果醋发酵工艺研究进展.pdfVIP

Vol. 17, 2010, No. 6? ? ? ? 粮 食与食品工业 Cereal and Food Industry 生物工程 收稿日期: 2010- 04- 22? ? 修回日期: 2010- 06- 26 作者简介: 姚玉静, 女, 1979 年出生, 讲师, 主要从事食品蛋 白质化学与工程方面的研究。 果醋发酵工艺研究进展 姚玉静, 黄国平, 龚慧雯, 王烈喜 广东食品药品职业学院? ( 广州 ? 510520) 摘? 要: 介绍了果醋发酵技术研究进展, 阐述了果醋不同发酵方法的工艺特点、 工艺流程以及 技术要点, 包括全固态发酵法、 全液态发酵法和前液后固发酵法, 对果醋的发展前景进行了分析和 展望。 关键词: 果醋; 发酵; 工艺; 前景 中图分类号: T S264. 2+2? 文献标识码: B? 文章编号: 1672- 5026( 2010) 06- 0028- 03 Research progress on fermentation technology of fruit vinegar Yao Yujing, H uang Guoping, Gong Huiwen, Wang Liexi Guangdong Food and Drug Vocational College (Guangzhou 510520) Abstract: T he fermentation technology development of fruit vinegar is introduced. The tech? nics characteristic, process flows, technical points of different fruit vinegar fermentation methods are stated, including full solid state fermentation, full liquid state fermentation and liquid ?solid fermentation. T he development perspective of fruit vinegar is analyzed and prospected. Key words: fruit vinegar; fermentation; technology; prospect ? ? 食醋作为人们日常生活中不可缺少的酸性调味 品, 其营养丰富且具有促进消化、 解除疲劳、 消毒杀 菌、 延缓衰老、 预防结石及便秘等功效。随着社会不 断发展和生活水平的提高, 人们对食醋的营养、 口 感、 风味等提出了一系列新的要求。与此同时, 我国 的水果资源由于加工转化能力低, 造成了极大的资 源浪费, 果醋酿造技术的发展与推广, 不仅可以缓解 鲜果滞销, 还能促进果品资源的加工利用, 繁荣市 场, 必成为一个新的经济增长点 1 。 水果是一种食疗同源的天然食品, 含有多种生 理活性成分, 对防治疾病、 促进人体健康具有明显的 作用 2 。果醋是以水果, 包括苹果、 山楂、 葡萄、 柿 子、 梨、 杏、 柑橘、 猕猴桃、 西瓜等, 或果品加工下脚料 为主要原料, 利用现代生物技术酿制而成的一种营 养丰富、 风味优良的酸味调味品。果醋兼有水果和 食醋的营养保健功能, 是集营养、 保健、 食疗等功能 为一体的新型饮品 3 。 1 ? 果醋发酵技术研究进展 19 世纪末人们开始认识并了解厌氧发酵, 1826 年 Schiitzenbach 用速酿法以乙醇为原料快速生产 醋酸, 使好氧技术得到发展, 1933 年 Kluyver 等人 发明摇床培养法, 为深层培养奠定了技术基础。 果实酿醋广泛采用的发酵技术为分批发酵, 方 法有固态法、 液态法及固液结合法, 液态发酵法又分 为静置表面发酵、 深层发酵、 酶法液体回流及固定化 连续分批发酵等。液态法发酵具有易操作管理、 规 模化标准化生产的特点, 又有利于提高原料利用率、 产酸速率和酒精转酸率, 液体法生产是最有效和最 先进的工艺技术方法。 国外果醋生产多采用液体深层分批、 连续发酵、 循环液体发酵及菌体固定化发酵; 英、 美、 加拿大、 日 本等国苹果醋生产以连续充气深层发酵法为主, 用 Fring 或塔式深层酸化器, 利用添加营养促进剂提 高产酸速率和酒精转酸率。 28 粮食与食品工业?Cereal and Food Industry Vol. 17, 2010, No. 6 Ory I D等 4采用逐步流加半连续发酵器研究 葡萄醋的最佳工艺, 发酵酒精转酸率可达 100% 。 Hong J H 等 5研究脱涩柿酿造醋的最佳温度为 35 ? , 添加 4% 的乙醇可提高酸度。Higashide T 等 6利用改良的分批深层培养法研究生产高浓醋, 发酵分两个阶段, 第一阶段 28 ? 29 ? 发酵至酸 度 12% ( 质量与体积比) , 第二阶段 15 ? 发酵至 20%( 质量与体积比) 以上。Chukwu U 等 7应用电 渗( ED) 浓缩技术研制高浓醋, 醋酸含量可达 30% 33%( 质量与体积比) 。 固定化细胞发酵是 20 世纪 70 年代开始发展的 微生物发酵新技术, 固定化发酵技术是指使用固定 化生长菌体进行的发酵, 实质上是菌体繁殖与产物 生成分离的二步发酵技术; 它又是利用充作酶源的 菌体, 人工实现生物体部分机能的固定化酶工程技 术之一; 其特点是重复利用微生物进行多级反应, 使 用反应柱或反应床可实现连续发酵, 避免反馈调节 或产物消耗, 提高发酵生产率, 降低设备费用。 用于醋酸发酵的固定化细胞技术分为固定膜发 酵和流动膜发酵两类, 因其发酵反应速度快, 设备利 用率高, 便于机械化生产等优点一直是酿醋技术研 究的热点。 国外研究的固定化载体有绵状纤维、 中空纤维、 多孔陶瓷、 棉布、 卡拉胶、 海藻酸钙、 水合氧化钛、 壳 聚糖等。郭养浩等 8 利用海藻酸钠包埋醋酸杆菌 As. 1?41 的发酵特性研究认为, 游离细胞、 固定细胞 对产酸都有贡献, 减少颗粒直径可提高产酸速率。 Neelima G T 等 9利用海藻酸钙固定醋酸菌于刨花 上半连续生产高质量的芒果醋。T amai M 等 10 用 空心纤维膜、 固定全细胞连续生产食醋, 酒精度维持 在 1%( 体积比) , 酸度维持 10%( 质量与体积比) , 采 用部分排放固定液、 两步反应法可提高 产酸率 ( 0 ?95 g醋酸/ 1 ?304 g 酒精) 。 近年来国内有关果醋研究以工艺技术方法为 主, 大多采用与传统固态工艺结合的方法, 液态法工 业化生产的并不多见, 深层液体发酵法仅占我国食 醋产量的 6% 。 2 ? 果醋发酵工艺 果醋发酵工艺按其发酵状态可分为全固态发酵 法、 全液态发酵法和前液后固发酵法。 2. 1? 全固态发酵法 固态发酵法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, 应用多种有益 微生物协同发酵, 配用多量的辅和填充料, 以浸提法 提取食醋。成品香气浓郁, 口味醇厚, 色深质浓, 但 生产周期长, 劳动强度大, 出品率低。 2. 1. 1? 工艺流程 果品原料 切除腐烂部分 清洗 破碎 加少 量稻壳、 酵母菌 固态酒精发酵 加麸皮、 稻壳、 醋 酸菌 固态醋酸发酵 淋醋 灭菌 陈酿( 脂化、 增 香、 增加固形物和色泽、 使醋酸提高到 5% 以上) 成品。 2. 1. 2? 技术要点 ( 1) 选择成熟度好的新鲜果实用清水洗净, 破碎 后称重, 按原料重量的 3% 加入麸皮和 5% 的醋曲, 搅拌均匀后堆成 1 ?0 1 ?5 m 高的圆堆或长方形 堆, 插入温度计, 上面用塑料薄膜覆盖。每天倒料 1 2 次, 检查品温 3 次, 将温度控在 35 ? 左右。10 天原料发出醋香, 生面味消失, 品温下降, 发酵停止。 ( 2) 完成发酵的原料称为醋坯。将醋坯和等量 的水倒入下面有孔的缸中( 缸底的孔先用纱布塞住) 泡 4 h 后即可淋醋, 这次淋出的醋称为头醋。头醋 淋完以后, 再加入凉水, 淋醋一般将二醋倒人新加入 的醋坯中, 供淋头醋用。固体发酵法酿制的果醋经 过 1 2 个月的陈酿即可装瓶。装瓶密封后需置于 70 ? 左右的热水中杀菌 10 15 min。 2. 2 ? 全液态发酵法 液体发酵法制醋具有机械化程度高、 减轻劳动 强度、 不用填充料、 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。目前生产上多采用 此法。 2. 2. 1? 工艺流程 果品原料 切除腐烂部分 清洗 破碎、 榨汁 ( 除去果渣) 粗果汁 接种酵母 液态酒精发酵 加醋酸菌 液态醋酸发酵 过滤 灭菌 陈酿 成 品。 2. 2. 2? 技术要点 选择成熟度好的新鲜果实用清水洗净。先用破 碎机将洗净的果实破碎, 再用螺旋榨汁机压榨取汁, 在果汁中加人 3% 5% 的酵母液进行酒精发酵。 发酵过程中每天搅拌 2 4 次, 维持品温 30 ? 左右, 经过 5 7 天发酵完成。注意品温不要低于 16 ? , 亦不要高于 35 ? 。将上述发酵液的酒度调整为 7% 8% , 盛于木制或搪瓷容器中, 接种醋酸菌液 29 生物工程姚玉静 等: 果醋发酵工艺研究进展 5%左右。用纱布遮盖容器口, 防止苍蝇、 醋鳗等侵 入。发酵液高度为容器高度的 1/ 2, 液面浮以格子 板, 以防止菌膜下沉。在醋酸发酵期间控制品温 30 ? 35 ? , 每天搅拌 1 2 次, 10 天左右醋化即 完成。取出大部分果醋, 消毒后即可食用。留下醋 坯及少量醋液, 再补充果酒继续醋化。 2. 3? 前液后固发酵法 前液后固发酵法的特点是: 提高了原料的利用 率; 提高了淀粉质利用率、 糖化率, 酒精发酵率; 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; 利用假底下积存的温度 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。 2. 3. 1? 工艺流程 果品原料 切除腐烂部分 清洗 破碎、 榨汁 ( 除去果渣) 粗果汁 接种酵母 液态酒精发酵 加麸皮、 稻壳、 醋酸菌 固态醋酸发酵 淋醋 灭菌 陈酿 成品。 2. 3. 2? 技术要点 ( 1) 原料处理: 选择成熟度好的新鲜果实用清水 洗净。用果蔬破碎机破碎, 破碎时籽粒不能被压破, 汁液不能与铜、 铁接触。 ( 2) 酒精发酵: 先把干酵母按 15% 的量添加到 灭菌的 500 mL 三角瓶中进行活化, 加果汁 100 g, 温度 32 ? 34 ? , 时间为 4 h; 活化完毕后按果汁 10% 的量加入广口瓶中进行扩大培养, 时间 8 h, 温 度 30 ? 32 ? ; 扩大培养后按 10% 的量加入到 50 L酒母罐中进行培养, 温度 30 ? 32 ? , 经 12 h 培养完毕。将培养好的酒母添加到发酵罐中进行发 酵, 温度保持在 28 ? 30 ? , 经过 4 7 天后皮渣 下沉, 醪汁含糖 ! 4 g/ L 时酒精发酵结束。 ( 3) 醋酸发酵: 将醋酸菌接种于由 1% 的酵母 膏、 4% 的无水乙醇、 0 ?1% 冰醋酸组成的液体培养 基, 盛于 500 mL 的三角瓶中, 装液量为 100 mL, 培 养时间为 36 h, 温度30 ? 34 ? , 然后按10%的量 加入扩大液体培养基中( 培养基由酒精发酵好的果 醪组成) , 再按 10%的量加入到酵母罐中进行培养。 酵母成熟后, 把其按发酵醪总体积的 10% 的量加入 进行醋酸发酵。发酵罐应设有假底, 其上先要铺酒 醪体积 5%的稻壳和 1% 的麸皮, 当酒醪加入后皮渣 与留在酒醪上的稻壳和麸皮混合在一起, 酒液通过 假底流入盛醋桶, 然后通过饮料泵由喷淋管浇下, 每 隔 5 h 喷淋 0 ?5 h, 5 7 天后检查酸度不再升高, 停 止喷淋。 3 ? 展 望 21世纪功能性食品将成为本世纪食品的主旋 律。随着社会经济的发展, 人们生活水平的提高, 健 康意识的增强, 融营养、 调味和保健功能为一体的果 醋饮料市场需求量将与日俱增。而我国作为有着悠 久醋文化的国家, 更应该抓住这一机遇, 在功能性果 醋饮料的研制开发及生产工艺上加大投入, 使我国的 功能性果醋产品在世界醋产品的舞台上大放异彩。 参考文献 1 邢志利. 果醋的保健功效及加工工艺研究进展 J. 中国 调味品, 2005(4): 42- 44. 2 张秀玲, 高学军, 冯一兵. 果醋加工研究进展 J . 北方园 艺, 2004(5): 72- 73. 3 王春霞, 王? 敏, 鲁梅芳, 等. 新一代健康饮品 果醋 J . 食品工业科技, 2002, 23( 4) : 78- 79. 4 Ory I D, Romero L E, Cantero D. 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