1、第八章第八章 食醋工艺食醋工艺CHAPTER5 TECHNOLOGY CHAPTER5 TECHNOLOGY FOR VINEGAR FOR VINEGAR教学要求u了解食醋生产所需原料及预处理u熟悉食醋的酿造原理及酿造菌种u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u了解食醋的其他酿造技术重点及难点 重点：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：难点：食醋酿造过程的关键操作及控制教学内容 一、食醋发展史一、食醋发展史二、生产原料二、生产原料三、酿造微生物三、酿造微生物四、固态法食醋生产四、固态法食醋生产五、酶法液化通风回流制醋五、酶法液化通风回流制醋六、
2、液体深层发酵制醋六、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 食醋发展史食醋发展史Brief history for vinegar development 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
3、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
4、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
5、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曲霉菌。常用的曲霉菌种有：甘薯曲霉AS 3.324：该菌生长适应性好、易培养、有强单宁酶活力，适合于甘
6、薯及野生植物等酿醋；东酒一号 它是AS 3.758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AS 3.4309(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 AS 3.758：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(AS 3.951)、AS 3.863等。黄曲霉菌株：AS 3.800，AS 3.384
7、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 AS 2.109、AS 2.399适用于淀粉质原料 AS 2.1189、AS 2.1190适用于糖蜜原料。3.3 醋酸发酵微生物 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
8、为2832，最适pH值为3.56.5。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2527.5，固体培养的最适温度为2830，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
9、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68%，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。ASAS 1.411.41醋酸菌醋酸菌: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（0.30.4）m（12）m，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2830，生成醋酸的最适宜的温度为2833，最适PH3.56.0，耐受酒精浓度为8%（体积分数）。最高产醋酸为79%，产葡萄糖酸力弱。能氧化分解醋酸为二氧化碳和水。沪酿
10、沪酿1.011.01醋酸菌醋酸菌：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9395%。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：l酒精(6%)100ml、葡萄糖 0.3g、酵母膏1g、CaCO3 1.5g、琼脂 2.5g；l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
11、醋酸菌后置于3032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04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 醋酸菌醋酸菌 为好氧菌，必须供给充足的氧为好氧菌，必须供给充足的氧气才能正常生长繁殖。生长繁殖的适宜温气才能正常生长繁殖。生长繁殖的适宜温度为度为282833 33 ，最适，最适pHpH值为值为3.53.56.5 6.5，醋酸菌最适宜的碳源是葡萄糖、果，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糖等六碳糖，其次是蔗糖和麦芽糖等 醋
12、酸发酵的生物化学反应过程醋酸发酵的生物化学反应过程 酵母菌酵母菌 醋酸菌醋酸菌可发酵性糖可发酵性糖 CH3CH2OH CH3COOHCH3CH2OH CH3COOH 整个反应放热整个反应放热485.6kJ485.6kJ，发酵时不需供热。理论上，发酵时不需供热。理论上100g100g纯酒精可生纯酒精可生成成130.4g130.4g醋酸。实际产生率较低，一般只能达到理论值的醋酸。实际产生率较低，一般只能达到理论值的85%85%左左右。右。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 原料原料处
13、理处理酒精酒精发酵发酵醋酸醋酸发酵发酵淋淋醋醋陈陈酿酿调调配配灭灭菌菌罐罐装装成成品品4.1 醋酸菌种制备工艺流程 斜面原种斜面菌种(3032，48h)三角瓶液体菌种(一级种子3032，振荡24h)种子罐液体菌种(二级种子)(3032，通气培养2224h)醋酸菌种子4.2 工艺流程 薯干薯干(或碎米、高粱等或碎米、高粱等)粉碎粉碎加麸皮、谷糠混合加麸皮、谷糠混合润水润水蒸料蒸料冷却冷却接种入缸糖化发酵入缸糖化发酵拌糠接种拌糠接种醋酸发酵醋酸发酵翻醅翻醅加盐后熟加盐后熟淋醋淋醋贮存陈醋贮存陈醋配兑配兑灭菌灭菌包装包装成品成品醋酸菌醋酸菌麸曲、酵母麸曲、酵母4.3 生产工艺 原料配比及处理 甘薯或
14、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3.757.5kg(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3040。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2428为宜，室温在2528左右。入缸第二天后，品温升至3840时，应进行第一次倒缸翻醅，然后盖严维持醅温3034进行糖化和酒精发酵。入缸后57d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
15、次，温度维持3739。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。淋醋 淋醋工艺采用三套循环法。先用二醋浸泡成熟醋醅2024h，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。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，
16、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12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7080，24h后再淋醋，此过程称熏醋。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8590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
17、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：-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
18、）5.3 生产工艺 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)。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6.26.4，加入氯化钙和-淀粉酶后，送入糖化锅。液化和糖化 粉浆在液化锅内应搅拌加热，在8592下维持1015min，用碘液检测显棕黄色表示已达到液化终点，再升温至100维持l0min，达到
19、灭菌和使酶失活的目的，然后送入糖化锅。将液化醪冷至6065时加入麸曲，保温糖化35min，待糖液降温至30左右，送入酒精发酵容器。酒精发酵将糖液加水稀释至7.58.0Be，调pH值至4.24.4接入酒母，在3033下进行酒精发酵70h，得出约含酒精8.5%的酒醪，酸度在0.30.4左右。然后将酒醪送至醋酸发酵池。醋酸发酵将酒醪与砻糠、麸皮及醋酸菌种拌合，送入有假底的发酵池，扒平盖严。进池品温3538为宜，而中层醋醅温度较低，入池24h进行一次松醅，将上面和中间的醋醅尽可能疏松均匀，使温度一致。当品温升至40时进行醋汁回流，即从池底放出部分醋液，再泼回醋醅表面，一般每天回流6次，发酵期间共回流1
20、20130次，使醅温降低。醋酸发酵温度，前期可控制在4244，后期控制在3638。经2025d醋酸发酵，醋汁含酸达6.5%7.0%时，发酵基本结束。醋酸发酵结束，为避免醋酸被氧化成二氧化碳和水，应及时加入食盐以抑制醋酸菌的氧化作用。方法是将食盐置于醋醅的面层，用醋汁回流溶解食盐使其渗入到醋醅中。淋醋仍在醋酸发酵池内进行。再用二醋淋浇醋醅，池底继续收集醋汁，当收集到的醋汁含酸量降到5%时，停止淋醋。此前收集到的为头醋。然后在上面浇三醋，由池底收集二醋，最后上面加水，下面收集三醋。二醋和三醋共淋醋循环使用。灭菌与配兑 灭菌是通过加热的方法把陈醋或新淋醋中的微生物杀死；破坏残存的酶；使醋的成分基本固
21、定下来。同时经过加热处理，醋的香气更浓，味道更和润。灭菌后的食醋应迅速冷却，并按照质量标准配兑。6 液体深层发酵制醋 液体深层发酵制醋是利用发酵罐通过液体深层发酵生产食醋的方法，通常是将淀粉质原料经液化、糖化后先制成酒醪或酒液，然后在发酵罐里完成醋酸发酵。液体深层发酵法制醋具有机械化程度高、操作卫生条件好、原料利用率高（可达65-70%）、生产周期短、产品的质量稳定等优点。缺点是醋的风味较差。6.1 工艺流程 麸曲酒母醋酸菌 碎米浸泡磨浆调浆液化糖化酒 精发酵酒醪醋酸发酵醋醪压滤配 兑灭菌陈醋成品6.2 生产工艺在液体深层发酵制醋过程中，到酒精发酵为止的工艺均与酶法液化通风回流制醋相同不同的是
22、从醋酸发酵开始，采用较大的发酵罐进行液体深层发酵，并需通气搅拌，醋酸菌种子为液态，即醋母。醋酸液体深层发酵温度为3235，通风量前期为1:0.13/min；中期为1:0.17/min；后期为1:0.13/min。罐压维持0.03MPa。连续进行搅拌。醋酸发酵周期为6572h。经测定已无酒精，残糖极少，测定酸度不再增加说明醋酸发酵结束。液体深层发酵制醋也可采用半连续法，即当醋酸发酵成熟时，取出三分之一成熟醪，再加三分之一酒醪继续发酵，如此每2022h重复一次。目前生产上多采用此法。苹苹果果分选分选清洗清洗破破碎碎混混合合接接种种糖化、酒糖化、酒化、醋化化、醋化包包装装灭灭菌菌成成品品醋用发酵剂醋用发酵剂+麸曲麸曲+干酵母干酵母麸麸皮皮原料的选择与处理原料的选择与处理 选用一些残次选用一些残次果作为原料果作为原料 。酒精发酵酒精发酵 醋酸发酵醋酸发酵淋醋淋醋 醋酸发酵结束后，以醋酸发酵结束后，以1 11 1的的比例向醋醅中加入比例向醋醅中加入50506060的温开的温开水，浸泡水，浸泡5 56h6h以后淋醋。以后淋醋。苹果醋的陈酿苹果醋的陈酿苹果醋的调配与灭菌苹果醋的调配与灭菌苹果醋的调配苹果醋的调配一般包括调酸、上色、加味等方面。一般包括调酸、上色、加味等方面。思考题 一、写出食醋酿造微生物及其特性。二、写出固态法酿造食醋工艺并尝试分析关键操作。
