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第五章食醋生产第一节概述一、食醋及其营养价值1.定义以粮食、果实、酒类等含有淀粉、糖类、酒精的物质为原料，经微生物发酵酿制而成的一种酸性调味品。2.营养价值食醋不仅含有醋酸，而且还含有一定量的氨基酸、有机酸、糖等物质。因此，食醋具有以下几种作用。⑴增进食欲⑵防止疾病⑶提高食物中营养成分的吸收率⑷杀菌作用二、食醋的种类及生产工艺⑵按所用糖化曲分类大曲醋（山西老陈醋）、小曲醋（镇江香醋）、红曲醋、麸曲醋（辽宁喀左陈醋）等。1.食醋的种类⑴按原料分米醋、麸醋、果醋、酒醋、代用原料醋等。著名的有四川保宁麸醋、广东果醋。⑶按发酵工艺分类固态发酵醋——山西老陈醋、镇江香醋液态发酵醋——福建红曲醋、广东果醋固液发酵醋——北京龙门醋、四川麸醋⑷按成品的色泽分类熏醋淡色醋白醋。2.生产工艺⑴固态发酵法指发酵时物料呈固态的一种酿醋工艺。缺点：成本高，生产周期长，劳动强度大。工艺特点：原料——粮食辅料——麸皮填充料——谷糠、稻壳糖化发酵剂——麸曲、大曲、小曲生产周期——1个月以上⑵液态发酵法指发酵时物料呈液态的一种酿醋工艺。即酒醪或淡酒液接入醋酸菌后，以深层通气或表面静止发酵法酿醋。特点：不用辅料、劳动强度低；可减少杂菌污染机会，并有利于实现管道输送；机械化强度高；生产周期短；食醋风味较固态法的醋差一些。第二节原料一、制醋原料1．主料主料是指能被微生物发酵而生成醋酸的主要原料，它包括含淀粉、含糖或含酒精的物质，如谷物、薯类、果蔬、糖蜜、酒类及野生植物等。南方——大米北方——高粱、甘薯、小米及玉米也可用一些含淀粉质、糖及酒精的代用原料制醋。2．辅料作用：提供微生物活动所需要的营养物质，增加食醋中糖分和氨基酸的含量，有助于形成食醋的色、香、味。辅料还起着吸收水分、疏松醋醅及贮藏空气的作用。常用的辅料细谷糠(也叫统糠)、麸皮或豆粕。3．填充料作用：疏松醋醅，使空气流通，利于醋酸菌进行好氧发酵。要求：接触面积大，其纤维质具有适当的硬度和惰性。常用的填充料：谷壳、稻壳(砻糠)、高粱壳、玉米秸、玉米芯、高粱秸、刨花、浮石以及多空玻璃纤维等。4．添加剂(1)食盐以抑制醋酸菌活动，防止其对醋酸的进一步分解。食盐还能起调和食醋风味的作用。(2)砂糖增加甜味(3)芝麻、茴香、生姜等赋予食醋特殊的风味(4)炒米色增加色泽和香气5.糖化剂和发酵剂②小曲（酒药或药曲）小曲中微生物酶系丰富，酿制的醋风味独特。但对原料的适应性较差，多应用于以糯米、大米与高粱为主料的酿醋工艺。（1）常用糖化剂和发酵剂的种类①大曲（块曲或砖曲）小曲品种较多，有药小曲（酒曲丸）、酒曲饼、无药白曲、纯种混合曲及浓缩甜酒药等。③麸曲以麸皮为原料，纯种培养黑曲霉或黄曲霉而制成。这类曲多用于普通醋的生产。④红曲采用红曲霉在米饭上纯粹培养而成。有较强的糖化力，并富有红色素与黄色素，主要应用于红曲醋与玫瑰醋的酿造。⑤酶制剂以细菌或曲霉菌为种子，经深层通风液体培养而得。有液体曲和固态酶制剂。催化力强。⑥酒母⑦醋母即“醋酸发酵之母”。醋酸发酵主要是由醋酸菌引起的，它能氧化酒精为醋酸，是醋酸发酵中最重要的菌(２)常用糖化菌、酵母菌和醋酸菌的种类⑴常用糖化菌及其特性①甘薯曲霉培养最适温度为37℃。含有较强活力的单宁酶与糖化酶，有生成有机酸的能力。适宜于甘薯及野生植物酿醋时作糖化菌用。常用的菌株为AS3.324。②邬氏曲霉邬氏曲霉是由黑曲霉中选育出来的。该菌能同化亚硝酸盐，淀粉糖化能力很强，α-淀粉酶和β-淀粉酶活力都很高，并有较强的单宁酶与耐酸能力，适用于甘薯及代用原料生产食醋。常用的菌株为AS3.758。③河内曲霉又称白曲霉，是邬氏曲霉的变异菌株。其主要性能和邬氏曲霉大体相似，但生长条件粗放，适应性强。生长适温为34℃左右，该菌主要在东北地区广泛使用。另外，酶系也较母株邬氏曲霉单纯，用于酿醋，风味较好。④泡盛曲霉最适生长温度30～35℃。能生成曲酸和柠檬酸。淀粉酶活力较强。⑵常用酵母菌及其特性①拉斯2号酵母（RaseⅡ）可发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖，不发酵乳糖。25～27℃下液体培养3天，稍浑浊，有白色沉淀。②拉斯12号酵母（RaseⅫ）③南洋混合酵母（1308）可发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖，不发酵乳糖、菊糖和蜜二糖。④南洋5号酵母（1300）可发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖和1/3棉子糖，不发酵乳糖、菊糖、蜜二糖。⑤K字酵母细胞呈卵圆形，细胞较小，生长迅速。适于高粱、大米、薯干原料生产酒精、食醋。⑥活性干酵母（ActiveDryYeast，简称ADY）活性干酵母的特点是操作简便，起发速度快，出品率高。⑶常用醋酸菌及其特性①AS.1.41该菌的细胞呈杆形，常呈链锁状。革兰氏阴性。该菌专性好气，最适培养温度为28～30℃，最适产酸温度为28～33℃，耐酒精度在8%以下，最高产酸量达7%～9%（醋酸计）。该菌转化蔗糖力很弱，产葡萄糖酸力也很弱；能氧化醋酸为CO2和H2O，也能同化铵盐。②沪酿1.01该菌好气性，能将酒精氧化成醋酸，也能将葡萄糖氧化成葡萄糖酸；并能将醋酸氧化成CO2和H2O。最适培养温度为30℃，最适产酸温度为32～35℃。③许氏醋酸菌许氏醋酸菌为国外有名的速酿醋菌种，产酸率高达11.5%(以醋酸计）。最适培养温度25～27.5℃；在37℃时不能将酒精氧化成醋酸，对醋酸不能进一步氧化。④纹膜醋酸菌纹膜醋酸杆菌是日本酿醋的主要生产菌株。在高浓度酒精（14%～15%）溶液中也能缓慢地进行发酵，产醋酸最大可达8.75%（以醋酸计），能将醋酸进一步分解成CO2和H2O。耐高糖，在40%～50%葡萄糖溶液中仍能生长。二、原料的选择原则(1)价格低廉。(2)淀粉(或糖、酒精)含量高。(3)资源丰富，产地离工厂近。(4)容易贮藏。(5)不霉烂变质，符合卫生要求。三、原料的处理1．目的与方法①避免磨损机械设备，堵塞管路、阀门和泵等②剔除霉变的原料，以免降低食醋的产量和质量。③方法：谷物原料多采用分选机将原料中的尘土和轻的夹杂物吹出，并经过几层筛子把谷粒筛选出来。鲜薯类，一般采取洗涤的方法，以除去附着于薯类表皮上的砂土。在洗涤薯类时，多采取搅拌棒式洗涤机。2．粉碎与水磨原料粉碎常用的设备：①刀片轧碎机；②锤击式粉碎机；③钢磨。一般使用锤击式粉碎机，粉碎度越细越好。水磨原料时采用的钢磨可根据处理量来选择。3．蒸煮目的：使淀粉吸水膨胀，由颗粒状态转变为溶胶状态；使原料组织和细胞彻底破裂；使原料中的某些有害物质也会在高温下遭到破坏；对原料进行了杀菌。操作：生产上一般不用很高的温度和压力蒸煮，如：采用蒸料发酵法酿醋，使用高梁粗粉为主料，蒸煮时的蒸汽压力为5.06×104Pa，蒸料时间仅为40min,也可常压蒸煮1h，再焖1h。第三节食醋生产及成醋机理食醋的生产可分为三个主要过程：一是原料中淀粉的分解，即糖化过程；二是酒精发酵，即酵母菌将可发酵性的糖转化成乙醇；三是醋酸发酵，即醋酸菌将乙醇转化成乙酸。参与糖化发酵作用的主要微生物：霉菌、酵母菌和醋酸菌。一、淀粉糖化这一过程分为糊化、液化和糖化三个阶段。１．糊化作用原料蒸煮时，淀粉吸水膨胀，细胞间的物质和细胞内的物质开始溶解，植物组织细胞壁遭到破坏。淀粉颗粒的体积膨胀增大，粘度增加，呈溶胶状态，这一过程称为淀粉的糊化作用。表不同原料淀粉的颗粒大小及糊化温度淀粉名称淀粉颗粒大小(μm)糊化温度（℃）山芋淀粉大米淀粉玉米淀粉小麦淀粉35～5051520～2253～6482～8365～7364～71淀粉来源不同或颗粒大小不同，其糊化温度不一样，见下表所示２．液化作用在α-淀粉酶的作用下，使原来浆糊状的淀粉溶胶变为溶液状态，粘度急速降低，流动性增大的过程叫淀粉的液化。在正常生产中，一般液化液的D.E值可高达15%～21%。３．糖化其反应式为（C6H10O5）n＋nH2O—→n（C6H12O6）食醋生产中常用的糖化剂有：糖化酶制剂、根霉曲、黑曲霉麸曲、白曲霉麸曲等。二、酒精发酵其反应式为：C6H12O6→2C2H5OH＋2CO2酒精发酵要求酵母菌具有以下性能：①繁殖速度快，具有较强的增殖能力；②含有较强的酒化酶，发酵力强而迅速；③耐酒精力强，；④耐高温、耐高酸；⑤生产性能稳定。三、醋酸发酵其反应式为：乙醇脱氢酶C2H5OH————→CH3CHO乙醛脱氢酶CH3CHO————→CH3COOH四、其它物质的分解作用制醋原料中的蛋白质在微生物蛋白酶的催化下，逐步分解形成低分子含氮化合物，如胨、肽和氨基酸。若食醋中含有多种氨基酸，口味就浓厚，因为有的氨基酸具有甜味如甘氨酸，有的具有鲜味如谷氨酸。氨基酸与醇作用可生成酯。这些物质都能赋予食醋特有的风味。除此以外，原料中少量的脂肪成分经霉菌中解脂酶作用可生成各种脂肪酸和甘油。这些脂肪酸和醇作用可生成不同的酯类。五、食醋色、香、味的形成１．酸味的形成原料中的淀粉经霉菌（或酶制剂）、酵母菌和醋酸菌的分解生成了醋酸，是食醋中酸味的主要来源。除醋酸外，食醋中还含有乳酸、延胡索酸、琥珀酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、α-酮戊二酸等不挥发性酸。这些酸能使食醋的滋味更加柔和、醇厚。因此，优质食醋一般含不挥发性酸高。２．甜味的形成食醋中的糖类来源于各种原料，其中以葡萄糖与麦芽糖最多，此外还有甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖、糊精、蔗糖等。另外甘油、甘氨酸等也具有一定的甜度。３．鲜味的形成食醋中的鲜味来源于食醋中的氨基酸，如谷氨酸及谷氨酸－钠盐均有鲜味。优质醋的氨基酸含量较高。４．咸味的形成醋酸发酵完毕之后，加入食盐不仅能抑制醋酸菌对醋酸的进一步氧化，而且还给食盐带来咸味，并促成各氨基酸给予食醋鲜味。５．苦味、涩味的形成食醋的苦味和涩味主要来源于盐卤。另外，微生物在代谢过程中形成的胺类，如四甲基二胺，1,5－二氨基戊胺，都是苦味物质，它们赋予食醋苦味。有些氨基酸也呈苦味。过量的高级醇呈苦涩味。６．香味的形成食醋中香味物质含量很少，但种类很多。只有当各种组分含量适当时，才能赋予食醋以特殊的芳香。构成食醋香味成分：酯类：乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸戊酯等；醇类：乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、正戊醇等醛类：乙醛、糠醛、异戊醛、乙缩醛、甘油醛、香草醛等；７．色素的形成食醋的色素来源于原料本身和酿造过程中发生的一些变化。原料中如高粱含单宁较多，易氧化生成黑色素。原料分解生成的糖和氨基酸发生美拉德反应生成氨基糖呈褐色，葡萄糖在高温下脱水生成焦糖。另外，还可人工添加色素，如添加酱色或炒米，以增加色泽。８．醋体的形成食醋的体态决定于它的可溶性固形物的含量。组成可溶性固形物的主要物质有食盐、糖分、氨基酸、蛋白质、糊精、色素等。固形物含量高，体态粘稠；反之则稀薄。总之，在食醋生产过程中，由于各微生物的协同作用生成不同种物质，这些物质经过陈酿，达到协调平衡，形成食醋特有的色、香、味、体。第四节固态法食醋生产工艺固态发酵制醋是我国食醋的传统生产方法，其特点是采用低温糖化和酒精发酵；应用多种微生物协调发酵；配用多量的辅料和填充料；用浸提法提取食醋。固态法食醋的优点是香气浓郁，口味醇厚，色深质浓。缺点是生产周期长，劳动强度大，出醋率低。一、大曲醋生产工艺（以山西老陈醋为例）生产工艺流程：大曲↓高粱→磨碎→浸泡（蒸前水）→蒸熟→冷却→入缸→糖化和酒化→1/2醋醅淋醋→煮沸→醋酸发酵→成熟醋醅→↓↑↑→1/2醋醅入缸熏醅→浸泡→淋醋→麸皮、粗糠食盐新醋→晒露→过滤→装瓶→成品１．大曲制作大曲是酿制山西老陈醋所用的糖化剂和发酵剂，大曲是依靠自然界各类野生菌种在曲胚上生长繁殖，产酶而制成，多在春末夏初制作。大曲的制作工艺流程为：水↓70%大麦、30%豌豆→粉碎→混合→拌料→踩曲→曲坯→入房排列→长霉→晾霉→起潮火阶段→大火阶段后火阶段→养曲阶段→出房→贮存→成品操作要点：按比例取大麦和豌豆100kg，磨碎，夏季磨碎时粗料占45%、细料占55%。加水50kg（冷水）充分拌合均匀，放入木制盒中用人工踩曲，或用踩曲机进行踩曲，要求曲胚厚薄均匀一致，四角结实，每块曲重3.5kg以上。曲室地面铺谷糠，曲块入室放两层，两层间距1.5cm，撒有谷糠和苇杆隔开，四周蒙盖喷水后的苇席，室温夏季维持25～26℃，冬季维持