專利名稱：：利用納濾技術(shù)生產(chǎn)低鈉醬油和淡色醬油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于調(diào)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)：
：醬油始創(chuàng)于我國，有著幾千年悠久歷史，是人們餐桌上不可或缺的傳統(tǒng)調(diào)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(dá)到釀造醬油國家標(biāo)準(zhǔn)(GB18186-2000)的最低一級，在營養(yǎng)、風(fēng)味和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上與國際品牌相去甚遠(yuǎn)。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，但隨著我國人民物質(zhì)生活水平的提高和消費理念的轉(zhuǎn)變，具有良好的市場需求和廣闊的拓展空間。據(jù)報道，長期以來主導(dǎo)國際市場上中高檔醬油產(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1720wt%)，長期食用易導(dǎo)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下，低鹽醬油的研制和開發(fā)備受關(guān)注。目前，低鹽醬油的生產(chǎn)方法主要有兩種一是通過低鹽發(fā)酵法直接生產(chǎn)，即在發(fā)酵時減少食鹽的用量。有關(guān)這方面的報道國內(nèi)外均有許多，如CN1252952、CN1183240和CN1179911公開了醬油的低鹽固態(tài)發(fā)酵工藝；JP5219915、C畫55649、JP2117364、JP58138356和JP56160966等公開了醬油的低鹽稀態(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)酵過程中不能有效抑制雜菌的產(chǎn)生，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的營養(yǎng)和風(fēng)味欠佳，難以躋身優(yōu)質(zhì)醬油的行列。二是通過物理方法對高品質(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利，如JP11196815、JP7184592、JP4271764和JP60062956等。近年來，我國清華大學(xué)的劉賢杰等人也開始研究電滲析技術(shù)在醬油脫鹽中的應(yīng)用。但是由于該技術(shù)能耗高、設(shè)備投入大、產(chǎn)量低，因而較難實現(xiàn)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年申請過相關(guān)專利(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。而我國目前尚未見反滲透或納濾技術(shù)應(yīng)用于醬油中的報道。納濾技術(shù)在溶液脫鹽中的應(yīng)用優(yōu)勢主要有以下兩方面(1)分離過程無相變，無需加熱，操作簡單，節(jié)能，容易放大和與其它分離技術(shù)相集成；(2)大多數(shù)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、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(nèi)外均無類似報道，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(yīng)用的空白。
發(fā)明內(nèi)容本發(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12wtM，氨基酸態(tài)氮、可溶性固形物含量以及感官特征均達(dá)到并超過釀造醬油國家標(biāo)準(zhǔn)(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。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實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，其透過液采用稀釋-濃縮方式、滲濾方式或稀釋-濃縮與滲濾相結(jié)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程，所得的截留液為低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，而透過液則通過二級納濾濃縮后得到淡色醬油。上述高品質(zhì)醬油原液為通過高鹽稀態(tài)發(fā)酵而成的醬油原液。所述的微濾處理的微濾膜孔徑約為0.10.45um。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機膜。所述的一級納濾脫鹽操作過程中的稀釋-濃縮方式是將微濾或超濾處理后的醬油透過液用水稀釋至原體積的1.58倍，然后使混合液在一定壓力下透過納濾膜，截留液濃縮至原液體積或低于原液體積；所述的一級納濾脫鹽操作過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液中，然后使混合液在一定壓力下透過納濾膜，其中加水速率與納濾膜的透過速率相等。所述的一級納濾脫鹽操作過程中所用的納濾膜為有機復(fù)合膜，膜結(jié)構(gòu)為巻式、管式或平板式。所述的-一級納濾膜的截留分子量(MWCO)約為90500Da，一級納濾膜的膜通量為4.4L/m2h14L/m2h。所述的一級納濾脫鹽操作過程的溫度為205(TC，壓力為1045bar。所述的二級納濾濃縮過程中所用的納濾膜為有機復(fù)合膜，膜結(jié)構(gòu)為巻式、管式或平板式。所述的二級納濾膜的截留分子量(MWCO)小于150Da。所述的二級納濾濃縮過程中的截留液濃縮至原體積的28倍。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和優(yōu)勢1.操作工藝簡單、能耗低、易于連續(xù)生產(chǎn)和放大。2.能同時獲得低鈉優(yōu)質(zhì)醬油和淺色醬油，對醬油原液的利用率高。3.可以方便地通過選擇適當(dāng)?shù)募{濾膜孔徑，調(diào)節(jié)操作工藝參數(shù)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，以滿足不同的應(yīng)用要圖l.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(biāo)記具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。本發(fā)明所涉及的主題保護(hù)范圍并非僅限于這些實施例。1.原料槽3.微濾膜組件或超濾膜組件5.進(jìn)料泵7.—級納濾膜組件2.進(jìn)料泵4.稀釋槽或滲濾溶劑槽6.放料閥8.二級納濾膜組件實施例1請參見圖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l、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;—級納濾過程采用稀釋-濃縮方式。首先將特原醬油(氨基酸態(tài)氮含量約為1.12g/100mL，可溶性無鹽固形物含量約為19.9g/100mL，鹽含量約為17.7wt%)通過孔徑約為O.lum的微濾膜組件3(聚偏氟乙烯(PVDF)膜)，所得的透過液(氨基酸態(tài)氮含量約為1.01g/100mL，可溶性無鹽固形物含量約為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.m'lh—1的膜通量透過截留分子量(MWCO)約為150Da的一級納濾膜組件7(聚酰胺復(fù)合納濾膜)，其操作壓力約為2033bar，將截留液濃縮到原體積后，開啟放料閥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(biāo)均達(dá)到了國家特級醬油的標(biāo)準(zhǔn)(見表1)。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>然后將一級納濾脫鹽后的透過液用截留分子量約為100Da的二級納濾膜組件8(聚酰胺復(fù)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，可溶性無鹽固形物含量約為7.4g/100mL，鹽含量約為8.5wt%。實施例2采用和實施例1相同的裝置，一級納濾過程采用滲濾方式。特原醬油的微濾操作同實施例1，將特原醬油通過孔徑約為O.lum的微濾膜組件3(PVDF膜)，將所得的透過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(fù)合納濾膜)，然后在膜通量為6.64L.m'lh"，操作壓力約為4133bar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速率相等；開啟放料閥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(biāo)均達(dá)到了國家特級醬油的標(biāo)準(zhǔn)(見表2)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>一級納濾后的透過液采用和實施例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，可溶性無鹽固形物含量約為7.36g/100mL，鹽含量約為8.68wt%。實施例3采用和實施例1相同的裝置，一級納濾過程采用稀釋-濃縮與滲濾相結(jié)合的方式。特原醬油的微濾操作同實施例1，將所得的微濾透過液用水稀釋至原體積的1.25倍，然后在常溫下(25°C)，以6.64Lm—2.!!'1的膜通量透過截留分子量約為150Da的一級納濾膜組件7(聚酰胺復(fù)合納濾膜)，透過液濃縮至原體積，然后再進(jìn)行同實施例2的滲濾操作，直至醬油中含鹽量降至9%以下，開啟放料閥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(biāo)均達(dá)到了國家特級醬油的標(biāo)準(zhǔn)(見表3)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>一級納濾后的透過液采用和實施例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，可溶性無鹽固形物含量約為7.0g/100mL，鹽含量約為8.9wt%。實施例4采用和實施例1相同的裝置和方式。首先將特原醬油(氨基酸態(tài)氮含量約為1.12g/100mL，可溶性無鹽固形物含量約為19.9g/100mL，鹽含量約為17.7wt。/。)通過截留分子量約為100000Da的超濾膜組件3(聚砜復(fù)合膜)，所得的透過液(氨基酸態(tài)氮含量約為1.0g/100mL，可溶性無鹽固形物含量約為15.9g/100mL，鹽含量約為17.0wt%)在稀釋槽中稀釋至原體積的2倍后，在常溫下(25°C)，以6.64L.m-s.h-1的膜通量透過截留分子量約為150Da的一級納濾膜組件7(聚酰胺復(fù)合納濾膜)，其操作壓力約為2040bar,將截留液濃縮到原液體積的四分之三體積后，開啟放料閥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(biāo)均超過國家特級醬油的標(biāo)準(zhǔn)(見表4)。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>一級納濾后的透過液采用和實施例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，可溶性無鹽固形物含量約為7.23g/100mL，鹽含量約為8.5wt%。實施例5采用和實施例1相同的裝置和方式。首先將三級醬油(氨基酸態(tài)氮含量約為0.42g/100mL，可溶性無鹽固形物含量約為9.93g/100mL，鹽含量約為18.6wt%)通過截留分子量(MWCO)約為100000Da的超濾膜組件3(聚砜復(fù)合膜)，所得的透過液(氨基酸態(tài)氮含量約為0.41g/100mL，可溶性無鹽固形物含量約為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.h"的膜通量透過截留分子量約為150Da的一級納濾膜組件7(聚酰胺復(fù)合納濾膜)，其操作壓力約為2040bar，將截留液濃縮到原液體積的二分之一體積后，開啟放料閥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(biāo)均超過國家一級醬油的標(biāo)準(zhǔn)(見表5)?？梢姡捎帽竟に?，可以將低等級的醬油產(chǎn)品提高到更高等級產(chǎn)品。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1.一種利用納濾技術(shù)生產(chǎn)低鈉醬油和淡色醬油的方法，其特征是將醬油原液進(jìn)行微濾或超濾處理，其透過液采用稀釋-濃縮方式、滲濾方式或稀釋-濃縮與滲濾相結(jié)合的方式進(jìn)行一級納濾脫鹽操作過程，所得的截留液為低鈉醬油，而透過液則通過二級納濾濃縮后得到淡色醬油。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的微濾處理的微濾膜孔徑為0.10.45um。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的超濾處理的超濾膜的截留分子量不小于100000Da。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的一級納濾脫鹽操作過程中的稀釋-濃縮方式是將微濾或超濾處理后的醬油透過液用水稀釋至原體積的1.58倍，然后使混合液在一定壓力下透過納濾膜，截留液濃縮至原液體積或低于原液體積；所述的一級納濾脫鹽操作過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液中，然后使混合液在一定壓力下透過納濾膜，其中加水速率與納濾膜的透過速率相等。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是所述的一級納濾脫鹽操作過程中所用的納濾膜為有機復(fù)合膜，膜結(jié)構(gòu)為巻式、管式或平板式。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征是所述的納濾膜的截留分子量為90500Da，納濾膜的膜通量為4.4L/m2h14L/m2h。7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征是所述的一級納濾脫鹽操作過程的溫度為2050'C，壓力為1045bar。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的二級納濾濃縮過程中的截留液濃縮至原體積的28倍。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的二級納濾濃縮過程中所用的納濾膜為有機復(fù)合膜，膜結(jié)構(gòu)為巻式、管式或平板式。10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的方法，其特征是所述的二級納濾膜的截留分子量小于150Da。全文摘要本發(fā)明屬于調(diào)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。首先將高品質(zhì)醬油原液進(jìn)行微濾或超濾處理，其透過液采用稀釋-濃縮方式、滲濾方式或稀釋-濃縮與滲濾相結(jié)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程，所得的截留液為低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，而透過液則通過二級納濾濃縮后得到淡色醬油。此外，利用本工藝還可以將低等級醬油產(chǎn)品提高到更高等級產(chǎn)品。本發(fā)明不僅操作工藝簡單、能耗低、易于連續(xù)生產(chǎn)和放大，而且能同時獲得低鈉優(yōu)質(zhì)醬油和淡色醬油，對醬油原液的利用率高。通過選擇適當(dāng)?shù)募{濾膜，調(diào)節(jié)操作工藝參數(shù)和方式，還可以得到具有不同脫鹽率，不同醬油品級的低鈉優(yōu)質(zhì)醬油，以滿足不同的應(yīng)用要求。文檔編號A23L1/238GK101352228SQ20071011963公開日2009年1月28日申請日期2007年7月27日優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日發(fā)明者萬印華,崔占峰,杭曉峰,羅建泉,儀蘇,蘇志國,陳向榮,馬光輝申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所