酿造学第八章 食醋工艺

第八章食醋工艺CHAPTER5TECHNOLOGYFORVINEGAR教学要求了解食醋生产所需原料及预处理熟悉食醋的酿造原理及酿造菌种掌握固态法和酶法液化通风回流酿造食醋的工艺及关键操作点了解食醋的其他酿造技术重点及难点重点：食醋酿造微生物特性及固态法和酶法液化通风回流酿造技术难点：食醋酿造过程的关键操作及控制教学内容一、食醋发展史二、生产原料三、酿造微生物四、固态法食醋生产五、酶法液化通风回流制醋六、液体深层发酵制醋食醋食醋是一种酸性调味品。山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、东北白醋、江浙玫瑰米醋、福建红曲醋按加工方法分为合成醋、酿造醋、再制醋。酿造醋的产量最大，是用粮食等淀粉质为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。主要成分除醋酸(3%～5%)外，还含有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分及风味成分，具有独特的色、香、味§1食醋发展史Briefhistoryforvinegardevelopment我国的酿醋技术已有几千年的历史,明清年代,我国酿醋生产技术发展到一个高潮50年代,济南酿造厂使用纯种人工培养的曲霉和酵母进行固态糖化酒精发酵,提高了出醋率,但它没有应用人工培养醋酸菌,没有解决人工翻醅的问题。食醋发展史60年代,上海创造了酶法液化自然通风回流的固体发酵工艺,解决了人工倒醅的问题,进一步提高了原料的利用率,缩短了醋酸发酵周期。其工艺特点是:将食醋生产全过程明显划为液化、糖化、酒精发酵、醋酸发酵四个生化阶段,并分别使用了纯种培养的曲霉菌、酵母菌、醋酸菌作为各阶段的发酵剂。食醋发展史70年代初,山西长治试产成功生料制醋新工艺。工艺特点是:主辅料全是生的,但麸曲用量较大,可节约用煤和蒸煮工段所耗的劳动力。同期,石家庄开始研究深层发酵制醋工艺,5000L标准罐试产成功。食醋发展史70年代中期,上海市酿造科学研究所与上海醋厂协作,研究自吸式发酵罐应用于液体深层醋生产,并于1977年通过技术鉴定,作为商业部重点推广项目。1978年上海醋厂年产6000t自吸式发酵醋车间正式建成投产。食醋生产进入国际先进行列。工艺特点是:设备新颖、工艺合理、原料利用率高、机械化程度高、厂房占地面积小、发酵周期短、劳动生产率高、可以不用麸皮、砻糠等辅料。获得商业部1990年科技进步一等奖和1991年国家级科技进步三等奖。食醋发展史90年代初,河北省调味食品研究所对“高浓度醋酸工艺研究”获得成功,应用自吸式发酵罐采用深层发酵法,使食醋产酸浓度达11%以上。§2生产原料主要原料有：薯类如甘薯、马铃薯等；粮谷类如玉米、大米等；粮食加工下脚料如碎米、麸皮、谷糠等；果蔬类如黑醋栗、葡萄、胡萝卜等；野生植物如橡子、菊芋等；其他如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。还需要疏松材料如谷壳、玉米芯等，使发酵料通透性好，好氧微生物能良好生长。§3酿造微生物传统酿醋是利用自然界中的野生菌制曲、发酵，因此涉及的微生物种类繁多。新法制醋均采用人工选育的纯培养菌株进行制曲、酒精发酵和醋酸发酵，因而发酵周期短、原料利用率高。3.1淀粉液化、糖化微生物适合于酿醋的淀粉液化、糖化的微生物主要是曲霉菌。常用的曲霉菌种有：甘薯曲霉AS3.324：该菌生长适应性好、易培养、有强单宁酶活力，适合于甘薯及野生植物等酿醋；东酒一号它是AS3.758的变异株：培养时要求较高的湿度和较低的温度，上海地区应用此菌制醋较多；黑曲霉AS3.4309(UV-11)：该菌糖化能力强、酶系纯，最适培养温度为32℃。制曲时，前期菌丝生长缓慢，当出现分生孢子时，菌丝迅速蔓延；宇佐美曲霉AS3.758：是日本在数千种黑曲霉中选育出来的其糖化力极强、耐酸性较高的糖化型淀粉酶菌种。菌丝黑色至黑褐色。孢子成熟时呈黑褐色。能同化硝酸盐，其生酸能力很强。对制曲原料适宜性也比较强。此外还有米曲霉菌株：沪酿3.040、沪酿3.042(AS3.951)、AS3.863等。黄曲霉菌株：AS3.800，AS3.384等。3.2酒精发酵微生物生产上一般采用子囊菌亚门酵母属中的酵母，但不同的酵母菌株，其发酵能力不同，产生的滋味和香气也不同。北方地区常用1300酵母上海香醋选用工农501黄酒酵母K字酵母适用于以高梁、大米、甘薯等为原料而酿制普通食醋AS2.109、AS2.399适用于淀粉质原料AS2.1189、AS2.1190适用于糖蜜原料。3.3醋酸发酵微生物①醋酸菌的选择醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力，其形态为长杆状或短杆状细胞，单独、成对或排列成链状。不形成芽孢，革兰氏染色幼龄菌阴性，老龄菌不稳定，好氧，喜欢在含糖和酵母膏的培养基上生长。其生长最适温度为28~32℃，最适pH值为3.5~6.5。醋厂选用的醋酸菌的标准为：氧化酒精速度快、耐酸性强、不再分解醋酸制品、风味良好的菌种。目前国内外在生产上常用的醋酸菌有：奥尔兰醋杆菌(A.orleanense)：法国奥尔兰地区用葡萄酒生产醋的主要菌种。生长最适温度为30℃。该菌能产生少量的酯，产酸能力较弱，但耐酸能力较强。许氏醋杆菌(A.schutzenbachii)：国外有名的速酿醋菌种，制醋工业较重要的菌种之一。在液体中生长的最适温度为25~27.5℃，固体培养的最适温度为28~30℃，最高生长温度37℃。该菌产酸高达11.5%。对醋酸没有氧化作用。恶臭醋杆菌(A.rancens)：我国酿醋常用菌株之一。该菌在液面处形成菌膜，并沿容器壁上升，菌膜下液体不浑浊。一般能产酸6~8%，有的菌株副产2%的葡萄糖酸，并能把醋酸进一步氧化成二氧化碳和水。AS1.41醋酸菌:属于恶臭醋酸杆菌：酿醋常用菌株。细胞呈杆状，常呈链状排列，单个细胞大小为（0.3~0.4）μm×（1~2）μm，无运动性、无芽孢。在不良的环境条件下，细胞会伸长变成线形、棒形或管状膨大。平板培养时菌落隆起，表面平滑，菌落呈灰白色，液体培养时则形成菌膜。该菌生长的适宜温度为28~30℃，生成醋酸的最适宜的温度为28~33℃，最适PH3.5~6.0，耐受酒精浓度为8%（体积分数）。最高产醋酸为7~9%，产葡萄糖酸力弱。能氧化分解醋酸为二氧化碳和水。沪酿1.01醋酸菌：丹东速酿醋中分离得到，食醋工厂常用的菌种。细胞呈杆形，常呈链状排列，菌体无运动性，不形成芽孢。在含酒精的培养液中，常在表面生长，形成淡青灰色薄层菌膜。在不良的条件下，细胞会伸长，变成线状或棒状，有的呈膨大状、分支状。该菌由酒精生成醋酸的转化率平均高达93~95%。②醋酸菌的培养及保藏a斜面试管培养基斜面试管培养基两例：酒精(6%)100ml、葡萄糖0.3g、酵母膏1g、CaCO31.5g、琼脂2.5g；葡萄糖1g酒精2ml碳酸钙（CaCO3）1.5g酵母膏1g琼脂2.5g水100ml。pH值自然（各种成分先加热溶解后再将酒精加热）。斜面接种醋酸菌后置于30~32℃恒温箱内培养48h。醋酸菌因为没有孢子，所以容易被自己所产生的酸杀死。在醋酸菌中，特别能产生香酯的菌种每过十几天即死亡宜保藏在0~4℃冰箱内备用。由于培养基中已加入碳酸钙，以中和产生的酸，所以保藏时间长一些。b醋酸菌培养与保藏◆醋酸菌为好氧菌，必须供给充足的氧气才能正常生长繁殖。生长繁殖的适宜温度为28～33℃，最适pH值为3.5～6.5，醋酸菌最适宜的碳源是葡萄糖、果糖等六碳糖，其次是蔗糖和麦芽糖等◆醋酸发酵的生物化学反应过程酵母菌醋酸菌可发酵性糖CH3CH2OHCH3COOH整个反应放热485.6kJ，发酵时不需供热。理论上100g纯酒精可生成130.4g醋酸。实际产生率较低，一般只能达到理论值的85%左右。③醋酸菌的发酵原理§4固态法食醋生产醋酸菌在充分供给氧的情况下生长繁殖，把基质中的乙醇氧化为醋酸总反应式为：C2H5OH+O2=CH3COOH+H2O原料处理酒精发酵醋酸发酵淋醋陈酿调配灭菌罐装成品工艺流程4.1醋酸菌种制备工艺流程斜面原种→斜面菌种(30~32℃，48h)→三角瓶液体菌种(一级种子30~32℃，振荡24h)→种子罐液体菌种(二级种子)→(30~32℃，通气培养22~24h)→醋酸菌种子4.2工艺流程薯干(或碎米、高粱等)粉碎加麸皮、谷糠混合润水蒸料冷却接种入缸糖化发酵拌糠接种醋酸发酵翻醅加盐后熟淋醋贮存陈醋配兑灭菌包装成品醋酸菌麸曲、酵母4.3生产工艺①原料配比及处理甘薯或碎米、高粱等100kg，细谷糠80kg，麸皮120kg，水400kg，麸皮50kg，砻糠50kg，醋酸菌种子40kg，食盐3.75~7.5kg(夏多冬少)。将薯干或碎米等粉碎，加麸皮和细谷糠拌合，加水润料后以常压蒸煮1h或在0.15MPa压力下蒸煮40min，出锅冷却至30~40℃。②发酵原料冷却后，拌入麸曲和酒母，并适当补水，使醅料水分达60%~66%。入缸品温以24~28℃为宜，室温在25~28℃左右。入缸第二天后，品温升至38~40℃时，应进行第一次倒缸翻醅，然后盖严维持醅温30~34℃进行糖化和酒精发酵。入缸后5~7d酒精发酵基本结束，醅中可含酒精7%~8%，此时拌入砻糠和醋酸菌种子，同时倒缸翻醅，此后每天翻醅一次，温度维持37~39℃。约经12d醋酸发酵，醅温开始下降，醋酸含量达7.0%~7.5%时，醋酸发酵基本结束。此时应在醅料表面加食盐。一般每缸醋醅夏季加盐3kg，冬季加盐1.5kg。拌匀后再放两天，再经2d后醋醅成熟即可淋醋。③淋醋淋醋工艺采用三套循环法。先用二醋浸泡成熟醋醅20~24h，淋出来的是头醋，剩下的头渣用三醋浸泡，淋出来的是二醋，缸内的二渣再用清水浸泡，淋出三醋。如以头淋醋套头淋醋为老醋；二淋醋套二淋醋3次为双醋，较一般单淋醋质量为佳。④陈酿及熏醋陈酿是醋酸发酵后为改善食醋风味进行的储存、后熟过程。陈酿有两种方法一种是醋醅陈酿，即将成熟醋醅压实盖严，封存数月后直接淋醋。或用此法贮存醋醅，待销售旺季淋醋出厂。另一种是醋液陈酿，即在醋醅成熟后就淋醋，然后将醋液贮入缸或罐中，封存1~2个月，可得到香味醇厚、色泽鲜艳的陈醋。有时为了提高产品质量，改善风味，则将部分醋醅用文火加热至70~80℃，24h后再淋醋，此过程称熏醋。⑤配兑和灭菌陈酿醋或新淋出的头醋都还是半成品，头醋进入澄清池沉淀，调整其浓度、成分、使其符合质量标准。除现销产品及高档醋外，一般要加入0.1%苯甲酸钠防腐剂后进行包装。陈醋或新淋的醋液应于85~90℃维持50min杀菌，但灭菌后应迅速降温后方可出厂。一般一级食醋的含酸量5.0%，二级食醋含酸量3.5%。§5酶法液化通风回流制醋5.1酶法液化通风回流制醋特点酶法液化通风回流新工艺，是利用自然通风和醋汁回流代替倒醅的制醋新工艺本法的特点是：α-淀粉酶制剂将原料进行淀粉液化后再加麸曲糖化，提高了原料的利用率；采用液态酒精发酵、固态醋酸发酵的发酵工艺醋酸发酵池近底处设假底的池壁上开设通风洞，让空气自然进入，利用固态醋醅的疏松度使醋酸菌得到足够的氧，全部醋醅都能均匀发酵利用池底下积存的温度较低的醋汁，定时回流喷淋在醋醅上，以降低醋醅温度,调节发酵温度，保证发酵在适当的温度下进行。5.2工艺流程碎米→浸泡→磨浆→调浆→加热→液化→糖化→冷却→液态酒精发酵→酒液→拌和入池→固态醋酸发酵→加盐→淋醋→加热灭菌→装坛→成品。(细菌a-淀粉酶、氯化钙、碳酸钠)水麸曲酒母（麸皮砻糠醋酸菌种子）食盐（松醅、回流）5.3生产工艺①配料碎米1200kg、麸皮1400kg、砻糠1650kg、碳酸钠1.2kg、氯化钙2.4kg、a-淀粉酶以每克碎米130酶活力单位计3.9kg，麸曲60kg、酒母500kg、醋酸菌种子200kg、食盐100kg、水3250kg(配发酵醪用)。②水磨与调浆将碎米浸泡使米粒充分膨胀，将米与水1:1.5的比例送入磨粉机，磨成70目以上的细度粉浆。使粉浆浓度在20%~23%，用碳酸钠调至pH值6.2~6.4，加入氯化钙和α-淀粉酶后，送入糖化锅。③液化和糖化粉浆在液化锅内应搅拌加热，在85~