶解性的差异，可同时获得异黄酮、蛋白质等高附加值产品［22］。

酱油渣物料疏松，弹性较差，由于原料中蛋白质在高温下过度变性，使榨料塑性降低，不能建立良好的炸膛压力，并且其中的磷脂、蛋白是良好的表面活性剂，能大大降低油、水之间的界面张力，使体系发生乳化，因此压榨法不能作为从酱油渣中提取油脂的有效方法。张荣耀将湿酱油渣中杂物除去并进行干燥后，加入重量百分比为10%～45%的纤维质粉状辅料，混匀后在约10～30kg/cm2的压力下进行挤压膨化，再进行榨油。大量的填充辅料使炸膛压力提高，利于压榨取油，出油率为15%～30%［23］。

钟振声等［24］则尝试了先压榨后浸出的方法，使酱油渣先形成疏松并具有大量空隙的结构，便于溶剂的渗透，然后进行浸出，出油率能达33.4%。但是应该指出，从酱油渣中萃取的油脂其酸价和过氧化值均较高，不适于直接食用，可用于生产生物柴油或提取脂肪酸等化工产品。

3.3 提取大豆异黄酮

酱油酿造以大豆或豆粕为蛋白质原料，必然含有大豆中的功能性成分。大豆异黄酮是大豆生长中形成的一类次级代谢产物，具有雌激素样作用，能改善骨质疏松，缓解更年期综合症，降低乳腺癌、心血管疾病的风险等功效。由于其不溶于水，故大部分仍残存于酱油渣中。大豆异黄酮糖苷在人体肠道菌分泌的酶的作用下降解成苷元形式才可被人体吸收利用。由于大豆本身存在大豆β-葡萄糖苷酶，从酱油渣中提取的大豆异黄酮基本上是苷元形式，无需通过酸或酶水解即可得到具有活性的大豆异黄酮苷元，减少了繁复的水解工艺，避免了设备的腐蚀，降低了生产成本。

王丽娟等［25-26］用乙醇溶液萃取脱脂并除蛋白后的酱油渣中的大豆异黄酮，随后其又尝试用超声辅助法提取大豆异黄酮，提取率和产品的纯度进一步提高。

亚临界水(subcritical water)指将水加热至沸点以上，临界点以下，并控制系统压力使其保持为液态状态的水，又称高压热水或热液态水。刘淑兰等用亚临界水法提取酱油渣中的大豆异黄酮，消耗有机溶剂少且时间短，对环境友好［27］。何隽婷等［28］则采用动态逆流法，利用固液两相的浓度梯度差，逐级将物料中的有效成分扩散至提取液中，常温下即可大量提取，连续作业，生产效率高，应用范围广，有望进行工业化生产。

3.4 酱油渣蛋白质及多肽的利用

酱油渣是丰富的植物蛋白质来源，蛋白质含量约占到酱油渣总质量的20%。然而，相对普通的植物原料而言，酱油渣蛋白质的溶出以及酶解利用均存在一定的难度。这是因为在酱油酿造过程中，原料中绝大部分易于被利用的蛋白质已经被霉菌、酵母及细菌等微生物所代谢和利用，残留在酱油渣中的蛋白质则很难继续被降解。对这部分蛋白质资源开展基础研究，发掘其应用潜力，对于酱油渣的精深加工技术发展具有重要意义。

张兴茂［29］等发现分离得到的酱油渣分离蛋白中的总糖含量和蛋白含量之比为1∶1.4，说明酱油渣分离蛋白是一种含有大量糖基的糖蛋白。傅亮［30］等则对酱油渣豆中蛋白质的分布及可利用率进行了研究。经过机械破碎水提、中性蛋白酶及纤维素酶酶解递进处理后，可溶性蛋白含量由5.99%增加为12.77%。其结果说明酱油渣中可能含有伸展蛋白，纤维素酶的加入可能通过部分破坏其与细胞壁纤维素、果胶多糖的共价连接体系，使不可溶的伸展蛋白部分可被蛋白酶酶解，从而提高了蛋白质溶出率。这些研究均为酱油渣蛋白质的提取利用提供了理论基础。

另一方面，酱油渣中的多肽及其经美拉德反应生成的类黑精、还原酮，以及氮、硫等杂环化合物由于具有很强的抗氧化性，日益受到重视。若开发成为抗氧化药物，既能节约成本，又能减轻合成抗氧化剂带来的毒副作用［31］。一些研究者采用碱性蛋白酶等水解酱油渣蛋白，得到不同分子量大小的组分并分析其抗氧化能力及氨基酸组成，为酱油渣蛋白的进一步利用奠定了基础［32］。但是应当指出，目前对于酱油渣蛋白质的提取工艺仍是空白，有待进一步研究。

4 结论及展望

酱油是我国最普遍的大宗调味品，其副产品酱油渣来源广泛，成本低廉。本文对近年来国内外酱油渣的综合利用现状做了简要的介绍，概括了酱油渣用作饲料、肥料，或从中提取功能性成分，如膳食纤维、油脂等的研究。

然而，当前的研究多只关注于酱油渣某一方面的利用，尚未形成整合力量，无法实现企业的清洁生产。因此，今后对酱油渣的研究不仅要着眼于饲料或肥料的开发，更要将这些研究与功能性成分的提取技术结合起来，统筹运用多学科的知识，使酱油渣的利用成为一个有机的体系，达到无废物生产的目的。只有这样，才能既减轻工业废料处理负担，又可以实现资源利用的最大化，这不仅是企业的发展需求，同时更是社会发展的需要。

［1］卜春文.酱油渣的生物技术开发利用［J］.饲料研究，2001(12):49-50.

［2］蒋爱国.酱油渣醋渣加工优质饲料技术［J］.农村新技术，2008(10):46-50.

［3］阎杰.酿造酱油渣开发利用的研究进展［J］.中国酿造，2007(2):5-8.

［4］马净丽.延长酱油渣保存期的探讨［J］.中国酿造，2006(12):49-50.

［5］王梅.糟渣类饲料中的有毒物质及合理利用［J］.上海畜牧兽医通讯，2002(5):30.

［6］杨明泉，贾爱娟，陈穗，等.利用酱油渣制备饲料主料的加工方法研究［J］.中国食物与营养，2010(7):61-63.

［7］Shirai F，Kunii K，Sato C，et al.Cultivation of microalgae in the solution from the desalting process of soy sauce waste treatment and utilization ofthe algalbiomassforethanol fermentation［J］.World Journal of Microbiology ＆ Biotechnology，1998(14):839-842.

［8］卜春文.利用生物技术开发酱油渣的实验［J］.饲料研究，2001(9):27-28.

［9］邱宏端，李明伟，陈聪辉，等.耐盐红螺菌科细菌发酵酱油渣生产蛋白饲料的工艺研究［J］.农业工程学报，2002，18(6):118-121.

［10］戴德慧，周利南，冯纬，等.酱油渣食用菌发酵生产功能性饲料的研究［J］.浙江农业科学，2010(2):406-408.

［11］张云舒，张殿宇，范燕敏.酱油渣复合基质在番茄育苗上的使用效果研究［J］.安徽农业科学，2008，36(26):11441-11443.

［12］张维民.利用有机废弃物制造生物发酵活性有机肥料的生产方法及其装置:中国，CN1425635A［P］.2003-06-25.

［13］施安辉，李丽莉，施亚林，等.酿造固体渣类无废物生物工程处理技术的研究［J］.中国酿造，2007(8):4-5.

［14］高玉荣，王霞，冯昌友.酱油渣多菌混合发酵提高酱油质量的研究［J］.黑龙江八一农垦大学学报，2000，12(3):102-104.

［15］庄桂，韦梅生.利用醋渣和酱油渣酿造鲜味剂的研究［J］.河南工业大学学报:自然科学版，2005，26(6):24-27.

［16］Asada C，Kondo Y，Sasaki C，et al.Bioconversion of soy sauce residue treated with steam explosion into ethanol by meicelase and mucor indicus［J］.Journal of Food Technology，2010，8(4):187-190.

［17］Hano T，Hirata M，Takanashi H.Approach to zero emission processes in food industry-case study for soy-sauce production process［J］.Journal of Water and Environment Technology，2004(2):1-7.

［18］付彦凯，冷云伟，李浩，等.酱油渣沼气发酵潜力研究［J］.中国酿造，2010(12):142-144.

［19］Esposito F，Arlotti G，Bonifati A M，et al.Antioxidant activity and dietary fiber in durum wheat bran by-products［J］.Food Research International，2005，38:1167-1173.

［20］朱良，胡振华.酱油渣水不溶性膳食纤维提取工艺研究［J］.粮食与油脂，2010(6):20-22.

［21］王忠合.酱油渣不溶性膳食纤维的制备及其功能特性研究［J］.中国酿造，2009，203(2):105-108.

［22］杨莹莹，姚舜，万海清，等，酱油渣中油脂提取工艺的研究及其脂肪酸成分分析［J］.中国酿造，2011(11):174-177.

［23］张荣耀.酱油渣的榨油方法:中国，CN1539937A［P］.2004-10-27.

［24］钟振声，王亚丽，齐玉堂，等.酱油渣中油脂的提取及其质量指标分析［J］.中国油脂，2006，31(11):21-22..

［25］王丽娟，张永忠，杨薇薇.从酱油渣饼中提取大豆异黄酮的研究［J］.食品工业科技，2008，29(10):167-169.

［26］王丽娟，张永忠，张丽丽，超声波辅助法提取大豆酱油渣饼中大豆异黄酮［J］.中国油脂，2009，34(5):52-56.

［27］刘淑兰，张永忠，姚琪，等.亚临界水法提取大豆酱油渣饼中总异黄酮的研究［J］.中国油脂，2010，35(11):64-67.

［28］何隽婷，梁勇，梁斯，等.酱油渣中大豆异黄酮的动态逆流提取及分离纯化研究［J］.华南师范大学学报:自然科学版，2010(4):80-85.

［29］张兴茂，吴晖，赖福饶.酱油渣蛋白水解产物抗氧化性研究［J］.现代食品科技，2011，27(10):1200-1204.

［30］傅亮，侯宗霞，吴炳鸿，等.酱油渣豆中残留蛋白质的分布及可利用率研究［J］.广东农业科学，2012(4):78-80.

［31］沈晗，金志刚，孙宝国，等，酱油渣多肽及其美拉德热反应产物的抗氧化性［J］.北京工商大学学报:自然科学版，2010，28(2):6-9.

［32］Yang B，Yang HS，Li J，et al.Amino acid composition，molecular weight distribution and antioxidant activity of protein hydrolysates of soy sauce lees［J］.Food Chemistry，2011，124:551-555.