醋酸发酵ppt课件

食醋发酵生产,1,概述,（一）食醋及其营养价值,1.定义以粮食、果实、酒类等含有淀粉、糖类、酒精的物质为原料，经微生物发酵酿制而成的一种酸性调味品。,2,食醋是传统的酸性调味品，我国酿醋自周期开始，已有2500年历史。食醋分酿造醋、合成醋、再制醋三大类，其中产量最大，与我们关系最为密切的是酿造醋，它是用粮食等为原料，经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成。除主要成分醋酸外，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、体，不仅是调味佳品，经常食用对健康也有益。,3,2.营养价值,食醋不仅含有醋酸，而且还含有一定量的氨基酸、有机酸、糖等物质。因此，食醋具有以下几种作用。,增进食欲,防止疾病,提高食物中营养成分的吸收率,杀菌作用,4,（二）食醋的种类,按所用糖化曲分类大曲醋（山西老陈醋）、小曲醋（镇江香醋）、红曲醋、麸曲醋（辽宁喀左陈醋）等。,按原料分类米醋、麸醋、果醋、酒醋、代用原料醋等。著名的有四川保宁麸醋、广东果醋。,5,按发酵工艺分类固态发酵醋山西老陈醋、镇江香醋液态发酵醋福建红曲醋、广东果醋固液发酵醋北京龙门醋、四川麸醋,按成品的色泽分类熏醋淡色醋白醋,6,一、食醋发酵工艺类型,固态发酵法指发酵时物料呈固态的一种酿醋工艺。,工艺特点：原料粮食辅料麸皮填充料谷糠、稻壳糖化发酵剂麸曲、大曲、小曲生产周期1个月以上,我国的传统食醋多数采用固态发酵法，产品风味优美，品质优良，色香俱佳。缺点：成本高，生产周期长，劳动强度大，卫生条件差。,7,液态发酵法指发酵时物料呈液态的一种酿醋工艺。,即酒醪或淡酒液接入醋酸菌后，以深层通气或表面静止发酵法酿醋。,特点：不用辅料、劳动强度低；可减少杂菌污染机会，并有利于实现管道输送；机械化强度高；生产周期短；食醋风味较固态法的醋差一些。,8,食醋发酵的生化过程食醋的酿造过程以及风味的形成是由于各种微生物所产生的酶引起的生物化学作用。食醋的生产可分为三个主要过程：一是原料中淀粉的分解，即糖化作用（水解）；二是酒精发酵，即酵母菌将可发酵性的糖转化成乙醇（发酵）；三是醋酸发酵，即醋酸菌将乙醇转化成乙酸（氧化）。参与糖化发酵作用的主要微生物：霉菌、酵母菌和醋酸菌。,9,一、淀粉水解将大米等淀粉质原料经过粉碎使细胞膜破裂，再经蒸煮糊化，加入一定量的淀粉酶，使糊化后的淀粉变成酵母能够发酵的糖类。由淀粉转化为可发酵性糖的过程称为糖化。在糖化发酵时所用的霉菌中的酶包括-淀粉酶、糖化酶、转移葡萄糖苷酶、果胶酶、纤维素酶等，由于这些酶的协同作用，使淀粉分解生成葡萄糖、麦芽糖，再由酵母生成酒精。还有少部分非发酵性糖变成残糖而存在醋中，使食醋带有甜味。这一过程分为糊化、液化和糖化三个阶段。糊化作用原料蒸煮时，淀粉吸水膨胀，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。淀粉颗粒的体积膨胀增大，粘度增加，呈溶胶状态，这一过程称为淀粉的糊化作用。,10,不同原料淀粉的颗粒大小及糊化温度,淀粉来源不同或颗粒大小不同，其糊化温度不一样，见下表所示,11,液化作用在-淀粉酶的作用下，使原来浆糊状的淀粉溶胶变为溶液状态，粘度急速降低，流动性增大的过程叫淀粉的液化。在正常生产中，一般液化液的D.E值可高达15%21%。,糖化其反应式为（C6H10O5）nnH2On（C6H12O6）食醋生产中常用的糖化剂有：糖化酶制剂、根霉曲、黑曲霉麸曲、白曲霉麸曲等。,12,二、酒精发酵淀粉水解后生成的大部分葡萄糖被酵母菌在厌氧条件下经细胞内一系列酶的作用下，完成糖代谢过程，生成乙醇和二氧化碳。根据计算，1分子的葡萄糖生成2分子的酒精和2分子的二氧化碳。具体来说，100份葡萄糖生成51.11份酒精及48.89份二氧化碳，但其中5.17%的葡萄糖被用于酵母的增殖和生成副产品，所以实际所得的酒精量为理论数的94.83%。这些副产物是甘油和琥珀酸、醋酸、乳酸等，是食醋香味的来源。其反应式为：C6H12O62C2H5OH2CO2,酒精发酵要求酵母菌具有以下性能：繁殖速度快，具有较强的增殖能力；含有较强的酒化酶，发酵力强而迅速；耐酒精力强，；耐高温、耐高酸；生产性能稳定。,酒精发酵不需要氧气，所以要求发酵在密闭条件下进行。如有空气存在，酵母不仅进行酒精发酵，而且部分进行呼吸作用，而使酒精产量降低，糖的消耗速率也减慢。,13,三、醋酸发酵醋酸发酵是依靠醋酸菌氧化酶的作用，将酒精氧化生成醋酸，其反应式为：C2H5OH十O2CH3COOH十H2O十485.6KJ乙醇脱氢酶C2H5OHCH3CHO乙醛脱氢酶CH3CHOCH3COOH理论上，1份酒精能生成1.304份醋酸，实际生产中，由于醋酸的挥发、氧化分解、酯类的形成、醋酸被醋酸菌作为碳源消耗等原因，一般1kg酒精只能生成1kg醋酸，也就是1L酒精可以生成20升醋酸含量为5%的食醋。,14,四、其它物质的分解作用（1）蛋白质水解制醋原料中的蛋白质在微生物蛋白酶的催化下，逐步分解形成低分子含氮化合物，如胨、肽和氨基酸。若食醋中含有多种氨基酸，口味就浓厚，因为有的氨基酸具有甜味如甘氨酸，有的具有鲜味如谷氨酸。氨基酸与醇作用可生成酯。这些物质都能赋予食醋特有的风味。（2）酯化反应食醋在酿造过程中除生成醋酸外，原料中少量的脂肪成分经霉菌中解脂酶作用还生成羟基乙酸、-羟基丙二酸、酒石酸、草酸、琥珀酸、己二酸、庚酸、甘露糖酸和葡萄糖酸等。醋酸中的乙醇又与这些物质发生酯化反应生成不同的酯类，构成了食醋中的香气成分，所以有机酸种类越多，其酯香的味道就越浓郁。,15,原料,一、制醋原料,1主料,主料是指能被微生物发酵而生成醋酸的主要原料，它包括含淀粉、含糖或含酒精的物质，如谷物、薯类、果蔬、糖蜜、酒类及野生植物等。,一般选用淀粉含量高的原料。长江以南糯米和大米长江以北高粱、甘薯、小米及玉米东北地区酒精、白酒,16,2辅料,作用：提供微生物活动所需要的营养物质，增加食醋中糖分和氨基酸的含量，有助于形成食醋的色、香、味。辅料还起着吸收水分、疏松醋醅及贮藏空气的作用。,常用的辅料细谷糠(也叫统糠)、麸皮或豆粕。,17,3填充料作用：疏松醋醅，使空气流通，利于醋酸菌进行好氧发酵。,要求：接触面积大，其纤维质具有适当的硬度和惰性。,常用的填充料：谷壳、稻壳(砻糠)、高粱壳、玉米秸、玉米芯、高粱秸、刨花、浮石以及多空玻璃纤维等。,18,4添加剂,(1)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)砂糖增加甜味,(3)芝麻、茴香、生姜等赋予食醋特殊的风味,(4)炒米色增加色泽和香气,19,二、原料的处理1目的与方法避免磨损机械设备，堵塞管路、阀门和泵等剔除霉变的原料，以免降低食醋的产量和质量。,方法：谷物原料多采用分选机将原料中的尘土和轻的夹杂物吹出，并经过几层筛子把谷粒筛选出来。鲜薯类，一般采取洗涤的方法，以除去附着于薯类表皮上的砂土。在洗涤薯类时，多采取搅拌棒式洗涤机。,20,2粉碎与水磨原料粉碎常用的设备：刀片轧碎机；锤击式粉碎机；钢磨。一般使用锤击式粉碎机，粉碎度越细越好。水磨原料时采用的钢磨可根据处理量来选择。,21,3蒸煮目的：使淀粉吸水膨胀，由颗粒状态转变为溶胶状态；使原料组织和细胞彻底破裂；使原料中的某些有害物质也会在高温下遭到破坏；对原料进行了杀菌。,操作：生产上一般不用很高的温度和压力蒸煮，如：采用蒸料发酵法酿醋，使用高梁粗粉为主料，蒸煮时的蒸汽压力为5.06104Pa，蒸料时间仅为40min,也可常压蒸煮1h，再焖1h。,22,固态发酵法生产食醋固态发酵制醋是我国食醋的传统生产方法。类型：大曲醋、小曲醋、麸曲醋其特点是采用低温糖化和酒精发酵；应用多种微生物协调发酵；配用多量的辅料和填充料；用浸提法提取食醋。固态法食醋的优点是香气浓郁，口味醇厚，色深质浓。缺点是生产周期长，劳动强度大，出醋率低。,23,固态发酵酿醋工艺流程（以麸曲醋为例）,麸曲、酒母原料粉碎混合润水蒸熟摊晾过筛拌匀入缸糖化、酒精发酵、倒醅拌匀醋酸发酵、倒醅醋母加盐后熟淋醋陈酿澄清配制灭菌成品食盐,24,工艺操作要点（1）酿醋过程中所需曲及菌种制备麸曲酒母醋母,25,（2）麸曲醋酿造工艺操作原料处理粉碎、混合、润水、蒸料、冷却淀粉糖化、酒精发酵、醋酸发酵淋醋三循环法(也称三次套淋法)即用二醋浸泡成熟醋醅2040h，淋出头醋、剩下的渣子为头渣；用三醋浸泡头渣2024h，淋出二醋，剩下的渣子为二渣；用清水浸泡二渣淋出三醋，三渣可作饲料。头醋为半成品，二醋和三醋用于淋醋时浸泡之用。熏醋，把发酵成熟的醋醅放置于熏醅缸内，缸口加盖，用文火加热至7080，每隔24h倒缸1次，共熏57d，所得熏醅具有其特有的香气，色红棕且有光泽，酸味柔和，不涩不苦。熏醅后可用淋出的醋单独对熏醅浸淋，也可对熏醅和成熟醋醅混合浸淋。,26,陈酿有醋醅陈酿和醋液(半成品)陈酿两种方法。配兑及杀菌,27,酶法液化通风回流生产食醋新型制醋工艺固态发酵法制醋以人工进行倒醅，劳动强度极高，劳动条件劳动甚差，利用自然通风和醋汁回流代替倒醅，同时利用酶制剂把原料中的淀粉液化或利用曲制剂把淀粉液化和糖化以提高原料利用率。优点：出醋率比一般固态发酵法提高16%、便于机械化生产，降低了劳动强度。,28,工艺流程酒母Na2CO3、CaCl2、-淀粉酶麸曲碎米浸泡磨浆调浆加热液化灭菌糖化冷却液态酒精发酵拌和入罐通风固态醋酸发酵醋醅成熟淋醋调配及灭菌包装麸皮、砻糠、醋酸菌种子食盐,29,设备液化及糖化罐用钢板材料制成，容积为2m3左右，罐内设有搅拌器、蛇形冷却管和通入蒸气管。酒精发酵罐容量为7000kg，设有冷却装置。,通风回流醋酸发酵罐为水泥圆柱形结构。高2.45m、直径4m，容积为30m3。在距罐底高1520cm处装有竹篾假底，上面装料，下面存留醋汁，竹篾周围对称设有直径10cm通风洞12个。回流液体用泵打入喷淋管，利用液压旋转将液体均匀地淋浇其表层。制醅机由斗式提升及绞龙拌料兼输送两部分组成。,30,通风回流固态醋酸发酵罐,1.回流管2.喷淋3.水泥砖墙4.竹蔑假底5.水泵6.醋液管7.贮醋池8.温度计9.出渣门10.通风洞11.醋液存留处,31,液化及糖化桶构造,1.进气口2.温度计3.进冷水口4.电机5.进浆口6.搅拌器7.冷却管8.蒸汽管9.出浆口,32,工艺操作（1）原料处理（2）酒精发酵（3）醋酸发酵,33,液态深层发酵生产食醋液态深层发酵制醋法不仅不用谷糠、麸皮等辅助，而且生产机械化强，减轻了劳动强度，缩短了发酵周期，提高了产品的质量和产量，是食醋生产的发展方向。其工艺流程如下：-淀粉酶、CaCl2、Na2CO3醋酸菌种子原料磨浆调浆液化糖化酒精发酵醋酸发酵糖化曲酒母蛋白水解液过滤配制消毒贮存成品滤渣,34,优点（1）出醋率明显提高。碎米采用酶法液化通风回流制醋新工艺比一般固态发酵法制醋旧工艺出醋率提高16%