我國醬油發酵工藝根據進行發酵時所用鹽水的數量多少,可分為天然稀醪發酵和固態發酵兩種工藝;前者的發酵醪呈濃稠的半流動狀態,一般叫醪,而後者呈非流動狀態的,一般叫醅屬固態。將加鹽水製作醬油醪的操作,叫作製醪,屬流體;而製成醅的操作叫作製醅。在醬油生產中製醪或製醅雖屬於發酵的物理狀態的不同,但由於這種差異,微生物的增殖及代謝等生化反應也因之而迴異,發酵現象、產品風味也就有明顯差別。因此,遂產生了稀醪發酵工藝和固態發酵工藝及固態與液態相結合的固稀發酵三種不同發酵形式的工藝,各具不同的發酵技術條件和操作方法,生產出不同質量風格的產品,而且在這三種發酵形式的基礎上有所發展。稀醪發酵工藝除天然稀醪發酵法外,還產出稀醪溫釀法、適溫發酵法。
一、我國的稀醪發酵醬油
稀醪發酵可分為傳統天然稀發酵法,稀醪溫釀法及適溫發酵法三種。
1.天然稀發酵法(日曬夜露)
本工藝是我國較早的醬油傳統工藝,它是利用自然氣溫變化規律進行發酵的。製醪鹽水雖不少,因長時間日曬夜露,雖控製打耙,水分蒸發很多,最終幾乎變成濃醪,風味醇厚。湖南省湘潭龍牌醬油,浙江省舟山洛泗醬油都是天然稀發酵的典型。目前廣東中山市橋牌醬油可為日曬夜露代表產品。
(1)湖南湘潭龍牌醬油湖南湘潭龍牌醬油是天然稀發酵的典型生產工藝,其產品行銷國內外,曾獲得世界聞名巴拿馬金獎的大型醬油企業,是以大豆和麵粉為原料,配比為2∶1.5。大豆通過水洗後浸泡,夏季3h,冬季5h,以豆粒脹起無皺紋為度;淋幹,進行高壓蒸煮,1.5~2.0kg/cm2、30min,出鍋冷卻至80℃與麵粉拌勻,過去用竹匾采黃子,現已改用通風製曲。成曲較老熟,結黃綠色孢子。發酵用大缸,配有竹蓬蓋,排列於廣場進行日曬。每缸裝100kg,壓實,加20°B鹽水約125kg,使鹽水沒過曲子,進行日曬夜露,如遇雨天加蓬蓋,防雨。一般是初夏製醪,經過三伏熱天,因此隨著氣溫的升高及時間的推移,醬醪水分揮發量很大,中間雖補鹽水,最後成為濃醪,在這種狀態下所增殖的酵母必不同於一般稀醪發酵的微生物。醬醪是在露天大缸內發酵,經過三伏炎熱天氣,醬醪最高溫達到45℃,所以這種濃醪發酵微生物必有耐滲透壓亟高的特性和高溫發酵的性能,有待今後的開濃醪,發酵過程中表麵色澤變深,成紅棕色,即打耙一次,至醬醅呈紅棕色數寸深,再打耙一次。當整個醬醅呈現油潤黑紅色,並有清香氣味已完全成熟,整個發酵周期要半年以上。有“三伏曬醬,伏醬秋油”的說法,就是說發酵要經過三伏天氣,到秋後才加適量鹽水淋油。而且優質產品還要把淋出的醬油經過較長時間的熟成(曬油),提高產品風味。成熟醬醪已用壓榨法取代了傳統的插入細竹編製的竹筒抽出法。其工藝流程。
傳統天然發酵的醬醪管理有獨特的技術。筆者認為有許多地方繼承了我國傳統技術。天然日曬夜露發酵工藝的夏季溫度是相當高的,有時達48~50℃,因此必須進行控製,如清朝李化楠著《醒園錄》“作醬諸忌”中所載:醬曬得極熱時不可攪動,晚間不可即蓋,遇應攪之日,務於清晨。上蓋必須夜靜涼冷,下雨時缸蓋亦當用棍撐起,若悶任恐翻黃。另外,清朝曾懿撰《中饋錄》中也記道:“遇雨,則用大笠蓋之,然四麵須植杆將笠懸空蓋之。緣夏日曬至極熱,忽爾緊蓋,甚不相宜,必如此方透氣也”。這些記載證明了天然發酵法的品溫有最高階段,不同於溫釀稀發酵法。另外對技術管理中的打耙也是進行相當控製的。《齊民要術》中記道:“十日內,每日數度以耙徹底攪之。十日後每日輒一攪,三十日止。”湖南湘潭龍牌醬油的溫度管理及打耙仍然是遵照這種傳統方法進行的。所以它的糖分相當高,為日本龜甲萬專家所折服。它不同於日本稀發酵法及以後二三十年代所進行的稀發酵。
另外,製曲過程中原料也作為能源而被消耗掉一部分。日本河盛氏也指出日本醬油的澱粉利用率很低,根據日本野田醬油公司統計,其澱粉利用率為65.93%。這就是日本稀發酵的一些特點,不同於我國真正傳統稀發酵。這些差異與所用澱粉原料不同有關,另外也因發酵技術條件有很大的差別所致。我國傳統醬油的糖分較高,滋味濃厚,這與我國適當控製酵母的發酵有密切關係,日本醬油的香氣較醇厚,而味道較清淡,因為日本醬油醪的發酵較為旺盛,打耙較頻繁,產生香氣成分也就有所不同。另外,由於我國傳統醬油的製醪係數一般較低,而且醬醪濃度逐漸變大,所繁殖的微生物在種類及數量上不但不同,其代謝產物也因界麵的變化應有所不同。另外日本在製曲方麵消耗大量糖分更是重要原因。
龍牌醬油的化學成分。
(2)舟山洛泗醬油天然發酵的醬油還可舉出六獅牌的舟山洛泗醬油,據說有一百三十餘年的曆史,定海釀造廠仍在生產。在浙江及上海一帶頗有聲譽。該產品也是以大豆及麵粉為原料,經日曬夜露釀製而成,產品的最大特點是製醪時不加鹽水,而是使用三油及食鹽製成20°B鹽水,發酵至40天,再補加12°B三油鹽水,第二個特點是麵粉與大豆基本上分開製曲、分別發酵,成熟後再混合壓榨,這是蛋白質原料與澱粉原料分釀工藝,第三個特點是大豆與麵粉配比反傳統,為1∶1.3,澱粉相對密度大,因此產品糖分高,味甜適口,色澤鮮豔。第四個特點是成熟的大豆發酵醪的處理別具一格工藝流程所示。醬醪汁液(俗稱座子)與成熟的麵醬發酵醪混合,後熟,壓榨,而上層的醬醅(俗稱雙缸)則分三次套榨,榨出的油稱雙缸油,用於配製洛泗醬醪,其操作概況及流程圖如下所述。
①原料配比:每缸豆醬醪投130kg,麵粉34.5kg,麵醬醪投麵粉112.5kg。三缸豆醬醪配一缸麵醬醪,可成洛泗醬醪三榨,每榨可出醬油325kg。
②豆醬醪的生產:精選大豆清洗後,用清水浸泡,夏季2~3h,冬季4h,使豆浸透,淋幹後裝入蒸料鍋內蒸熟,出料冷卻,拌入生麵粉,吸去表麵浮水,傳統方法利用曲室米曲黴采黃子,現已改用純粹AS3.951種曲,用竹匾製曲,控製品溫38℃左右,為三日的老曲。成曲滿結黃綠色孢子。製醪宜在夏初,使發酵經過三伏天的氣溫。發酵缸內放入成曲,加入用三油配成20°B鹽水,拌勻,進行曬露,雨天加缸蓋防雨。製醪後第二天要打耙,第三天打二次耙,隔20天打第三次耙,到第40天補加12°B三油,攪勻。以後再根據情況適當打耙1~2次,經三伏天氣的日曬夜露,醬醪成熟。於是取去上層的醬醅(俗稱雙缸),分三次壓榨,壓出的醬油分三次套榨,最後的榨油俗稱“雙套醬油”,一部分用於配製洛泗醬醪,一部分用於麵醬的製醪用鹽水。從渣滓得三油,配成12°B鹽水,用於豆醬醪的製醪用及發酵過程中補鹽水之用。
③麵醬醪的製備:傳統的方法是麵粉加水,做成厚3cm、直徑20cm圓餅,蒸熟,利用天然米曲黴製取黃子。目前則將麵粉加水製成麵絮,蒸熟,接種純種米曲黴A·S3.951,製成散曲。用“雙套醬油”製醪,日曬夜露,麵醬醪成熟即與成熟豆醬醪及“雙套醬油”配製洛泗醬醪,進行後熱。
④洛泗醬醪的配製:取豆醬醪的“座子”,雙套醬油及麵醬醪三分之一,配成混合醬醪,即洛泗醬醪,再日曬夜露20餘天,進行後熟,每天打耙一次,然後壓榨,每榨能得醬油325kg,每千克混合料產成品1.5kg左右。
⑤成品化:成熟的洛泗醬醪即可壓榨,榨出之生醬油每榨得醬油325kg,每千克混合料產成品1.5kg左右。生醬油通過加熱皿加熱至80℃,再行自然澄清。
濃度(°B)全氮氨基酸態氮無鹽固形物還原糖NaClpH22以上1.5~1.60.75~0.80>196.5~7.0224.5~4.6
2.天然稀醪發酵與溫釀發酵
自古以來醬油進行自然釀造。這種工藝持續了二千多年,這種發酵方式是在低溫的春季製醪,隨著氣溫的逐步上升,促進了醬醪的發酵,至三伏季節發酵達到最高峰,處於高溫熟成階段,到秋季,遂進入後熟階段,這就是天然日曬夜露發酵的傳統方式,產品風味極為醇厚。但一般需要一年,實際旺盛地進行水解及發酵的時間,以夏季為中心,需半年,這點從醪液的化學分析就可以看出。在我國地處亞熱帶南部的廣東,醬醪的成熟較快,而我國東北部寒冷地帶就要較長時間,從這些事實考慮溫度是釀造上極為重要因素之一,所以提高發酵溫度,以促進水解作用的溫釀法出現得很早,這是易於理解的。其效果較確實,也是今日廣泛采用的方法。速釀方法雖多,但很多都離不開溫釀這一根本途徑。溫釀的本質不外乎適當地加熱醬醪或醬醅,以保證發揮各種酶的作用,同時促進某些化學反應的進行。總之,對醬醪或醬醅的保溫促進了醬油色、香、味主要成分的生成及熟成。
溫釀法的主要影響因素雖是溫度問題,為了充分獲得速釀的效果,除溫度外還有很多因素,如鹽度、醪的濃度(製醪用水量),pH等也都會影響釀造的時間。
溫釀法大致有兩種;一種是保溫發酵法,大致是采取25~32℃的溫度,接近天然發酵的最高溫度,日本的一般醬油及適溫發酵法和我國的稀發酵法屬之,有發酵型的稱呼法,另外有一種采取接近曲黴酶活作用最適溫度40~50℃的溫度,所以也叫作消化法。這兩種方法的效果不同,前者是酵母繁殖、發酵的最適溫度20~30℃,因此采用此溫度的目的是使醬油醪很好地發酵,生成醇厚的香氣。與此相反,後者的目的並不在於酒精發酵,而是為了在短時間內獲得濃厚呈味成分。因40~50℃是曲黴中蛋白酶的最適作用溫度,由此可知兩者的效用不同,其所采取的手段也有所差異。為了兼備兩者的特長於一,遂有先消化後保溫發酵的前、後發酵的釀造法,前發酵一般是固態,後發酵也可是稀態。目前我國新式多菌種固態低鹽(或無鹽)前後酵法及固稀發酵法均屬之。
天然發酵及溫釀法同時製醪發酵的溫度經過曲線圖。其製醪均從一月開始,天然發酵了330d,將近一年。溫釀法發酵了220d,約7個月。實際很少采用這種長周期的。因為製醪後的低溫發酵以及主發酵完成後的低溫熟成期,實踐上並不需如此長,目前的總發酵期多為半年。
現在就將這兩種發酵過程中的微生物及成分的變化加以介紹。天然發酵法在製醪後100d,pH下降至5.2,而溫釀法的pH下降卻很大,最後兩者均降到4.7~4.8。至於發酵微生物的消長情況,兩者的差別最為明顯的是耐鹽性乳酸菌數,天然發酵醪在42d達到103cfu/g而溫釀者達到107cfu/g,以後天然發酵者繼續增加,而溫釀者有所減少,80d時兩者都達到105cfu/g,溫釀醪的乳酸含量此時達到最大,以後與乳酸菌一樣減少。而天然發酵醪的乳酸菌數量仍在增加。
酶的失活,溫釀醪的堿性及中性蛋白酶的失活很顯著,糖化酶的失活對兩者都不顯著。
全氮的溶解以溫釀法較快,大致60餘天的溶解率相當於天然發酵200d,熟成完了時兩者卻無大差別。天然發酵的氨基酸數量逐日緩緩增加,而溫釀者增加急速,兩個月時能達到最高,以後又慢慢減少,可能是穀氨酸焦性化的原因。結果天然發酵醪能達到最高,由於無焦性化的緣故。
至於酒精,天然發酵醪經過4個月才開始生成,此時耐鹽性酵母增殖到35×104cfu/g,5個月時達到最大90×105cfu/g,酒精含量已相當可觀。而溫釀醪的酒精生成經過2個月就達到天然發酵醪4個月的水平,3個月後已然生成相當數量,耐鹽性酵母數經過2~3個月已達到最大,至4個月已有明顯減少。
根據以上試驗,天然發酵醪及溫釀發酵醪到了熟成後期,其質量沒有大的差別,可以說溫釀法可以縮短天然發酵的周期。
但是仍然有很多人認為經過長時間發酵的溫釀仍非天然發酵所能及。但是,許多釀造技術專家們認為在漫長的發酵期間,氣溫意外變化較大,既使是溫釀,隻要注意發酵的微生物管理,細致地進行打耙,很難說溫釀不會取得和天然發酵風味相同的效果。另外,溫釀法對質量上的控製要較天然發酵的完備,因而成功的可靠性較大。筆者通過混合酵母的添加,風味大大提高。在四月份製醪進行低溫發酵的安全性較高,進入六月份逐步進入酒精發酵旺盛期,因氣溫關係,可獲得最佳的主發酵,保證了產品質量,此後氣溫下降,正好進入後熟期,可以贏得最佳後熟的效果。這樣的安排完全可以獲得天然發酵所有的優良質量。如果將製醪發酵安排在秋天或冬天,必然導致周期過長,而四月製醪進行溫釀的周期就會縮短。天然發酵時的氣溫低至10℃以下,必然會影響酶作用的進行,延遲了發酵的正常進行。但是,如將溫釀的目的單純放在縮短周期上,那麼也必然不會充分發揮發酵微生物的作用,而導致質量上,尤其是風味上的不足。因此近年采用28℃一貫製的速釀法,包括日本在內,似乎已在減少,由於機械製曲技術的發展,采用最少20d的15℃低溫發酵,抑製產酸菌的滋長,保持中性,充分發揮中性蛋白酶係的作用,並防止穀氨酸的焦性化,提高氨基酸的生成率,再轉入28℃進行5~6個月的主發酵及熟成工藝。這種工藝實際是從天然稀醪發酵轉入稀醪發酵溫釀法的開始。
3.稀醪發酵溫釀法
常溫稀發酵的製醪時期不同,其質量有區別。冬季製醪,醬醪處於低溫,對產酸菌的增殖不利,在低溫階段,可以保證醬醪pH不會明顯地下降,各種酶的作用雖較緩慢,但順利地進行,中性蛋白酶能夠充分發揮作用,隨著氣溫的慢慢上升,耐酸性乳酸菌及醬油酵母開始活躍起來,為以後的發酵打下良好的基礎。而夏季製醪的情況就與此不同,因氣溫高,醬醪的溫度也較高,對乳酸菌和酵母的增殖很適宜,於是乳酸菌和酵母及其他耐鹽性產酸菌均會增殖,如果產酸菌繁殖旺盛,醬醪pH就會下降,這對於中性蛋白酶的作用不利。從產品質量和全氮水解率方麵來講,夏季製醪比冬季製醪要差些。這兩種不同季節製醪所產生的差別,主要表現在夏季製醪初期pH的異常下降。發酵初期在不同溫度下發酵30d後成分的變化,從所產生的乳酸量及酒精含量可以看出產酸菌和酵母在不同溫度下其增殖狀況不同,產酸菌和酵母在20℃以上時,繁殖相當旺盛,發酵初期溫度越高,pH下降越快,使得質量不佳。雜菌叢生的劣質曲在夏季製醪,最容易出現這種pH異常下降的現象。
根據研究,出現這種pH異常下降的原因,主要是通風製曲過程中混入了一種非常耐鹽的微球菌,這種微球菌的產乳酸力很強,而且很耐乳酸,一旦增殖起來,就會產生大量乳酸,這種菌比較適合於低溫生長,很容易在通風製曲的成曲中增殖。製醪後,由於鹽水不能很快滲透到菌絲旺盛的曲料內,這裏還會有大量空氣和水分,鹽水滲透到這種狀態的曲料中,需要一定時間,於是該菌就會迅速繁殖、產酸,使醬醪pH下降。耐鹽性乳酸菌中的耐鹽性片球菌雖然耐鹽性很強,但其耐鹽性卻不如微球菌,在pH5以下就會被抑製,而異常下降後的pH卻在5以下,所以認為這不是耐鹽性片球菌增殖所致。因此,低溫製醪的發酵法是預防醬醪初期pH異常下降的有效措施。至於采取在醬醪中添加堿性物質的措施,防止發酵初期的pH急速下降,不會得到令人滿意的效果。問題的實質是如何減少或消除成曲中這些產酸菌。同時,製醪時應注意鹽水與成曲的混合效果,務必使鹽水盡快滲透於曲料內。
溫釀法是把發酵溫度控製在最適溫度28~30℃,促進了酶的水解作用及酵母的發酵作用,雖然發酵時間較短,需要三個月以上,這樣才能獲得稀發酵所具有的風味。
稀發酵溫釀法有一定的優點:①產品香氣較為突出;②因是流體,便於機械運輸,有利於機械化。但也有缺點:①占用龐大的發酵設備;②需要較大的保溫設備;③需要龐大的壓榨設備;④色澤淡;⑤滋味不及天然發酵法的醇厚;⑥發酵周期較長。
稀發酵溫釀法一般以脫脂大豆(或大豆)及小麥為原料,進行製曲,小麥經過焙炒、破碎,然後與蒸熟的脫脂大豆拌勻,接種製曲,發酵周期也在半年以上,風味較好,其工藝流程。發酵一般采用室內發酵池或發酵缸,以前曾用過木桶,桶外進行保溫,20世紀30、40年代天津紅鍾醬油、北京丙寅醬油、部分金華醬油都屬於這種溫釀稀發酵工藝。這種稀醪溫釀發酵工藝流程。