一种基于膜过滤技术的降低酱油中食盐含量的方法与流程

本发明属于调味品加工领域，具体涉及一种基于膜过滤技术的降低酱油中食盐含量的方法。

背景技术：

酱油是我国传统的调味品，它是从豆酱演变和发展而成的，至今已有3000多年的历史。我国的酱油生产普遍采用固态低盐发酵法。目前，市面上许多高品质的酱油往往采用传统的老酱法生产酱油，也就是天然嗮露发酵法。这种方法生产出来的酱油风味独特、芳香浓郁。但是，唯一的缺点是日晒夜露的自然发酵酿制时间很长，也就需要加入大量的食盐防止酱油变质腐败。而过量的食盐摄入人体会患肾病、心脏病或高血压。因此，人体长期食用高盐浓度的酱油，有患这些疾病的危险。

膜过滤是利用膜的选择性的只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过过滤膜而实现对液体混合物进行分离的膜过程。膜过滤技术具有过程简单、经济性好、没有相变化、分离系数较大，节能、高效、无二次污染，能在常温下连续操作等优势。膜过滤技术已在食品、制药、化工、环保等领域应用多年，应用非常广泛，技术成熟。目前，已有部分膜过滤技术应用到酱油脱盐的报道。

公开号为cn101352228的中国专利中，记载了采用酱油原液先通过微滤或超滤膜过滤后、用纳滤膜水洗酱油的办法进行脱盐的技术方案，该技术方案中不断加入洗水脱出酱油中的食盐，得到的截留液为低钠酱油。该专利存在以下缺点：

(1)洗水带走食盐的同时不可避免的带走大量小分子物质，而这种小分子物质是酱油风味物质的重要组成部分，由于在前期微滤或超滤阶段拦截了酱油中的大分子物质和水洗过程中损失了大量的小分子芳香类物质，得到的酱油为风味寡淡的所谓“淡色酱油”，严重的影响了酱油的原有风味和营养成分；

(2)该专利在高盐状态下操作压力高，为10～45bar，投资成本和使用成本较高，膜通量小，生产效率较低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种基于膜过滤技术的降低酱油中食盐含量的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于膜过滤技术的降低酱油中食盐含量的方法，包括以下步骤：(1)将酱油原料进行微滤澄清除杂，得到微滤清液，将所得微滤清液分成两部分，一部分为调配原料，直接用于调配低盐酱油，另一部分进行超滤处理，超滤后得到超滤截留液和超滤透过液；(2)所述超滤透过液进行稀释-纳滤处理，得到纳滤透过液和纳滤截留液，所述纳滤透过液返回发酵工序；(3)所述超滤截留液、纳滤截留液和微滤清液中两种或者以上相互混合调配低盐酱油。

进一步的，步骤(2)中，进行纳滤时，纳滤的操作温度为15～35℃，操作压力为6～9bar，滤速为3l/m²·h～30l/m²·h。

进一步的，所述纳滤设备为有机材质或无机材质的膜，滤膜结构为卷式、蝶式和板式纳滤膜装置中的一种，过滤精度为50da～1000da中的一种或一个区间范围。

进一步的，所述步骤(1)中，超滤膜为无机膜或者有机膜，滤膜结构为卷式、碟式、板式、中空纤维和管式中的一种，其截留分子量为5000da～250000da中的一种或一个区间范围。

进一步的，步骤(2)中，加入稀释水的体积为待纳滤的超滤透过液的体积的1～10倍。

进一步的，所述微滤澄清的过滤精度为10nm～100000nm中的任意一种或几种组合。

进一步的，所述微滤澄清除杂后的酱油用于膜过滤脱盐占酱油总量的比为10％、20％、30％、50％、80％中的一种，或根据需要脱出食盐的数量采用占酱油总量任意比例；在超滤或者纳滤过程中，加入透析水的量占酱油总量的比为10％、20％、30％、50％、80％中的一种，或根据需要脱出食盐的数量采用占酱油总量任意比例。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明方法中，微滤除去酱油原料中的一些悬浮颗粒物，使得酱油原料变得澄清，将部分微滤清液进行超滤得到超滤截留液和超滤透过液，超滤截留液中含有大量大分子的营养成份以及芳香性物质，且含盐量低，超滤透过液中含有较高盐分，以及大量小分子营养成分以及芳香性物质，将超滤透过液再进行稀释-纳滤得到纳滤透过液和纳滤截留液，纳滤透过液中的含盐量以及营养物质和芳香性物质极低，而纳滤截留液中含有较高的盐分和大量营养物质和芳香性物质，因此，将超滤截留液、纳滤截留液与经微滤后的酱油原液(即前述的微滤清液)按需进行混合，便可以得到低盐、高营养物质的低盐酱油。

本发明摒弃了背景技术中提到的公开号为cn101352228的中国专利中记载的采用全部酱油进行膜过滤脱盐、截留液为低盐酱油的工艺路线，采用仅仅对部分澄清酱油原液进行膜过滤脱盐的技术手段，将截留液与酱油原液进行调配，即分别将大分子和小分子的营养物质及芳香性物质收集并混合，降低小分子量营养成份和芳香性物质的损失，总的有效物质损失更少，最大程度的保留了酱油原液中的营养物质以及芳香性物质，确保原有风味不受影响，得到的低盐酱油酱香浓郁、风味厚重。避免了现有技术的膜过滤方式导致的仅仅只收集小分子营养物质及芳香性物质而生产的味道寡淡的“淡色酱油”。且本发明将不同批次的酱油混合，降低了不同批次酱油之间的差异性。

本发明方法中，由于需要纳滤浓缩的高盐酱油较少，因此对于待纳滤的高盐酱油可以加水稀释的倍数更大，降低了纳滤工序的盐浓度，因此纳滤时的操作压力更低，具体为6～9bar，纳滤的操作压力大幅度降低可减少15％的设备一次性投资成本和35％设备运行成本约，且由于本发明需要纳滤浓缩的高盐酱油较少，在制备相同浓度的低盐酱油时，相比于现有技术，本发明单位时间内制得的低盐酱油更多，生产效率提高。本发明进行纳滤时，滤速为3l/m²·h～30l/m²·h，相比于现有技术，即使采用相同的滤速，本发明同样生产效率更高。

本发明采用纳滤透过液回用到生产中循环发酵，回收了大量容易被吸收的营养成份和芳香类物质，使部分营养成份反复发酵，提高了酱油原液中能够给小分子类物质的有效浓度，能避免纳滤脱盐对原液小分子物质带来的损失，最大限度的保留了酱油的原有风味，体现了循环经济的价值，环境友好。

本发明以纳滤装置和超滤装置为本发明的主要设备，且在选择纳滤膜时，具体选择有机材质或者无机材质的膜，滤膜结构为卷式、蝶式或者板式结构，超滤膜为无机膜或者有机膜，滤膜结构为卷式、碟式、板式、中空纤维和管式中的一种。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

现以1000公斤约18％的高盐酱油盐浓度降到最佳值约10％左右为例，采用本发明方法进行酱油脱盐：

(1)将1000公斤酱油原料进行微滤澄清除杂，所述微滤澄清的过滤精度为1200nm，得到微滤清液，将所得微滤清液分成两等分，分别为微滤清液一和微滤清液二，微滤清液一为调配原料，直接用于调配低盐酱油，微滤清液二进行超滤处理，超滤设备为卷式结构、且为有机膜，其过滤精度为30kd，超滤过程中与滤速大小一致缓慢加入500kg透析水，得到超滤截留液50kg和超滤透过液950kg；

(2)超滤透过液中与滤速大小一致缓慢加入450kg纯水进行稀释，再进行纳滤处理，纳滤的操作温度为20℃，操作压力为8bar，滤速为13l/m²·h，纳滤设备的过滤精度为是300da，纳滤膜为有机膜，且为卷式结构，纳滤过程中与滤速大小一致缓慢加入600kg透析水，得到纳滤透过液1550kg和纳滤截留液450kg，所述纳滤透过液返回发酵工序回收盐和小分子物质；

(3)将微滤清液一、超滤截留液和纳滤截留液进行混合调配低盐酱油，得到的成品酱油中，盐含量为10.2％，大分子物质100％，小分子物质79.38％。

具体情况如下表1所示。

表1本发明方法生产数据统计及计算

对比例1

现以1000公斤约18％的高盐酱油盐浓度降到最佳值约10％左右为例，采用传统技术的微滤-超滤-纳滤的方法进行酱油脱盐：

(1)将1000公斤酱油原料进行微滤澄清除杂，所述微滤澄清的过滤精度为1200nm，得到微滤清液；

(2)将所得微滤清液进行超滤，超滤设备为卷式结构、且为有机膜，其过滤精度为30kd，得到超滤截留液50kg和超滤透过液950kg；

(3)超滤透过液中加入1050kg纯水进行稀释，再进行纳滤处理，纳滤的操作温度为20℃，操作压力为41bar，滤速为13l/m²·h，纳滤设备的过滤精度为是300da，纳滤膜为有机膜，且为卷式结构，得到纳滤透过液1050kg和纳滤截留液950kg，所得纳滤截留液即为成品酱油，其盐含量为10.26％，大分子物质完全被流失，保留部分小分子物质，为52.25％。

具体情况如下表2所示。

表2.传统膜过滤专利技术生产数据统计及计算

从表1、表2生产上实际统计及计算可知：

(1)总损失率分析：计算以上大分子物质总量占比和小分子物质总量占比，并计算了两种不同膜过滤脱盐方法的大分子营养物质和小分子芳香类物质发，本发明方法的损失率远仅小于现有技术方法的损失率，为现有技术的约30％，保留了绝大部分酱油的传统风味，风味上更优于现有技术。

(2)对上述超滤透过液分析：本发明方法在超滤透过液中加入450kg稀释水后的盐浓度为6.43％，通过不断加透析水后的最终运行浓度为2.6％，纳滤系统在8bar左右就可以获得很好的清液通量，技术实施难度小、一次性投入小、运行费用低、经济性好；而现有技术超滤透过液加入1050kg稀释水后的盐浓度为9.00％，最终运行浓度为10.26％。由此可见，如果要获得一定的清液通量，现有需要40bar以上的操作压力，设备加工技术难度大、一次性投入大、运行费用高，非常不经济。

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