食醋工艺002讲义.docx

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食醋工艺002讲义

▪第八章食醋工艺教学要求

◆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

▪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 

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。

▪AS 1.41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 、 CaCO3 1.5g、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）。

▪b 醋酸菌培养与保藏

▪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。

▪醋酸菌的发酵原理

◆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。

▪§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 

▪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

▪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。

▪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85~92℃下维持10~15min，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，达到灭菌和使酶失活的目的，然后送入糖化锅。

将液化醪冷至60~65℃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。

▪④  酒精发酵

▪将糖液加水稀释至7.5~8.0′Be，调pH值至4.2~4.4接入酒母，在30~33℃下进行酒精发酵70h，得出约含酒精8.5%的酒醪，酸度在0.3~0.4左右。

然后将酒醪送至醋酸发酵池。

⑤  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35~38℃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120~130次，使醅温降低。

醋酸发酵温度，前期可控制在42~44℃，后期控制在36~38℃。

经20~25d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。

▪⑥ 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

▪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32~35℃，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65~72h。

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20~22h重复一次。

目前生产上多采用此法。

◆原料的选择与处理选用一些残次

果作为原料。

◆酒精发酵

◆醋酸发酵

◆淋醋醋酸发酵结束后，以1︰1的

比例向醋醅中加入50～60℃的温开

水，浸泡5～6h以后淋醋。

◆苹果醋的陈酿

◆苹果醋的调配与灭菌苹果醋的调配

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。