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食品发酵与酿造工艺学论文
食品发酵与酿造工艺学
课程论文
——传统发酵豆制品的发展现状及展望
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传统发酵豆制品的发展现状及展望
摘要：
在中国，豆豉、豆酱、酱油和腐乳被并称为四大传统大豆发酵食品，其生产历史悠久，遍布中华大地，取材简单，具有丰富的营养价值和强大的保健功能。
但是在其生产工艺、微生物分布、营养生理功能等方面存在着各种食品安全隐患及需要解决的实际问题。
关键词：
发酵豆制品、生产工艺、营养价值、保健功能、安全隐患
中国是大豆的故乡，几千年来，大豆为中华民族的繁衍生息做出了不可磨灭的贡献，而大豆发酵食品也成为中国传统食品中的一朵奇葩。
大豆发酵食品不仅含有大豆中原有的丰富营养素，而且通过微生物发酵作用又产生很多种对人体有极高保健作用的功能性物质，因此，在许多国家都掀起了对大豆发酵食品的研究热潮。
豆豉、豆酱、酱油和腐乳并列为我国四大传统大豆发酵食品，它们均具有营养丰富、易于消化吸收等优点，在我国有悠久的生产历史，已成为我国饮食文化的重要组成部分，具有较好的消费基础。
过去我国生产大豆发酵食品是以家庭作坊式为主，全靠自然发酵。
这样不仅发酵周期长，而且存在食品安全隐患。
因此，为了满足广大消费者的需求，必须寻求工业化的道路。
而要想实现发酵豆制品生产的工业化，首先就要先了解自然发酵产品中的主要发酵微生物，然后才能从中筛选出适合工业发酵的菌株进行纯种发酵。
一、传统大豆发酵食品及其中微生物的分布
1、豆豉中微生物的分布
豆豉，汉族传统发酵豆制品，亦是许多菜系的重要调味料之一。
豆豉在《汉书》、《史记》、《齐民要术》、《本草纲目》等古籍中皆有记载，其制作历史可以追溯到先秦时期。
豆豉以大豆或黄豆为主要原料，利用毛霉、曲霉或者细菌蛋白酶的作用，分解大豆蛋白质，达到一定程度时，加盐、加酒、干燥等方法，抑制酶的活力，延缓发酵过程而制成。
豆豉的种类较多，按加工原料分为黑豆豉和黄豆豉，按口味可分为咸豆豉和淡豆豉[1]。
豆豉富含蛋白质、各种氨基酸、乳酸、磷、镁、钙及多种维生素，色香味美，具有一定的保健作用，我国南北部都有加工食用。
但若不注意加工艺，会致使品质下降，甚至霉变，造成经济损失。
豆豉的一般加工工艺流程为：
黑豆→筛选→洗涤→浸泡→沥干→蒸煮→冷却→接种→制曲→洗豉→浸FeSO4→拌盐→发酵→晾干→成品（干豆豉）。
自然发酵的豆豉中主要的微生物菌群为细菌和霉菌，而酵母菌较少，为非主要作用微生物，这与未经过酸浸工序的天培相似。
其中芽孢菌的数量仅为4.5～4.6×105CFU/g，说明豆豉制曲过程是一个混合发酵过程。
但由于细菌中除了芽孢菌外，其余菌株产蛋白酶和淀粉酶能力不高，所以制曲过程中的主要菌系应为霉菌而非细菌[2]。
曲霉型豆豉中的曲霉菌可以占霉菌总数的90%以上。
天培和纳豆是由我国豆豉传到国外后，为适应当地气候和文化而改造的产品。
自然发酵的天培中主要发酵微生物为米根霉、少孢根霉等[3]，而纳豆生产则主要是的纳豆杆菌[4]。
2、酱油中微生物的分布
酱油，由中国汉族人发明，是各民族菜系中传统的调味品。
用豆、麦、麸皮酿造的液体调味品。
色泽红褐色，有独特酱香，滋味鲜美，有助于促进食欲。
酱油是由酱演变而来，早在三千多年前，中国周朝就有制酱的记载了。
而中国发明酱油之酿造纯粹是偶然地发现，起源于中国古代皇帝御用的调味品，是由鲜肉腌制而成，与现今的鱼露制造过程相近，因为风味绝佳渐渐流传到民间，后来发现大豆制成风味相似且便宜，才广为流传食用。
而早期随着佛教僧侣之传播，遍及世界各地，如日本、韩国、东南亚一带。
中国酱油之制造，早期是一种家事艺术与秘密，其酿造多由某个师傅把持，其技术往往是由子孙代代相传或由一派的师傅传授下去，形成某一方式之酿造法。
酱油主要由大豆、淀粉、小麦、食盐经过制油、发酵等程序酿制而成的。
酱油的成分比较复杂，除食盐的成分外，还有多种氨基酸、糖类、有机酸、色素及香料等成分。
以咸味为主，亦有鲜味、香味等。
它能增加和改善菜肴的味道，还能增添或改变菜肴的色泽。
中国汉族劳动人民在数千年前就已经掌握酿制工艺了。
酱油一般有老抽和生抽两种：
生抽较咸，用于提鲜；老抽较淡，用于提色。
据有关研究结果显示，酱油中含有300多种化学成分，其中很多成分都对人体有一定的保健功能，如大豆异黄酮、酱油色素、大豆卵磷脂等[5]。
根据原料和制造方法不同，酱油基本上可分为三大类发酵酱油、化学酱油和半化学酱油。
我国的传统酱油属于发酵酱油。
目前，酱油生产已大部分实现工业化。
酱油的制作工艺有：
（1）低盐固态工艺：
相对高盐稀态工艺，低盐固态发酵采用相对低的盐含量，添加较大比例麸皮、部分稻壳和少量麦粉，形成不具流动性的固态酱醅，以粗盐封池的方式进行发酵，大约经过21天保温发酵即可成熟。
提取酱油的方式为移池淋油或原池泡淋取油。
该工艺的特点是发酵时间短，酱香浓，色泽深，氨基酸转化率较低。
（2）浇淋工艺：
以发酵池进行发酵，发酵池设假底，假底以下为滤出的酱汁，经过用泵抽取假底下酱汁于酱醅表面进行浇淋，实现均匀发酵的目的，是低盐固态酱油的改良工艺，之所以单独区分来讲，是因为他越来越有取代低盐固态酱油的趋势，并且因其较低盐固态工艺原料利用率高、风味好、改造投资小的优势而为多数生产企业所接受。
（3）高盐稀态工艺：
以豆粕和小麦为原料，经原料处理、豆粕高压蒸煮、小麦焙炒、混合制曲发酵、压榨取汁的一种发酵工艺。
酱油发酵料中微生物的数量在发酵前和发酵后有很大的变化，从微生物优势菌群变化情况来看，低温发酵时细菌占绝对优势，其次为霉菌，再次是酵母菌;当发酵进入高温期后，细菌大量衰亡，被霉菌中少数耐热种取代，但芽孢菌的数量和优势变化不大[6]。
酱油发酵料中的主要霉菌为曲霉、毛霉和根霉，其中最重要的是米曲霉（有些酱油发酵料会受到黄曲霉的污染），因其产酶能力较强，工业发酵中就常选用米曲霉沪酿3.042作为发酵种曲。
此外，酱油发酵料中主要的细菌有有益的醋酸杆菌、乳酸菌等，有害的小球菌、短杆菌、马铃薯杆菌、芽孢杆菌和粪链球菌等;酵母菌有有益的鲁氏酵母、假丝酵母、汉逊酵母，有害的醭酵母、毕赤氏酵母和圆酵母等菌属[7]。
3、腐乳中微生物的分布
腐乳又称豆乳腐，是我国著名的传统酿造调味品之一，至今已有一千余年的历史。
古籍中常见有酱腐乳、糟腐乳、白腐乳的记载，清朝初期又创造了青腐乳（臭豆腐）制造方法，形成了腐乳中风味独特的产品。
我国现代的腐乳的种类很多，大体上可以分为红腐乳、白腐乳、青腐乳、酱腐乳及各种花色腐乳，主要是以表面的颜色、原材料的配方以及酿造后呈现出来的不同风味而区分，生产工艺过程大体相同。
腐乳是我国独创的调味品，有红腐乳、青腐乳、白腐乳、酱腐乳、花色腐乳等品种，它既可单独食用，也可用来烹调风味独特的菜肴。
别看外观不大起眼，若论起营养成分来，这些东西还真不简单。
腐乳和豆豉以及其他豆制品一样，都是营养学家所大力推崇的健康食品。
它的原料——豆腐干本来就是营养价值很高的豆制品，蛋白质含量达15%～20%，与肉类相当，同时含有丰富的钙质。
腐乳的制作过程中经过了霉菌的发酵，使蛋白质的消化吸收率更高，维生素含量更丰富。
因为微生物分解了豆类中的植酸，使得大豆中原本吸收率很低的铁、锌等矿物质更容易被人体吸收。
同时，由于微生物合成了一般植物性食品所没有的维生素B12，素食的人经常吃些腐乳，可以预防恶性贫血。
腐乳的原料是豆腐干类的“白坯”。
给白坯接种品种合适的霉菌，放在合适的条件下培养，不久上面就长出了白毛——霉菌们大量繁殖起来啦。
这些白毛看起来可能有些可怕，实际上却大可不必担心，因为这些菌种对人没有任何危害，它们的作用只不过是分解白坯中的蛋白质、产生氨基酸和一些B族维生素而已。
对长了毛的白坯进行搓毛处理，最后再盐渍，就成了腐乳。
腐乳发酵分为前期培菌和后期发酵。
前期培菌主要是培养菌系，后期发酵主要是酶系与微生物协同参与生化反应的过程。
采用传统的自然发酵法生产腐乳时，在前期培菌（发酵）过程中参与作用的微生物主要是毛霉（也有些品种是根霉或细菌），如腐乳毛霉、鲁氏毛霉、总状毛霉等[8]。
毛霉的生长大致分为孢子发芽生长期、菌丝生长旺盛期和菌丝产酶期。
毛霉在前期培菌的作用主要有两点：
一是使坯表面有一层菌膜包住，形成腐乳的形状;二是分泌蛋白酶，以利于蛋白质水解[9]。
在后期发酵过程中，参与作用的还有红曲霉、紫红曲霉、米曲霉、溶胶根霉、青霉、交链孢霉、枝孢霉，以及少量的酵母、乳酸菌（如弯曲乳杆菌和干酪乳杆菌）、杆菌、链球菌、小球菌、棒杆菌等。
由于它们的协同作用，使代谢产生各种有机酸和乙醇形成酯类，以及蛋白质水解产生的多肽和氨基酸，共同构成腐乳的特殊香气。
同时产生色素（如红曲霉产生的红色素）形成腐乳的特有颜色。
青腐乳中刺激食欲的特殊气味是由细菌作用的结果，所以盐分不能太高。
4、豆酱中的微生物分布
豆酱的起源可以上溯到周朝,它在人们日常饮食生活中的重要性可由孔子“不得其酱不食”的话得以窥知。
豆酱自古以来就药食两用，历史上历朝历代医籍都有豆酱防治疾病的记载。
但是由于豆酱的生产方式落后，产品质量不稳定，且人们对其价值认识不够，所以研究非常有限。
优良的酱类发酵剂应来源于自然发酵的优质酱类。
豆酱是潮汕地区传统调味品，以黄豆酱为主，用黄豆炒熟磨碎后发酵而制成，以普宁所产为最佳。
普通百姓在家里即能自制。
先用少许黄豆炒后磨粉，再以主料的黄豆磨破、去壳、煮熟、沥干，乘温度未全退时，将炒发的黄豆粉撒下拌均匀（最好讨来一点菌种），平铺于平底箕里，几天后便发醅。
发醅后就要煮大麦粥酱，再将这些发醅的黄豆放进麦粥里，加盐，即三碗麦豆粥酱加一碗盐，拌均匀，装进钵坛中，每天要晒太阳，晚上及雨天要盖起，不能让雨水、生水滴进。
半个月后，便是很香甜的“新豆酱”了。
这种豆酱可以吃一年。
有时里面会生蛆虫，把蛆虫去掉，依然可以吃。
潮语有一句俗话，叫“豆酱无虫，世上无人”。
这种虫与其它蛆虫不同，被认为是无毒的。
酱类发酵可以分为三个不同的阶段。
第一个阶段是制曲阶段，在这一阶段中，霉菌占绝对优势，主要包括米曲霉、酱油曲霉、高大毛霉和黑曲霉。
第二个阶段为发酵初期阶段。
酵母菌主要有鲁氏酵母,球拟酵母中的豆酱球拟酵母、清酒球拟酵母等。
第三个阶段为酱类的后发酵成熟阶段。
由于有机酸等代谢产物的积累，微生物的生长基本停止，但也还存在微弱的代谢活性。
这一阶段是酱类各种特殊风味形成的关键阶段。
二、发酵豆制品的营养保健功能
发酵豆制品包括腐乳、豆豉、豆酱和酱油等食品，作为调味佐餐佳品深受广大群众的喜爱。
现代医学和食品营养学的研究结果发现：
豆制品除了含有大豆固有的优质蛋白、大豆异黄酮、大豆低聚糖、皂甙、卵磷脂、亚油酸、亚麻酸以及丰富的钙、铁等营养保健成分外，通过发酵更增加了如下保健功能成分：
（1）发酵豆制品营养丰富，易于消化，在发酵过程中生成大量的低聚肽类物质。
低聚肽类具有抗衰老、防癌症、降血脂、调节胰岛素等多种生理保健功能，对身体健康十分有利。
（2）具有降低血液中胆固醇浓度、减少患冠心病危险的功能成分。
发酵豆制品中含有丰富的苷元型异黄酮，它是大豆和豆腐中原有的异黄酮经发酵转化的，但比原有的异黄酮功能性更强，且更易吸收。
60克豆豉、60克豆酱或100克腐乳就含有约50毫克的高活性异黄酮，达到美国食品与药物管理局推荐预防冠心病的每日摄取量。
（3）具有降血压功能成分。
国外已经用大豆蛋白化学分解的办法生产降血压肽的保健食品，我们的实验发现中国的传统豆豉、腐乳就含有高活性的降血压肽。
其实大豆在发酵时，微生物要首先把大豆蛋白分解为更小的分子，这就是所谓的肽。
（4）具有预防骨质疏松症功能成分。
发酵豆制品中的大豆异黄酮能提高成骨细胞活性，促进胰岛素样生长因子的产生，从而防止骨质疏松症。
日本的营养调查发现：
每天喝豆酱汤或吃发酵豆制品的人，骨质疏松症患病率明显降低，尤其是老人和妇女。
（5）发酵豆制品具有防治老年性痴呆症的功效成分。
人体产生的乙酰胆碱酯酶是分解神经末端传达物质的酶，现代医学认为它的存在与老年痴呆症发病有关。
有研究发现，我国腐乳具有明显乙酰胆碱酯酶抑制活性。
也就是说，发酵的腐乳可能对防治老年性痴呆症有一定的效果。
（6）其他研究发现：
豆腐中含有的抗氧化成分，如维生素E、异黄酮等活性物质，以及一些肽类，使豆腐具有清除自由基的能力，而经过发酵制得的腐乳清除自由基能力比豆腐高5～10倍，比番茄、葡萄等果蔬还高10多倍。
综上，大豆的营养成分十分丰富，同时也含有植酸和胰酶抑制剂，凝集素和抗原蛋白等抗营养因子，因而影响到人体对营养成分的消化、吸收和利用。
通过微生物的发酵可以把不溶性高分子物质分解成可溶性低分子化合物，保留了大豆异黄酮和低聚糖等原有功能性物质，并产生了大豆原来没有的营养成分和生物活性物质，如VB12、核甙和核甙酸、蛋白黑素和芳香族化合物等，使产品具有较高的营养价值和功能特性。
例如豆豉具有助消化、增强脑力、防治高血压等作用；酱汁有很强的抗氧化能力和抗变易原性，并能使放射性物质排出体外；丹贝中的大量黄酮具有抗氧化功能；纳豆中不仅含有可以促进溶解血栓的纳豆激酶，还具有抗肿瘤、抗氧化、防治骨质疏松等多种功能。
三、传统大豆发酵食品的安全性研究
1、豆豉
曲霉型豆豉中的曲霉菌可占霉菌总数的90%以上,发现主要发酵菌株是埃及曲霉和米曲霉原变种,而烟曲霉和寄生曲霉的存在表明豆豉的传统工艺存在着潜在的安全隐患。
2、酱油
酱油发酵前期温度较低,适合各类微生物生长。
进入高温期（55～60℃）后,大部分微生物被淘汰,仅剩下一些高温且耐盐的微生物继续生长。
从微生物优势菌群变化情况来看,低温发酵时细菌占绝对优势,其次为霉菌和酵母菌;当发酵进入高温期后,细菌大量衰亡,被霉菌中少数耐热菌取代。
霉菌主要为曲霉、毛霉和根霉,其中最重要的是米曲霉,有些酱油发酵料会受到黄曲霉的污染。
酱油发酵料中主要的有益细菌为醋酸杆菌、乳酸菌；有害细菌为小球菌、短杆菌、马铃薯杆菌、芽孢杆菌和粪链球菌等。
有益的酵母菌有鲁氏酵母、假丝酵母、汉逊酵母；有害的有醭酵母、毕赤氏酵母和圆酵母等菌属。
产膜酵母是引起酱油污染的主要菌,影响酱油的感官和营养品质。
其安全隐患以黄曲霉及其毒素污染的危害最大。
产膜酵母是引起酱油污染的主要菌。
比如异常汉逊酵母和膜醭毕赤氏酵母这两种酵母就会在酱油表面氧化生长，并形成白色的薄膜，从而降低酱油的感官和营养品质。
当酱油的盐分降低至15%以下还会生成一些对酱油品质产生不利影响的乳酸菌，如胚芽乳杆菌，降低酱油的风味。
3、腐乳
腐乳发酵过程中参与作用的微生物主要是毛霉（也有根霉或细菌）,如腐乳毛霉、鲁氏毛霉、总状毛霉、雅致放射毛霉等。
自然发酵的腐乳有可能被大肠菌群、芽孢杆菌（如蜡状芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌）等杂菌污染。
时有发生的腐乳变臭现象为丁酸菌和枯草杆菌污染。
如果腐乳变红,则有可能是污染了雷黏质沙雷氏菌,并伴有恶臭。
另外由于活性很强的蛋白酶的作用，有升高pH的可能,进而增加了食物传染病毒的污染机会。
自然发酵的腐乳还可能被大肠菌群、芽孢杆菌（如腊状芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌）等杂菌污染。
当食品中蜡状芽孢杆菌数高于1×103cfu/g时，对消费者将有潜在的危害。
某些腐乳产品中枯草芽孢杆菌和蜡状芽孢杆菌的数量较低,说明改善卫生条件和改进生产工艺,可以生产出优质、安全的腐乳产品。
腐乳变臭的防止措施有：
（1）筛选酶活力高、适应性强、控制杂菌能力强的菌株；
（2）腌胚盐量不能过低；（3）封口要严，减少污染机会；（4）容器刷洗要干净，环境卫生要符合要求；（5）避免腐乳离开汁液在空气中暴露。
4、豆酱
由于传统豆酱在发酵过程中采用敞口的自然发酵方式，因此，在酱中极易染上一些对豆酱的风味产生不良气味或对人体健康产生危害的杂菌或致病菌。
四、问题与展望
大豆发酵食品含有许多有益于人体健康的功能性成分，它的营养价值是早已得到肯定。
有人预言到2020年世界大豆产量的一半将用于制作大豆食品，东方的豆制品将风靡全球。
豆豉、酱油、腐乳和豆酱是我国特有的传统发酵豆制品，是我国宝贵饮食文化遗产中的一部分，也是世界科学技术发展中人类的一笔宝贵财富。
对这些传统的发酵大豆食品，采用现代高新技术进行改造实现生产的工业化和现代化，是继承、发扬、发展传统发酵食品的努力方向。
当前世界各国都注重传统发酵食品的发展，日本纳豆早已实现规模化生产；韩国也大力发展泡菜工业，使泡菜这一传统食品成为该国重要的出口产品。
然而，人们对发酵过程的生化背景知识缺乏，导致许多传统发酵食品存在安全性问题。
因此今后要进一步了解传统发酵食品的微生物和生化背景，明确传统发酵食品的营养价值和功能性，运用现代科技手段保证其安全性，为人们提供既营养美味，又安全可靠的发酵食品。
随着科技的进步和人们认识的提高，传统发酵食品越来越受到人们的青睐，未来的发酵食品更朝向功能化发展，传统发酵食品的市场必将更加广阔。
五、参考文献
[1]石彦国等，大豆制品工艺学[M]，中国轻工业出版社，1993；
[2]张建华，曲霉型豆豉发酵机理及其功能性的研究[C]，北京：
中国农业大学，2003；
[3]贡汉坤，王海鸥，传统酱类自然发酵动态分析[J]，食品科技，2003；
[4]杨艳燕，李顺意，高尚，豆豉中纳豆杆菌的筛选和纳豆激酶的初步分离[J]，沈阳药科大学学报，2001,（11）；
[5]邱永军，孙中占，郭彦玲，传统酱油与现代新观念[J]，中国调味品，2001，（4）；
[6]李能树，许其华，酱油发酵料中微生物的分布[J]，中国造，1997；
[7]王先秀译，有盐酱油发酵中耐高渗透压的乳酸菌和酵母菌的拮抗作用，1980；
[8]康明官，中外著名发酵食品生产工艺手册[M]，北京：
化学工业出版社，2001；
[9]王瑞芝，中国腐乳酿造，北京：
中国轻工业出版社，1998；
[10]李里特，大豆加工与利用[M]，北京：
化学工业出版社，2003。
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