豆皮在醬油種曲生產工藝中的應用

劉建華

廣東廚邦食品有限公司（陽江 529500）

種曲作為醬油釀造的關鍵菌種，對醬油的品質至關重要。發酵醬油釀造的第一步是生產優良的種曲，即米曲霉的擴大培養，作為能生產規模化應用的種曲，其孢子多、發芽率高、純度高等是很重要的應用條件[1]。傳統醬油種曲的生產一般用麩皮、面粉、豆渣、豆粕等為原料，其中：豆渣由于含水量大且不穩定、不利于運輸、易腐敗等原因而較少使用；而面粉、豆粕等相對成本較高一些。因而，各大醬油廠主要是使用純麩皮作為種曲生產的原料。但麩皮加入大量水拌料經高溫滅菌后，會出現一定程度板結導致種曲內部長不透（即有夾心，料層內部出現基本無菌種繁殖的情況）等問題，為確保種曲質量均一穩定，傳統種曲培養工藝一般單盤鋪料厚度控制在1.0～1.5 cm以避免或降低夾心量與夾心程度，限制種曲產能與效率。試驗對在種曲培養的純麩皮培養基中引進豆皮原料與優化醬油種曲培養工藝進行探究，以期提升醬油種曲品質，進一步提升種曲的產能與效率，為工廠規模化生產和應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 菌種和材料

米曲霉3.042（廣東美味鮮調味食品有限公司廚邦食品研究院）；麩皮（東莞穗豐糧食集團有限公司）；豆皮（市售黃豆/焙炒后黃豆在篩選、除雜環節脫落下來的廢棄物干黃豆皮）。

1.2 主要儀器與設備

IKA RH磁力攪拌器（廣州綠百草科學儀器有限公司）；血球計數板（上海求精生化試劑儀器有限公司）；E100顯微鏡（南京江南永新光學有限公司）；LRH生化培養箱（上海一恒科學儀器有限公司）；種曲機（江蘇華暉環保科技有限公司）。

1.3 數據測定方法

1.3.1 水分測定

參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》[2]。

1.3.2 孢子數的測定

參照SB/T 10315—1999《孢子數測定法》[3]。

1.3.3 孢子發芽率的測定

參照SB/T 10316—1999《孢子發芽率測定法》[4]。

1.4 試驗方法

分別制備以純麩皮為原料的醬油種曲和添加豆皮的醬油種曲，并通過對比分析2種醬油種曲與其生產工藝的差異性，確認添加豆皮制備醬油種曲的適用性。

1.4.1 工藝流程

1.4.2 三角瓶菌種的制備

將麩皮與水混合拌勻后，分裝于500 mL三角瓶中，每瓶裝濕料35～38 g，其厚度1.0～1.5 cm。塞透氣硅膠塞子/棉塞，包扎封口膜，蒸汽濕熱滅菌121 ℃，維持30 min。滅菌冷卻后，無菌接入2～3環糙米保藏米曲霉種子[5]，置于30～33 ℃生化培養箱中靜置培養。培養22～24 h，當曲料發白時進行第1次搖瓶，繼續培養8～10 h進行第2次搖瓶，培養至68～72 h，待孢子生長旺盛、均勻，呈黃綠色且瓶底部無白色，三角瓶菌種培養成熟。

1.4.3 豆皮醬油種曲的制備

1.4.3.1 混料與潤水

按照麩皮∶豆皮∶水=1∶0.9∶0.9的比例進行拌料，拌料時將豆皮和水的比例波動控制在±0.1的范圍內，具體操作方法：將麩皮與水置于攪拌機內攪拌2～3 min混勻，加入豆皮攪拌3～5 min混勻，使濕麩皮均勻粘附在豆皮表面，獲得豆皮醬油種曲的培養基。

1.4.3.2 裝盤

將豆皮醬油種曲的培養基平鋪于曲盤上，厚薄均勻，厚度為2～3 cm。全部裝好后放入自動培養種曲機內并放好物料溫度計，關閉機門。

1.4.3.3 滅菌冷卻

打開種曲機自動滅菌冷卻功能，自動通入蒸汽升溫至121 ℃，保壓滅菌30 min，滅菌結束后自動冷卻使物料溫度降至35～38 ℃。

1.4.3.4 接種

通過種曲機接種口接入三角瓶菌種，三角瓶接入量為0.7%～0.9%。同時，種曲機風機以30 Hz開20 min，接種完畢。

1.4.3.5 培養

接種完畢后進入培養階段，最終獲得成熟種曲。

前期培養：溫度控制在30～34 ℃，加濕噴頭的噴水量90～110 mL/min，以10 min為1個周期、開45%～55%再關45%～55%的方式循環開啟與關閉進行加濕，以4.5～5.5 m3/h連續通風至6 h。

中期培養：溫度控制在34～36 ℃，加濕噴頭的噴水量90～110 mL/min，以10 min為1個周期、開55%～65%再關35%～45%的方式循環開啟與關閉進行加濕，以6.5～7.5 m3/h連續通風至62 h。

后期培養：溫度控制在28～32 ℃，不加濕，以6.5～7.5 m3/h連續通風至68～72 h，出曲獲得成熟的豆皮醬油種曲。

1.4.4 麩皮醬油種曲的制備

1.4.4.1 混料與潤水

按照麩皮∶水=1∶1.0～1∶1.2的比例進行拌料，具體操作方法：將麩皮與水置于攪拌機內攪拌2～3 min混勻，獲得麩皮醬油種曲的培養基。

1.4.4.2 裝盤

將麩皮醬油種曲的培養基平鋪于曲盤上，厚薄均勻，厚度1.0～1.5 cm。全部裝好后放入自動培養種曲機內并放好物料溫度計，關閉機門。

1.4.4.3 滅菌冷卻

同1.4.3.3滅菌冷卻中的操作。

1.4.4.4 接種

同1.4.3.4接種中的操作。

1.4.4.5 培養

接種完畢后進入培養階段，最終獲得成熟種曲。

前期培養：溫度控制在30～34 ℃，靜置培養，不加濕，以4.5～5.5 m3/h連續通風至6 h。

中期培養：溫度控制在34～36 ℃，加濕噴頭的噴水量90～110 mL/min，以10 min為一個周期，開50%再關50%的方式循環開啟與關閉進行加濕，以6.5～7.5 m3/h連續通風至62 h。

后期培養：溫度控制在28～32 ℃，不加濕，以6.5～7.5 m3/h連續通風至68～72 h，出曲獲得成熟的麩皮醬油種曲。

2 結果與分析

2.1 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲的生產工藝差異性對比

生產設備與生產工藝決定了產品的品質，先進的醬油種曲生產工藝才能生產出品質更佳的醬油種曲。試驗通過對比分析豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲生產工藝中培養基、培養過程加濕工藝兩大主要因素的差異性，結果表明，試驗豆皮醬油種曲生產工藝具有傳統麩皮醬油種曲生產工藝不可比擬的優勢，更加適宜于醬油種曲的生產。

2.1.1 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲的培養基差異性對比

傳統的麩皮醬油種曲培養基潤水量過多，物料板結，米曲霉菌絲不易長入物料的內部，影響種曲質量[6]。試驗以豆皮替代部分麩皮，并減少培養基的潤水量，豆皮醬油種曲培養基與麩皮醬油種曲培養基的物料含量差異如表1所示。

表1 豆皮醬油種曲培養基與麩皮醬油種曲培養基的物料配比

由表1可知，豆皮醬油種曲培養基將傳統麩皮醬油種曲培養基中增加了0.8～1.0的豆皮配比，試驗將未替換的麩皮與水混勻后，與豆皮混勻使濕麩皮均勻粘附在豆皮表面，而豆皮為半球型空殼狀且豆皮經高溫滅菌后亦不會板結，故豆皮可以起到支撐作用而使培養基內部變得疏松。同時，降低培養基初始水分以避免水量過多導致豆皮吸水過多變得過軟而降低支撐性，進而降低培養基通風性與過濕麩皮歷經高溫滅菌工序后，導致料層坍塌、質地縮緊的問題發生。因而，試驗的添加豆皮醬油種曲的培養基即使經過高溫滅菌，其質地仍疏松，內部通風性優良，有利于米曲霉菌絲向物料內部生長繁殖，有助于醬油種曲孢子數的提升。

2.1.2 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲培養過程的加濕工藝差異性對比

水是生物活動必不可少的，適量的水分有利于米曲霉的孢子發芽和生長繁殖。適宜的水分還會使原料中各種營養素處于溶解狀態，便于吸收利用，培養物料中的水分太低，米曲霉菌生長不充分；水分偏高，則物料易粘結成團，影響物料的通氣性和散熱性，從而影響米曲霉的生長繁殖，水分過高還會導致混合的雜菌繁殖加快，導致曲料變質。因此，原料的含水量直接影響到種曲質量[7]。由表2可知，試驗對培養過程加濕工藝進行優化，在培養0～6 h時，傳統純麩皮醬油種曲培養加濕工藝采用靜置培養、不加濕，試驗新增45%～55%的加濕量。在培養6～62 h時，試驗的加濕量較傳統純麩皮醬油種曲培養加濕工藝增加5%～15%，有助于彌補培養基初始水分較低帶來的負面影響，為米曲霉的孢子發芽和生長繁殖過程提供適宜充足的水。同時，也避免培養基初始水分偏高導致物料易粘結成團，影響物料的通風性和散熱性而造成影響米曲霉的生長繁殖、雜菌繁殖加快等系列不良問題的發生。

表2 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲培養過程加濕工藝對比

2.2 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲的品質差異性對比

2.2.1 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲的感官差異性對比

豆皮醬油種曲（圖1）整體感官較黃綠、均勻，豆皮醬油種曲內部（圖2）亦呈黃綠色、松散無夾心、孢子多，質量優良。麩皮醬油種曲（圖3）整體感官黃綠、均勻，而部分麩皮醬油種曲內部（圖4）呈白色或麩皮色，有結塊且夾心，孢子少或基本無孢子，這主要是由于部分麩皮較細碎或含粉量偏高，質地疏松、濕料狀態的純麩皮培養基在歷經高溫滅菌后，會有明顯的料層坍塌、質地縮緊的問題，致使米曲霉菌絲難以長入料層內部而導致部分麩皮醬油種曲內部出現孢子少或基本無孢子的夾心品質問題。與傳統的麩皮醬油種曲相比，試驗的豆皮醬油種曲無結塊，無夾心且均勻松散，在品質上具有明顯優勢。

圖1 豆皮醬油種曲

圖2 豆皮醬油種曲內部

圖3 麩皮醬油種曲

圖4 部分麩皮醬油種曲內部

2.2.2 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲的質量指標差異性對比

按照試驗豆皮醬油種曲培養工藝培養獲得豆皮醬油種曲1、豆皮醬油種曲2、豆皮醬油種曲3，以傳統麩皮醬油種曲培養工藝培養獲得的麩皮醬油種曲為對照，對比考察豆皮醬油種曲培養工藝對醬油種曲品質的影響，結果見表3。

由表3可知，采用試驗提供的添加豆皮醬油種曲培養工藝培養的醬油種曲質量指標明顯優于傳統的純麩皮醬油種曲培養工藝，試驗工藝培養所得醬油種曲的核心指標孢子數平均約133億個/g，較傳統的純麩皮醬油種曲孢子數水平提高約33%。2種醬油種曲的發芽率無明顯差異，均可達到98%以上，均處于較高水平。豆皮醬油種曲的水分均值約33%，略低于麩皮醬油種曲的水分。

表3 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲的質量指標

2.3 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲的產能差異性對比

試驗對傳統的麩皮醬油種曲生產工藝進行改進，改進后的醬油種曲培養基質地更加疏松且經歷高溫滅菌后亦不會出現料層坍塌、質地縮緊的問題，從而改善醬油種曲培養基的通風性和散熱性，為醬油種曲產能的提升奠定基礎。試驗采用改進后豆皮醬油種曲培養工藝制備醬油種曲，對比考察2種醬油種曲的單機產能與單機有效產能，結果見表4。

表4 豆皮醬油種曲與麩皮醬油種曲的單機產能與單機有效產能

結果表明，試驗的豆皮醬油種曲的培養基由于其質地疏松，可將鋪料厚度提升至2～3 cm，單機產能可達250 kg，較傳統的麩皮醬油種曲單機產能提升25%。而單機有效產能可達322～348 kg，平均較傳統的麩皮醬油種曲單機有效產能提升64.5%。單機有效產能即將醬油種曲折算成以100億個/g的標準孢子數計的單機產能，能夠更真實有效地反饋生產能力。因此，在同一種曲機生產的情況下，試驗豆皮醬油種曲培養工藝能夠大幅提升種曲的產能與效率。

3 結論

試驗應用豆皮醬油種曲培養工藝培養醬油種曲，通過引入豆皮優化醬油種曲培養基的物理特性，并優化潤水、加濕工藝，減少培養基初始水分、增加培養過程的加濕量，采用試驗工藝培養醬油種曲不僅能避免因培養基初始水分偏高導致物料易粘結成團，影響物料的通風性和散熱性，從而影響米曲霉的生長繁殖并造成雜菌繁殖加快等系列不良問題的發生，而且試驗工藝培養所得醬油種曲品質也明顯提升，同時節約原料、提高產能與效率而降低企業的生產成本，對企業生產有重大指導意義。

采用試驗提供的豆皮醬油種曲培養工藝培養醬油種曲，結果表明，按照麩皮∶豆皮∶水=1∶（0.8～1.0）∶（0.8～1.0）的比例進行拌料，鋪料厚度控制在2～3 cm，培養過程加濕噴頭的噴水量控制在90～110 mL/min，并以10 min為1個周期：0～6 h以開45%～55%再關45%～55%的方式循環開啟與關閉進行加濕，6～62 h以開55%～65%再關35%～45%的方式循環開啟與關閉進行加濕，62 h至培養結束不加濕的工藝控制，獲得的豆皮醬油種曲孢子數較傳統的麩皮醬油種曲提高約33%，發芽率高達98%以上，單機有效產能提高64.5%，且豆皮醬油種曲整體感官黃綠，均勻，松散，無夾心，內部孢子多，品質優良。