醬油主要原料是大豆，其處理是釀造的第一個重要工程，主要包括大豆（脫脂大豆）的精選、破碎、浸漬、蒸煮等工序，它們相互密切聯係，直接影響製曲難易，是否適合接種微生物繁殖、產酶狀態，發酵成熟快慢，為獲得優質產品和最好原料利用率打下良好基礎。原料處理的合理化需要根據一定的理論，為了徹底理解大豆原料處理的重要性，正確決定和執行處理操作或提出改進方案，有必要熟悉大豆的子葉結構及化學組成，大豆蛋白質的性質，尤其是變性等問題，將在下麵詳述。
在大豆發酵食品生產中，常常使用一部分澱粉原料，如小麥（或麵粉）、麥麩等，這些原料的處理方法不外乎蒸熟或焙炒，其作用在於將碳水化合物的組織柔軟化，將澱粉糊化，便於被曲黴所利用和酶的分解，同樣有重要的意義。
一、原料前處理
1.精選
醬油原料的精選主要應用於大豆、脫脂大豆或小麥。其目的是除去雜質（包括土砂、鐵屑、塵埃、草芥等）、殘豆粒、黴壞粒以及其他混雜穀物等。當原料夾雜物多時，這一工序就顯得更加重要。例如：美國大豆中常含有玉米及牽牛花籽，特別是牽牛花籽含有毒物質（pharbitin），這是不符合食品衛生要求的，因而規定其含量在0.07%以內，必須進行篩選。目前大豆之精選多使用精選機。
2.破碎
（1）破碎的目的及意義破碎主要應用於生產醬油時的餅狀脫脂大豆（豆餅）。近年大豆的脫脂多使用粗碎好的大豆顆粒為原料，這樣的脫脂大豆是顆粒狀態，過去不再破碎，現在還需要加工成更小的粒度。粗碎的目的，主要是為了便於浸漬及蒸煮，達到適度變性。顆粒過大，既使灑水時使用熱水，也會延長浸漬時間，而且容易發生未浸透的現象，在高壓短時間蒸煮時更易出現未蒸熟的現象，這樣就不會達到全部適度變性的目的。第二個目的是增加曲黴的繁殖及酶的作用麵積。顆粒過大，會相應地減少各種酶的生成，在發酵過程中減少與酶接觸作用的總麵積，結果使發酵不良，甚至影響成熟期或原料利用率。第三個目的是機械地破壞了原料組織狀態，大豆中的蛋白質絕大部分是包含於蛋白體的組織中，經過破碎後，其部分組織被破壞，蛋白體就很容易吸水而膨脹，有利於浸漬，同時增加了熱的傳導速度，有利於變性均勻。
破碎的程度應以不影響下麵工序進行為原則，盡量使粒度小些；另外要求大小均勻，不要產生大量粉末，以免影響蒸煮時蒸氣的分布和蒸熟變性程度的均勻性。這一工序也是影響原料利用率的重要因素之一。
自從采用旋轉式蒸煮罐，要求30目篩下的細粉末達到30%左右，否則得不到理想的好曲。同時也影響原料利用率。20世紀60年代通風製曲開始被普遍采用，破碎程度更加細粉化，通過32目篩的粉末要達到35%。由於高溫短時蒸煮法的出現，小麥的破碎程度更要求細碎，以充分覆蓋住大豆為最低限度。
破碎度以三段破碎曲的酶活性要較一段破碎曲的高，於是用5～8目粒度均勻的製曲，進行中間發酵試驗，用一段破碎的作對照，比較了三者的酶活性。
。這是通過5mm網目粒度的蒸熟脫脂大豆的數據，如果蒸豆的破碎度有所變化，那麼顯而易見，小麥的破碎也就相應地變化。通過以上所述變化，可看出原料破碎程度的趨勢。
（2）破碎設備豆餅或小麥的破碎設備，從構造上可分為輥式及錘式兩種。
①輥式破碎機：主要機件是兩個直徑相同的圓柱形輥筒，兩個輥筒依相反方向旋轉，產生擠壓力和剪切力，將物料破碎。常用的是表麵帶有波紋的，一個輥筒的軸承是固定的，另一個則是可移動的，上麵裝有彈簧，遇到較大塊或硬物料時，彈簧即可移動，使大塊或硬物得以通過，以免機件受損。為了提高破碎效率，可以采用裝有振動篩的四輥破碎機。在第一對輥上被破碎後的細粒，經過振動篩進行分離，細粒直接排出，粗粒再進入第二對輥再次破碎，這樣可以得到更多的合格粒度產品，避免產生過多的細粉。
②錘式破碎機：錘式破碎機利用快速旋轉的錘刀衝擊破碎物料，適合於豆餅或小麥、玉米以及瓜幹等物的中碎或細碎作業，一般每小時可處理1t料。主軸上有鋼質圓盤，盤上裝有可擺動的錘刀，機殼內裝有凹凸狀網套，加強破碎效果。被破碎的物料，通過機殼上的格柵網孔排出。未達到細度要求的物料被篩網阻截，再次受錘刀的衝擊破碎，根據破碎程度可選用適當形狀的錘刀或網目大小不同的篩網。
二、蛋白質原料的處理
醬油的主要原料是大豆及脫脂大豆（豆粕），其處理是釀造醬油的第一個重要工程。其處理適當與否直接影響製曲難易，黴菌繁殖的好壞，成曲酶活高低，間接影響發酵微生物繁殖的優劣，發酵成熟的快慢，發酵醪淋油難易，質量及原料分解率的高低。其處理技術從1945年以來得到飛躍發展，使全氮利用率大幅度的提高，有必要深入理解蛋白質原料處理的目的及其重要意義，了解其發展過程，以便確定今日科學的原料處理工藝。
大豆及脫脂大豆（豆粕）的一般處理方法，首先是進行浸漬，使大豆組織膨脹；其二是在一定壓力下進行蒸煮、滅菌、破壞大豆細胞壁；其三是使大豆蛋白質適度變性，共三個主要目的。為了達到第二個目的，比較容易簡易，采用一般蒸煮條件就可以做到滅菌的目的，也可以將細胞壁或細胞間結合的多糖類溶解，為以後曲黴所生成的果膠酶、半纖維素酶發揮其水解作用鋪墊道路。脫脂大豆較原大豆細胞壁易於龜裂和破壞，由於蒸煮極易破壞細胞壁，為蛋白質及多糖類的水解提供了有利條件。至於第三個目的的完成，是靠一定的科學進程才能取得。
1.浸漬的作用
浸漬就是加適當的冷水或溫水，使其均勻地分布到原料各部，使原料組織細胞膨脹，大豆中多糖、氨基酸溶出，賦予曲黴所需營養成分，供給其生長、繁殖所需，以便大豆蛋白在蒸煮時迅速達到適度變性。
漬水量的適當與否對製曲的難易和黴菌的生長以及酶活性有密切關係。根據許多試驗證明漬水量大，全氮水解率高。看出隨著漬水量的增加全氮水解率及氨基酸生成率逐漸提高，而碳水化合物的消耗卻越顯著減少。在味道方麵，漬水量小味道不好，漬水量在100%以上時鮮味逐漸增加，這與氨基酸態氮的增加有關。試驗數字雖達160%，但這麼大的漬水量，不僅漬水操作困難，製曲時易滋生雜菌，難以控製，而且碳水化合物消耗過多，很難應用於工業生產。實際上以120%～130%為最大限度。水分過大，在製曲時對蛋白酶的生成也不利。
2.蒸煮的意義
大豆或脫脂大豆等原料的處理方法，是浸漬後的蒸煮。蒸煮在釀造工程中是非常重要的工序，對醬油生產可以說是原料處理的核心，蒸煮的目的可以歸納成以下6點。
①使原料大豆蛋白達到適度變性，即無N性物質，也無過度變性。
②使澱粉或碳水化合物成分達到糊化，以改變其組織狀態為目的。
③大豆等經過蒸煮，破壞原料的細胞組織狀態使細胞壁的多糖類變成可溶性，促使黴菌的果膠酶及半纖維素酶充分發揮作用。
④破壞大豆中某些有害物質，如抑製胰蛋白酶的作用物質（TI），其毒性表現在使胰髒肥大。還有凝血素，具有凝固赤血球的作用。脫脂大豆中所含皂角苷，據說對赤血球有溶血作用。以上這些毒素都可以在濕熱情況下被破壞。
⑤使原料中的糖類得以分解，一般非還原糖減少，還原糖增加，總糖減少。在一般蒸煮條件下某些蛋白組成的氨基酸成分會遊離出來，成為微生物生長增殖的營養成分，有利於製曲。
⑥達到殺菌的目的，以便使目的微生物得到繁殖，而且前三者對大豆發酵食品的質量以及蛋白質及碳水化合物的水解效果影響雖大，但是影響全氮水解率最大，最本質的問題是大豆蛋白質的變性。這裏所說的變性是指蛋白質分子立體結構的破壞，露出埋藏於分子內部的氨基酸支鏈，使之與酶接觸，容易進行酶水解作用。
3.蒸煮與大豆蛋白的變性
利用大豆蛋白質釀製的發酵食品都要經過蒸料這一工序，其目的就是使大豆蛋白質發生必要的適度變性。原料如果是大豆，這個變性過程就要完全在蒸煮工序上完成，熱榨豆餅如果有一部分在榨油過程中進行了，那麼還需在蒸煮過程中全部完成。如前所述蛋白質如未達到一次變性，例如用未蒸熟的豆餅製曲，經過製醪成熟，將生醬油加以稀釋5～10倍並加熱，就會發生混濁甚至沉澱的現象。這與熬油時所生成的沉澱不同，這種物質雖然溶於高濃度的鹽水，如加以稀釋加熱就又沉澱出來。是一種為曲黴蛋白酶所不能分解的一種混濁物質，一般稱之為N性物質。由於是尚未達到適度變性的蛋白質，即使在醬醪（或醅）中經過一年也不能為酶所分解。凡發生N性物質的醬油，就是在原料處理時大豆（豆餅）未達到蛋白質一次變性的現象。所以我們說蒸煮的主要目的，就是使蛋白質達到適度變性，蒸煮工作中首先要注意蒸煮溫度和時間，保證大豆蛋白達到適度變性。這主要依靠具有最合理蒸煮條件的工藝，並正確地付諸實施。
大豆蛋白質在高溫、長時間處理之後，就會使蛋白變性繼續進行，使很多蛋白質變成不能為曲黴蛋白酶所分解的狀態。我們把這種狀態叫作過度變性。這樣就降低了原料利用率，同時也破壞了一部分氨基酸。發生過度變性的可能性，首先是製曲前高溫長時間的蒸煮或蒸煮時的過夜操作。
尤其是有糖分共存時，蛋白質與糖分互相反應，生成結構複雜的褐變物質，變成不能為酶所作用的物質。供醬油生產用壓榨法生產的脫脂大豆有冷榨和熱榨兩種，凡經過高溫處理，已達到適度變性的脫脂大豆就不需高溫和長時間的蒸煮，隻要具有適當水分，並充分軟化，達到滅菌目的即可。相反，如仍用高溫、高壓、長時間的蒸煮法，不僅會達到過度變性，成為不易為曲黴蛋白酶所分解的物質，降低了原料利用率。同時氨基酸也有被破壞的可能性。
過度變性可能還發生在蒸煮後過夜出鍋的操作中。過去喜歡出鍋的豆子變成深紅棕色，實際上是使氨基酸和糖分變成了褐變色素，不僅減少曲黴繁殖所必需的營養成分，而且這些褐變物質還有抑製酶的作用，不能充分發揮酶的作用。總之，由於這些原因，過夜出鍋的操作法使得原料利用率降低，為即刻出鍋與過夜出鍋持續了14個月的比較試驗，明顯地看出，即刻出鍋全氮利用率增加了6%，氨基態氮生成率提高了15%。而且穀氨酸平均增加了40%，對醬油的味道起著提高的重要作用。至於為什麼穀氨酸的增加如此突出，有待今後的研究。
（2）穀氨酸態氮是按微生物測定法進行的。這裏必須注意的是：采用120%～130%灑水量是在使用50%炒麥前提下的試驗結果。應根據所用原料和處理方式的不同而靈活掌握，我國很多地方雖以豆粕（或豆餅）和麥麩（或小麥、麵粉）為原料，其配比多不相同，處理方法也不一樣。豆餅∶麥麩多為70∶30、65∶35或60∶40，以60∶40配比為例，較好的處理方法是采用120%漬水量，0.2MPa壓力下蒸煮3min，脫壓，加入麥麩，旋轉均勻，0.12MPa蒸煮5min，減壓冷卻。
蒸煮的基本要求是防止N性物質出現，使其充分地發生適度變性，而防止過度變性的發生。為了防止N性物質的產生，對豆餅來說100%以上的漬水量是絕對必要的。因此如采用豆餅與麥麩一起漬水蒸煮，如漬水量對豆餅來說達不到100%，就有產生N性物質、降低全氮水解率的危險。因此主張豆餅與麥麩分開處理，豆餅漬水，麥麩不拌水的操作法，為了做到這點，最好使用旋轉鍋加壓蒸煮設備。如果漬水、蒸煮、冷卻、接種等操作都能在同一設備中進行，不但方便，而且可以減少汙染，是較理想的方法。
4.蒸煮對大豆組織的破壞
在生產黃醬或豆豉的原料處理過程中，蒸煮的處理當然是為了蛋白質的變性，同時也是通過蒸煮手段來破壞大豆的組織，使酶的作用更好地得到發揮。即將細胞壁間的細胞間物質存在的果膠質變為可溶性，使組織鬆軟，各個細胞得以分離。細胞壁的熱水溶性多糖類和細胞間物質的多糖類有部分流入蒸煮液中，使其組織開始渙散、崩潰。使由於蒸煮而未變化的不溶性多糖類，同樣也變成易於為酶所分解的狀態。由於蒸煮大豆子葉細胞的結構變成鬆散的狀態，由電子顯微鏡可以清楚地觀察到。
三、大豆原料蒸煮技術的進步
1.旋轉罐式蒸煮法
大豆或脫脂大豆的蒸煮，最初是采用常壓蒸熟一夜燜煮法。有鍋爐設備的廠則多采用80～98kPa加壓蒸熟過夜出鍋法。此後為了提高原料水解率，加大漬水量，發現大水蒸料冷卻時間長，常有雜菌繁殖，影響成曲質量的缺點，同時又發現了過夜出鍋原料水解率低的缺點，改在旋轉鍋內拌水、軟化、漬水量120%～130%，蒸氣壓力450～590kPa、蒸煮0.5～1.0h，真空冷卻，可提高蛋白水解率5%～8%，即日本所謂的NK式原料處理法。
自從NK式原料處理法公布後，廣泛地被大中小廠所采用，曾為日本風行一時的蒸煮法，至今仍為中小廠所采用。經過改裝並成功地適用於高壓短時間蒸煮，進一步提高了原料水解率，也是我國普遍采用的蒸煮設備。
2.高壓短時蒸煮法
為了提高大豆蛋白質的利用率，在原料處理方麵曾以不同蒸煮條件處理脫脂大豆，並在40℃溫釀30d，觀察了大豆蛋白的分解情況。
以前日本多采用80kPa壓力的蒸煮方法，蒸煮時間的長短對TN水解率影響不大。蒸煮40～50min，最高的TN水解率為82.9%。時間再延長，TN水解率及氨基酸生成率（FN/TN）均降低，縮短蒸煮時間，氨基酸生成率有所提高，而TN則降低。如果將壓力提高至200、300、400kPa，隨蒸煮時間的縮短而TN水解率及氨基酸生成率均急劇增加，蒸煮3min時達最大值。在這樣高壓下蒸煮3分鍾，TN水解率最高，而氨基酸生成率卻與在低壓下的氨基酸生成率沒有大的差別。在100kPa壓力下蒸煮30min，發現大豆細胞壁間物質的果膠質溶解性有所增加，再提高壓力，其溶解性進一步得到促進，結合試驗結果，認為160～180kPa的壓力下蒸煮3min，是提高TN水解率的良好條件。這樣又較NK法提高蛋白水解率6%～8%，同時又增加了氨基酸生成率，滋味也有改進，提高了醬油質量。
高壓短時間處理法在工業規模實施中常會產生蒸煮不均勻，夾雜未變性的蛋白質，最後進入醬油，用水稀釋後即產生混濁或沉澱的N性物質。因此進行了一係列高溫短時間蒸煮而不出現N性物質的研究，利用上述急速冷卻就是避免過度變性。將吸水30%～70%的大豆或脫脂大豆在表壓180kPa以上飽和蒸氣下，蒸煮時間不超過10min，然後急速冷卻至100℃以下，這樣既不存在未變性蛋白質，也不會發生過度變性。水解率均在90%以上。這樣處理後的原料按常法試釀的結果，試驗使用了99kg脫脂大豆，灑水率130%。1～3號試驗為分批式的蒸煮，4號是連續式的蒸煮機處理的原料，用2kL的試釀結果，證明可大大地提高全氮水解率，而氨基酸生成率和穀氨酸生成率沒有較明顯的差別，醬油的風味也沒有什麼變化，因而高壓短時間蒸煮工藝得到迅速的普及，一般均能提高全氮水解率5%～6%。為了保證新工藝的實現，出現了不少連續式蒸煮機，其中以FM式及ヤマサ式連續蒸煮機為大型工廠所采用。與此同時利用NK式旋轉蒸煮缸的高壓短時間的試驗也在進行，並取得了良好成績。利用NK式蒸煮缸，170kPa、蒸煮8min，可提高全氮水解率至87.80%，發酵過程中成分溶出迅速，氨基酸生成率高，醬油香氣濃鬱，色調良好。為了達到迅速減壓的目的，將NK式蒸煮缸排氣管直徑加大，收到良好效果。利用170kPa壓力，蒸煮9min，較100kPa、45min的全氮水解率80.85%提高至85.76%。利用帶式輸送FM連續蒸煮機，170kPa壓力、蒸煮3min，全氮水解率達91%。原田等用脫脂大豆4t，灑水量120%（質量），用無壓蒸氣連續預熱20min，然後進入內裝帶式輸送機的連續蒸煮機進行高壓短時間蒸煮，5s冷卻至100℃以下，按常法製曲發酵5個月，可提高全氮水解率8%。
3.蒸煮技術條件
蒸煮技術條件主要是溫度、時間及漬水量。
是脫脂大豆用不同漬水量處理後，測定其有無N性物質的實驗結果，從圖中可以看出：變性區域根據漬水量的多少而變化，漬水量越大，即使在低壓蒸煮，短時間也能變性。漬水量少，就必須提高蒸煮溫度，延長蒸煮時間，否則就達不到變性，我們常稱的120%～130%漬水量，作為最適的漬水量的道理，從這一曲線可以觀察到。
漬水量在130%時，蒸煮壓力與蒸煮時間的關係。A～B曲線表示適度變性或未變性的界限線，C～D曲線是適度變性和過度變性的界限線，在這兩條曲線中間畫著斜線的區域就是適度變性的範圍。
例如，蒸煮壓力為180kPa時，其最適蒸煮範圍是在AB線和CD線的相交點BD之間，即最低3.5min，最高9.5min，在此範圍內即可得到最佳的蒸煮狀態。但這是加水量135%的情況，如果較此加水量少時，其曲線即向右移，多時則向左移。一般選擇蒸煮時間不采取最高或最低的對應時間，而是采取中間數字，即在180kPa（131℃）壓力下蒸6～8min、200kPa（133℃）蒸5min，400kPa（152℃）蒸2min，700kPa（170℃）蒸15s，這樣就可以比較安全地取得消化率達到91.4%～95.1%的優異成績。安田氏將130%加水量的脫脂大豆在90、180、200kPa……壓力條件下，在其對應的最適蒸煮時間進行試驗，用曲浸出液測定其消化率。這一蒸煮試驗的消化率平均在90%以上，其蛋白水解率必然很好。
蒸煮壓力（溫度）低，就需要延長蒸煮時間，相反，蒸煮溫度越高，就必須縮短蒸煮時間，而且適度變性範圍也就越狹窄。這就是高壓短時間蒸煮工藝的特點，要求能夠滿足這樣精密苛刻的條件。
因此，利用普通旋轉缸進行分批式的高短蒸煮法，就暴露出這種設備的缺點，首先是缸內溫度分布不均勻，差別較大，蒸煮時間越短；越容易產生變性程度不等的缺陷，這種變性程度的不同主要是由蒸料時受熱不勻，和蒸煮完成後冷卻程度的不同所造成，蒸煮時間越短，越容易產生N性物質。為此，采用蒸煮壓力較低，蒸煮時間稍長的操作條件，適度變性區域就較大些，會使控製獲得較好的彈性。另外一個重要條件是到達蒸煮壓力和時間後，要盡快地冷卻到常壓，同樣的壓力、蒸煮時間，由於脫壓所需的時間不同，蛋白水解率也是不同的。所示了利用NK罐進行高壓短時間蒸煮時加壓及脫壓所用時間，由於鍋爐蒸氣壓力不足，或蒸氣導入管太小或排氣管過小等不同情況，很可能出現四種蒸煮形式，①AGHF、②AGHE、③BGHF、④BGHE，以CGHE為最理想，不過NK式缸很難做到這一點，根據多次試驗能做到BGHE就算是比較理想的了。不改進設備，是不易做到的。用NK式缸170kPa蒸煮9min絕大多數是①型，這時AGC+DHF部分就是過度變性，而達不到高壓蒸煮的效果。改進NK缸設備，取得BGHE型之後，過度蒸煮部分僅為BGC+DHE這一小部分，說明已接近理想。NK缸的改裝主要是排氣管由原來的2寸改為4寸，室外部分的排氣管由原來的2寸改為5寸，使脫壓時間由原來的15min縮短至4min。另外，將排氣管的連接盡量減去直角部分，使其成Y形，以減少脫壓時的阻力。