利用納濾技術(shù)生產(chǎn)低鈉醬油和淡色醬油的方法

[0001] 發(fā)明領(lǐng)域

[0002] 本發(fā)明屬于調味品加工領(lǐng)域，特別涉及利用納濾技術(shù)生產(chǎn)低鈉醬油和淡色醬油的方法。

背景技術(shù)

[0003] 醬油始創(chuàng )于我國，有著(zhù)幾千年悠久歷史，是人們餐桌上不可或缺的傳統調味品。我國是醬油的消耗和制造大國，其中占總產(chǎn)量90%的醬油是由發(fā)酵期不足一月的低鹽固態(tài)發(fā)酵工藝速釀而成，大部分產(chǎn)品只能達到釀造醬油國家標準（GB18186-2000)的最低一級，在營(yíng)養、風(fēng)味和產(chǎn)品結構上與國際品牌相去甚遠。由高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝生產(chǎn)的高品質(zhì)醬油雖然在我國僅占10%的份額，但隨著(zhù)我國人民物質(zhì)生活水平的提高和消費理念的轉變，具有良好的市場(chǎng)需求和廣闊的拓展空間。據報道，長(cháng)期以來(lái)主導國際市場(chǎng)上中高檔醬油產(chǎn)品的日本，大都采用此發(fā)酵工藝。但是，近年來(lái)有研究表明，高鹽稀態(tài)發(fā)酵工藝生產(chǎn)的醬油食鹽含量較高（一般為17?20wt% )，長(cháng)期食用易導致高血壓、腎臟病和糖尿病等疾病的發(fā)生。 在人們對低鈉膳食需求的推動(dòng)下，低鹽醬油的研制和開(kāi)發(fā)備受關(guān)注。

[0004] 目前，低鹽醬油的生產(chǎn)方法主要有兩種：一是通過(guò)低鹽發(fā)酵法直接生產(chǎn)，即在發(fā)酵時(shí)減少食鹽的用量。有關(guān)這方面的報道國內外均有許多，如：CN1252952、CNl 183240 和CN1179911公開(kāi)了醬油的低鹽固態(tài)發(fā)酵工藝JP5219915、CN1055649、JP2117364、 JP58138356和JP56160966等公開(kāi)了醬油的低鹽稀態(tài)發(fā)酵技術(shù)。然而，利用上述方法生產(chǎn)的醬油由于使用的食鹽含量偏低，在發(fā)酵過(guò)程中不能有效抑制雜菌的產(chǎn)生，從而導致產(chǎn)品的營(yíng)養和風(fēng)味欠佳，難以躋身優(yōu)質(zhì)醬油的行列。二是通過(guò)物理方法對高品質(zhì)醬油進(jìn)行脫鹽處理。最常用的處理方法為電滲析法，日本在此方面已申請了多項專(zhuān)利，如JP11196815、 JP7184592、JP4271764和JP6006^56等。近年來(lái)，我國清華大學(xué)的劉賢杰等人也開(kāi)始研究電滲析技術(shù)在醬油脫鹽中的應用。但是由于該技術(shù)能耗高、設備投入大、產(chǎn)量低，因而較難實(shí)現工業(yè)化。醬油脫鹽的另一種處理方法為反滲透或納濾法，日本曾在1982年申請過(guò)相關(guān)專(zhuān)利（JP57065166)，但此后這種技術(shù)主要用于醬油的脫色處理中，如JP5041959、 JP2002209549、JP5123133、JP9275932和JP2006212023。而我國目前尚未見(jiàn)反滲透或納濾技術(shù)應用于醬油中的報道。

[0005] 納濾技術(shù)在溶液脫鹽中的應用優(yōu)勢主要有以下兩方面：（1)分離過(guò)程無(wú)相變，無(wú)需加熱，操作簡(jiǎn)單，節能，容易放大和與其它分離技術(shù)相集成；（2)大多數納濾膜為荷電膜， 其分離機制除了篩分作用外，還取決于溶質(zhì)與膜表面的靜電相互作用，特別適宜于帶電物質(zhì)的分離，在糖類(lèi)、染料、氨基酸等小分子物質(zhì)的脫鹽、濃縮和純化等方面具有良好的效果。 因此，本發(fā)明提出一種利用納濾技術(shù)對高品質(zhì)醬油原液進(jìn)行精深加工，同時(shí)生產(chǎn)低鈉優(yōu)質(zhì)醬油和風(fēng)味較佳的淡色醬油的方法。此外，利用本發(fā)明的工藝還可以將低等級醬油產(chǎn)品提高到更高等級產(chǎn)品，這一工藝國內外均無(wú)類(lèi)似報道，不僅提高了醬油原液的利用率，而且填補了我國納濾技術(shù)在醬油加工中應用的空白。2/5頁(yè)

發(fā)明內容

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用納濾技術(shù)生產(chǎn)低鈉優(yōu)質(zhì)醬油和淡色醬油的方法。 該方法工藝簡(jiǎn)單、能耗低、易于放大、所得低鈉優(yōu)質(zhì)醬油產(chǎn)品含鹽量不超過(guò)12wt%，氨基酸態(tài)氮、可溶性固形物含量以及感官特征均達到并超過(guò)釀造醬油國家標準（GB18186-2000) 的特級，所得淡色醬油產(chǎn)品呈淺黃色、香氣濃郁、味道鮮美。

[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施方案是：首先將高品質(zhì)醬油原液進(jìn)行微濾或超濾處理，其透過(guò)液采用稀釋-濃縮方式、滲濾方式或稀釋-濃縮與滲濾相結合的方式在不同的溫度、不同的通量下進(jìn)行一級納濾脫鹽操作過(guò)程，所得的截留液為低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，而透過(guò)液則通過(guò)二級納濾濃縮后得到淡色醬油。

[0008] 上述高品質(zhì)醬油原液為通過(guò)高鹽稀態(tài)發(fā)酵而成的醬油原液。

[0009] 所述的微濾處理的微濾膜孔徑約為0. 1?0. 45um。所述的超濾處理的超濾膜的截留分子量（MWCO)不小于100000道爾頓（Da)。所述的微濾膜和超濾膜包括有機膜和無(wú)機膜。

[0010] 所述的一級納濾脫鹽操作過(guò)程中的稀釋-濃縮方式是將微濾或超濾處理后的醬油透過(guò)液用水稀釋至原體積的1. 5?8倍，然后使混合液在一定壓力下透過(guò)納濾膜，截留液濃縮至原液體積或低于原液體積；

[0011] 所述的一級納濾脫鹽操作過(guò)程中的滲濾方式為將水不斷加入到微濾或超濾處理后的醬油透過(guò)液中，然后使混合液在一定壓力下透過(guò)納濾膜，其中加水速率與納濾膜的透過(guò)速率相等。

[0012] 所述的一級納濾脫鹽操作過(guò)程中所用的納濾膜為有機復合膜，膜結構為卷式、管式或平板式。

[0013] 所述的一級納濾膜的截留分子量（MWCO)約為90?500Da，一級納濾膜的膜通量為 4. 4L/m2 · h ?14L/m2 · h。

[0014] 所述的一級納濾脫鹽操作過(guò)程的溫度為20?50°C，壓力為10?4^ar。

[0015] 所述的二級納濾濃縮過(guò)程中所用的納濾膜為有機復合膜，膜結構為卷式、管式或平板式。

[0016] 所述的二級納濾膜的截留分子量（MWCO)小于150Da。

[0017] 所述的二級納濾濃縮過(guò)程中的截留液濃縮至原體積的2?8倍。

[0018] 本發(fā)明提供的利用納濾技術(shù)生產(chǎn)低鈉優(yōu)質(zhì)醬油和淡色醬油的方法具有如下突出特點(diǎn)和優(yōu)勢：

[0019] 1.操作工藝簡(jiǎn)單、能耗低、易于連續生產(chǎn)和放大。

[0020] 2.能同時(shí)獲得低鈉優(yōu)質(zhì)醬油和淺色醬油，對醬油原液的利用率高。

[0021] 3.可以方便地通過(guò)選擇適當的納濾膜孔徑，調節操作工藝參數和方式，得到具有不同脫鹽率，不同醬油品級的低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，以滿(mǎn)足不同的應用要求。

附圖說(shuō)明

[0022] 圖1.本發(fā)明利用納濾技術(shù)生產(chǎn)低鈉優(yōu)質(zhì)醬油和淡色醬油的工藝流程圖。附圖標記

[0023] 1.原料槽 2.進(jìn)料泵

4[0024] 3.微濾膜組件或超濾膜組件 4.稀釋槽或滲濾溶劑槽

[0025] 5.進(jìn)料泵 6.放料閥

[0026] 7. 一級納濾膜組件 8. 二級納濾膜組件

具體實(shí)施方式

[0027] 下面結合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明所涉及的主題保護范圍并非僅限于這些實(shí)施例。

[0028] 實(shí)施例1

[0029] 請參見(jiàn)圖1。一種利用納濾技術(shù)生產(chǎn)低鈉優(yōu)質(zhì)醬油和淡色醬油方法的裝置包括原料槽1、進(jìn)料泵2、微濾膜組件3、稀釋槽或滲濾溶劑槽4、進(jìn)料泵5、放料閥6、一級納濾膜組件7、二級納濾膜組件8 ；一級納濾過(guò)程采用稀釋-濃縮方式。

[0030] 首先將特原醬油（氨基酸態(tài)氮含量約為1. 12g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為19. 9g/100mL,鹽含量約為17. 7wt% )通過(guò)孔徑約為0. Ium的微濾膜組件3 (聚偏氟乙烯 (PVDF)膜），所得的透過(guò)液（氨基酸態(tài)氮含量約為1.01g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為16. 5g/100mL，鹽含量約為17. 7wt% )在稀釋槽4中用水稀釋至原體積的2倍后，在常溫下（25°C )，以6. 64L. πΓ2. h—1的膜通量透過(guò)截留分子量（MWCO)約為150Da的一級納濾膜組件7 (聚酰胺復合納濾膜），其操作壓力約為20?3;3bar，將截留液濃縮到原體積后，開(kāi)啟放料閥6，得到低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，所得產(chǎn)品不僅色澤鮮艷、香氣濃郁、滋味醇厚鮮美，而且各項理化指標均達到了國家特級醬油的標準（見(jiàn)表1)。

[0031] 表 1

[0032]

[0033] 然后將一級納濾脫鹽后的透過(guò)液用截留分子量約為IOODa的二級納濾膜組件 8 (聚酰胺復合納濾膜）濃縮至原體積的6倍，所得淡色醬油呈淡黃色，香氣濃郁、味道鮮美， 其氨基酸態(tài)氮含量約為0. 60g/100mL,可溶性無(wú)鹽固形物含量約為7. 4g/100mL,鹽含量約為 8. 5wt%。

[0034] 實(shí)施例2

[0035] 采用和實(shí)施例1相同的裝置，一級納濾過(guò)程采用滲濾方式。

[0036] 特原醬油的微濾操作同實(shí)施例1，將特原醬油通過(guò)孔徑約為0. Ium的微濾膜組件 3 (PVDF膜），將所得的透過(guò)液直接注入截留分子量約為150Da的一級納濾膜組件7 (聚酰胺復合納濾膜），然后在膜通量為6. 64L. m_2. tT1，操作壓力約為41?3;3bar下，不斷加入去離子水進(jìn)行滲濾，直至醬油中鹽含量降至9%以下，其中加水速率與納濾膜的透過(guò)速率相等； 開(kāi)啟放料閥6，得到低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，所得產(chǎn)品不僅色澤鮮艷、香氣濃郁、滋味醇厚鮮美，而且各項理化指標均達到了國家特級醬油的標準（見(jiàn)表2)。

[0037]表 2

[0038]

[0039] 一級納濾后的透過(guò)液采用和實(shí)施例1相同的二級納濾操作，所得淡色醬油呈淡黃色，香氣濃郁、味道鮮美，其氨基酸態(tài)氮含量約為0. 55g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為 7. 36g/100mL，鹽含量約為 8. 68wt%0

[0040] 實(shí)施例3

[0041] 采用和實(shí)施例1相同的裝置，一級納濾過(guò)程采用稀釋-濃縮與滲濾相結合的方式。

[0042] 特原醬油的微濾操作同實(shí)施例1，將所得的微濾透過(guò)液用水稀釋至原體積的1. 25 倍，然后在常溫下（25°C )，以6. 64L. m-2. 的膜通量透過(guò)截留分子量約為150Da的一級納濾膜組件7 (聚酰胺復合納濾膜），透過(guò)液濃縮至原體積，然后再進(jìn)行同實(shí)施例2的滲濾操作，直至醬油中含鹽量降至9%以下，開(kāi)啟放料閥6，得到低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，所得產(chǎn)品不僅色澤鮮艷、香氣濃郁、滋味醇厚鮮美，而且各項理化指標均達到了國家特級醬油的標準（見(jiàn)表 3)。

[0043]表 3

[0044]

[0045] 一級納濾后的透過(guò)液采用和實(shí)施例1相同的二級納濾操作，所得淡色醬油呈淡黃色，香氣濃郁、味道鮮美，其氨基酸態(tài)氮含量約為0. 55g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為 7. 0g/100mL，鹽含量約為 8. 9wt%。

[0046] 實(shí)施例4

[0047] 采用和實(shí)施例1相同的裝置和方式。

[0048] 首先將特原醬油（氨基酸態(tài)氮含量約為1. 12g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為19. 9g/100mL，鹽含量約為17. 7wt% )通過(guò)截留分子量約為IOOOOODa的超濾膜組件 3 (聚砜復合膜），所得的透過(guò)液（氨基酸態(tài)氮含量約為1.0g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為15. 9g/100mL,鹽含量約為17. Owt % )在稀釋槽中稀釋至原體積的2倍后，在常溫下（25°C )，以6. 64L. πΓ2. h—1的膜通量透過(guò)截留分子量約為150Da的一級納濾膜組件7 (聚酰胺復合納濾膜），其操作壓力約為20?40bar，將截留液濃縮到原液體積的四分之三體積后，開(kāi)啟放料閥6，得到低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，所得產(chǎn)品不僅色澤鮮艷、香氣濃郁、滋味醇厚鮮美，而且各項理化指標均超過(guò)國家特級醬油的標準（見(jiàn)表4)。

[0049] 表 4

[0050]

[0051] 一級納濾后的透過(guò)液采用和實(shí)施例1相同的二級納濾操作，所得淡色醬油呈淡黃色，香氣濃郁、味道鮮美，其氨基酸態(tài)氮含量約為0. 57g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為7. 23g/100mL，鹽含量約為 8. 5wt%0

[0052] 實(shí)施例5

[0053] 采用和實(shí)施例1相同的裝置和方式。

[0054] 首先將三級醬油（氨基酸態(tài)氮含量約為0. 42g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為9. 93g/100mL，鹽含量約為18. 6wt% )通過(guò)截留分子量（MWCO)約為IOOOOODa的超濾膜組件3 (聚砜復合膜），所得的透過(guò)液（氨基酸態(tài)氮含量約為0. 41g/100mL，可溶性無(wú)鹽固形物含量約為9. 75g/100mL，鹽含量約為18. 5wt% )在稀釋槽中用去離子水稀釋至原體積的2 倍后，在常溫下（25°C )，以6. 64L. m_2. IT1的膜通量透過(guò)截留分子量約為150Da的一級納濾膜組件7 (聚酰胺復合納濾膜），其操作壓力約為20?40bar，將截留液濃縮到原液體積的二分之一體積后，開(kāi)啟放料閥6，得到低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，所得產(chǎn)品不僅色澤鮮艷、香氣濃郁、滋味醇厚鮮美，而且各項理化指標均超過(guò)國家一級醬油的標準（見(jiàn)表幻?？梢?jiàn)，采用本工藝， 可以將低等級的醬油產(chǎn)品提高到更高等級產(chǎn)品。

[0055] 表 5

[0056]