高浓度醋液态法生产中关键影响因素的分析_冷云伟 (1)

1、中国酿造2009年第2期总第203期试验号A B C 黄酮提取率/%123456789111222333123123123123231312 4.885.144.775.025.295.094.935.045.20K 1K 2K 3k 1k 2k 314.7915.4015.174.935.135.0614.8315.4715.064.945.165.0215.0115.3614.995.005.125.00极差R 0.200.220.12最佳条件A 2B 2C 2表2浸提条件正交试验结果与分析Table 2.Results and analysis of orthogonal experim

2、ents 最优水平组合为B 2A 2C 2,即乙醇水溶液体积分数为70%,浸提温度为70,浸提时间为1.25h 。3结论3.1借助超声波辅助浸提,用乙醇水溶液浸提桔皮黄酮的最佳条件为固液比为125,乙醇水溶液体积分数为70%,温度为70,提取时间为1.25h 。3.2在最佳浸提工艺下,得到的桔皮黄酮提取率为5.29%。参考文献:1赵国华,陈宗道.柑桔类黄酮生物活性的研究进展J.食品与发酵工业,2001,27(3:71-74.2STRAND E.Flavonoids:Antioxidants Help the Mind M.Psychol Today ,2003,(7.3张熊禄.微波法从桔皮中提

3、取黄酮J.食品科学,2000,21(2:9-41.4张光成,方思明.葛根异黄酮的抗氧化作用J.中药材,1997,20(7:358-360.5张贺彬,李彩侠,吴亚卿.黄酮类化合物研究进展J.食品与机械,2005,21(5:70-73.6孙智敏,殷蓉,李静,等.桔皮中黄酮类化合物的提取方法研究J.河北工业科技,2006,23(4:228-230.7肖坤福,廖晓峰,于荣,等.黄酮类化合物研究进展J.广州食品工业科技,2003,19(3:90-92.8王立娟.桔皮总黄酮的提取条件J.东北林业大学学报,2006,34(5:70-72.20世纪6070年代,液态深层发酵制醋工艺引入我国,纯种发酵技术开始应

4、用于食醋生产过程,并逐渐形成以米醋为主要类型的食醋品种,截至2006年,液态法制醋产量已经达到全国食醋产量的40%左右。目前世界醋产品的总量每年近3000万t ,是我国年产量的10倍左右,应用领域已经不仅限于调味品。西欧、日韩的发展水平都很高,尤其是高浓度醋液态法的生产具有相当高的技术水平,实现了集约化生产,降低了成本,拓宽了应用。对比我国液态法生产与国外先进国家的区别,可以发现物料浓度的差异很大,我国普遍的发酵浓度为放罐料液中乙酸含量6%vol高浓度醋液态法生产中关键影响因素的分析冷云伟1,杨海麟2,权武3(1.中国矿业大学,江苏徐州221008;2.江南大学,江苏无锡214000;3.徐州

5、恒顺万通食品酿造公司,江苏徐州221003摘要:高浓度醋液态发酵是实现食醋集约化生产的重要手段,同时可以达到节能减排的目的。随着乙醇和乙酸浓度的提高,乙酸菌的生长会受到很大的影响。研究表明,二级种质量、营养、通风和发酵终点的控制是影响生产的关键因素。关键词:液醋;高浓度;关键因素中图分类号:TS262.2文献标识码:A文章编号:0254-5071(200902-0137-03Analysis of the key factors in the production of high concentration liquid vinegarLENG Yunwei 1,YANG Hailin 2,Q

6、UAN Wu 3(1.China University of Mining and Technology,Xuzhou 221008,China;2.Jiangnan University,Wuxi 214000,China;3.Xuzhou Hengshun Wantong Food Brewing Company,Xuzhou 221003,China Abstract:The fermentation of high concentration is an important means to achieve intensive production,and it can also ac

7、hieve saving energy and re-ducing exhaust.While the concentrations of ethanol and acetic acid increase,the growth of acetic bacteria will be greatly affected.The research shows that the key factors affect the production are the quality of second class bacterium,nutrition,ventilation and the terminal

8、 control.Key words :liquid vinegar;high concentration;key factors收稿日期:2008-08-15作者简介:冷云伟,男,副教授,研究方向为发酵工程。!经验交流1372009No.2Serial No.203China Brewing图1不同初始乙醇浓度下发酵酸度(A 、菌体浓度(B 的变化Figure 1.Change of acidity (A and cell content (B in differentinitiative ethanol content左右,大大低于国外10%vol 以上的发酵水平。国内也曾见报道可以进行1

9、3%vol 左右的液醋发酵,但大都采用后期酒精流加技术,实际为间歇生产过程,而非定期分割的半连续发酵,生产的效率反而相应下降。2006年末,在国家高技术研究发展计划(863计划中设立课题液醋发酵过程优化与控制关键技术,实验从醋酸菌代谢理论及生长动力学的角度出发,探讨影响的关键性因素,从而为生产的工艺改革提出合理的建议。1底物和产物浓度对代谢的影响在醋酸的生物转化过程中,实际是乙醇在乙酸菌所提供的乙醇氧化酶的催化作用下,实现的氧化过程。因此,从理论上讲,只要提供了必要的氧化酶和足够的氧气,发酵液中的乙醇就可以转化成乙酸。氧气的量是可以通过通风来保证的,而氧化酶的质量,则取决于乙酸菌。在这个转化过

10、程中的底物乙醇具有一定的杀菌作用,而半连续发酵留下的底酸以及发酵积累的乙酸会对环境pH 值的发生影响,加之产物的代谢反馈,都将会影响到发酵前期乙酸菌的生长和氧化酶的积累。沪酿101是我国液醋生产普遍使用的醋酸菌,其耐乙醇浓度为10%vol 。而通过实验研究发现,在初始乙醇浓度6%vol 时,底酸浓度4%(w/v ,结果见图1。发酵过程中的乙酸转化速度明显降低(氨基酸维生素BKH 2PO 4维生素C ,这说明在高浓度发酵的情形下,有效的碳源和氮源对微生物生长起到很好的营养补偿,很好的保持了乙酸菌的比生长速度。5发酵终点的控制在液醋发酵过程中,乙醇是培养液中重要的碳源,通过氧化作用是乙酸菌获得生物

11、能量的重要途径。在高浓度条件下,由于发酵临近终了时的乙酸浓度相对较高,此时对乙酸菌的抑制作用很大。同时产物浓度与反应物浓度的也会影响着氧化反应的速度,较高浓度的乙醇可以保证氧化的速度,所以应该适当提高发酵终点乙醇的浓度。目前,我国液醋发酵在相对低的浓度下一般控制乙醇浓度0.2%vol0.5%vol 作为发酵终点即放罐时点,但在高浓度发酵的情形下这一浓度则具有较大的风险。因为下一批次的发酵所使用的乙酸菌主要来自分割后留下的底酸,如果碳源的供给出现问题将会大大降低乙酸菌的活力,从而使下一个批次的生产受到很大的影响,通常表现为发酵初期的菌体生长速度下降,发酵周期延长。所以建议发酵终点即放罐乙醇浓度保

12、持在0.5%vol1%vol ,为乙酸菌的生存留下更大的空间。高浓度发酵是集约化的发酵形式,是当前节能减排,提高生产效率的重要手段,在液醋生产中同样具有推广的意义,而采用合理的发酵工艺和控制手段,保证乙酸菌的正常生长,是实现液醋高浓度发酵的关键。参考文献:1姜长洪,姜楠,王贵成,等.谷氨酸发酵过程先进控制J.化工自动化及仪表,2004,32(2:28-30.2沈志远,余永建,钱学青,等.自动化液态深层发酵酿造米醋新技术J.中国调味品,2006(1:25-27.3徐玲,王文风,周广田.酒精制醋最佳配方的研究J.中国酿造,2007(11:67-69.试验号葡萄糖氨基酸KH 2PO 4维生素C 维生

13、素BOD 值1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#11#12#13#14#15#16#K 1K 2K 3K 4优水平R j 11112222333344440.7701.4751.5201.50530.75012341234123412340.8301.4351.5051.50030.67512342143341243211.4051.3751.2701.22010.18512343412432121431.3851.3051.2151.36510.17012344321214334121.1601.2451.4701.39530.3100.0580.1790.2000.2040.2120.3910.3250.3000.2000.2670.3830.4120.2210.3580.3420.333主次顺序葡萄糖氨基酸维生素BKH 2PO 4维生素C=4.38表2乙酸菌营养因子正交试验结果与分析table 2.Orthogonal experimental design of nutrition factor of aceticacid bacterium水平葡萄糖/(g L -1氨基酸/(mg L -1KH 2PO 4/(mg L -1维生素C/(mg L -1维生素B/(mg L -112