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1、 酱油生产新技术与发展方向 酱油是发酵调味品中最具代表性的产品，也是各种复合调味品的基础原料之一。随着社会经济的发展，酱油的品种在不断地增加，用途也在不断地扩展，它早已不是单纯地服务于家庭烹饪，它越来越多地被用于生产各种复台调料，参与生产各种加工食品，当它换了一种新的面孔或方式又重新出现在消费者的面前时，酱油已经不是单一产品了，已经成了复合调味品的组成部分，并会对该复合调料的显味产生重要影响。酱油是利用微生物的酶及其代谢所产生的发酵产物。在对原料的处理、制曲、发酵和熟醪、压榨、加热等一系列工艺过程中，原料受淀粉酶、蛋白酶及脂肪酶等酶的分解，再被酵母，乳酸菌利用和代谢之后，已经产生了许多复杂的生
2、物化学变化不仅生成了各种糖(如各种单糖和双糖类)，氨基酸类和肽，还生成了各种复杂的香气成分。再经过加热，由迈拉德反应又生成了许多褐变成分，这些也是酱油香气的重要来源。当前国内外对酱油的研究应该说主要集中在对酱油各类显味成分以及香气成分的认识，利用生物工程手段(如细胞融合、DNA检查等)加深对曲菌、酵母菌等酿造微生物的认识，同时对这些酿造微生物加以改造等方面。其次是研究酱油对人体具有哪些功能等。由于近年来分析装备有了长足进展，许多过去不被认识的酱油显味和香气成分被检测出来了，而且初步搞清了不少成分的生成途径。本文拟围绕显味和香气成分的主题谈一些有特点的问题，同时也涉及到酱油在烹调和各种复合调料中
3、的主要功能等。1酱油的一般性成分日本酱油分为浓口、淡口、溜、再发酵以及白酱油等，这些不同品种的酱油分别受日本农林水产省公布的JAS标准的控制，产品一般分为特级、上级和标准3种，它们在成分上有明显的差别(如表1所示)。浓口酱油是最有代表性酱油品种，产量大并占据了市场的绝大部分，又是食品加工及复合调料加工业的最主要的原料之。浓口酱油的原料一般使用脱脂大豆和整大豆，小麦、食盐和水。原料是酱油生产中重要的要素之一，历来是受到极大关注的，早在20世纪的20年代，日本就开始使用脱脂大豆生产酱油，但不是现在的以溶剂萃取法得到的脱脂大豆，而是用压榨机榨取得到的。由于以机械压榨法得到的脱脂大豆(豆粕)中还含有少
4、量的油脂，因而对酱油的质量可能产生不良影响，二战之后开发出的溶剂萃取法，能除掉大豆中的全部油脂，大大提高了豆粕的质量。日本自1962年开始向酱油厂供应高质量的豆粕原料。豆粕中的氮含量比整大豆高约20，价格比整大豆低约10，这样算下来整大豆的氮价格比豆粕高出10，当然是使用豆粕比用整大豆合算。酱油的理化标准当中最重要的是氮化合物的含量。11原料中的氮化舍物主要指游离氨基酸，肽、氨态氮，其他还包括微量的核酸、褐变物质、胺类物质等。游离氨基酸和肽以及褐变物质，对酱油的风味影响很大。酱油中34的氮化合物来自大豆或豆粕。大豆分为子叶、胚乳和种皮3个部分，子叶占了全部重量的约90，这里也集中了绝大部分的蛋
5、白质，蛋白质就存在于子ot细胞中只有几微米的蛋白体(糊粉粒)的颗粒之中。大豆蛋白质可分为储存蛋白质、与代谢有关的蛋白质和构造蛋白质，子叶蛋白体中存在的蛋白质绝大部分是储存蛋白质，占大豆蛋白质总量的约96。大豆蛋白质的约90是可溶性的，在pH为4，5时约有90的蛋白质会发生等电点沉淀，也就是大豆蛋白质的约80是酸沉淀物。这些酸沉淀蛋白质一般来讲是无生物活性的贮藏蛋白质，是可以溶于盐水的。另外还有一一部分是不发生酸沉淀的蛋白质，尽管量少但却是一些具有各种生物活性的蛋白质集合体，如它们含有阻碍胰蛋白酶的物质，还含有尿素酶，淀粉酶、脂氧化酶等。酸沉淀蛋白质不是单一蛋白质，是数种蛋白质的混合物，主要有2
6、S，7S、11S，15S 4种成分，这些成分一般统称为大豆球蛋白。大豆蛋白质的绝大多数是大豆球蛋白，中心是疏水区，外侧是具有亲水区的小巧结构。将大豆作为原料使用时，是通过蒸煮来破坏这种坚固的结构的，蒸煮之后，蛋白质的结构将发生变化，即产生变性，这种变性使其易于接受酶的分解。大豆蛋白质在接受酶的分解时，大豆蛋白质中的氨基酸链的末端上必须有酪氨酸、苯丙氮酸、亮氨酸、赖氨酸、精氨酸中的某一种，才能同酶的活性中心结合上。当大豆蛋白质没变性时，本应同酶相结合的氨基酸链端的大部分都藏在立体结构里，绝大部分的蛋自质都不能接受酶的分解，能接受酶解的只是极少数能同酶结合的部分。因此，能否让蛋白质充分变性，是关系
7、到氮利用率高低的关键步骤。其中含多量谷氨酸和天冬氨酸，这些氨基酸在大豆蛋白质中约有50是以酰胺的形式，在肽中是以谷酰胺或天冬酰胺的形式存在着的。与肽结合在一起的谷酰胺和天冬酰胺被曲菌酶分解之后，变成游离的谷酰胺和天冬酰胺，再受酰胺酶的作用转变为谷氨酸和天冬氨酸。这两种氨基酸对酱油的显昧是极为重要的。如果从营养学的角度看，大豆蛋白质的组成中缺少的是蛋氨酸、胱氨酸等含硫氨基酸。小麦中也有含氮成分，酱油中含氮物的约14是来自小麦。特别是硬质小麦，由于它蛋白质含量较多，更适合制作酱油。小麦重量的约82是子叶，15是种皮，3为胚芽，小麦蛋白质的72集中在子叶里。小麦蛋白质同大可蛋白质一样，也分为贮藏蛋白
8、质、代谢蛋白质和构造蛋白质，在小麦蛋白质中，种皮和胚芽中的蛋白质与子叶中的蛋白质有本质的不同。前者由低分子的卵蛋白及球蛋白组成，含多种酶蛋白；后者是所谓的小麦蛋白，比前者的分子量大。子叶中的蛋白质分为由能溶于水的卵蛋白，可溶于盐溶液的球蛋白，能溶于6070酒精的麸蛋白以及能溶于酸和碱的谷蛋白这4种物质。卵蛋白和球蛋白是通常所说的可溶性蛋白质，占小麦蛋白质的1220。麸蛋白和谷蛋白分别占48和35左右。麸蛋白和谷蛋白是不溶于水的，通常叫它们为谷朊，约占小麦蛋白质的80。谷朊只存在于小麦中，当在这两种成分中加水时，麸蛋白呈浓浆状，弹性很强且具流动性：谷朊则成为一种韧性和弹性都很强的胶状物。这两者构
9、成了小麦的贮藏蛋白质。麸蛋白质的分子量分布得较宽，在3000075000之间，如果用凝胶电泳和焦点电泳的二维呈象图进行分析，可以得到50r种以上的成分。它们都是由聚肽组成的单蛋白质，除个别成分之外，分子内均为-ss结台的。 小麦蛋白质不同于大豆蛋白质的是，小麦蛋白中含有许多可溶于乙醇的成分；另外，大部分蛋白质不溶于水或盐类溶液。也是因为它不溶于盐类溶液，因此即使不进行变性处理，也不会产生所谓的N性物质。即便不对小麦蛋白质进行变性处理也可以较好地实现酶解，这是由于小麦蛋白质的立体结构较为松散的缘故。1 2酱油申的氮化合物 酱油中的氮化合物指可溶性的物质，因此与用水量密切相关。氮利用率的高低同加水
10、量关系很大。日本的浓口和淡口酱油的豆粕与小麦的使用量是大致相等的，但水的用量较大，为1112水，因此同用水量较少的溜酱油(610水)相比，氨的利用率较低，酱油中的氮化合物的多少当然还取决于所使用的原料，自酱油由于没有或很少使用豆粕，主要使用小麦，因此糖的含量高，氮含量非常低。121氨基酸酱油中的鲜味主要来自氨基酸，特别是谷氨酸所起的作用最大。酱油中的谷氨酸有约60是游离状的，30是肽状，还有10是完全不显味的焦谷氨酸。从氨基酸的组成看，如表5所示，主要有谷氨酸、脯氨酸、亮氨酸、丝氨酸、天冬氨酸等。氨基酸一般分为带甜味、带苦味和带鲜味的，带甜味的有甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、脯氨酸；带苦味的
11、有缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、精氨酸；带酸味及鲜味的有谷氨酸、天冬氨酸及其钠盐。用羧酸分析仪和高速液相色谱仪可以分析得到焦谷氨酸的消长。在酱醪中，谷氨酸与焦谷氨酸在生成量上具有十分明显的相互抵消关系，比如在一定的酱醪管理条件下，当TN=I时，若谷氨酸的生成达到600mg100mL900mg100mL，则焦谷氨酸的生成就减少到280rag100mL60mg100mL。要增加酱油中的谷氨酸含量，一定要防止酱醪发酵初期pH值的快速下降，要保持相对低温，这样有利于谷氨酸生成菌的繁殖。大部分焦谷氨酸的生成是在发酵初期，由谷酰胺经非酶的化学性反应而生成的。精氨酸在发酵和后熟
12、阶段，有时受了酱油乳酸菌生成酶的作用有可能发生变化，比如受精氨酸酶的作用由精氨酸变成鸟氨酸；受复合酶的作用由精氨酸变成瓜氨酸。酱醪中如果有带脱碳酸酶的酱油乳酸菌，能将天冬氨酸、酪氨酸、组氨酸、苯丙氨酸分别变为丙氨酸、酪胺、组胺和苯乙醛。特别是天冬氨酸变为丙氨酸是因为受到了天冬氨一4-脱羧酶的作用，把带酸味的天冬氨酸变成了有甜味的丙氨酸，随着酱醪pH上升，这种变化能使酱醪的味道显得更加圆滑。酪氨酸的溶解度低，容易在发酵后的1周左右析出，大部分酪氨酸最终会转移到酱渣中去，酱油中的酪氨酸含量只相当于曲中含量的约14。从各种曲菌蛋白酶的作用来看，能将蛋白质分解成氨基酸的酶并非是蛋白酶，而是能把肽链从氨
13、基末端逐个分解，以及能从羧基末端逐次分解的亮氨酸氨肽酶和酸性羧肽酶，一般被称为端肽酶。蛋白酶只是将蛋白质分解成肽，一般被称为内肽酶，其中包括碱性、中性和酸性的酶。由于酸性羧肽酶对二肽和三肽的分解比较困难，因此在对氨基酸的分解能力上稍逊于亮氨酸氨态酶。亮氨酸氨肽酶不易分解的是氨基末端E带甘氨酸的肽和酸性肽，因此带这类氨基酸的肽比较容易残留在酱油中。此外，酸性羧肽酶分解不了羧基末端上带脯氨酸的肽，所以带脯氨酸的肽也容易留在酱油之中。具分析，酱油曲荫能产生7种亮氨酸氨基酶，4种酸性羧肽酶和1种烯丙酰胺酶，正因为如此才能分解多种肽，大大提高了氨基酸的生成能力。1 22肽酱油中除了含有大量氨基酸之外，还
14、含有许多肽化台物。一般来讲肽的显味性很低，肽的特点是增强厚味和延长味的持续性，肽在烘托味的表现上是十分重要的。据研究认为，酱油中不存在带甜味的二肽；在c末端有亮氨酸的肽带苦味以及有谷氨酸和天冬氨酸的二肽带酸味。在N末端有谷氨酸，在C末端有亲水性氨基酸的三肽有鲜味。酱油的氮化合物当中约有1518的肽态氯，有人用水解法分解酱油，结果酱油中的氨基酸总量增加了约30，这些增加的氨基酸是天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、亮氨酸、赖氨酸。据分析，在这些增加了氨基酸含量的酱油中，残存的肽大部分为低级肽，即只有几个氨基酸的短链肽，约占肽含量的60；其余的是约占总量30的有10个以上氨基酸的肽：还有约10的分子量为中级
15、大小的肽。这些肽约占总氮的95、44和12。从氨基酸种类看，赖氨酸、丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的游离率在7080，其余的为肽态的。谷氨酸的游离率在65左右，7是肽态的，28左右是焦谷氨酸态的。经研究确认酱油中不存在谷酰胺态的物质。有人分析了酱油中的肽的种类，认为有20种以上。有8种中性肽；与糖结合的只由B-羟基氨基酸单独组成的中性二肽3种；酸性二肽4种：还有与糖结台的酸性二肽11种以及几种酸性三肽。一般认为酱油中的肽与其香气没有直接的联系。酱油中的肽与酱油的粘度关系密切，有人从豆酱中分离出低和高分子的肽，检测这些物质对酱油粘度的影响，结果发现高分子的肽是酱油粘性的主体，并且发现添加肽物质
16、有助于提高酱油的显味性。1 . 23氨态氮 酱油中含氨态氮，约占全氮量的1015。氨态氮虽然在原料里就有，但主要是在制曲时由曲菌的代谢产生，再转移到酱醪中去的。有一部分是在发酵过程中，谷酰胺和天冬酰胺受酰胺酶的作用向谷氨酸和天冬氨酸转化时产生的，或者是精氨酸受到了酱油乳酸菌产生的复合酶的作用后产生的。124胺类、碱性物质 每lOOmL酱油中约含0mg-50mg酪氨、0mg30mg组胺、0mg10mg色胺、约10rag腐胺、约2mg精胺、005mg018mg二甲胺等。此外，还有尸胺等物质。酱油中的碱性物质很多，主要有腺嘌呤、次黄质、黄嘌呤、鸟嘌呤、尿嘧啶、胞嘧啶等。这些物质大部分来自曲菌RNA的分解。其中次黄质占全部碱性物质的50以上。2
