醬油制曲研究進(jìn)展

謝承佳，莊琪

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000)

醬油制曲研究進(jìn)展

謝承佳，莊琪

(揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225000)

制曲是醬油生產(chǎn)中的關(guān)鍵步驟，對成品醬油的質(zhì)量有重要影響。文章論述了醬油制曲的研究進(jìn)展，包括制曲原料、菌種和工藝等，以期為實(shí)際工作提供參考。

醬油；添加劑；多菌種制曲；米曲霉

醬油是我國傳統(tǒng)的釀造型調(diào)味品，因其味道鮮美、營養(yǎng)豐富廣受大眾喜愛。醬油釀造有一諺語：一曲、二醪、三熬油，說明制曲是醬油生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟。所謂制曲，指的是菌種在適宜的條件下在曲料上擴(kuò)大培養(yǎng)的過程，分為種曲制備和成曲制備。前者的目的是獲得大量健康的孢子，后者是為了產(chǎn)生包括蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、果膠酶、脂肪酶等在內(nèi)的豐富酶系，有利于在后續(xù)發(fā)酵過程中更加充分地進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化。制曲是生產(chǎn)醬油的基礎(chǔ)，對成品醬油的質(zhì)量有重要影響。文章對醬油的制曲原料、菌種、工藝等進(jìn)行了論述，以期為實(shí)際工作提供參考。

1 制曲原料

制曲的原料主要包括蛋白質(zhì)原料、淀粉質(zhì)原料和水。蛋白質(zhì)原料的作用是提供微生物生長的氮源，常用的有大豆和豆粕。豆粕是大豆榨油的副產(chǎn)物，又分為低溫豆粕和高溫豆粕，后者由于價格便宜是最常用的醬油釀造原料[1]。淀粉質(zhì)原料主要有面粉和麩皮，既提供碳源，又作為疏松劑，防止蒸料時夾心、制曲時通風(fēng)不暢。近年來，一方面，由于豆類等蛋白質(zhì)原料價格上漲，有必要尋找新的替代原料；另一方面，本著資源化利用各類廢渣的原則，豆腐渣、大米渣、玉米蛋白粉、花生粕、菜籽粕、動物內(nèi)臟、醋渣、醬油渣等各種副產(chǎn)物或下腳料也用于醬油的制曲及后續(xù)發(fā)酵過程[2-7]。

這些替代品大部分本身營養(yǎng)成分較為豐富，含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪及多種微量元素，見表1。為了使原料中的有效成分能夠充分釋放并被利用，需用纖維素酶處理破壞細(xì)胞壁以利于發(fā)酵的進(jìn)行[8]，或在高溫下蒸煮以達(dá)到一定的消化率。以動物內(nèi)臟作為制曲原料時，由于其本身蛋白質(zhì)含量略低且動物組織中較高的蛋白酶活性，減弱了環(huán)境對米曲霉蛋白酶的誘導(dǎo)作用，成曲的蛋白酶活性水平可能較低。

表1 制曲原料成分分析 %

注：“*”代表此項(xiàng)指標(biāo)在原文中未進(jìn)行測定。

2 曲料添加劑

2.1 營養(yǎng)物

制曲原料中的碳源與氮源多為高分子結(jié)構(gòu)，需酶解為單體后才能被微生物利用。因此，如果在原料中添加一些霉菌能夠直接利用的營養(yǎng)物，對孢子的產(chǎn)生和菌絲的生長都很有利。倪海晴等[13]比較了不同的添加劑對成曲酶活和醬油質(zhì)量的影響，在單因素實(shí)驗(yàn)中，葡萄糖作為外加碳源、NaNO3作為外加氮源對酶活的提高最顯著，添加0.25%葡萄糖、0.1% NaNO3、0.05% ZnSO4時，成曲的蛋白酶活力和糖化酶活力比對照組分別提高了36.75%和46.02%；富含各種氨基酸、維生素及礦物質(zhì)的酵母抽提物對種曲的培養(yǎng)也有顯著的促進(jìn)作用， 1.30%的添加量可使種曲孢子數(shù)提高54.88%，且更健壯[14]；梁姚順發(fā)現(xiàn)酵母提取物對成曲酶活也有促進(jìn)作用[15]。

2.2 無機(jī)鹽及金屬離子

無機(jī)鹽本身為微生物生長過程所必需的。此外，醬油制曲過程中，一方面微生物需要產(chǎn)生酶分解消化營養(yǎng)物，進(jìn)行自身生長；一方面酶活高低也是成曲的質(zhì)量指標(biāo)之一，而很多酶的活性中心都需要金屬離子激活，因此在制曲過程中額外添加無機(jī)鹽及金屬離子對曲料質(zhì)量有一定的促進(jìn)作用。我國和日本很早就有文獻(xiàn)報道錳離子和草木灰能夠提高種曲質(zhì)量。草木灰除了是很多酶的激活劑之外，還兼具調(diào)節(jié)細(xì)胞透性、提供營養(yǎng)等多種功能。魯梅芳等[16]的研究表明：適量添加MnSO4、CaC12、KH2PO4能提高孢子出芽率，建議添加量分別為0.04%，0.4%，0.2%；武金霞等[17]在培養(yǎng)基中添加NH4NO3以提高種曲孢子數(shù)；此外，ZnSO4對成曲蛋白酶和糖化酶活力有促進(jìn)作用，這可能與Zn2+對金屬蛋白酶的激活作用以及參與DNA和RNA聚合酶的活動有關(guān)，SO42-本身對孢子生長也有促進(jìn)作用[18]。

2.3 抑菌劑和防腐劑

制曲過程條件粗放，開放的狀態(tài)會增加不良微生物的感染量，影響制曲效果。制曲過程中常見的雜菌包括細(xì)菌、酵母和霉菌，其中以細(xì)菌污染為最多?？稍诜N曲制作時加入曲料量 0.3%的冰醋酸或0.5%～1.0%的醋酸鈉形成酸性環(huán)境，抑制雜菌污染，促進(jìn)孢子發(fā)芽[19,20]。顧立眾等[21]將馬齒莧、茵陳提取物和丙酸鈉制成的復(fù)合制劑加入曲料中，在添加量很少的情況下就可以使細(xì)菌污染率降低92%，這主要與丙酸鈉的抗菌作用有關(guān)。但實(shí)際應(yīng)用時，要綜合考慮丙酸鈉對發(fā)酵菌種的影響。林彥彬的研究指出：抑菌劑對米曲霉的抑制作用可通過無機(jī)鹽及金屬離子的激活作用補(bǔ)償，添加丙酸鈣的情況下，添加0.05% MgSO4和0.025% ZnSO4有助于孢子萌發(fā)。

天然植物提取物也具有抑菌作用。見姬等[22]比較了24種植物提取液對2種耐鹽酵母的影響，發(fā)現(xiàn)香葉、桂皮、小茴香、肉桂均具有較好的抑制作用，可用于醬油或蜜餞生產(chǎn)中防止腐敗或表面產(chǎn)生白醭。此外，為了防止制曲過程中的青霉污染，也可將生物拮抗酵母拌入種曲制成曲，防止雜菌污染的同時還可提高醬油的質(zhì)量[23]。

2.4 蛋白酶誘導(dǎo)劑

蛋白酶活力是成曲的重要質(zhì)量指標(biāo)，不少科研人員致力于此方面研究。宋小焱等[24]發(fā)現(xiàn)在不改變南方醬油制曲原料主要配方的情況下，單獨(dú)添加1.5%芝麻餅或2%花生餅粉能使成曲蛋白酶活力分別提高51%或40%，原因可能在于米曲霉蛋白酶需外界誘導(dǎo)產(chǎn)生，但原料中的大豆源蛋白質(zhì)對后續(xù)酶活提升作用較小，具體機(jī)理仍需進(jìn)一步研究；武金霞等用米曲霉的激活性營養(yǎng)因子制成了激活劑，可提高種曲孢子發(fā)芽率及成曲酶活，提高原料利用率[25,26]。

3 制曲菌種和工藝

3.1 米曲霉制曲

我國醬油制曲中所用的微生物主要是米曲霉，制曲菌種的基本要求是不產(chǎn)真菌毒素；能產(chǎn)生活力較高的蛋白酶和淀粉酶；生長快、抗雜菌能力強(qiáng)；不產(chǎn)生異味等。米曲霉滬釀3.042是國內(nèi)醬油廠家廣泛使用的發(fā)酵菌種，具有生產(chǎn)周期短、抗性好、管理粗放等優(yōu)點(diǎn)。為了獲得更高的產(chǎn)量，不少學(xué)者對滬釀3.042的最佳產(chǎn)酶條件進(jìn)行了研究。

李秀婷等[27]考察了滬釀3.042酶系的主要影響因素，研究發(fā)現(xiàn)：菌株固體發(fā)酵的最佳碳源為麩皮，氮源為蛋白胨，初始pH 6.0～8.0，溫度30 ℃時，中性蛋白酶的產(chǎn)量最大。闞清華等[28]利用響應(yīng)面分析法研究了滬釀3.042的產(chǎn)酶條件，最適條件為22 ℃培養(yǎng)，初始pH 7.0，料水比1∶0.8。

滬釀3.042的主要缺點(diǎn)在于酶系不全面，糖化酶和酸性蛋白酶低。不少研究者致力于尋找新的生產(chǎn)菌或改良滬釀3.042，旨在篩選出蛋白酶活力更高或更能適應(yīng)高鹽稀態(tài)醬油釀造中高鹽分、低pH環(huán)境的菌株[29,30]。傅力等[31]通過紫外和LiCl復(fù)合誘變獲得1株蛋白酶高產(chǎn)菌株，與出發(fā)菌相比，蛋白酶活力提高了33.3%且遺傳穩(wěn)定性良好。

3.2 混合菌種制曲

混合菌種制曲是指以米曲霉為主，添加其他菌種協(xié)同發(fā)酵制曲。混合菌種制曲的主要目的是提高原料利用率和醬油成品香氣、色澤等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[32]。與米曲霉混合發(fā)酵的菌株多具有如下特征：糖化酶和酸性蛋白酶活力較高，能與米曲霉酶系互補(bǔ)；能產(chǎn)大量纖維素酶，破壞原料的細(xì)胞壁，釋放出其中的蛋白質(zhì)與淀粉等原料；產(chǎn)酯化酶，豐富產(chǎn)品的香氣；產(chǎn)紅色素，增加醬油色澤。常用的混合制曲菌種包括：產(chǎn)生大量淀粉酶、酸性蛋白酶、纖維素酶、谷氨酰胺酶的黑曲霉；產(chǎn)纖維素酶、酯化酶的根霉和木霉；產(chǎn)糖化酶、酯化酶和紅色素的紅曲霉；產(chǎn)纖維素酶的粗壯脈紋胞菌等?；旌现魄Ｓ镁N及配比見表2。

表2 混合制曲菌種及配比

黑曲霉是較為常用的混合制曲菌種。楊欽階等采用米曲霉和黑曲霉混合制大曲，鹽水原料比為2∶1，45 ℃發(fā)酵120天后原料蛋白質(zhì)利用率為86.28%，氨基酸轉(zhuǎn)化率為55.64%，成品醬油感官評價好；程世杰等對米曲霉和黑曲霉混合制曲發(fā)酵中的氨基酸態(tài)氮與總氮進(jìn)行了測定，發(fā)酵30天后全氮利用率和氨基酸態(tài)氮可達(dá)82.21%和1.162 g/dL，與單菌種相比分別提高了35%和7.8%；王亞威等采用雙菌制曲，醬油的氨基酸態(tài)氮生成率提高了13.46%；米曲霉與黑曲霉、根霉、木霉、粗壯脈紋胞菌等復(fù)配多菌種制曲也均取得了較好的效果。

糖化增香曲是由煙灰紅曲霉(Monascusruber)和紫紅曲霉(Monascuspurpureus)菌株構(gòu)成的復(fù)合曲種，具有較強(qiáng)的糖化力、酯化力和增色能力，在發(fā)酵過程中能形成多種酸、酯、醇、天然色素及生物活性物質(zhì)，起到發(fā)酵增香的作用[43]。徐歡歡等[44]在高鹽稀態(tài)醬油釀造中添加糖化增香曲與米曲霉混合制曲，氨基酸態(tài)氮含量、氨基酸生成率、全氮含量及還原糖含量分別提高了14%，9%，12%和5%；黃文彪等[45]添加糖化增香曲制曲，發(fā)酵90天后，高鹽稀態(tài)醬油的還原糖和可溶性無鹽固形物含量分別提高了47%和7%，但是糖化增香曲會影響中性和酸性蛋白酶活力；陳之瑤等[46]的研究也指出糖化增香曲對大曲蛋白酶的影響，如果以中性蛋白酶活力為指標(biāo)，建議添加0.4‰的米曲霉和1.0‰的糖化增香曲，如果以酸性蛋白酶活力為指標(biāo)，由于糖化增香曲對其有抑制，僅建議添加0.4‰的米曲霉。

混合菌種制曲中，由于多種菌種之間存在拮抗作用，需嚴(yán)格控制接種量和菌株配比。有研究發(fā)現(xiàn)采用雙菌制曲時，米曲霉含量高于95%時會強(qiáng)烈抑制黑曲霉；戴德慧等[47]研究發(fā)現(xiàn)接種量對糖化酶和蛋白酶活力有很大影響。因此，為了獲得更好的協(xié)同作用、減少競爭性抑制對各種酶活力的影響，多采用分開制種曲、混合制大曲或者分開制曲、混合發(fā)酵的工藝。也有研究采用激活性營養(yǎng)因子解決混菌發(fā)酵中多菌株生長不同步的問題。武金霞等用米曲霉的激活性營養(yǎng)因子制成了激活劑，可激發(fā)并加速米曲霉的萌發(fā)，在雙菌種混合制曲時，使米曲霉和黑曲霉的孢子萌發(fā)率更為一致[48]。

混合菌種制曲的工藝參數(shù)要綜合考慮多個菌種的最適產(chǎn)酶溫度及協(xié)同作用，研究報道制曲溫度多為30～36 ℃，制曲時間約為30～48 h，這與米曲霉所產(chǎn)中性蛋白酶和堿性蛋白酶的最適溫度為32 ℃、米曲霉大部分酶的最高酶活出現(xiàn)在36～39 h的研究結(jié)果較為一致。

4 結(jié)論

目前，我國醬油生產(chǎn)主要采用高鹽稀態(tài)和低鹽固態(tài)發(fā)酵，但在制曲這一步上，工藝基本一致。除了本文中涉及的制曲原料、添加劑及制曲工藝外，制曲過程的具體條件控制，如品溫、通風(fēng)量、松曲時間、曲料厚度等均對成曲質(zhì)量有重要影響[49,50]，在實(shí)際操作過程中需嚴(yán)格控制以獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。

[1]陳杰,徐婧婷，郭順堂．豆粕熱處理對醬曲中蛋白酶活性和醬油中氨基態(tài)氮含量的影響[J]．大豆科學(xué)，2009，28(5)：889-893.

[2]劉慧娟，石小鵬．豆腐渣制作醬油技術(shù)[J]．中國調(diào)味品，2008，33(12)：57-59.

[3]葉茂，張遠(yuǎn)平，譚才鄧．花生粕發(fā)酵生產(chǎn)醬油制曲工藝的研究[J]．食品科技，2014，39(10)：297-301.

[4]李朝宗，司偉蘭，段杉．以魷魚內(nèi)臟釀造魷醬油的制曲工藝研究[J]．中國調(diào)味品，2011，36(12)：83-86.

[5]張雁凌，任保國，王大為．玉米蛋白粉取代部分豆粕制曲釀造醬油[J]．食品科學(xué)，2011，32(18)：348-351.

[6]朱玉潔，李媛，張友維．復(fù)合曲酶發(fā)酵菜籽粕生產(chǎn)醬油工藝優(yōu)化[J]．食品工業(yè)，2014，35(12)：4-7.

[7]馮緯，胡偉蓮，戴德慧．米醋釀造廢渣發(fā)酵生產(chǎn)醬油制曲工藝初步研究[J]．食品科技，2013，38(9)：249-252.

[8]張夢茹，劉美蓉，朱娜麗．豆渣發(fā)酵醬油關(guān)鍵技術(shù)[J]．食品與發(fā)酵工業(yè)，2013，39(12)：104-109.

[9]李建軍，蔡楨，汪天明，等．花生粕營養(yǎng)成分分析[J]．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012(7)：3999-4000.

[10]榮先萍．米渣蛋白成分分析及蛋白提取研究[D]．無錫：江南大學(xué)，2011.

[11]張艷銘，甄二英，宋智娟．玉米蛋白粉的營養(yǎng)價值及其應(yīng)用[J].飼料博覽，2006(5)：18-20.

[12]王東玲，李波，蘆菲，等．豆腐渣的營養(yǎng)成分分析[J].食品與發(fā)酵科技，2010，46(4)：85-87.

[13]倪海晴，陶文沂．添加劑對成曲酶活力和醬油質(zhì)量的影響[J]．食品與發(fā)酵工業(yè)，2011，37(1)：82-85.

[14]楊蘭，高獻(xiàn)禮，崔春，等．酵母抽提物對醬油種曲培養(yǎng)的促進(jìn)作用及工藝優(yōu)化研究[J]．中國調(diào)味品，2009，34(8)：52-59.

[15]梁姚順．醬油菌種米曲霉的研究及條件優(yōu)化[D]．廣州：華南理工大學(xué)，2006.

[16]魯梅芳，綦偉，曹小紅，等．米曲霉A100-8種曲的培養(yǎng)工藝的研究[J]．中國釀造，2009(5)：20-23.

[17]武金霞，程會欣，張賀迎．激活劑對米曲霉孢子萌發(fā)率的影響[J]．中國調(diào)味品，2010，35(3)：58-61.

[18]林彥彬．醬油釀造工藝中制曲階段的研究[D].保定：河北大學(xué)，2008.

[19]李星．醬油種曲生產(chǎn)中應(yīng)注意的問題[J]．中國調(diào)味品，2009，34(8)：85-90.

[20]尚麗娟．醬油制曲過程污染的危害與防治[J]．中國調(diào)味品，2012，37(10)：38-40.

[21]顧立眾，焦宇知．新型制曲促進(jìn)劑用于醬油生產(chǎn)的研究[J]．食品科學(xué)，2010，31(13)：224-227.

[22]見姬，薛穎，馬潔．二十四種植物提取物對耐鹽酵母菌的抑制[J]．食品科技，2008(3)：174-176.

[23]董勝利．釀造調(diào)味品生產(chǎn)技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[24]宋小焱，黃文華，呂東津，等．南方醬油制曲過程中的蛋白酶活力促進(jìn)劑研究[J]．中國調(diào)味品，2008，33(8)：44-47.

[25]張賀迎，武金霞．用激活釀造法提高醬油的生產(chǎn)效率[J]．中國調(diào)味品，2002(9)：22-23.

[26]張賀迎，武金霞，林彥彬．激活減曲釀造醬油的研究[J]．中國調(diào)味品，2008(1)：49-50.

[27]李秀婷，趙進(jìn)，魯緋，等．米曲霉固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)酶條件及酶活力研究[J]．中國釀造，2009(2)：26-28.

[28]闞清華，湯斌， 張慶慶，等．滬釀3.042米曲霉產(chǎn)中性蛋白酶條件的優(yōu)化[J]．安徽工程科技學(xué)院學(xué)報，2010，25(2)：26-29.

[29]韓志雙，劉軍，郇阿梅，等．應(yīng)用基因組改組技術(shù)選育米曲霉酸性蛋白酶高產(chǎn)菌株[J]．中國調(diào)味品，2015，40(1)：18-22.

[30]王棟，馮杰，張麗敏．耐鹽米曲霉CICIM F0899在醬油釀造過程中的應(yīng)用[J]．食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38(5)：1-6.

[31]傅力，章運(yùn)，涂振東，等．米曲霉高產(chǎn)蛋白酶菌株的選育及在醬油釀造中的應(yīng)用研究[J]．新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，46(6)：1274-1278.

[32]李保英．多菌種醬油制曲工藝及其對醬油風(fēng)味影響的研究[D]．杭州：浙江工商大學(xué)，2013.

[33]楊欽階，劉志偉，熊瑞權(quán)，等．多菌種混合發(fā)酵提高醬油品質(zhì)的研究[J]．廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011(21)：106-109.

[34]程世杰，劉長海，陳穗，等．復(fù)合菌種制曲對稀態(tài)醬油原料蛋白質(zhì)分解的影響[J]．食品科技，2014，39(11)：266-270.

[35]王亞威，王鴻．高鹽稀態(tài)醬油混合菌種制曲發(fā)酵工藝的研究[J]．中國調(diào)味品，2011，36(11)：51-54.

[36]車科，麻成金，黃群．保靖醬油雙菌種制曲工藝研究[J]．中國調(diào)味品，2009，34(11)：63-66.

[37]張齊軍．雙菌株在醬油制曲中的應(yīng)用[J]．中國調(diào)味品，2015，40(2)：77-80.

[38]靳文生．醬油多菌種制曲改善酶系組成的研究[J]．現(xiàn)代食品科技，2011，27(8)：977-979.

[39]劉志剛，范亞葦，賈才華，等．利用豆渣雙菌混合發(fā)酵生產(chǎn)醬油[J]．食品與發(fā)酵工業(yè)，2010，36(4)：111-115.

[40]李莉．三菌種混合制曲提高醬油蛋白質(zhì)利用率的研究[J]．中國調(diào)味品，2010，35(9)：60-64.

[41]顧立眾．增強(qiáng)醬油色度和香氣的混菌制曲新工藝研究[J]．中國調(diào)味品，2008，33(11)：58-60.

[42]姚繼承，屈光偉，李耀．糖化增香曲的研制及其在醬油生產(chǎn)中的應(yīng)用[J]．中國食品添加劑，2006(C00)：188-190.

[43]姚繼承，陶貴明，屈光偉．糖化增香曲在發(fā)酵醬油和醬制品中的應(yīng)用探討[J]．中國釀造，2007(3)：61-65.

[44]徐歡歡，歐陽珊，尹文穎，等．混合制曲對釀造醬油理化特性的影響[J]．食品與發(fā)酵工業(yè)，2012，38(7)：82-85.

[45]黃文彪，李丹，趙謀明．糖化增香曲對高鹽稀態(tài)醬油發(fā)酵過程中理化性質(zhì)影響的研究[J]．現(xiàn)代食品科技，2011，27(5)：490-494.

[46]陳之瑤，馮云子，崔春，等．混合制曲對高鹽稀態(tài)醬油理化特性的影響[J]．食品工業(yè)科技，2013，34(15)：136-140.

[47]戴德慧，黃光榮，蔣家新，等．米渣醬油多菌種制曲工藝研究[J]．食品科學(xué)，2007，28(3)：234-237.

[48]武金霞，潘書娟，程會欣，等．激活釀造對多菌株制曲發(fā)酵醬油的影響[J]．中國調(diào)味品，2011，36(4)：22-25.

[49]陸步詩，李新社，王放銀，等．厚度對丟糟型醬油種曲質(zhì)量的影響[J]．釀酒科技，2007(2)：86-89.

[50]何濤，王瑞．醬油制曲關(guān)鍵工藝條件的研究[J]．中國調(diào)味品，2013，38(1)：69-72.

Research Progress of Koji Making for Fermented Soy Sauce

XIE Cheng-jia, ZHUANG Qi

(Yangzhou Polytechnic Institute, Yangzhou 225000, China)

Koji making is a key step in soy sauce production, which has an important influence on the quality of finished soy sauce. In this paper, the research progress of koji making is discussed, including the koji-making raw materials, strains and process, in order to provide references for the practical work.

soy sauce;additive;multi-strain koji making;Aspergillusoryzae

2017-01-19

謝承佳(1982-)，女，江蘇南京人，講師，碩士，主要從事生物化工教學(xué)方面的研究。

TS264.21

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.06.016

1000-9973(2017)06-0077-04