減鹽醬油生產(chǎn)研究進展

蔣木培

（佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院，廣東 佛山 528225）

0 引言

醬油作為日常調(diào)味品，是人體食鹽攝入的主要途徑之一。研究顯示，過去40年，中國成年人平均每日食鹽攝入量達10 g以上，高于世界衛(wèi)生組織（WHO）建議的平均每日食鹽攝入量（5 g）[1-2]。攝入過多的食鹽會增加高血壓、心臟病、腎臟病、胃癌、腦卒中及誘發(fā)性腦出血等風(fēng)險[3-9]。隨著健康意識不斷增強，人們對食品健康化的追求不斷提高。《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》《國民營養(yǎng)計劃（2017—2030年）》明確提出，到2030年全國人均每日食鹽攝入量降低20%；《中國食品工業(yè)減鹽指南2019》對于醬油的減鹽目標是醬油中鈉含量由2016年6 536 mg/100 g下降 至2030年5 230 mg/100 g[10-12]?？梢?，減少醬油中的鹽分順應(yīng)了國家和食品行業(yè)的需求。

國外關(guān)于減鹽醬油的研究技術(shù)已較成熟，尤其是在日本。為了促進國內(nèi)減鹽醬油技術(shù)的進步，針對國內(nèi)外減鹽醬油生產(chǎn)技術(shù)的研究進展、改善和提高醬油風(fēng)味的相關(guān)策略進行綜述，以期對醬油減鹽技術(shù)的深入研究提供科學(xué)依據(jù)和理論參考。

1 醬油減鹽的必要性

醬油、黃豆醬、蠔油、腐乳等是日常烹飪食品中必不可少的調(diào)味料，通過調(diào)研市售調(diào)味料的食鹽含量，發(fā)現(xiàn)日常調(diào)味料中含鹽量均較高。

日常調(diào)味料食鹽含量見圖1。

圖1 日常調(diào)味料食鹽含量

由圖1可知，市售日常調(diào)味料平均食鹽含量為175.44 mg/g，位居所調(diào)研調(diào)味料食鹽含量之首。《中國居民膳食指南科學(xué)研究報告（2021）》提出繼續(xù)把減鹽控油作為優(yōu)化膳食結(jié)構(gòu)的重要部分，為減少膳食鹽分的攝入量，降低醬油中的鹽分刻不容緩[13]。

2 減鹽醬油的制備方法

按照生產(chǎn)方式的不同，可將減鹽醬油的生產(chǎn)方法分為直接生產(chǎn)法和脫鹽法。直接生產(chǎn)法指以黃豆等為原料經(jīng)過發(fā)酵過程制備減鹽醬油的方法，而脫鹽法以普通高鹽醬油為原料經(jīng)過物理方法除去鹽分制備減鹽醬油的方法。與脫鹽法相比，直接生產(chǎn)法制備減鹽醬油的生產(chǎn)成本較低。

2.1 直接生產(chǎn)法制備減鹽醬油

直接生產(chǎn)法指經(jīng)過發(fā)酵過程后，可直接獲得減鹽醬油的方法。減鹽醬油直接生產(chǎn)法可分為低鹽兼酒精發(fā)酵法、低鹽兼酵母菌/乳酸菌發(fā)酵法、再發(fā)酵法和其他。但直接生產(chǎn)法初始鹽濃度較低，醬油發(fā)酵過程易發(fā)生酸敗現(xiàn)象，對減鹽醬油的風(fēng)味和品質(zhì)產(chǎn)生不良的影響。

減鹽醬油直接生產(chǎn)法見表1。

表1 減鹽醬油直接生產(chǎn)法

2.1.1 低鹽兼酒精發(fā)酵法

減鹽發(fā)酵醬油面臨低鹽抑制酸敗效果較弱，導(dǎo)致減鹽醬油產(chǎn)品品質(zhì)不良的關(guān)鍵問題[14-15]。1930年左右，人們發(fā)現(xiàn)酒精不僅可抑制酸敗現(xiàn)象的發(fā)生，還具有食品保鮮作用[16-17]。隨后，學(xué)者通過低鹽水濃度與酒精共發(fā)酵生產(chǎn)減鹽醬油。

岡田安司[18-19]通過改變鹽質(zhì)量分數(shù)（0～18%）和酒精含量（0～8%）的比例組合制備減鹽醬油，以研究最適低鹽質(zhì)量分數(shù)和酒精含量組合制作減鹽醬油的方法。研究表明，初始鹽質(zhì)量分數(shù)低于4.5%時，pH值、總糖含量下降，滴定酸度明顯升高，且含有豐富的乙酸乙酯影響風(fēng)味平衡性，導(dǎo)致減鹽醬油品質(zhì)與常規(guī)高鹽（18%）醬油品質(zhì)具有顯著差異（p＜0.05）；而酒精含量會影響醬油色澤，略有促進褐變的趨勢。此外，當酒精以2%含量添加到傳統(tǒng)高鹽醬油中或鹽質(zhì)量分數(shù)超過9%的減鹽醬油中，可有效改善醬油風(fēng)味，但添加量超過3%時，則會感覺到苦味[11]，說明添加適量酒精可改善醬油風(fēng)味。

2.1.2 低鹽兼酵母菌/乳酸菌發(fā)酵法

耐鹽乳酸菌和酵母菌是醬油發(fā)酵過程中的重要微生物，可豐富醬油風(fēng)味并影響風(fēng)味物質(zhì)的形成[20-22]。部分學(xué)者通過在減鹽醬醪中單獨添加乳酸菌或酵母菌，研究其對醬油品質(zhì)的影響[23-25]。張俊淋[23]從泡菜、酸菜發(fā)酵液中篩選出的耐鹽乳酸菌與5%葡萄糖水添加到減鹽醬醪中發(fā)酵醬油，可制備出鹽質(zhì)量分數(shù)為12%，各項理化指標均符合中國臺灣地區(qū)標準的減鹽醬油。此外，Song Y R等人[26]在減鹽發(fā)酵條件下添加高產(chǎn)酒精和3-甲基-1-丁醇的Torulaspora delbrueckii和Pichia guilliermondii，抑制了腐敗微生物的生長，首次成功補償了醬油發(fā)酵過程中鹽含量降低引起的不良變化，且同時接種Torulaspora delbrueckii和Pichia guilliermondii可產(chǎn)生更復(fù)雜和豐富的風(fēng)味，其風(fēng)味特征與高鹽醬油風(fēng)味特征相同。

其他學(xué)者研究在醬醪中共同接種乳酸菌和酵母菌對減鹽醬油品質(zhì)的影響[27-30]。Devanthia P V P等人[31-32]將嗜鹽四聯(lián)球菌和魯氏接合酵母以同時接種和順序接種的方式添加到初始鹽質(zhì)量分數(shù)為10%的減鹽發(fā)酵醬油中。研究表明，嗜鹽四聯(lián)球菌和魯氏接合酵母間產(chǎn)生拮抗作用，嗜鹽四聯(lián)球菌僅在魯氏接合酵母存在下增殖，但魯氏接合酵母的生長受到抑制。魯氏接合酵母可促進醇的形成，并在受到抑制時產(chǎn)生了更復(fù)雜的香氣特征。為控制二者在減鹽醬油發(fā)酵過程中的順序接種和活性，可采用水包油包水（W1/O/W2）雙乳液的方法控制。魯氏接合酵母和嗜鹽四聯(lián)球菌分別進入雙乳液的內(nèi)部（W1）和外部（W2）。在雙乳液的作用下，減鹽醬醪具有與高鹽（18%）組相似的微生物組成和理化特性，并具有與標準醬油相同的香氣特征，證明在不影響醬油品質(zhì)的情況下生產(chǎn)減鹽醬油的可行性。此外，Singracha P等人[33]將從泰國醬醪中篩選出可產(chǎn)酚類化合物的Meyerozyma（Pichia）guilliermondii、嗜鹽四聯(lián)球菌和魯氏接合酵母一起添加到初始鹽質(zhì)量分數(shù)為12%的減鹽醬油中發(fā)酵，可促進減鹽醬醪發(fā)酵過程中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的形成，且產(chǎn)生的生物胺含量較低。說明乳酸菌和酵母菌的接種順序?qū)︶u油風(fēng)味產(chǎn)生一定的影響。

2.1.3 再發(fā)酵法

再發(fā)酵法是以黃豆和小麥等比例制成醬曲，用常規(guī)法制備高鹽生醬油取代鹽水進行醬醪發(fā)酵，制成各種高氮減鹽生醬油[34]。該方法是通過增加減鹽醬油中的全氮量以抵消因鹽濃度低而降低的水分活度，以抑制腐敗現(xiàn)象的發(fā)生，但存在色澤穩(wěn)定性和味道差的問題，且在制備、攪拌和提取過程存在困難性。

高鹽醬油直接加水稀釋調(diào)配成減鹽醬油，可造成醬油中的類黃酮物質(zhì)、總氮、氨基酸、微量元素等被稀釋，且醬油品質(zhì)、風(fēng)味和色澤均降低[35]。防止使用水稀釋造成的不良影響，采用經(jīng)大豆和小麥發(fā)酵6個月的生醬油添加不同比例的卷心菜及甘蔗進行再發(fā)酵，制成減鹽醬油。生醬油中添加的卷心菜和甘蔗比例越高，在發(fā)酵后所得醬油的鹽濃度越低，相對的總氮含量越低，色度則越高。其中，生醬油與甘蔗比例為9∶1組發(fā)酵后的醬油口感最佳[35]。

2.1.4 其他

豆渣是豆制品的副產(chǎn)物[36-37]，黃粉蟲作為可食用昆蟲，含有高蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸和微量營養(yǎng)素（銅、鐵、生物素、鎂等）[38-40]。為充分利用自然資源的營養(yǎng)價值，Hyejin L[41]利用豆渣和黃粉蟲開發(fā)減鹽醬油。將大豆與豆渣、黃粉蟲分別混合及三者混合為原料，與10%的鹽水混合在30℃下發(fā)酵30 d獲得減鹽醬油。以大豆、豆渣和黃粉蟲為原料的醬油蛋白酶活性最高，且產(chǎn)生大量氨基酸，尤其是谷氨酸；在感官評價方面，其整體喜好度高于其他醬油。表明豆渣和黃粉蟲可增強減鹽醬油風(fēng)味，降低鹽度，提高減鹽醬油的儲存穩(wěn)定性。

2.2 脫鹽法制備減鹽醬油

脫鹽法是將普通高鹽醬油通過某種物理方式去除醬油中鹽分的一種方法。包括離子交換膜法、離子阻滯樹脂法、減壓濃縮法和納濾法。其中，離子交換膜法是維持醬油質(zhì)量最好的脫鹽法[41]。但是脫鹽法設(shè)備投資大、生產(chǎn)成本高，一般企業(yè)難以用于規(guī)模化生產(chǎn)，限制了減鹽醬油產(chǎn)品的生產(chǎn)。

減鹽醬油脫鹽法見表2。

表2 減鹽醬油脫鹽法

2.2.1 離子交換膜法

離子交換膜是一層離子交換樹脂膜（厚度0.1～0.6 mm）。顆粒狀離子交換樹脂在顆粒的內(nèi)部和表面吸附離子，除非再生，否則不會洗脫吸附離子，但當它們成為薄膜時會產(chǎn)生離子滲透性。陰陽離子交換膜具有分別讓陰陽離子透過的特性[42-43]。

離子交換膜法原理見圖2。

圖2 離子交換膜法原理

由圖2可知，在高鹽醬油情況下，選擇性去除一價強電解質(zhì)離子，去除鹽分。去除的鹽分收集在濃縮物中。離子交換膜的透析膜因其極高的選擇滲透性，是醬油成分損失最少的脫鹽方法[42]。

元木五郎[44]將醬油與鉀型強酸性陽離子交換樹脂接觸，醬油中的鈉離子和鉀離子發(fā)生交換，使醬油的鈉含量降低，獲得減鹽醬油。為減少時間成本，可采取電滲析，加速離子交換樹脂的傳遞。Chung J H等人[45]采用電滲析對韓國傳統(tǒng)醬油進行脫鹽，分析其理化性質(zhì)的變化。1 L醬油以2A的電流脫鹽450 min后，醬油含鹽量從開始的18.9%（W/V）顯著下降到0.47%，體積下降到330 mL。由于電滲析的濃縮效應(yīng)，氨基酸態(tài)氮氮含量從19.4 μmol/mL顯著下降至1.3 μmol/mL，而游離氨基酸含量增加了2倍。透析360 min醬油香味成分無變化，但540 min后，大部分香味成分消失。Fidaleo M等人[46]改進電滲析裝置，使用配備有9個陽離子和8個陰離子交換膜組成的堆疊實驗室規(guī)模的電滲析裝置，將含有15.1%±0.3%（W/V）鹽分的傳統(tǒng)醬油進行脫鹽處理，電流為2.5～6.5 A時，脫鹽醬油中的總酸和氨基氮的回收率分別為80%±4%和70%±3%，鹽分為初始鹽質(zhì)量分數(shù)的14%±2%。該方法生產(chǎn)的脫鹽醬油保留了良好的醬油香氣，除咸味外，味道與生醬油無明顯差異。

2.2.2 離子阻滯樹脂法

離子阻滯樹脂在樹脂的表面和內(nèi)部都帶有正電或負電的基團，雖然不交換離子，但在一定程度上具有吸引鹽（離子）的作用。倒入醬油，由于鹽被樹脂的電荷吸引，鹽的移動速度比水流的速度稍慢，可得到幾乎不含電荷的減鹽醬油。使用離子阻滯樹脂進行脫鹽，每次使用后都會用水洗滌并再生，除鹽以外的醬油成分會輕微吸附在樹脂上并被除去，特別是香氣成分，導(dǎo)致香氣的感官評價變低[43]。將總氮1.82%，鹽分17.8%的高鹽醬油注入離子阻滯樹脂柱中，讓水以SV=1～1.5的流速向下流動，并用水洗滌再生，最終可制得總氮為1.188%，鹽分為0.179%的減鹽醬油[47]。

2.2.3 減壓濃縮法

減壓濃縮法是高鹽醬油在加溫和減壓條件下蒸發(fā)揮發(fā)性成分、水分等進行濃縮，將濃縮析出的食鹽結(jié)晶分離出來的方法。此外，由于有效的揮發(fā)性物質(zhì)成分作為餾液被分離出來。因此，在生產(chǎn)減鹽醬油時，還需加入這部分餾液進行調(diào)整整體風(fēng)味。使用減壓濃縮法制備生產(chǎn)減鹽醬油易導(dǎo)致?lián)]發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分損失，醬油風(fēng)味質(zhì)量差。將全氮為1.54%，食鹽為17.5%的高鹽醬油減壓濃縮為2.4倍，去除析出的食鹽，可制備生產(chǎn)出全氮為1.54%，食鹽為9.5%的減鹽醬油，但沸點為118℃的揮發(fā)性成分乙酸損失嚴重（52%）[48-50]。

2.2.4 納濾法

納濾法是納濾膜利用介于反滲透和超濾之間的壓力將鹽分從醬油中分離出來的方法。納濾技術(shù)對單價鹽具有低排斥率，已成為一種具有前景的工業(yè)液體脫鹽技術(shù)[51]。渡部寬之[52]采用阻鹽率為5%～25%的納濾膜處理醬油，經(jīng)過兩步納濾工藝，獲得了淺色和濃厚的減鹽醬油。隨后，Luo J等人[53]對醬油脫鹽膜的選擇和工藝優(yōu)化進行了研究，并對其進行了中試試驗。采用4種商用納濾膜（NF270、NF-、NF90、Desal-5 DL）對生醬油進行納濾除鹽，回收氨基酸、香味等營養(yǎng)成分。有研究表明，NF270在醬油脫鹽中營養(yǎng)成分損失較少，是最合適的醬油納濾膜。醬油脫鹽產(chǎn)生的滲透液既可以作為加工用水，也可以作為原料生產(chǎn)淺色醬油，其中的氯化鈉、氨基酸和水等物質(zhì)都能得到充分利用，表明了納濾技術(shù)生產(chǎn)減鹽醬油的可行性。

3 改善減鹽醬油產(chǎn)品風(fēng)味

3.1 添加咸味替代物

通常，減鹽醬油中咸味較淡，鮮味較突出，導(dǎo)致減鹽醬油中風(fēng)味不平衡，感官較差。調(diào)節(jié)減鹽醬油中風(fēng)味平衡性成為開發(fā)一款優(yōu)質(zhì)減鹽醬油產(chǎn)品的關(guān)鍵。那么，尋找氯化鈉咸味的替代品是開發(fā)品質(zhì)優(yōu)良減鹽不減咸的減鹽醬油產(chǎn)品的突破口。一般，傳統(tǒng)咸味替代物有氯化鉀、氯化鎂、氯化錳等。以普通醬油咸味為對照，將傳統(tǒng)咸味替代物添加到減鹽醬油（含4.6%氯化鈉）中以提高其咸味，研究表明，氯化鉀是唯一在減鹽醬油中產(chǎn)生咸味的替代物，其咸味強度約為氯化鈉的1/3，但氯化鉀同時會產(chǎn)生苦味，尤其是添加量超過10%時苦味很明顯[54]。除一般傳統(tǒng)咸味替代物外，還可添加咸味肽，如甘氨酸乙酯鹽酸鹽、賴氨酸單鹽酸鹽、鳥氨酸單鹽酸鹽和?；撬岬?。甘氨酸乙酯鹽酸鹽在減鹽醬油中含有咸味，其強度約為氯化鈉的一半，賴氨酸鹽酸鹽和鳥氨酸鹽酸鹽產(chǎn)生微咸味，含有鮮味，而?；撬釤o咸味[54-55]。Segawa D等人[54]研究表明，在減鹽醬油中添加33%或50%的甘氨酸乙酯鹽酸鹽或賴氨酸鹽酸鹽時，減鹽醬油樣品的咸味強度與市售醬油的咸味強度相同，33%添加比例的樣品的咸味和鮮味平衡性略遜于普通醬油，但50%添加比例的感官品質(zhì)與普通醬油品質(zhì)相同。研究證明，咸味肽適用于醬油中的復(fù)雜體系，也適用于其他食品體系。

雖然該類咸味肽對于增強減鹽醬油中的咸味具有重要作用，但在實際應(yīng)用上還面臨著咸味肽合成困難和高成本的問題。因此，可通過降低咸味肽合成成本，或?qū)ふ移渌扔行г鰪姕p鹽醬油咸味又不影響醬油風(fēng)味的咸味替代物，以改善和提高減鹽醬油風(fēng)味和品質(zhì)。

3.2 添加提取物

與高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬油相比，減鹽醬油色澤和風(fēng)味稍差，為提高減鹽醬油市場競爭力，提高其風(fēng)味或研發(fā)新型功能性減鹽醬油尤為重要。山崎途雄[56]將通過水蒸氣蒸餾、溶劑提取和超臨界提取等方法提取紅紫蘇、百里香、薰衣草等優(yōu)選紫蘇屬唇形科植物，提取物以0.01%～2.00%（W/V）添加量添加到減鹽醬油中浸泡幾天，離心過濾獲得減鹽醬油（鹽分低于14%）。研究表明，添加唇形科植物提取物可改善減鹽醬油風(fēng)味，克服傳統(tǒng)減鹽醬油缺乏醬油原味的弊端。此外，Yu Jin等人[36]開發(fā)了一種具有降血壓和抗氧化作用的功能性減鹽醬油。在減鹽醬油中分別添加或混合添加柄海鞘、桑葚和洋蔥的提取物，研制出具有降壓活性含鹽量為12%的減鹽醬油。在抗高血壓活性方面，含柄海鞘和洋蔥提取物的減鹽醬油對血管緊張素Ⅰ轉(zhuǎn)換酶的抑制活性比普通醬油（含鹽量為15%）提高了30%；添加這些提取物還可顯著提高醬油對DPPH自由基的清除活性?？梢姡米匀毁Y源開發(fā)具有功能性減壓醬油的可能性。

4 結(jié)語

隨著國民健康意識的增強，醬油減鹽勢在必行，減鹽醬油日益受到消費者青睞。綜述了國內(nèi)外減鹽醬油研究技術(shù)的進展，改善減鹽醬油風(fēng)味的相關(guān)策略。減鹽醬油的生產(chǎn)方法主要分為直接生產(chǎn)法和脫鹽法。直接生產(chǎn)法生產(chǎn)成本相對較低，但由于食鹽含量低，易發(fā)生酸敗現(xiàn)象，對醬油品質(zhì)產(chǎn)生不良影響。雖然研究人員已通過添加酒精和乳酸菌/酵母菌的方式抑制酸敗現(xiàn)象的發(fā)生，但對于減鹽醬油發(fā)酵過程中腐敗現(xiàn)象發(fā)生的機制還尚未十分明晰，減鹽醬油相比高鹽醬油具體存在的風(fēng)味不足問題。脫鹽法設(shè)備投資大、成本高，一般企業(yè)很難投資生產(chǎn)，且會造成醬油的營養(yǎng)物質(zhì)和香氣成分不同程度的損失，其中損失較少、質(zhì)量最好的方法是離子交換膜法。減鹽醬油顏色較淺、咸味較淡、蛋白質(zhì)含量低、酸味高，從而整體風(fēng)味特征不平衡，導(dǎo)致消費者對減鹽醬油的接受度較低。研究人員通過尋找有效的咸味替代物或添加天然提取物，改善并提高減鹽醬油的風(fēng)味。今后，可開發(fā)更有效且低成本的咸味替代物，或充分挖掘和利用更多具有功能性的天然提取物，研發(fā)出更多優(yōu)質(zhì)減鹽醬油產(chǎn)品，以滿足消費者的需求。此外，目前關(guān)于國內(nèi)減鹽醬油產(chǎn)品的生產(chǎn)只局限于調(diào)味品行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，一般企業(yè)難以承擔(dān)生產(chǎn)減鹽醬油的高昂資金成本。為推動減鹽醬油產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展，開發(fā)低成本高品質(zhì)減鹽醬油技術(shù)迫在眉睫。