生产管理知识_食醋生产工艺教材

食醋生产工艺 食醋 食醋是以粮食 果实 酒类等含有淀粉 糖类 酒精的原料 经微生物酿造而成的一种液体酸味调味品 酿造食醋 将各种含有淀粉 糖或酒精的原料单独或混合使用 经微生物发酵酿造而成的食醋 配制食醋 以酿造食醋为主体 以乙酸计不得低于50 与食用冰乙酸 食品添加剂等混合配制的调味食醋 食醋 固态发酵食醋 以粮食及其副产品为原料 采用固态醋醅发酵酿制而成的食醋液态发酵食醋 以粮食 糖类或酒精为原料 采用液态醋醪发酵而成的食醋 中国醋业现状 中国食醋有几千年的历史 在世界上创造了辉煌的业绩 色 香 味 体 无以伦比 国内生产食醋的厂家繁多 因生产工艺和原料不同 所产的食醋大都具有自己的特色 其中镇江香醋 山西老陈醋 四川保宁醋 福建红曲老醋被誉为我国的四大名醋 四大名醋以其酸而不涩 香而微甜 色浓味鲜 愈存愈醇 清香浓郁 绵酸醇厚 色泽红棕 酸味柔和 醇香回甜 久存不腐 的特色独领风骚 代表了华夏土地上中国食醋的发展水平 中国醋业现状 年 天津市天立独流老醋股份有限公司的天立牌食醋 山西水塔老陈醋股份有限公司的水塔牌食醋 山西老陈醋集团有限公司的东湖牌食醋 北京王致和食品集团有限公司的龙门牌食醋 江苏恒顺醋业股份有限公司的恒顺牌食醋被中国名牌战略推进委员会评为中国名牌产品 中国醋业现状 食醋的酿造方法可分为固态发酵和液体发酵两大类 我国食醋的传统制法大多是采用固态发酵 产品风味好 有其独特的风格 但存在着需要辅料多 发酵周期长 原料利用率低及劳动强度高的缺点 我国食醋的生产在工艺和设备方面都有许多改进 实现了酶法液化通风回流法制醋及液体深层发酵法制醋等新工艺 在提高原料利用率 节约粮食 减轻劳动强度 改善产品卫生等方面都取得了一定的成绩 酿醋原料 一 制醋原料 制醋原料 按照其工艺要求一般可分为四大类主料辅料填充剂添加剂 制醋原料1 主料 主料指能被微生物发酵而生成醋酸的主要原料 它包括含淀粉质 含糖 含酒精的三类物质 一般来讲 制醋的主料一般指粮食 食醋原料 我国长江以南习惯上用糯米和大米为主 长江以北则多用高粱 小米酿醋 所用的麦曲以小麦为原料 其它粗粮 包括玉米 甘薯 甘薯干 马铃薯 碎米等也可以用作主料 制醋原料2 辅料 酿醋需要大量辅料 以提供微生物活动所需要的营养物质或增加食醋中糖分和氨基酸含量 辅料一般采用细谷糠 麸皮或豆粕 辅料与食醋的色 香 味有密切的关系 在固态发酵中 辅料还起着吸收水分 疏松醋醅 贮存空气的作用 制醋原料3 填充料 固态发酵制醋和速酿法制醋都需要填充料 其主要作用是疏松醋醅 积存和流通空气 以利于醋酸菌的好氧发酵 常用的填充料有谷壳 稻壳 高粱壳 玉米秸 玉米芯 高粱杆 刨花 浮石 多孔玻璃纤维等 填充料要求接触面积大 纤维质具有适当的硬度及惰性 制醋原料4 添加剂 1 食盐 醋酸发酵成熟后 需加入食盐 以抑制醋酸菌活动 防止其对醋酸的进一步分解 食盐还能起调和食醋风味的作用 2 蔗糖 增加甜味和浓度 3 芝麻 茴香 生姜等 赋予食醋特殊的风味 4 炒米色 增加食醋的色泽及香气由于添加剂一般都有不同程度增加食醋成品固形物的作用 所以它们不仅能增进食醋的色泽和风味 并能改善食醋的体态 二 主要原料的选择 凡含有淀粉质 糖和酒精等最终能为醋酸菌利用的物质 原则上都可被选用为酿醋原料 除此以外 为了适合工业生产 选择酿醋原料时应考虑下列几点要求 1 淀粉 或糖 酒精 含量高 2 资源丰富 产地离工厂近 3 容易贮藏 4 不霉烂变质 符合卫生要求 三 原料处理 1 粉碎与水磨制醋所用的粮食原料通常呈粒状 外面有皮层包着 不能为微生物所充分利用 为了扩大原料同糖化曲的接触面积 在大多数情况下 老法的煮料发酵法酿醋除外 粮食原料先进行粉碎 然后再进行蒸煮糖化 三 原料处理 1 粉碎与水磨使用酶法液化糖化工艺 须将原料水磨 磨浆前应先将米粒 或其它原料 浸泡 磨时原料加水比例控制在1 1 5 2 0之间 如加水过多 会产生浆粒不匀 出浆过快 粒度偏粗等现象 给下一步液化糖化造成困难 原料处理2 原料蒸煮 蒸煮的目的谷类 薯类类等淀粉原料 吸水后在高温或高压条件下进行蒸煮 使植物组织和细胞彻底破裂 原料内含的淀粉颗粒由于吸水膨胀而破坏 使淀粉颗粒状变成溶解状态 易受淀粉酶作用 从而有利于淀粉以后的水解 同时可将原料中所含的某些有害物质除去 并对原料进行灭菌 原料处理2 原料蒸煮 蒸煮的方法原料蒸煮方法随制醋工艺而异 目前常用的固态制醋方法 除生料发酵法外 一般可分为煮料发酵法和蒸料发酵法两种 液体深层发酵法制醋的原料处理 也必须经过煮料阶段 蒸煮过程中的原料组分变化 蒸煮过程中的原料组分变化淀粉和纤维素吸水膨胀细胞间的物质和细胞内的物质开始溶解植物组织细胞壁遭到破坏随着温度的上升 淀粉颗粒体积扩大 粘度大大增加 呈溶胶状态 即糊化 蒸煮过程中的原料组分变化 原料中不同糖分在蒸煮过程的变化如醛糖会变酮糖己糖脱水变成羟甲基糠醛糖分在接近熔点的温度下加热 可形成红褐色无定形的脱水产物 统称焦糖 糖类中果糖最易形成焦糖 葡萄糖在蒸煮过程中也易焦化 如有氨基酸存在时容易生成氨基葡萄糖 使原料色泽加深 蛋白质在常压蒸煮时的变化主要发生蛋白质凝固变性 使可溶性蛋白质态氮下降 极少分解 而原料中的氨基态氮却溶解于水 使可溶性氮有所增加 蒸煮过程中的原料组分变化 脂肪在高压下产生游离脂肪酸 后者易产生酸败气味 常压下变化甚少纤维素是构成植物细胞壁的主要成分 吸水后产生膨胀果胶质在薯类原料中含量比谷类原料多 果胶质在蒸煮过程中加热分解成果胶酸和甲醇 高压和长时间蒸煮会使产品产生有怪味的醛类 烯萜等单宁在蒸煮过程中形成香草醛 丁香酸等类芳香成分的前体物质 能赋予食醋特殊的芳香 糖化发酵剂 糖化发酵剂 淀粉质原料酿制食醋 必须经过糖化 酒精发酵和醋酸发酵3个生化阶段 至少有三种微生物 曲霉 酵母菌和醋酸菌参与为了给发酵提供充足的生物催化剂 保证食醋的质量风味 必须将有关微生物扩大培养 制得品质优良的糖化剂 酒母 醋酸菌液 用于食醋生产的各个阶段 一 糖化剂 一 糖化剂的分类把淀粉转变成可发酵性糖 所用的催化剂称为糖化剂 食醋生产采用的糖化剂经历了几千年的不断发展与演变 现在形成了以下6个类型 大曲 块曲 小曲 药曲 酒药 麸曲 散曲以黑曲霉 黄曲霉为主 红曲液体曲淀粉酶制剂 1 大曲 块曲 这是以根霉 毛霉 曲霉 酵母为主 并有大量野生菌的糖化曲 曲饼也属于这一类型 这类曲便于保管和运输 酿成的食醋风味好 但淀粉利用率较低 生产周期长 现在我国几种主要名特食醋的生产人多采用大曲 2 小曲 药曲 酒药 小曲中主要是根霉和酵母 利用根霉在生长过程中所产生的淀粉酶以进行糖化作用 小曲酿醋时用量很少 小曲便于运输和保管这类曲对原料选择性强 适用于糯米 大米 高粱等原料 对于薯类及野生植物原料的适应性差 3 麸曲 散曲以黑曲霉 黄曲霉为主 这类曲是国内酿醋厂所普遍采用的糖化剂 糖化力强 出酒 出醋率高 采用人工纯种培养 操作简便 麸曲生产成本低 对各种原料适应性强 制曲周期也短 4 红曲 红曲是我国特产之一 红曲霉培养在米饭上能分泌出红色素和黄色素 而且具有较强的糖化酶活力 被广泛应用于增色及红曲醋 玫瑰醋的酿造 红曲米的制备流程 5 液体曲 一般以曲霉菌 细菌为种子 经过发酵罐内深层培养 得到一种含 淀粉酶及糖化酶的液体曲 可代替固体曲 液体曲生产的机械化程度高 能节约劳动力 减轻劳动强度 但设备投资大 动力消耗大 技术要求很高 6 淀粉酶制剂 主要从深层培养法生产中提取酶制剂 如用于淀粉液化的枯草芽孢杆菌 淀粉酶及用于糖化的葡萄糖淀粉酶 都属于酶制剂 二 酿醋工业中常用的糖化菌 1 米曲霉 Asp oryzae 常用的菌株为AS3 800 AS3 683 2 甘薯曲霉 Asp batatae 常用的菌株为AS3 324 菌丝暗黑色 孢子头球形 孢子为圆球形 孢子为圆球形 老熟后有细刺 菌丝膨大部分类似孢子状体 发育温度37 具有生成有机酸的能力 并含有较强活力的单宁酶与糖化酶 适宜于甘薯及野生植物酿造时做糖化菌 二 酿醋工业中常用的糖化菌 3 邬氏曲霉 Asp usamii 常用菌株为AS3 758 菌丛黑色至褐黑色 顶囊呈球形 分生孢子平滑或粗糙 该菌能同化亚硝酸盐 淀粉糖化力强 耐酸性 有较强活力的单宁酶 适应性强 酿醋工业中常用的糖化菌 4 河内曲霉 Asp kawachli 又称白曲霉 是邬氏曲霉的变种 其主要性能与邬氏曲霉大致相似 但生产条件粗放 适应性强 另外酶系也较邬氏曲霉纯 用于酿醋 风味较好 但一般认为用于白酒生产时 甲醇含量偏高 该菌生长适温为34 左右 主要在东北地区广泛使用 酿醋工业中常用的糖化菌 5 泡盛曲霉 Asp awamori 能生成曲酸及柠檬酸 糖化液化力强 6 黑曲霉 Asp niger 常用菌株为AS3 4309 7 东酒一号 Asp usamii的诱变菌株 糖化液化力强 被用于上海地区酒 醋生产 8 红曲霉 红曲霉 Monascusserorabes 常用菌株为3 978 菌落初期白色 老熟后变为淡粉色 紫红色或灰黑色等 通常都能形成红色色素 生长温度26 42 最适温度32 35 最适pH值为3 5 5 0 能耐pH2 5的酸性 耐10 乙醇 能利用多种糖类和酸类为碳源 能同化无机氮 红曲能产生淀粉酶 麦芽糖酶 蛋白酶 柠檬酸 琥珀酸 乙醇等 红曲用途很广 用于酿酒 酿醋和豆腐乳的着色剂 并可作食品染色剂和调味剂 红曲霉不产生葡萄糖苷转移酶 糖化液中不生成寡糖 我国浙江温州 福建地区均采用红曲酿醋 三 麸曲的制备 目前国内制醋生产普遍选用性能优良的菌种 采用厚层通风培养制麸曲作为糖化剂 麸曲制备工艺流程如下 麸皮 100kg 细谷糠 20kg 水 80kg 混合 拌匀蒸熟 冷却 接入种曲 堆积 装入曲箱 静止保温培养 间歇通风保温培养 连续通风保温培养 麸曲 麸曲制备的操作和管理与黄酒生产中的纯种熟麦曲相似 麸曲质量 麸曲的质量直接影响淀粉出醋率 习惯上采用感官鉴定及测定其液化力 糖化力来确定曲的质量 1 感官鉴定 麸曲的颜色 主要是孢子的颜色 堂花曲孢子不宜多 否则糖化力会降低 麸曲的香气 应有一股枣香味 麸曲应结成块 而以手轻轻捏之就松散 2 理化鉴定 通过鉴定 曲的液化力 糖化力要强 二 酒母 一 酵母菌的选择酿醋酵母应具有以下性能 1 繁殖速度快 具有较强的增殖能力 2 含有较强的酒化酶 发酵力强而迅速 3 耐酒精能力强 能在较高浓度的酒精发酵醪中进行发酵 4 耐高温 抗高酸 5 生产性能稳定 二 食醋工业中常用的酵母菌 目前我国食醋生产常用的酵母菌基本上与酒精 白酒 黄酒生产所用的酵母菌相同 常用的菌种为真酵母属中的啤酒酵母 Saccharomycescerevisiae 及其变种 如雷斯2号 Rasse 雷斯12号 Rasse K字酵母 以及从酒精生产中分离筛选获得的南阳5号 1300 南阳混合 1308 等 三 酒母培养法 酒母培养的目的就是由少量酵母繁殖出大量酵母细胞 以供给发酵时所需的酵母种子 酒母扩大培养的流程一般为 斜面试管原菌 小三角瓶培养 大三角瓶培养 卡式罐 酒母罐 酒母质量要求 好的酒母要求酵母细胞形态整齐 健壮 细胞多 杂菌少 降糖快 其质量指标为 1 酵母细胞数1亿个 毫升 2 酵母出芽率15 25 3 酵母死亡率1 以下 4 酸度0 2 0 3克 100毫升 如果酸度明显增高 说明酒母被产酸细菌污染 四 影响酒母质量的主要因素 酵母菌本身性能培养基营养成分酵母接种量培养时间培养方法 影响酒母质量的主要因素 1 接种量生产上要求接种后的醪液酵母细胞约为0 1 0 2亿个 毫升 2 接种时间 3 培养温度在酵母菌的适宜生长温度范围内 高温比低温繁殖稍快 但高温培养酵母易衰老 4 通风培养在酒母培养过程中 通入一定量无菌空气可使酵母菌有氧呼吸进行菌体细胞合成 而酒精发酵作用受抑制 这样能量利用率高 糖分消耗少 有利于酵母的繁殖 5 培养基酵母不能直接利用淀粉或糊精 因此酒母培养用糖化醪 其糖化时间应较酒精发酵的糖化醪糖化时间长 三 醋母 醋母的原意是 醋酸发酵之母 醋酸发酵主要是由醋酸菌引起的 它能氧化酒精为醋酸 氧化葡萄糖成葡萄糖酸 它是醋酸发酵中最重要的菌 一 菌种 醋厂选用的醋酸菌要求醋酸发酵能力强 不再分解醋酸 耐酸能力强 制品风味好 目前国外有些工厂采用混合菌生产食醋 既能快速完成醋酸发酵 又能形成其它有机酸与酯类等成分 并能增加成品香气和固形物成分 二 醋母的制备 1 醋酸菌的固态培养 纯种大三角瓶扩大培养 大缸醋酸菌固态种子的培养取生产上配制的新鲜醋醅置于设有假底 下面开洞加塞的大缸中 再将培养成熟的三角瓶种子拌入醋醅 使之均匀 接种量一般为原料的2 3 缸口加盖 使醋酸菌在醅上生长 经1 2天后品温升高 采用回流法降温 即缸底部放出醋汁回浇在醅表面上 要求品温不超过38 当醋汁中酸度达4克 100毫升以上时 说明醋酸菌已大量繁殖 即可将此醋醅接种于大生产中应用 大缸培养期间要防止杂菌污染 二 醋母的制备 2 醋酸菌的液态培养醋酸菌的液态培养是采用种子罐进行深层通风培养 一级种子 三角瓶振荡培养 二级种子 种子罐培养 种子罐内装入酒度为4 5 的酒醪 装液量70 75 用夹层蒸气加热至80 然后冷却至32 接入一级种子 接种量为10 30 1 风量为0 1vvm 培养20h左右即可 要求总酸 以醋酸计 1 5 1 8 菌体形态正常 无杂菌 革兰氏染色阴性 食醋发酵的理论基础 食醋发酵的理论基础 制醋大致可分为三个发酵过程 1 淀粉水解成糖 2 糖发酵成酒精 3 酒精氧化生成醋酸 在整个酿造过程中 都要控制有利于微生物的发育和发酵的条件下进行 一 酿造食醋的有关微生物 酿造食醋的有关微生物有曲霉 酵母菌和醋酸菌 曲霉能使淀粉水解成糖 使蛋白质水解成氨基酸 酵母菌能使糖转变成酒精 醋酸菌能使酒精氧化成醋酸 食醋发酵就是这些菌参与并协同作用的结果 二 酿醋过程中的生物化学作用 一 使淀粉水解为糖的糖化作用淀粉的糖化作用是淀粉在淀粉酶作用下逐渐转变为葡萄糖和麦芽糖等低分子可发酵性糖类的过程 不论是采用酿醋过程中各种菌体分泌的淀粉酶或是人工加入的淀粉酶 不同的淀粉酶起的作用不同 二 使糖发酵转变成酒精的发酵作用 淀粉水解后所产生的大部分葡萄糖 被酵母细胞吸收后 在细胞内受己糖激酶 己糖异构酶 醛缩酶 磷酸三碳异构酶 磷酸三碳脱氢酶 辅酶A 甘油酸激酶 烯醇化酶 磷酸烯醇丙酮酸变位酶等一系列的催化作用 进行酒精发酵 其反应式如下 CH3COCOOH CH3CHO CO2丙酮酸乙醛CH3CHO 2H CH3CH2OH乙醛乙醇 酒精 酒精发酵所生成的酒精 大部分由醋酸菌氧化为醋酸 一部分与有机酸结合为酯类 这些产物 为食醋的香味的来源之一 三 使酒精氧化成醋酸的氧化作用 酿造食醋的醋酸发酵阶段 就是利用醋酸菌分泌的氧化酶 将酒精发酵所生成的酒精氧化成大量的醋酸 其反应如下 C2H5OH O CH3CHO H2O酒精氧乙醛水CH3CHO H2O CH3CH OH 2 乙醛水化物 CH3CH OH 2 O CH3COOH H2O乙醛水化物醋酸综合上式 整个反应式为 C2H5OH O2 CH3COOH H2O 481 5J酒精醋酸 四 使蛋白质水解成氨基酸的分解作用 酿造食醋的原料中所含的蛋白质成分经蒸熟发生适度变性 在糖化 酒精发酵及醋酸发酵各阶段中由曲霉所分泌的蛋白酶作用逐渐分解成各种氨基酸这是食醋鲜味的主要来源 也是部分色素生成的基础 国家专业标准中就对某些食醋制订了氨基态氮的含量标准 五 使有机酸与醇类结合成芳香酯类的酯化作用 酵母菌在酒精发酵中 产生一些有机酸 醋酸菌在醋酸发酵中 还能氧化葡萄糖酸 分解麸氨酸为琥珀酸 这些有机酸与醇类结合产生的有芳香气味的酯 使食醋具有特殊的清香 尤其是经陈酿的食醋 其酯类更为增多 此外 醋酸菌还能氧化甘油而产生二酮 二酮具有淡薄的甜味 它使醋酸更为浓厚 我国常用的制醋工艺 我国常用的制醋工艺 一 固态发酵法制醋固态发酵法制醋需要拌入较多的疏松材料 砻糠 小米壳 高粱壳及麸皮等 使醅料蓬松 能容纳一定量的空气 以促使醋酸菌氧化酒精而生成醋酸 此法制得的醋香气浓郁 口味醇厚 色泽也好 它是我国食醋的传统生产方法 著名的山西老陈醋 镇江香醋及四川麸醋都是固态发酵 一 煮料发酵法制醋 煮料发酵法 是指原料糖化 酒化阶段在稀态下进行 也有煮料而后加水的 但进入醋酸发酵后 即拌以疏松剂呈固态法制醋 本法为典型老法制醋 二 蒸料发酵法制醋 蒸料固态发酵 是当前采用老法制醋厂家普遍采用的工艺 1 工艺流程淀粉质原料 粉碎 加水浸泡 拌麸皮 谷糠 蒸熟 冷却 加水 拌麸皮 加麸曲酵母菌液 拌匀加醋酸菌液 拌匀 入缸 淀粉水解 酒精发酵 固态 醋酸发酵 固态 加盐 淋醋 消毒灭菌 成品 三 一般固态发酵制醋 现以选用原料甘薯干或碎米为例 介绍其固态发酵制醋的一般方法如下 1 工艺流程甘薯干或碎米 粉碎 与细谷糠混合 润水 蒸熟 摊冷过筛 加入酒母 麸曲拌匀 入缸淀粉糖化及酒精发酵 倒醅 拌入醋酸菌种子 粗谷糠 倒醅 醋酸发酵 倒醅 加盐 后熟 淋醋 陈酿 澄清 加热灭菌 装坛 成品 水塔牌山西老陈醋生产车间 倒醅的目的 因为醋酸菌是属于好气性细菌 喜欢在接触空气的醋醅表面上生长繁殖 其繁殖过程中产生大量的热量 并使品温升高 并造成醅的上 中 下的温度不匀 为了保持醋醅的温度不至于太高并保持均匀 就需要倒醅调温 四 酶法液化通风回流制醋 利用自然通风和醋汁回流代替倒醅 可大大降低劳动强度 此法即在发酵池的底层处设假底 并开设通风洞 让空气自然进入 运用固态醋醅的疏松度 使全部醋醅都能均匀发酵 由于表面品温较高 利用醋汁与醋醅的温度差 调节发酵温度 保证发酵正常进行 同时结合酶法的应用 将原料液化处理 以提高原料利用率 多年的实践证明这是一个行之有效的办法 酶法液化通风回流制醋 工艺流程如下 碎米 浸泡 磨浆 加细菌 淀粉酶 氯化钙 碳酸钠调浆 加热 液化 加麸曲糖化 冷却 加入酒母 液体酒精发酵 酒液 拌和醋酸菌种子 麸皮 砻糠入池 固态醋酸发酵 松醅 回流 加盐 淋醋 加热灭菌 装坛 成品 速酿法制醋 其內充填beech 山毛櫸 的刨花木削 能影響香氣醋菌固定其上原料如混合酒精 Ayresetal 1980 五 生料发酵法制醋 生料制醋生产流程 除取消蒸煮环节外 其他与一般熟料工艺一样 基本工艺流程如下 高粱或大米 粉碎 加入麸曲 酒母 麸皮 前期稀醪发酵 加入麸皮 稻壳 后期固体发酵 加盐 贮存 淋醋 质量检验 包装 成品 二 液体发酵法制醋 它的优点是工艺先进 能提高原料利用率 节约大量辅料 缩短生产周期 产品质量也稳定 设备新颖 可实现机械化生产 摆脱繁重的体力劳动 大大提高劳动生产率 厂房占地面积小 为增产创造有利条件 但在产品质量上与耗电方面还存在不足之处 速酿醋制法 以稀酒液为原料制造食用醋 发酵期极短 称为速酿醋 方法是将含酒精的稀溶液 自上而下流过一层榉木刨花 芦苇梗或玉米芯等填充料 这些填充料内附生着大量醋酸菌 空气则自下而上流通 使酒精很快氧化成醋酸 但这种食醋的风味较为平淡 液体深层发酵制醋 液体深层发酵制醋 一般工艺为 1 碎大米经过浸泡 磨浆 调浆 液化后 通过糖化酶糖化 然后接种酒母酒精发酵 得到酒醪 2 豆饼麸皮曲经过蛋白质水解 加入酒醪中 3 醋酸菌经过三角瓶摇瓶培养 然后经过一级种子培养 二级种子培养加入酒醪中 4 酒醪通气进行醋酸发酵 5 发酵完毕的醋醪经过压滤 灭菌得到成品 提高液体深层发酵食醋理化指标和风味的措施 1 提高氨基酸的措施在酒醪中加蛋白质水解醪以补充氮源