酿造酱油发酵过程及其相关酶系

冯纬 周利南 刘晔 俞振锋 沈权锋 沈海锋 杜甫军 韦希明

摘要： 本文首先介绍了酱油发酵的发展过程，概括了在酱油发酵过程中发生的一系列化学和生物学变化，并介绍了酱油发酵过程中的各种酶类，为研究酿造酱油发酵过程中主要的酶对于提高产品品质的重要作用奠定理论基础。

Abstract： This paper firstly introduced the development process of soy sauce fermentation， analysed the chemical and biological changes occurring in soy sauce fermentation process， and introduced the various enzymes in the fermentation process of soy sauce， to lay the theoretical foundation for the study of the great significance of main enzyme in the fermentation process for the improvement of the product quality.

关键词： 酿造酱油；发酵过程；酶系；作用

Key words： fermented soy sauce；fermentation progress；enzyme system；role

中圖分类号：TS214.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）12-0165-02

0 引言

早在两千多年前我国就始创了酱油。在长期的生产实践中先民智慧的创造了利用天然微生物群落酿造酱油的方法，由此方法获得产品质量优良。唐朝天宝13年，即公元754年，唐朝高僧在东渡日本时将酱油酿造技术传了过去，此后，该技术被逐渐传播到东南亚一带和世界各地，至今酱油已经成为在国际上备受认可的调味品[1]。新中国在成立初期，我国的酱油厂都是一些原始的家庭作坊手工生产，且这些厂多分布在沿海大城市和东北地区。这些酱油厂普遍存在操作笨重、设备简陋的问题，如此不仅酱油生产效率较低，所生产的产品质量也不尽如人意，但即便如此，我国大部分的农村地区的群众依然无法经常吃到酱油。因此，自新中国成立以来，我国政府积极采取措施改革传统酱油生产工艺，大力扶持酱油工业发展。

1 酿造酱油的发酵过程

酱油的主要原料是脱脂豆粕和小麦麸皮，它是经蒸料处理和米曲霉发酵后，用盐水淋油而得[2-3]，是我国传统调味品的一种。虽然我国关于酱油酿造工艺起步较早，但由于酱油最开始被了解到时人类对微生物还一无所知，因此，酱油酿造工艺的原理一直不为人所知。直到多年后微生物学成立后，人们才知道酱油酿造和微生物息息相关，但不可否认，迄今为止人们对酱油传统酿造工艺的认知依然十分有限。关于酱油传统酿造工艺我国多位学者进行了相应研究，取得了不错的效果。在此基础上正确认识传统酿造工艺，透过天然制曲发酵的现象，抓住其“多菌种常温混合发酵”[4]的本质。

酱油通常选用豆、麦等粮食作为其原料，蒸煮原料后，淀粉适当糊化，蛋白质适度变形，之后将其制成酱醅，空气中的微生物会和酱醅自然接触并发酵，在温度、时间等因素均适宜的情况下，微生物会大量繁殖，进而分泌出各种酶，比如果胶酶、纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶等。这些酶具有分解原料成分的作用，发酵前期，先依靠微生物产酶，然后酶再分解大分子物质，期间溶出可溶性蛋白和糖，蛋白质出现变形，为后期发酵阶段提供必需营养成分。淀粉分解成单糖、双糖及多糖；然后氨基酸与糖类进行美拉德反应，形成棕色色素；后酵阶段，在乳酸菌及酵母菌的作用下会产生风味物质。糖被空气中的耐盐型酵母菌和细菌发酵形成醇类及有机酸，并合成酯类的综合过程，从而形成酱、酱油独特的色、香、味、体[5-6]。

1.1 单菌种曲和固态无盐发酵

自新中国成立以来，我国人民的生活水平处于不断提高的状态，酱油消费量也与日俱增。为满足日益剧增的酱油需求量，同时本着尽量不提高成本的原则，应采取有效措施改革和优化传统工艺，缩短生产周期。基于此，固态无盐发酵法被引进我国，最早在北京试点，试验成功后开始在上海大规模生产。原食品工业部在1958年制定了豆饼麸皮制曲操作法、种曲操作法和固态无盐发酵酱油操作法，且被推广到全国。每种操作法各有优劣，豆饼麸皮制曲开拓了原料来源，种曲便于常年生产，成曲蛋白酶活力高，其无盐发酵曲的质量更优。在48～456h内，固态无盐发酵可将原料中的蛋白质和淀粉降解成氨基酸和糖分，不仅生产周期大幅度缩短，还由于该生产工艺所需设备较为简单，操作容易，大大降低了生产成本，十分有利于我国酱油工业的长远可持续发展。

我国的种曲是由蛋白酶活力高的米曲霉制成的，与天然曲相比，用其接种制成的大曲酶产量不足，因此其产品质量和原料利用率均无法达到预期。传统的大豆小麦酿造酱油与豆饼麸皮做原料酿造酱油相比，前者的营养价值和风味更好。导致两者风味存在一定差距的主要原因是大豆含有约20%的脂肪，而麸皮含淀粉少，脂肪经发酵后可生成脂肪酸和脂肪酸酯，除了能够为产品增添浓郁的风味外，脂肪酸乙酯还有抗癌作用。固态无盐发酵温度高，抑制了有益微生物生长，其产品风味和传统酱油相比大打折扣 [7]。因此，各地酱油厂自1959年后陆续改为低盐固态发酵法。

1.2 低盐固态发酵法是主导

低盐固态发酵法结合日本的酱油固态堆积速酿法和我国的实际情况，以固态无盐发酵法为基础形成的。关于该方法早年我国相关部门曾做出过规定，要求发酵周期35d，发酵温度35～50℃，水温25～45℃。与固态无盐法相比，该工艺的原料利用率较高，产品风味良好。且由于该工艺设备投资少，发酵周期短，凭借这些特征该方法被广泛应用在酱油生产中，有资料显示，我国酱油全国总产量的80%以上都是用该工艺生产的。该工艺的广泛应用有效解决了当前社会中酱油的供需矛盾，且在生产过程中操作手段也由过去的手工转变为了半机械化。但不可否认该工艺下生产的产品品质和传统工艺下的产品品质存在一定差距，甚至有专家指出，该工艺下生产的产品只是酱油的代用品，并不是真正意义上的酱油。

高温发酵羰基和氨基非酶褐变反应加速，生成较多的类黑素，此时生产的产品色泽较浓。在过去的很多年间我国市场上几乎都是浓色酱油，虽然酱油的风味不错，但由于其色泽过浓，既不宜蘸食，也不适合烹饪浅色菜肴，同时也不符合红烧菜的呈色要求。在这种情况下，人们开始用其他的东西替代酱油，比如用食盐加味精作浅色菜等，久而久之，市场上对酱油的需求量越来越少，十分不利于酱油行业及相关企业的长远发展。为解决上述问题，相关工作人员创造出多菌种制曲，先固后稀添加乳酸菌、酵母菌后发酵，高盐稀醪淋浇发酵，原池浸出取油等工艺，一定程度上改善了上述问题。

1.3 借鉴日本经验发展传统工艺

酱油自从被传入日本后，日本人不断运用各种现代科技对其进行改革，先后开发了发酵温度提高的保温发酵法、液体曲酿造酱油法、酱油固态堆积速酿法、用固定化细胞发酵酿造酱油等方法，这些方法均一定程度上促进了酱油工业的发展，但由于产品风味问题，均未实现大量生产 [8-9]。日本现在采用的本酿造工艺：先用冷却为0～5℃的食盐水和冷却后的曲料混合，在15℃发酵1个月，然后提高品温至28～30℃主发酵3～4个月，再降至常温后熟发酵1个月以上，发酵周期6～8个月。该发酵工艺本质上是利用自然气温变化的规律将我国“春曲、夏酱、秋油”进行科学总结，应用现代控温技术准确地控温发酵。

经历第二次世界大战后日本经济濒临崩溃，酱油供应严重不足，相关行业及企业发展更是举步维艰，但就在这种情况下，只经过了短短几十年，日本酱油行业的生产工艺、产品质量等远超过我国，究其原因日本成功的经验是重视产品质量，坚持继承和发展传统工艺。

2 酱油发酵过程中的酶

发酵过程中的酶按来源主要分为三大类，分别是外源酶、内源酶和大豆中固有的酶类[10]。

酱油酿造过程中常见的酶类有淀粉酶（α-淀粉酶和糖化酶）、蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、乳酸脱氢酶、乙醇脱氢酶、多酚氧化酶、酯酶、谷氨酰胺酶等。不同酶类起到不同的作用，他们的协同作用造就了酱油特有的香气。

3 结语

在当前我国酿造酱油生产中，高盐稀态发酵工艺和低盐固态发酵工艺并存。尽管低盐固态酿制酱油的风味不及高盐稀态酱油，但由于该工艺设备投资少，发酵周期短，凭借这些特征其被广泛应用在酱油生产中，我国酱油全国总产量的80%以上都是用该工艺生产的，且近年来这种状况并不会改变，为此采用新技术及有效措施改善酱油风味才是当务之急。总而言之，酱油发酵过程不仅漫长，而且复杂，期间会发生一系列的化学和生物学变化，在此期间酶的作用至关重要，因此，研究发酵过程中主要的酶对于提高产品品质的作用很有必要。

参考文献：

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