中國傳統(tǒng)米醬的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀與展望

周顯青，陳志芳，崔巖珂

（河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

0 前言

醬是我國傳統(tǒng)的調(diào)味品，營養(yǎng)價值高且風(fēng)味獨(dú)特.依據(jù)加工技術(shù)的不同，其產(chǎn)品分為未發(fā)酵型和發(fā)酵型兩類[1]，其中，發(fā)酵型醬指以大豆、小麥粉、大米、蠶豆等為主要原料，經(jīng)發(fā)酵釀造而成具有濃郁醬香和酯香的半固態(tài)調(diào)味料[2].發(fā)酵型醬根據(jù)地域和風(fēng)味的不同，可分為廣式和京式兩種.廣式醬味道較淡雅，而京式醬味道較醇厚.大米富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素及多種礦物質(zhì)，能為人體提供較全面的營養(yǎng)[3]，是制醬原料之一.經(jīng)發(fā)酵后，其淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等大分子分解成小分子，使可溶性低分子化合物增加[4]，如可溶性總氮、肽、氨基酸態(tài)氮、可滴定總酸和游離氨基酸等，從而提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價值[5].此外，發(fā)酵米醬在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的功能因子，提高其營養(yǎng)價值和功能特性.譬如，米醬消除自由基和SOD 的能力較強(qiáng)，其提取液對過氧化物的生成具有一定抑制作用，添加蔬菜的米醬湯還可降低GSH-Px 的活性[6].對動物試驗(yàn)結(jié)果表明，米醬有防御放射線、降血壓和抗癌作用[7].另有研究表明，米醬還有降低人體血液中膽固醇、甘三酯含量及抗血栓的作用[8].作者在研究大量國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合市場消費(fèi)需求分析論述中國傳統(tǒng)米醬的生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀，為未來米醬加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及相關(guān)研究提供參考.

1 米醬生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀

傳統(tǒng)發(fā)酵米醬制作工藝流程[9]如圖1 所示，米醬加工工藝主要包括原料預(yù)處理、制曲、制醅、滅菌和包裝等工序.

圖1 米醬的制作工藝流程

1.1 原料預(yù)處理

原料預(yù)處理主要包括原料清洗、浸泡、蒸煮、晾置等工序.浸泡可使大米充分吸水，易于蒸煮.由于蒸煮后米飯粘連，不利于氧氣的流通，易造成燒曲，為此應(yīng)嚴(yán)格控制浸泡時間、溫度、蒸煮加水量等條件.蒸煮既使淀粉吸水解體，蛋白質(zhì)變性，又使其具有一定的水分含量，以利于微生物生長、繁殖.

在工業(yè)化制醬生產(chǎn)中，多采用常壓或高壓短時蒸煮NK 罐，或移動輸送帶式連續(xù)蒸料裝置.NK罐是一種間歇翻動式的蒸煮罐，而輸送帶式連續(xù)蒸料裝置是將浸泡好的米放在金屬網(wǎng)上，以一定的速度緩慢移動，同時網(wǎng)下送入自下而上的蒸汽，米飯從一端排出.該設(shè)備適合于大規(guī)模生產(chǎn)，如臥式蒸料機(jī)和立式蒸料機(jī)[10].

1.2 制曲

制曲是米醬制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需控制物料和培養(yǎng)環(huán)境的溫度、濕度、通風(fēng)狀況等條件.按曲種來源分為兩類，即自然接種法和人工接種法.

自然接種法是指直接從自然環(huán)境中獲取微生物，不對原料上生長的微生物進(jìn)行篩選，由于各地區(qū)的環(huán)境條件、原料特性等不同，各個地方的制醬工藝、飲食習(xí)慣等差異，因此其產(chǎn)品風(fēng)味、色澤及口感等差異較大.家庭式制醬多采用極具地方特色的自然接種方式.如蘇北地區(qū)制醬，選用猛火蒸熟原料后，蓋上較大的瓜葉使其自然發(fā)霉；東北地區(qū)制醬，采取將蒸好的原料攪碎后做成醬坯，晾置1～2 d 后，用干凈的報(bào)紙或牛皮紙包裹后，放于室內(nèi)讓醬坯自然生長繁殖形成菌落.也有將原料蒸熟搗爛冷卻后，做成方形醬坯，蒙一層干凈的布，放在溫度較高的地方制曲[11].

人工接種法是人工干預(yù)培養(yǎng)，經(jīng)篩選、優(yōu)化、擴(kuò)大培養(yǎng)得到菌種，再按一定比例接種到原料中的方式.在一定程度上避免了自然接種制曲中季節(jié)性、偶然性強(qiáng)和可控性差等不足.在工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛.譬如，趙麗紅等[12]在薏米保健面醬的制備中，采用將一定配比的原料混合后經(jīng)熟化、冷卻，按0.5%～1.0%的接種量擴(kuò)大培養(yǎng)，經(jīng)80 h 左右的培養(yǎng)即成.周長海等[13]在粟米醬釀制工藝研究中，采取挑取試管菌種接入麩皮培養(yǎng)基中，在30℃下培養(yǎng)42～45 h 即成，成曲有彈性、稍滑，菌絲均勻呈白色，有曲香味，無異味.

制曲是形成各種酶系的過程，如：蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、谷氨酰胺酶、果膠酶、半纖維素酶、纖維素酶、SI 核酸酶、氧化還原酶等[14-16].米曲霉發(fā)酵分泌淀粉酶，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和異淀粉酶等，其可將淀粉進(jìn)一步降解為單糖，對醬制品的色、香、味、體均有重要影響.米曲霉作為曲霉屬種是不產(chǎn)生黃曲霉毒素的菌種，屬商業(yè)發(fā)酵常用菌[17].譬如，滬釀3.042 米曲霉早在20 世紀(jì)60 年代就得到了廣泛的應(yīng)用[18]；烏日汗等[19]利用米曲霉Y26制備醬曲；松井德光[20]將從蘑菇子實(shí)體上分離到的菌絲體進(jìn)行液體培養(yǎng)后，在米飯上接種，再添加大豆原料進(jìn)行發(fā)酵，在不使用制醬常用菌株的情況下，成功制得了優(yōu)質(zhì)米醬.

1.3 制醅

制醅主要包括添加食鹽水、定期攪拌、溫度控制等工序.添加食鹽水可阻止微生物生長和產(chǎn)熱，影響醬的風(fēng)味及某些化學(xué)反應(yīng).定期攪拌有利于發(fā)酵均勻和風(fēng)味的形成[21-22].制醅溫度控制的方法有自然露曬和恒溫制醅.王小花等[23]在米曲霉研究中采取將原料裝入容器后壓實(shí)、整平，加蓋塑料布，并采用重物加壓的制醅方法.高世昌等[24]采用溫釀固態(tài)低鹽發(fā)酵法，比傳統(tǒng)釀造醬醅快.如何在控制制醅工藝參數(shù)、縮短發(fā)酵時間的基礎(chǔ)上保證米醬品質(zhì)，仍需進(jìn)一步探究.

2 影響米醬品質(zhì)的因素

2.1 影響色澤的因素

2.1.1 原料

米醬按其顏色可分為白米醬、紅米醬兩類.原料配比會影響到米醬的色澤，如白米醬的米曲與大豆比例為2∶1～2.5∶1，紅米醬的米曲與大豆的比例1.3∶1.原料對米醬色澤的影響可能是由于各種原料的碳水化合物和蛋白質(zhì)等組分的差異所致.在發(fā)酵過程中，碳水化合物分解生成的葡萄糖胺與其他成分作用，生成的羥甲基糠醛、3，4-二脫氧葡萄糖醛酮、3-脫氧葡萄糖醛酮分別與氨基酸作用，生成類黑素并呈棕紅色.米醬色調(diào)雖然受原料配比的影響，但從成分上看，米醬的顏色受糖類的影響較大，其中阿拉伯糖、葡萄糖可使醬顏色偏紅，木糖可使醬的顏色偏黑.蛋白質(zhì)被分解產(chǎn)生酪氨酸經(jīng)氧化、環(huán)合、重排及聚合等一系列反應(yīng)生成棕色的黑色素，也會影響醬顏色.

2.1.2 工藝條件

大米的淀粉約為75%，在制曲、制醅過程中逐漸減少，當(dāng)醬成熟時基本上為零.大米配比高且發(fā)酵期短的米醬，會有部分淀粉殘存，特別是對原料處理不充分時，會嚴(yán)重影響米醬的顏色和質(zhì)量.采用高壓旋轉(zhuǎn)球鍋蒸煮方法制得的醬顏色以棕紅色為主色，而常壓蒸鍋蒸煮方法制得的醬顏色以黃色為主色[25].發(fā)酵初期是醬醅中大分子物質(zhì)分解為小分子的過程，如氨基酸、單糖等.發(fā)酵中期，大分子物質(zhì)持續(xù)分解為小分子，同時發(fā)生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與合成，醬色主要是在中期形成的.發(fā)酵后期的高溫環(huán)境有利于葡萄糖生成焦糖色素，促進(jìn)美拉德反應(yīng)的進(jìn)程.因此，可根據(jù)醬色判斷米醬的成熟度.

在制醅過程中，添加3%蔗糖，米醬的色澤、風(fēng)味、酸味等均有所改善[26].熊昌緒等[27]研究指出溫度對醬色的形成有影響，“保溫”制得的醬色發(fā)黑，“曬露”制得的醬色優(yōu)于“保溫”制得的醬.此外，食鹽影響制醅過程的化學(xué)反應(yīng)和微生物的生長，氧氣能促進(jìn)氨基和羰基反應(yīng)，而水分活性影響其反應(yīng)速率，并對米醬色澤的形成有影響.如何合理調(diào)控米醬發(fā)酵的工藝條件，使色澤、風(fēng)味、口感等同步達(dá)到最佳狀態(tài)，得到高品質(zhì)的米醬仍需要進(jìn)一步系統(tǒng)研究.

2.1.3 微生物

張彥茹等[28]對tamarii（溜曲霉）、sojae（醬油曲霉）、滬釀3.042（米曲霉）和曲精（醬用復(fù)合菌種）4種曲種制作的醬進(jìn)行分析，指出sojae 釀制得的醬成品紅色指數(shù)高于其他3 種曲種，曲精制得的醬產(chǎn)品色澤灰暗，滬釀3.042 和tamarii 紅色指數(shù)較低，成品色澤發(fā)黃.微生物對米醬色澤的影響主要是由于微生物代謝產(chǎn)物的種類及活性的差別導(dǎo)致的，針對不同的產(chǎn)品品質(zhì)要求，應(yīng)選擇適合的微生物作為菌種.

2.2 影響米醬風(fēng)味的因素

2.2.1 原輔料

原料是產(chǎn)品的基石，原料理化特性會對醬的最終品質(zhì)產(chǎn)生影響.米醬風(fēng)味是在微生物作用下，由碳水化合物形成的甜味，氮成分形成的鮮味，脂肪形成風(fēng)味.大米在制曲過程中淀粉含量減少，產(chǎn)生各種游離糖，其中大部分是葡萄糖，約22%，而影響米醬甜味的主體就是葡萄糖，其次有阿拉伯糖、木糖、半乳糖醛酸、半乳糖、甘露糖等.在釀造初期，阿拉伯糖含量最多，其次是半乳糖和木糖，但阿拉伯糖和半乳糖會在發(fā)酵過程中大幅度減少[29].由于米醬生產(chǎn)條件的不同，酶作用產(chǎn)生的還原糖含量存在較大差異.甜味型米醬約含還原糖35%，咸味型米醬約含19%；甜味型米醬游離還原糖的含量約為75%，咸味型米醬游離還原糖的含量約80%.與此同時，糖類的代謝產(chǎn)物影響芳香物質(zhì)的形成[30].

食鹽是醬類釀造中的重要輔料，它既能抑制腐敗微生物的繁殖，降低雜菌對醬品的影響，保證醬醅安全成熟，又能豐富醬的風(fēng)味，并與氨基酸共同生成鮮味，起到調(diào)味作用.在米醬生產(chǎn)中對食鹽用量的要求較為嚴(yán)格.不同米醬按風(fēng)味和含鹽量分類見表1.食鹽用量過低或過高，均影響米醬產(chǎn)品的質(zhì)量.有研究表明，食鹽用量在12 %以上時較適合[31].

表1 米醬按風(fēng)味和含鹽量分類

2.2.2 工藝條件

生產(chǎn)工藝條件的差異及環(huán)境條件的改變，直接影響到微生物的生長、代謝狀態(tài)以及其代謝產(chǎn)物的活性，進(jìn)而影響米醬的風(fēng)味.溫度直接影響曲種的生長代謝情況以及酶的活性，從而影響到米醬的風(fēng)味.在米醬的制作過程中，溫度控制包括制曲和制醅的溫度控制.在制曲階段，為了保證菌種的生長同時防止雜菌的污染，可將環(huán)境溫度控制在27～30 ℃.菌絲的呼吸熱會使曲料品溫迅速上升，因此，需要適時翻曲使品溫保持在35 ℃左右.由于蛋白酶最適溫度為45～50 ℃，淀粉酶最適溫度為55～60 ℃，米曲霉、酵母、乳酸菌等微生物的最適生長溫度為30 ℃左右，在制醅過程一般采用凸形曲線溫度，開始28～32 ℃，中間為33～35 ℃，后降至28～30 ℃的變溫發(fā)酵比恒溫發(fā)酵更有利于風(fēng)味物質(zhì)的形成[32].在生產(chǎn)甜醬時，品溫設(shè)定在55～60 ℃，生產(chǎn)其他口味醬時，品溫設(shè)定在30 ℃左右.在最后階段把溫度降到20 ℃左右，有利于后熟酵母的繁殖和生香.在薏米面醬加工中選取53～55 ℃的水浴鍋保溫的方式發(fā)酵15 d[33].采用太陽能溫室生產(chǎn)天然發(fā)酵醬代替天然曬制的方式獲得的產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)接近于傳統(tǒng)天然發(fā)酵醬的質(zhì)量指標(biāo)[34].

2.2.3 微生物

在原料相同的條件下，混菌發(fā)酵有利于產(chǎn)生豐富的酶系，可豐富醬的風(fēng)味，提高產(chǎn)品品質(zhì)[35].純菌種培養(yǎng)以及把幾種獨(dú)立存在的菌株混合培養(yǎng)的制曲方式，很難達(dá)到天然菌群生長代謝的平衡狀態(tài)，這是混菌發(fā)酵調(diào)味品品質(zhì)達(dá)不到傳統(tǒng)水平的根本原因.

日本制醬常用優(yōu)勢菌種為Asperillusoryzae，生產(chǎn)甜醬時，應(yīng)選擇淀粉酶強(qiáng)的菌種；而制咸醬時則應(yīng)使用蛋白酶強(qiáng)的菌種.2005 年日本成功破譯了米曲霉的基因組，基因組所包含的信息可用來尋找最適合米曲沒發(fā)酵的條件，這將有助于提高食品釀造業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為發(fā)酵食品的生產(chǎn)提供有利的依據(jù)[36].

2.3 影響米醬其他品質(zhì)的因素

隨著大米使用量的增大，碳水化合物的含量增加，醬的黏度增高.醬的流動性與其含水量有關(guān)，一般水分含量為40%～50%時幾乎沒有流動性，水分含量超過55%時，米醬就會有流動性.保水性非常強(qiáng)的果膠是醬保水的主體成分，大豆使用量少的甜米醬就容易析出水，同時，果膠對醬的光滑度也有影響.纖維素的形成影響醬的硬度，也是構(gòu)成醬多糖的主要成分.在相同水分含量的情況下，使用大豆量多的醬比使用大米量多的醬硬度大.

米曲霉所代謝出的β-半乳糖苷酶能夠水解牛乳和乳清中的乳糖，生成半乳糖和葡萄糖，同時又能合成低聚半乳糖，此糖是雙岐桿菌增值因子，能改善便秘，降低血糖，促進(jìn)鈣的吸收，抗齲齒等[37].米曲霉UV-7 可產(chǎn)酪氨酸羥化酶、酪氨酸酶和L-酪氨酸酶，這3 種酶可催化L-酪氨酸合成能治療帕金森病的3，4-二羥苯L-丙氨酸[38].對米醬的工藝進(jìn)行改進(jìn)，對制醬環(huán)境進(jìn)行干預(yù)與調(diào)控，探尋促進(jìn)有益菌群生長代謝平衡的發(fā)酵工藝及環(huán)境條件制作品質(zhì)佳、功能特性強(qiáng)的米醬是極其重要的.

3 成品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀及存在問題

目前，尚未形成系統(tǒng)全面的米醬品質(zhì)評定體系，有報(bào)道使用電子鼻或電子舌進(jìn)行感官評定，但趙德安[39]提出風(fēng)味不可量化，認(rèn)為食物中的風(fēng)味物質(zhì)不是孤立存在.風(fēng)味易受發(fā)酵貯存時間、溫度、各組分間的相互作用影響，僅根據(jù)單體物質(zhì)的分析鑒定和形成機(jī)理來研究風(fēng)味是不全面的.對米醬風(fēng)味好壞的分析采取量化指標(biāo)與感官評價相結(jié)合的方式較為合適.有研究表明，味覺傳感器能客觀地反映出發(fā)酵程度[40]，在一定程度上解決了發(fā)酵終點(diǎn)確定困難的問題.將味覺傳感器應(yīng)用在工業(yè)上可方便快捷標(biāo)準(zhǔn)化控制米醬的發(fā)酵程度.

由于各個廠家生產(chǎn)的醬配方及工藝等存在差異，成品醬的質(zhì)量要求也不盡相同.對63 個醬企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較分析，歸納統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2 所示.大部分企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對指標(biāo)砷、鉛、微生物、黃曲霉毒素、水分、食鹽、總酸、氨基酸態(tài)氮進(jìn)行了規(guī)定，僅有半數(shù)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對過氧化值進(jìn)行了規(guī)定，僅有少數(shù)企業(yè)對還原糖進(jìn)行了規(guī)定.

表2 醬標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果

目前國家沒有統(tǒng)一的醬類品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)雖然都重視醬產(chǎn)品的安全性和感官品質(zhì)，但對醬產(chǎn)品的質(zhì)量要求卻參差不齊.主要存在的問題為：（1）醬制品定義不明確，只是籠統(tǒng)的分為豆醬、面醬、復(fù)合醬等，缺少原料與命名之間的匹配，未明確注明干態(tài)醬和稀態(tài)醬的區(qū)分，只是使用“較少水分”、“較多水分”等模糊概念，缺少量化指標(biāo)，不夠嚴(yán)謹(jǐn)；（2）微生物指標(biāo)不完善，致病菌范圍較廣，其中較受關(guān)注的蠟樣芽胞桿菌[41]等較常見的致病菌沒有作出明確規(guī)定，在統(tǒng)計(jì)的63 個標(biāo)準(zhǔn)中僅有4 個標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定有菌落總數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，指出菌落總數(shù)≤30 000 CFU/g；（3）測定指標(biāo)的值之間缺少統(tǒng)一規(guī)范，如Q/YYS 0001 S—2011 中的過氧化值和總酸與其他標(biāo)準(zhǔn)相差10 倍，并且單位不統(tǒng)一；（4）缺少直接針對米醬生產(chǎn)及其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等問題的研究，如酒精度.

4 展望

4.1 米醬加工規(guī)?；?/h3>

米醬的家庭式生產(chǎn)及小作坊生產(chǎn)存在著機(jī)械化程度低、生產(chǎn)效率低、品質(zhì)穩(wěn)定性差、安全性難以保證等問題.規(guī)?；a(chǎn)有利于提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品品質(zhì)，提高市場競爭力，便于新型加工模式的轉(zhuǎn)型.隨著酶技術(shù)和谷物食品加工新技術(shù)的不斷發(fā)展，將高效酶制劑應(yīng)用到米醬加工中，簡化制曲環(huán)節(jié)，提高出品率，會帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益.現(xiàn)代生物技術(shù)和生物工程研究成果為我國傳統(tǒng)發(fā)酵食品技術(shù)的發(fā)展提供了必要的條件，企業(yè)在重視傳統(tǒng)工藝的同時，要看到并克服其缺點(diǎn)，運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.

4.2 米醬加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及監(jiān)管體系完善化

米醬加工不是一個單獨(dú)的行業(yè)，它涉及大米的種植、米醬的加工、米醬的銷售等多個領(lǐng)域.隨著物流行業(yè)的發(fā)展以及居民消費(fèi)觀念的不斷變化，迫使食品產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整完善，并加大生產(chǎn)基地研發(fā)技術(shù)建設(shè)的投入.食品加工行業(yè)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合，使原料供銷一體化，有利于保證原料品質(zhì)的穩(wěn)定性.

醬制品生產(chǎn)中的監(jiān)督管理及防控措施的完善，對安全化生產(chǎn)有著極其重要的意義.為此，需要從原料的選取、清理、制曲、制醅到成品的包裝滅菌，加工過程中使用的設(shè)備的維護(hù)和清理，以及自動化加工代替人工加工，良好生產(chǎn)操作規(guī)范（GMP）和危害分析與關(guān)鍵控制點(diǎn)（HACCP）在加工過程的應(yīng)用，都可有效地減少生產(chǎn)加工過程中的安全隱患.

4.3 米醬產(chǎn)品多樣化、便民化

為迎合廣大群眾的需求，提高市場競爭力，米醬制品也需向豐富化、多樣化方面發(fā)展.其多樣化包括原料搭配多樣化、生產(chǎn)方式多樣化、飲食搭配多樣化、用途多樣化、口味多樣化、銷售渠道多樣化等，并因地制宜，生產(chǎn)適合當(dāng)?shù)仫嬍沉?xí)慣的米醬品種.

隨著生活節(jié)奏的加快，便攜式的米醬產(chǎn)品有廣闊的發(fā)展空間和潛力.另外，醬多為塑料包裝，使用過程中易出現(xiàn)灑、漏、污染變質(zhì)等現(xiàn)象，因此，在包裝方面進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)有利于半固態(tài)醬制品的生產(chǎn)與流通.

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