酱油生产过程主要是蛋白酶、淀粉酶等酶系的生成和底物的分解过程。酿造过程多数暴露在自然空间,伴随着有多种微生物同时生长繁殖。这些微生物不但影响酶的正常产生和作用,而且会降低酱油质量,甚至使酱油变质,因此要把生酱油中的杂菌及时杀死或除去。是利用分离膜对产品中的细菌等进行分离的一种方法。由于过程不需要加热,可防止热敏物质失活,无相变,分离效果好。超滤在常温下能同时完成大分子与小分子之间的分离,因此用可以把酱油中的蛋白质等浑浊物及细菌分离出来,从而实现除菌除浊同步完成、无需热力杀菌,因此膜分离技术正越来越广泛地应用于酱油、食醋、黄酒等传统调味品行业中。
采用中空纤维过滤膜组件对老抽王、极美酱油等进行超滤处理,与蒸汽灭菌处理相比,超滤处理后酱油味鲜美纯正、咸淡适中,具有浓郁的酱香与醇香气味。超滤对酱油的可溶性无盐固形物、食盐、总酸、全氮、氨基酸态氮、还原糖等各项理化指标影响极小,数值稍有下降。超滤后酱油的澄清度极好,除菌率可达99.5%以上,并且超滤处理的酱油经长期存放后细菌总数未发现增加。
利用外压管式中空纤维膜过滤装置,对生酱油进行除菌除浊,据有关实践数据统计,细菌去除率达99%,不溶性固形物全部除去,氨基酸态氮保留率88.3%,食盐保留率93.74%;超滤后酱油成品体态澄清,包装后较长时间保持不变质。通过超滤可有效地除去细菌、高分子杂蛋白和胶体微粒等,能得到高品质的酱油,提高了酱油后处理的效果,超滤处理除菌率可达99.5%以上,并且经超滤处理的酱油经长期存放后细菌总数未发现增加。超滤后酱油的澄清度极好,但理化指标数值稍有下降。酱油的风味纯正,但酱香酯香味不如超滤前浓郁。 日本酿造酱油业研究所用MFM,超滤膜(UFM),反渗透膜(ROM) 处理酱油与灭菌后的酱油,以改善酱油的质量。研究表明:膜的孔径越大,酱油透过速度越快。膜经0.1%氢氧化钠清洗后的回复性,MFM 比UFM 低。用微孔过滤膜处理,酱油的总氮、盐分、糖度、色素及酶活性等成分几乎不变,酱油无杂味,清澈,风味提高。使用0.2 um的微孔过滤膜,微生物几乎被除去,经储藏6个月后也不会发生沉淀。用超滤膜处理酱油可使其变得澄清,色淡,在储藏过程中能防止沉淀产生。用反渗透膜处理的酱油色泽明显变淡,总氮减少80%,鲜味减少,盐味增加。
台湾大学食品科技研究所的田钦仁等利用板式膜分离设备,装配高分子聚合膜生产传统酱油及澄清生酱油。实验结果显示,若生产澄清的熟酱油,就先加热生酱油,然后经沉降处理,取上滤液用孔径0.12 um 聚合膜过滤之。除微生物大多被滞留外,酱油中主要色香味成分大部分可通过膜,产品符合台湾公定(CNS) 甲级酱油标准。
梁姚顺等以高盐稀态工艺生产的一级酱油为实验材料,利用不同孔径无机膜和有机膜过滤设备对酱油进行过滤试验。结果表明:膜过滤虽然成本相对较高,但应用于酱油生产中是可行的,孔径为1.2 um 的无机陶瓷膜过滤较好,其微生物除去率可达96.43%,而过滤通量达到150 L/m2·h。
通过对孔径及膜材料的筛选,采用孔径为0.2 um的α-Al2 O3陶瓷膜澄清生酱油,具有较好的澄清效果,在不影响酱油品质的前提下,感观、理化和卫生均符合国家酿造酱油标准。在确定了陶瓷膜较为合适的膜孔径、膜材质以后,对操作条件进行了优化,结果为:过滤温度t=(30±5)℃,跨膜压差P=0.1 MPa,膜面流速v=0.6 m·S-1。对孔径为200 nm的α-Al2 O3 陶瓷膜过滤后的酱油进行避光存放稳定性考察,结果发现陶瓷膜澄清方法得到的酱油稳定性要明显优于传统加热灭菌法。
当然,膜分离技术在食品工业中的应用还存在诸如新型膜材料有待开发、新的膜分离技术及集成膜分离技术有待发展、膜的清洗方法有待改进提高及膜分离技术的产业化需要进一步完善等问题,以及设备购入价格(包括超滤装置,板式过滤器、石英砂过滤器、布袋式过滤器等预处理装置),中空纤维膜配件价格,大功率高压泵电耗,必需配备的环境设施,处理量极小、时间浪费,反冲洗水、碱液消耗,未透过膜的浓缩酱油返兑,预算配兑过滤前酱油各理化指标损失补偿,这些设备、配件采购或生产运行的高成本与酱油销售低价微利的反差,严重制约了超滤机在酱油行业中的大量应用,相信随着膜科学及食品科学的发展,这些问题将会得到解决。