本發(fā)明涉及醬油生產(chǎn)，具體為一種從高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬醪中連續(xù)分離醬油原汁的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、高鹽稀態(tài)發(fā)酵方式是目前醬油生產(chǎn)的主流發(fā)酵方式，其主要是以大豆和/或脫脂大豆、小麥和/或小麥粉和/或麥麩為主要原料，經(jīng)蒸煮、曲霉菌制曲后與鹽水混合成稀醬醪(水分約65％左右、呈流動(dòng)狀態(tài))。醬醪發(fā)酵成熟之后，需經(jīng)過固液分離提取醬油原汁，再進(jìn)入后續(xù)調(diào)配、滅菌及成品灌裝流程。
2、自1991年我國首條醬油壓榨線投產(chǎn)以來，間歇式板框壓榨及其改進(jìn)型(半自動(dòng)壓榨)一直是行業(yè)主流的分離技術(shù)。該技術(shù)通過布漿、液壓壓榨、卸渣等步驟實(shí)現(xiàn)固液分離，為醬油產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。然而，該技術(shù)體系本質(zhì)上仍屬于間歇式、半開放式操作，存在固有瓶頸，隨著食品工業(yè)向高效、清潔、自動(dòng)化方向不斷發(fā)展，該工藝也逐漸顯現(xiàn)出一定的局限性：
3、一是當(dāng)前單批壓榨周期仍較長(10-12h/批次)，且在調(diào)整壓榨籠、清理濾布等環(huán)節(jié)需要依賴較多人工，制約了整體產(chǎn)能的進(jìn)一步釋放；
4、二是現(xiàn)有壓榨過程多在敞開或半敞開環(huán)境下進(jìn)行，且作業(yè)環(huán)境易出現(xiàn)醬油殘留和氣味擴(kuò)散，對(duì)車間衛(wèi)生管理提出較高要求，也加重了后續(xù)滅菌工序的負(fù)荷；
5、三是濾布是目前壓榨工藝的核心耗材，清洗、維護(hù)過程較為繁瑣，并會(huì)產(chǎn)生一定量的高鹽有機(jī)廢水，后續(xù)處理成本較高。
6、為提升分離效率與品質(zhì)，業(yè)界進(jìn)行了一些技術(shù)探索。例如，中國發(fā)明專利cn105962291a公開了一種“隔膜壓濾循環(huán)透洗與固液分離一體化”方法，旨在提高氨基酸回收率和醬油澄清度，但其仍未脫離板框壓榨的框架，未能實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)。
7、因此，本領(lǐng)域亟需一種能夠突破傳統(tǒng)壓榨思維定式，實(shí)現(xiàn)高效、清潔、連續(xù)化生產(chǎn)的醬油原汁分離新方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種從高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬醪中連續(xù)分離醬油原汁的方法及系統(tǒng)，能夠解決上述背景技術(shù)中提及的技術(shù)問題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明第一方面提供了從高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬醪中連續(xù)分離醬油原汁的方法，包括以下步驟：
4、步驟一，對(duì)成熟醬醪進(jìn)行加熱并離心處理，得到第一液相和第一固相；
5、步驟二，對(duì)所述第一固相進(jìn)行至少一級(jí)的酒精溶液萃取，并對(duì)每次萃取后得到的混合液進(jìn)行離心分離；
6、步驟三，對(duì)步驟一中得到的所述第一液相進(jìn)行高速離心處理，得到澄清的醬油原汁基液；
7、步驟四，將步驟二中每次萃取后經(jīng)離心分離得到的液相分別進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，得到與所述醬油原汁基液固形物含量相匹配的濃縮液；
8、步驟五，將所述醬油原汁基液與步驟四中得到的所有濃縮液合并，得到最終的醬油原汁。
9、在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟一中，所述醬醪加熱溫度為40-50℃，該溫度范圍可降低醬醪粘度，提升分離效果，同時(shí)避免過高溫度導(dǎo)致的酶失活及風(fēng)味物質(zhì)揮發(fā)。
10、在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟二中，采用濃度為2-5％的低濃度食用酒精溶液對(duì)所述第一固相進(jìn)行至少一級(jí)的萃取和離心分離。醬醪中氨基酸多數(shù)是水溶性氨基酸，低濃度食用酒精具有較高極性，與水互溶性強(qiáng)，可有效溶解包括氨基酸在內(nèi)的高極性物質(zhì)。而且，發(fā)酵成熟的醬醪中酒精濃度也在2-5％左右，選用低濃度酒精可避免高濃度酒精導(dǎo)致的蛋白質(zhì)瞬時(shí)變性或聚集，維持醪液中蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸等呈味物質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)的穩(wěn)定性。
11、在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，采用濃度為60-80％的高濃度食用酒精溶液對(duì)采用低濃度食用酒精萃取和離心得到的最后一級(jí)固相進(jìn)行一級(jí)萃取和離心分離。高濃度食用酒精極性降低，更易溶解發(fā)酵過程中的脂溶性色素、功能性成分以及風(fēng)味物質(zhì)，并通過氫鍵破壞膠體結(jié)構(gòu)，沉淀殘留蛋白質(zhì)，提升醪液澄清度，此外，高濃度食用酒精可以達(dá)到殺菌消毒的效果，降低生產(chǎn)過程中微生物污染風(fēng)險(xiǎn)。
12、在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，其特征在于，步驟一和步驟二中的離心分離所使用的設(shè)備為臥式螺旋離心設(shè)備，離心因數(shù)控制在3000-4000g。
13、在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟三中的高速離心處理所使用的設(shè)備為碟片離心機(jī)，離心因數(shù)控制在8000-15000g。
14、在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，步驟四中所述蒸發(fā)濃縮采用降膜濃縮設(shè)備，蒸發(fā)溫度控制在65℃以下。該設(shè)備能夠擴(kuò)大蒸發(fā)面積、加速蒸發(fā)速率，并支持連續(xù)化生產(chǎn)，且該溫度設(shè)置能夠降低風(fēng)味物質(zhì)損耗。
15、在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，收集步驟四中蒸發(fā)濃縮所產(chǎn)生的冷凝液，將所述冷凝液回收并循環(huán)用于步驟二中的酒精溶液調(diào)配中。
16、本發(fā)明第二方面提供了一種醬油原汁，采用上述任一項(xiàng)從高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬醪中連續(xù)分離醬油原汁的方法制得。
17、本發(fā)明第三方面提供了用于實(shí)現(xiàn)上述方法的高鹽稀態(tài)發(fā)酵醬醪連續(xù)分離系統(tǒng)，包括：
18、加熱單元，用于醬醪的連續(xù)加熱。
19、第一離心單元，用于醬醪的固液分離；
20、第二離心單元，用于第一液相的澄清處理；
21、萃取與離心單元，用于酒精溶液與固相的混合萃取以及離心分離；
22、濃縮單元，用于對(duì)經(jīng)酒精萃取后離心分離得到的液相進(jìn)行蒸發(fā)濃縮；
23、酒精調(diào)配單元，用于冷凝液的回收與酒精溶液的調(diào)配。
24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
25、一、采用多級(jí)梯度酒精萃取與高效離心分離的集成創(chuàng)新
26、本發(fā)明打破了傳統(tǒng)單純依靠物理壓榨的分離思路，創(chuàng)新性地引入了“多級(jí)梯度酒精萃取”與“高效離心分離”相耦合的工藝：
27、第一步(初級(jí)分離)：將醬醪加熱后，先通過臥螺離心機(jī)進(jìn)行初級(jí)固液分離，快速得到大部分第一液相(醬油原汁)；
28、第二步(梯度萃取)：隨后，對(duì)分離出的固相(醬渣)并非直接廢棄，而是先后采用低濃度(2-5％)和高濃度(60-80％)食用酒精溶液進(jìn)行多級(jí)逆流萃取。低濃度酒精極性高，可高效萃取水溶性氨基酸等呈味物質(zhì)；高濃度酒精極性低，可有效溶解萃取出脂溶性風(fēng)味物質(zhì)(如酯類)和色素，并具有殺菌和破乳作用，提高提取液澄清度；
29、第三步(高效分離)：每一步萃取后都立即配套離心分離，實(shí)現(xiàn)固液的快速、高效分離。
30、該創(chuàng)新點(diǎn)的有益效果在于：
31、1、極大提升生產(chǎn)效率：離心分離過程快速連續(xù)，將單批處理時(shí)間從傳統(tǒng)壓榨的8-14小時(shí)縮短至1-2小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了近乎連續(xù)的自動(dòng)化生產(chǎn)，產(chǎn)能得以極大釋放。
32、2、顯著提高提取率與產(chǎn)品價(jià)值：該方案能最大程度地提取醬渣中殘留的風(fēng)味和功能物質(zhì)，將醬油原汁的收率從傳統(tǒng)方法的85％提升至90％以上，最高可達(dá)94％。同時(shí)，提取出的原汁風(fēng)味物質(zhì)更豐富(果香味突出)、色澤更好(紅褐色)，且富含從醬渣中額外提取的大豆異黃酮等功能成分，提升了產(chǎn)品價(jià)值。
33、3、高濃度酒精的提取對(duì)于控制微生物具有積極作用，效果數(shù)據(jù)顯示，本發(fā)明產(chǎn)品菌落總數(shù)(～103cfu/ml)比傳統(tǒng)方法(～104cfu/ml)降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)，可以減輕后續(xù)滅菌的負(fù)擔(dān)。
34、二、提供全封閉式連續(xù)化生產(chǎn)工藝與在線資源循環(huán)系統(tǒng)
35、本發(fā)明設(shè)計(jì)了一套完整的全封閉連續(xù)化生產(chǎn)系統(tǒng)，從醬醪的管式加熱、臥螺離心、萃取混合、碟片離心精制到提取液的降膜蒸發(fā)濃縮，物料始終在相對(duì)封閉的管道和設(shè)備中運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了“零暴露”。同時(shí)，創(chuàng)新性地集成了在線資源循環(huán)系統(tǒng)，將蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生的冷凝液(本質(zhì)是酒精-水混合物)分別回收并精確調(diào)配回低濃度和高濃度酒精溶液，重新用于前端萃取步驟。
36、該創(chuàng)新點(diǎn)的積極效果在于：
37、1、資源循環(huán)與清潔化生產(chǎn)：酒精循環(huán)使用能夠大幅降低溶劑消耗與廢水排放，系統(tǒng)可配套cip在線清洗，符合gmp標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)環(huán)境與勞動(dòng)條件可以得到改善。
38、2、適于自動(dòng)化連續(xù)運(yùn)行與智能控制：連續(xù)化系統(tǒng)可與自動(dòng)化控制單元高度匹配，實(shí)現(xiàn)全流程智能、可控，對(duì)于降低勞動(dòng)強(qiáng)度與生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)穩(wěn)定性具有重要意義。