釀造學(xué)第八章_食醋工藝

1、第八章第八章 食醋工藝食醋工藝CHAPTER5 TECHNOLOGY CHAPTER5 TECHNOLOGY FOR VINEGAR FOR VINEGAR教學(xué)要求u了解食醋生產(chǎn)所需原料及預(yù)處理u熟悉食醋的釀造原理及釀造菌種u掌握固態(tài)法和酶法液化通風(fēng)回流釀造食醋的工藝及關(guān)鍵操作點(diǎn)u了解食醋的其他釀造技術(shù)重點(diǎn)及難點(diǎn) 重點(diǎn)：重點(diǎn)：食醋釀造微生物特性及固態(tài)法和酶法液化通風(fēng)回流釀造技術(shù) 難點(diǎn)：難點(diǎn)：食醋釀造過(guò)程的關(guān)鍵操作及控制教學(xué)內(nèi)容 一、食醋發(fā)展史一、食醋發(fā)展史二、生產(chǎn)原料二、生產(chǎn)原料三、釀造微生物三、釀造微生物四、固態(tài)法食醋生產(chǎn)四、固態(tài)法食醋生產(chǎn)五、酶法液化通風(fēng)回流制醋五、酶法液化通風(fēng)回流制醋六、

2、液體深層發(fā)酵制醋六、液體深層發(fā)酵制醋食醋 食醋是一種酸性調(diào)味品。 山西陳醋、鎮(zhèn)江香醋、四川麩醋、東北白醋、江浙玫瑰米醋、福建紅曲醋 按加工方法分為合成醋、釀造醋、再制醋。 釀造醋的產(chǎn)量最大，是用糧食等淀粉質(zhì)為原料，經(jīng)微生物制曲、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等階段釀制而成。 主要成分除醋酸(3%5%)外，還含有各種氨基酸、有機(jī)酸、糖類(lèi)、維生素、醇和酯等營(yíng)養(yǎng)成分及風(fēng)味成分，具有獨(dú)特的色、香、味1 食醋發(fā)展史食醋發(fā)展史Brief history for vinegar development 我國(guó)的釀醋技術(shù)已有幾千年的歷史,明清年代,我國(guó)釀醋生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展到一個(gè)高潮 50 年代,濟(jì)南釀造廠使用純種人工培養(yǎng)

3、的曲霉和酵母進(jìn)行固態(tài)糖化酒精發(fā)酵, 提高了出醋率,但它沒(méi)有應(yīng)用人工培養(yǎng)醋酸菌,沒(méi)有解決人工翻醅的問(wèn)題。食醋發(fā)展史 60 年代,上海創(chuàng)造了酶法液化自然通風(fēng)回流的固體發(fā)酵工藝, 解決了人工倒醅的問(wèn)題,進(jìn)一步提高了原料的利用率,縮短了醋酸發(fā)酵周期。 其工藝特點(diǎn)是:將食醋生產(chǎn)全過(guò)程明顯劃為液化、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵四個(gè)生化階段,并分別使用了純種培養(yǎng)的曲霉菌、酵母菌、醋酸菌作為各階段的發(fā)酵劑。食醋發(fā)展史 70 年代初,山西長(zhǎng)治試產(chǎn)成功生料制醋新工藝。 工藝特點(diǎn)是:主輔料全是生的,但麩曲用量較大,可節(jié)約用煤和蒸煮工段所耗的勞動(dòng)力。 同期,石家莊開(kāi)始研究深層發(fā)酵制醋工藝,5000L 標(biāo)準(zhǔn)罐試產(chǎn)成功。食醋

4、發(fā)展史 70 年代中期,上海市釀造科學(xué)研究所與上海醋廠協(xié)作,研究自吸式發(fā)酵罐應(yīng)用于液體深層醋生產(chǎn),并于1977 年通過(guò)技術(shù)鑒定,作為商業(yè)部重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。 1978 年上海醋廠年產(chǎn)6000t 自吸式發(fā)酵醋車(chē)間正式建成投產(chǎn)。食醋生產(chǎn)進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。 工藝特點(diǎn)是:設(shè)備新穎、工藝合理、原料利用率高、機(jī)械化程度高、廠房占地面積小、發(fā)酵周期短、勞動(dòng)生產(chǎn)率高、可以不用麩皮、礱糠等輔料。獲得商業(yè)部1990 年科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和1991 年國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。食醋發(fā)展史 90 年代初,河北省調(diào)味食品研究所對(duì)“高濃度醋酸工藝研究”獲得成功,應(yīng)用自吸式發(fā)酵罐采用深層發(fā)酵法,使食醋產(chǎn)酸濃度達(dá)11 %以上。2 生產(chǎn)原

5、料 主要原料有：薯類(lèi)如甘薯、馬鈴薯等；糧谷類(lèi)如玉米、大米等；糧食加工下腳料 如碎米、麩皮、谷糠等；果蔬類(lèi)如黑醋栗、葡萄、胡蘿卜等；野生植物 如橡子、菊芋等；其他如酸果酒、酸啤酒、糖蜜等。 還需要疏松材料疏松材料如谷殼、玉米芯等，使發(fā)酵料通透性好，好氧微生物能良好生長(zhǎng)。 3 釀造微生物 傳統(tǒng)釀醋是利用自然界中的野生菌制曲、發(fā)酵，因此涉及的微生物種類(lèi)繁多。 新法制醋均采用人工選育的純培養(yǎng)菌株進(jìn)行制曲、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵，因而發(fā)酵周期短、原料利用率高。 3.1 淀粉液化、糖化微生物 適合于釀醋的淀粉液化、糖化的微生物主要是曲霉菌曲霉菌。 常用的曲霉菌種有： 甘薯曲霉AS 3.324： 該菌生長(zhǎng)適應(yīng)性

6、好、易培養(yǎng)、有強(qiáng)單寧酶活力，適合于甘薯及野生植物等釀醋； 東酒一號(hào) 它是AS 3.758的變異株：培養(yǎng)時(shí)要求較高的濕度和較低的溫度，上海地區(qū)應(yīng)用此菌制醋較多； 黑曲霉AS 3.4309(UV-11)： 該菌糖化能力強(qiáng)、酶系純，最適培養(yǎng)溫度為32。制曲時(shí)，前期菌絲生長(zhǎng)緩慢，當(dāng)出現(xiàn)分生孢子時(shí)，菌絲迅速蔓延； 宇佐美曲霉 AS 3.758：是日本在數(shù)千種黑曲霉中選育出來(lái)的其糖化力極強(qiáng)、耐酸性較高的糖化型淀粉酶菌種。菌絲黑色至黑褐色。孢子成熟時(shí)呈黑褐色。能同化硝酸鹽，其生酸能力很強(qiáng)。對(duì)制曲原料適宜性也比較強(qiáng)。 此外還有米曲霉菌株：滬釀3.040、滬釀3.042(AS 3.951)、AS 3.863等。

7、黃曲霉菌株：AS 3.800，AS 3.384等。 3.2 酒精發(fā)酵微生物 生產(chǎn)上一般采用子囊菌亞門(mén)酵母屬中的酵母，但不同的酵母菌株，其發(fā)酵能力不同，產(chǎn)生的滋味和香氣也不同。 北方地區(qū)常用1300酵母 上海香醋選用工農(nóng)501黃酒酵母 K字酵母適用于以高梁、大米、甘薯等為原料而釀制普通食醋 AS 2.109、AS 2.399適用于淀粉質(zhì)原料 AS 2.1189、AS 2.1190適用于糖蜜原料。 3.3 醋酸發(fā)酵微生物 醋酸菌的選擇 醋酸菌是醋酸發(fā)酵的主要菌種 醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力，其形態(tài)為長(zhǎng)桿狀或短桿狀細(xì)胞，單獨(dú)、成對(duì)或排列成鏈狀。不形成芽孢，革蘭氏染色幼齡菌陰性，老齡菌不穩(wěn)定，好

8、氧，喜歡在含糖和酵母膏的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)。其生長(zhǎng)最適溫度為2832，最適pH值為3.56.5。 醋廠選用的醋酸菌的標(biāo)準(zhǔn)為：氧化酒精速度快、耐酸性強(qiáng)、不再分解醋酸制品、風(fēng)味良好的菌種。目前國(guó)內(nèi)外在生產(chǎn)上常用的醋酸菌有：奧爾蘭醋桿菌(A. orleanense) ：法國(guó)奧爾蘭地區(qū)用葡萄酒生產(chǎn)醋的主要菌種。生長(zhǎng)最適溫度為30。該菌能產(chǎn)生少量的酯，產(chǎn)酸能力較弱，但耐酸能力較強(qiáng)。許氏醋桿菌(A. schutzenbachii) ：國(guó)外有名的速釀醋菌種，制醋工業(yè)較重要的菌種之一。在液體中生長(zhǎng)的最適溫度為2527.5，固體培養(yǎng)的最適溫度為2830，最高生長(zhǎng)溫度37。該菌產(chǎn)酸高達(dá)11.5%。對(duì)醋酸沒(méi)有氧化作用。惡

9、臭醋桿菌(A. rancens) ：我國(guó)釀醋常用菌株之一。該菌在液面處形成菌膜，并沿容器壁上升，菌膜下液體不渾濁。一般能產(chǎn)酸68%，有的菌株副產(chǎn)2%的葡萄糖酸，并能把醋酸進(jìn)一步氧化成二氧化碳和水。 ASAS 1.411.41醋酸菌醋酸菌:屬于惡臭醋酸桿菌：釀醋常用菌株。細(xì)胞呈桿狀，常呈鏈狀排列，單個(gè)細(xì)胞大小為（0.30.4）m（12）m，無(wú)運(yùn)動(dòng)性、無(wú)芽孢。在不良的環(huán)境條件下，細(xì)胞會(huì)伸長(zhǎng)變成線形、棒形或管狀膨大。平板培養(yǎng)時(shí)菌落隆起，表面平滑，菌落呈灰白色，液體培養(yǎng)時(shí)則形成菌膜。該菌生長(zhǎng)的適宜溫度為2830，生成醋酸的最適宜的溫度為2833，最適PH3.56.0，耐受酒精濃度為8%（體積分?jǐn)?shù)）。最

10、高產(chǎn)醋酸為79%，產(chǎn)葡萄糖酸力弱。能氧化分解醋酸為二氧化碳和水。 滬釀滬釀1.011.01醋酸菌醋酸菌：丹東速釀醋中分離得到，食醋工廠常用的菌種。細(xì)胞呈桿形，常呈鏈狀排列，菌體無(wú)運(yùn)動(dòng)性，不形成芽孢。在含酒精的培養(yǎng)液中，常在表面生長(zhǎng)，形成淡青灰色薄層菌膜。在不良的條件下，細(xì)胞會(huì)伸長(zhǎng)，變成線狀或棒狀，有的呈膨大狀、分支狀。該菌由酒精生成醋酸的轉(zhuǎn)化率平均高達(dá)9395%。 醋酸菌的培養(yǎng)及保藏a 斜面試管培養(yǎng)基 斜面試管培養(yǎng)基兩例：l酒精(6%) 100ml 、葡萄糖 0.3g、酵母膏1g 、 CaCO3 1.5g、瓊脂 2.5g；l葡萄糖1g 酒精2ml 碳酸鈣（CaCO3）1.5g 酵母膏1g 瓊脂

11、2.5g 水100ml。 pH值自然（各種成分先加熱溶解后再將酒精加熱）。 斜面接種醋酸菌后置于3032恒溫箱內(nèi)培養(yǎng)48h。 醋酸菌因?yàn)闆](méi)有孢子，所以容易被自己所產(chǎn)生的酸殺死。在醋酸菌中，特別能產(chǎn)生香酯的菌種每過(guò)十幾天即死亡 宜保藏在04冰箱內(nèi)備用。由于培養(yǎng)基中已加入碳酸鈣，以中和產(chǎn)生的酸，所以保藏時(shí)間長(zhǎng)一些。 b 醋酸菌培養(yǎng)與保藏 醋酸菌醋酸菌 為好氧菌，必須供給充足的氧為好氧菌，必須供給充足的氧氣才能正常生長(zhǎng)繁殖。生長(zhǎng)繁殖的適宜溫氣才能正常生長(zhǎng)繁殖。生長(zhǎng)繁殖的適宜溫度為度為282833 33 ，最適，最適pHpH值為值為3.53.56.5 6.5 ，醋酸菌最適宜的碳源是葡萄糖、果，醋酸菌最

12、適宜的碳源是葡萄糖、果糖等六碳糖，其次是蔗糖和麥芽糖等糖等六碳糖，其次是蔗糖和麥芽糖等 醋酸發(fā)酵的生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程醋酸發(fā)酵的生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 酵母菌酵母菌 醋酸菌醋酸菌可發(fā)酵性糖可發(fā)酵性糖 CH3CH2OH CH3COOHCH3CH2OH CH3COOH 整個(gè)反應(yīng)放熱整個(gè)反應(yīng)放熱485.6kJ485.6kJ，發(fā)酵時(shí)不需供熱。理論上，發(fā)酵時(shí)不需供熱。理論上100g100g純酒精可生純酒精可生成成130.4g130.4g醋酸。實(shí)際產(chǎn)生率較低，一般只能達(dá)到理論值的醋酸。實(shí)際產(chǎn)生率較低，一般只能達(dá)到理論值的85%85%左左右。右。 醋酸菌的發(fā)酵原理4 固態(tài)法食醋生產(chǎn) 醋酸菌在充分供給氧的情況下生長(zhǎng)繁殖

13、，把基質(zhì)中的乙醇氧化為醋酸總反應(yīng)式為：C2H5OH+O2=CH3COOH+H2O 原料原料處理處理酒精酒精發(fā)酵發(fā)酵醋酸醋酸發(fā)酵發(fā)酵淋淋醋醋陳陳釀釀?wù){(diào)調(diào)配配滅滅菌菌罐罐裝裝成成品品4.1 醋酸菌種制備工藝流程 斜面原種斜面菌種(3032，48h)三角瓶液體菌種(一級(jí)種子3032，振蕩24h)種子罐液體菌種(二級(jí)種子)(3032，通氣培養(yǎng)2224h)醋酸菌種子4.2 工藝流程 薯干薯干(或碎米、高粱等或碎米、高粱等)粉碎粉碎加麩皮、谷糠混合加麩皮、谷糠混合潤(rùn)水潤(rùn)水蒸料蒸料冷卻冷卻接種入缸糖化發(fā)酵入缸糖化發(fā)酵拌糠接種拌糠接種醋酸發(fā)酵醋酸發(fā)酵翻醅翻醅加鹽后熟加鹽后熟淋醋淋醋貯存陳醋貯存陳醋配兌配兌滅菌

14、滅菌包裝包裝成品成品醋酸菌醋酸菌麩曲、酵母麩曲、酵母4.3 生產(chǎn)工藝 原料配比及處理 甘薯或碎米、高粱等100kg，細(xì)谷糠80kg，麩皮120kg，水400kg，麩皮50kg，礱糠50kg，醋酸菌種子40kg，食鹽3.757.5kg (夏多冬少)。 將薯干或碎米等粉碎，加麩皮和細(xì)谷糠拌合，加水潤(rùn)料后以常壓蒸煮1h或在0.15MPa壓力下蒸煮40min，出鍋冷卻至3040。 發(fā)酵 原料冷卻后，拌入麩曲和酒母，并適當(dāng)補(bǔ)水，使醅料水分達(dá)60%66%。入缸品溫以2428為宜，室溫在2528左右。入缸第二天后，品溫升至3840時(shí)，應(yīng)進(jìn)行第一次倒缸翻醅，然后蓋嚴(yán)維持醅溫3034進(jìn)行糖化和酒精發(fā)酵。入缸后5

15、7d酒精發(fā)酵基本結(jié)束，醅中可含酒精7%8%，此時(shí)拌入礱糠和醋酸菌種子，同時(shí)倒缸翻醅，此后每天翻醅一次，溫度維持3739。約經(jīng)12d醋酸發(fā)酵，醅溫開(kāi)始下降，醋酸含量達(dá)7.0%7.5%時(shí)，醋酸發(fā)酵基本結(jié)束。此時(shí)應(yīng)在醅料表面加食鹽。一般每缸醋醅夏季加鹽3kg，冬季加鹽1.5kg。拌勻后再放兩天，再經(jīng)2d后醋醅成熟即可淋醋。 淋醋 淋醋工藝采用三套循環(huán)法。先用二醋浸泡成熟醋醅2024h，淋出來(lái)的是頭醋，剩下的頭渣用三醋浸泡，淋出來(lái)的是二醋，缸內(nèi)的二渣再用清水浸泡，淋出三醋。如以頭淋醋套頭淋醋為老醋；二淋醋套二淋醋3次為雙醋，較一般單淋醋質(zhì)量為佳。 陳釀及熏醋 陳釀是醋酸發(fā)酵后為改善食醋風(fēng)味進(jìn)行的儲(chǔ)存、

16、后熟過(guò)程。陳釀?dòng)袃煞N方法 一種是醋醅陳釀，即將成熟醋醅壓實(shí)蓋嚴(yán)，封存數(shù)月后直接淋醋?；蛴么朔ㄙA存醋醅，待銷(xiāo)售旺季淋醋出廠。 另一種是醋液陳釀，即在醋醅成熟后就淋醋，然后將醋液貯入缸或罐中，封存12個(gè)月，可得到香味醇厚、色澤鮮艷的陳醋。 有時(shí)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善風(fēng)味，則將部分醋醅用文火加熱至7080，24h后再淋醋，此過(guò)程稱(chēng)熏醋。 配兌和滅菌 陳釀醋或新淋出的頭醋都還是半成品，頭醋進(jìn)入澄清池沉淀，調(diào)整其濃度、成分、使其符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。除現(xiàn)銷(xiāo)產(chǎn)品及高檔醋外，一般要加入0.1%苯甲酸鈉防腐劑后進(jìn)行包裝。 陳醋或新淋的醋液應(yīng)于8590維持50min殺菌，但滅菌后應(yīng)迅速降溫后方可出廠。一般一級(jí)食醋的含酸

17、量5.0%，二級(jí)食醋含酸量3.5%。 5 酶法液化通風(fēng)回流制醋 5.1酶法液化通風(fēng)回流制醋特點(diǎn)酶法液化通風(fēng)回流新工藝，是利用自然通風(fēng)和醋汁回流代替倒醅的制醋新工藝本法的特點(diǎn)是：-淀粉酶制劑將原料進(jìn)行淀粉液化后再加麩曲糖化，提高了原料的利用率；采用液態(tài)酒精發(fā)酵、固態(tài)醋酸發(fā)酵的發(fā)酵工藝醋酸發(fā)酵池近底處設(shè)假底的池壁上開(kāi)設(shè)通風(fēng)洞，讓空氣自然進(jìn)入，利用固態(tài)醋醅的疏松度使醋酸菌得到足夠的氧，全部醋醅都能均勻發(fā)酵利用池底下積存的溫度較低的醋汁，定時(shí)回流噴淋在醋醅上，以降低醋醅溫度,調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度，保證發(fā)酵在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行。 5.2 工藝流程 碎米浸泡磨漿調(diào)漿加熱液化糖化冷卻液態(tài)酒精發(fā)酵酒液拌和入池固態(tài)醋酸發(fā)

18、酵加鹽淋醋加熱滅菌裝壇成品。 (細(xì)菌a-淀粉酶、氯化鈣、碳酸鈉) 水麩曲酒母（麩皮 礱糠 醋酸菌種子）食鹽（松醅、回流）5.3 生產(chǎn)工藝 配料 碎米1200kg、麩皮1400kg、礱糠1650kg、碳酸鈉1.2kg、氯化鈣2.4kg、a-淀粉酶以每克碎米130酶活力單位計(jì)3.9kg，麩曲60kg、酒母500kg、醋酸菌種子200kg、食鹽100kg、水3250kg(配發(fā)酵醪用)。 水磨與調(diào)漿 將碎米浸泡使米粒充分膨脹，將米與水1:1.5的比例送入磨粉機(jī)，磨成70目以上的細(xì)度粉漿。使粉漿濃度在20%23%，用碳酸鈉調(diào)至pH值6.26.4，加入氯化鈣和-淀粉酶后，送入糖化鍋。 液化和糖化 粉漿在液

19、化鍋內(nèi)應(yīng)攪拌加熱，在8592下維持1015min，用碘液檢測(cè)顯棕黃色表示已達(dá)到液化終點(diǎn)，再升溫至100維持l0min，達(dá)到滅菌和使酶失活的目的，然后送入糖化鍋。將液化醪冷至6065時(shí)加入麩曲，保溫糖化35min，待糖液降溫至30左右，送入酒精發(fā)酵容器。 酒精發(fā)酵將糖液加水稀釋至7.58.0Be，調(diào)pH值至4.24.4接入酒母，在3033下進(jìn)行酒精發(fā)酵70h，得出約含酒精8.5%的酒醪，酸度在0.30.4左右。然后將酒醪送至醋酸發(fā)酵池。 醋酸發(fā)酵將酒醪與礱糠、麩皮及醋酸菌種拌合，送入有假底的發(fā)酵池，扒平蓋嚴(yán)。進(jìn)池品溫3538為宜，而中層醋醅溫度較低，入池24h進(jìn)行一次松醅，將上面和中間的醋醅盡可

20、能疏松均勻，使溫度一致。當(dāng)品溫升至40時(shí)進(jìn)行醋汁回流，即從池底放出部分醋液，再潑回醋醅表面，一般每天回流6次，發(fā)酵期間共回流120130次，使醅溫降低。醋酸發(fā)酵溫度，前期可控制在4244，后期控制在3638。經(jīng)2025d醋酸發(fā)酵，醋汁含酸達(dá)6.5%7.0%時(shí)，發(fā)酵基本結(jié)束。 醋酸發(fā)酵結(jié)束，為避免醋酸被氧化成二氧化碳和水，應(yīng)及時(shí)加入食鹽以抑制醋酸菌的氧化作用。方法是將食鹽置于醋醅的面層，用醋汁回流溶解食鹽使其滲入到醋醅中。淋醋仍在醋酸發(fā)酵池內(nèi)進(jìn)行。再用二醋淋澆醋醅，池底繼續(xù)收集醋汁，當(dāng)收集到的醋汁含酸量降到5%時(shí)，停止淋醋。此前收集到的為頭醋。然后在上面澆三醋，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環(huán)使用。 滅菌與配兌 滅菌是通過(guò)加熱的方法把陳醋或新淋醋中的微生物殺死；破壞殘存的酶；使醋的成分基本固定下來(lái)。同時(shí)經(jīng)過(guò)加熱處理，醋的香氣更濃，味道更和潤(rùn)。 滅菌后的食醋應(yīng)迅速冷卻，并按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)配兌。 6 液體深層發(fā)酵制醋 液體深層發(fā)酵制醋是利用發(fā)酵罐通過(guò)液體深層發(fā)酵生產(chǎn)食醋的方法， 通常是將淀粉質(zhì)原料經(jīng)液化、糖化后先制成酒醪或酒液，然后在發(fā)酵罐里完成醋酸發(fā)酵。 液體深層發(fā)酵法制醋具有機(jī)械化程度高、操作衛(wèi)生條件好、原料利用率高（可達(dá)65-70%）、生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是醋的風(fēng)味較差。 6.1 工藝