蘋果醋釀造工藝的概述

1、蘋果醋釀造工藝的概述:Fruitvinegarhasnowbecomeatrend,healthdrinks,thesubjectofproceedingfromreality,applejuiceasrawmaterialafterprocessing,suchasaccessaftertheyeast,fruitvinegarmadefromfermentedbacilliacetate.Majorresearchqualityvinegarbrewingmethods,processesandimprovementofitsflavorisapplevinegartobrewingqua

2、lityobjectives,analysisoftheproductionprocessinthemaintechnicalparameters,toachievethepurposeofoptimizingprocess.1 緒論醋酸發(fā)酵的主產(chǎn)品是醋酸、食醋及醋酸飲料.醋酸發(fā)酵起源于食醋發(fā)酵。醋是人類最早的釀造調(diào)味品。我國果醋生產(chǎn)量很小，目前國內(nèi)研究并開發(fā)的果醋主要有葡萄醋、梨醋、柿子醋、山楂醋、蘋果醋；果醋具有降血壓、軟化血管、幫助消化、降血糖、減肥、抑菌等功能，富含K、Zn、有機(jī)酸、多酚類功能因子，比糧食醋具有更好的保健性；同時(shí)含果香、果酸，比糧食醋有更好的風(fēng)味特點(diǎn)及適口性。1.1 果

3、醋發(fā)酵機(jī)理1醋酸菌是食醋釀造中醋酸發(fā)酵階段的主要菌，醋酸菌的發(fā)酵機(jī)理及酶學(xué)特性研究認(rèn)為，它具有氧化乙醇生成醋酸的能力。乙醇向醋酸的轉(zhuǎn)化分兩步，中間產(chǎn)物是乙醛：1.2 醋酸發(fā)酵技術(shù)發(fā)酵在生理學(xué)上是指微生物的無氧呼吸和有氧呼吸以外的一種生物氧化作用，在生物氧化過程中有機(jī)化合物本身既是電子（或氫）供體同時(shí)又是其受體，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)酵是利用微生物獲得產(chǎn)品的泛稱，發(fā)酵工程是研究利用微生物的工業(yè)，即微生物參與的工藝過程，與其相關(guān)的技術(shù)即發(fā)酵技術(shù)。發(fā)酵生產(chǎn)分固體發(fā)酵和液體發(fā)酵兩種方式，固體發(fā)酵勞動(dòng)強(qiáng)度大、傳質(zhì)和傳熱困難、產(chǎn)率和收率低、培養(yǎng)過程檢測困難；液體發(fā)酵有表面發(fā)酵和深層發(fā)酵兩種方式，深層發(fā)酵包括分批發(fā)

4、酵（間歇發(fā)酵）、連續(xù)發(fā)酵、補(bǔ)料分批發(fā)酵等方式，是生產(chǎn)上采用的最主要方式2。果實(shí)釀醋廣泛采用的發(fā)酵技術(shù)為分批發(fā)酵，方法有固態(tài)法、液態(tài)法及固液結(jié)合法，液態(tài)發(fā)酵法又分為靜置表面發(fā)酵、深層發(fā)酵、酶法液體回流及固定化連續(xù)分批發(fā)酵等。液態(tài)法發(fā)酵具有易操作管理、規(guī)?；瘶?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，又有利于提高原料利用率、產(chǎn)酸速率和酒精轉(zhuǎn)酸率，液體法生產(chǎn)是最有效和先進(jìn)的工藝技術(shù)方法。1.3 果醋風(fēng)味化學(xué)特性1.3.1 果醋的酸味酸味是酸性調(diào)味品最主要的質(zhì)量指標(biāo)，不同的有機(jī)酸有不同的酸味特征，對食醋的酸味有影響，乙酸具有刺激性，琥珀酸有鮮味、富馬酸、蘋果酸爽快但有澀味，葡萄糖酸爽快且柔和，現(xiàn)代食品分析技術(shù)充分研究及闡明了果汁、果

5、酒、糧食醋中的酸味構(gòu)成。食醋總酸5%左右，一般揮發(fā)酸占90%，主要是乙酸；不揮發(fā)酸10%；不同果醋的有機(jī)酸組成差異較大，果醋在味覺上與谷物醋的差別主要是有機(jī)酸的差異，有機(jī)酸的組成與原料、菌種、工藝及技術(shù)管理有關(guān)。1.3.2 蘋果醋的香氣成分食醋的香氣有醇類、醛類、酯類、酸、內(nèi)酯、酚、酮類七大類，酯香是水果香氣成分之一，是果醋的特征香氣成分。酯香成分組成、含量與水果品種、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、熟成期有關(guān)，研究人員從蘋果醋中鑒定出30種酯香成分，其中乙酸乙酯的含量最高在65-1000PPm,蘋果果實(shí)的香氣化合物250種以上，其中醇類、醛類、酯類是特征嗅感的主要成分，果實(shí)揮發(fā)酯含量高的有紅玉、初秋、富

6、士，蘋果汁起決定作用的酯香物質(zhì)為2-甲基丁酸乙酯、丁酸乙酯、乙酸已酯。酯香的生成還與酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵、成熟方法與時(shí)間有關(guān)；酵母細(xì)胞內(nèi)酯酶作用產(chǎn)生的酯主要是乙酸乙酯，還可形成部分脂肪酸酯，產(chǎn)酯酵母產(chǎn)生成以乙酸乙酯、丁酸乙酯為主的多種酯類。2 生產(chǎn)中醋酸菌選育方法2.1 菌種酵母菌；葡萄酒酵母1450；醋酸菌；蘋果醋酸發(fā)酵母液；醋醅。2.2 培養(yǎng)基碳源2.5g；氮源2.0g；酵母膏0.2g；K2HPO40.2g；NAHPO40.4g；MgSO40.1g。2.3 菌種分離篩選流程樣品經(jīng)過高酸馴化得到所需菌株3 3，通過增殖培養(yǎng)得到更多的菌體后稀釋分離加以純化然后斜面保藏再經(jīng)過產(chǎn)醋酸定性試驗(yàn)得到最終

7、的菌株。2.4 優(yōu)勢菌種篩選過程分析2.4.1 高酸馴化在三角瓶中加入產(chǎn)酸培養(yǎng)基，接入10%的樣品液，30搖床醋酸發(fā)酵，當(dāng)醋酸含量達(dá)5%左右時(shí)，流加酒精，使三角瓶內(nèi)的酒精量保持3%，繼續(xù)發(fā)酵，至產(chǎn)醋酸8%以上時(shí)停止發(fā)酵。2.4.2 分離純化挑選透明圈大，細(xì)胞形態(tài)類同，且占生長優(yōu)勢的單菌落約200個(gè)，把這200個(gè)單菌落在平板上多次劃線分離，純化后分別進(jìn)行搖瓶發(fā)酵，得到純化菌株。2.4.3 醋酸定性試驗(yàn)進(jìn)行醋酸定性試驗(yàn)，均形成紅褐色沉淀，說明分離到的菌為醋酸菌。2.4.4 初篩將分離純化得到菌株經(jīng)碳酸鈣平板培養(yǎng)基初選，根據(jù)其HC值與對照菌株相比，初選出15株優(yōu)勢醋酸菌。2.4.5 復(fù)篩將初篩菌株進(jìn)

8、行搖床產(chǎn)酸試驗(yàn)，發(fā)酵條件為500ml,發(fā)酯液裝量130ml,溫度30C,車速90r/min,每個(gè)菌種作三個(gè)平行試驗(yàn),測定終發(fā)酵酸度、揮發(fā)酯，記錄并計(jì)算其平均值。結(jié)果如表1所示。對復(fù)篩產(chǎn)酸試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，菌株間產(chǎn)酸存在顯著差異，產(chǎn)酯存在差異。試驗(yàn)分離獲得三株高產(chǎn)醋酸菌，其中兩株來自于蘋果醋發(fā)酵母液，一株從醋醅中分離得到純化菌株,這三株菌的產(chǎn)酸量明顯高于其它菌株，這三株菌的揮發(fā)酯含量也較高，而且三株菌的產(chǎn)酸量與揮發(fā)酯含量都高于對照菌株。由以上篩選也說明傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵中存在著多菌種，不屬純種發(fā)酵，多菌種發(fā)酵是固態(tài)醋良好質(zhì)量風(fēng)味的基礎(chǔ)4。2.5 篩選所得優(yōu)勢菌種鑒定2.5.1 菌株的形態(tài)特征電子

9、顯微鏡下觀察，蘋果醋發(fā)酵液中細(xì)胞為橢圓形，大小0.60.7X0.81.0以mi純化菌細(xì)胞為桿狀，大小0.50.6X0.91.1以mi成對或成鏈存在。菌落圓形，隆起，表面光滑。半固體洋菜穿刺培養(yǎng)，三株菌均有云霧狀擴(kuò)散，鞭毛染色后電鏡觀察，發(fā)酵液中菌體為極生鞭毛，純化菌株為周生鞭毛。2.5.2 培養(yǎng)特征在葡萄糖、酵母膏、乙醇斜面上生長旺盛；在高糖培養(yǎng)基上產(chǎn)酸；在蘋果酒中生長，并使酒渾濁；HonyerFrateur培養(yǎng)基中不生長5。2.5.3 生化特性試驗(yàn)將三個(gè)菌株進(jìn)行其過氧化氫酶生成試驗(yàn)、以銨鹽為唯一碳源的生長試驗(yàn)、分解乙酸鹽的能力試驗(yàn)、產(chǎn)葡萄糖酸試驗(yàn)、酮基化合物的生成試驗(yàn)，檢測結(jié)果如表2所示：由

10、表2根據(jù)Frateur的醋桿菌的分類系統(tǒng)，菌種鑒定為：純化菌株為氧化菌中的惡臭醋桿菌；發(fā)酵液菌株為中氧化菌中的中氧化醋桿菌。2.6 優(yōu)質(zhì)菌株的特性從醋醅中分離得到純化菌株，蘋果醋母液中分離得到兩株優(yōu)質(zhì)菌株。菌種鑒定結(jié)果為：純化菌株為氧化菌中的惡臭醋桿菌，周生鞭毛；兩株優(yōu)質(zhì)菌株為中氧化菌中的中氧化醋桿菌，極生鞭毛。這三株菌株產(chǎn)酸速度快，產(chǎn)酸量高，產(chǎn)酯量高，發(fā)酵風(fēng)味理想?，F(xiàn)在自然發(fā)酵醋醅和生產(chǎn)用的醋酸菌大多屬醋酸桿菌屬，分離到的菌株經(jīng)鑒定也屬于此屬，而不是葡萄糖桿菌屬。醋醅中菌種構(gòu)成繁雜，不同發(fā)酵時(shí)期菌種構(gòu)成也不相同，其作用及對風(fēng)味影響還有待進(jìn)一步研究。3蘋果醋發(fā)酵工藝簡介3.1 蘋果汁分批發(fā)酵3

11、.1.1 方法乙醇脫氫酶活性的測定,酶活力單位定義：每分鐘催化氧化1以mol乙醇為一個(gè)酶活力單位，4.0吸光度等于氧化11Imol的乙醇。3.1.2 工藝要點(diǎn)6濃縮蘋果汁的稀釋：將濃縮蘋果汁加水稀釋至12°Bx，巴氏殺菌，冷卻待用。酵母菌培養(yǎng)：12°Bx麥芬汁200ml,接入斜面菌種，28C30c搖床培養(yǎng)24h。醋酸菌培養(yǎng)：將液體葡萄糖酵母膏培養(yǎng)基置于250ml三角瓶中，高壓殺菌20min。冷卻后每瓶加入3.5ml無水乙醇，接入斜面培養(yǎng)菌種，30C搖床培養(yǎng)，每12h用氫氧化鈉滴定，當(dāng)酸度升至1.82.0%時(shí)接種。酒精發(fā)酯：將殺菌后的蘋果汁接入5%舌化好的酯母菌培養(yǎng)液，室溫下

12、發(fā)酪45天，至殘?zhí)墙抵?.4%以下終止發(fā)酵，巴氏殺菌，過濾后測酒精度、還原糖及酸度。醋酸發(fā)酵：將酒精發(fā)酵后的試液定量置于250ml或500ml殺菌的三角瓶中，棉塞封口，接醋酸菌培養(yǎng)液入搖床發(fā)酵，每12h測一次酸度，至酸度不再上升時(shí)，發(fā)酵結(jié)束。巴氏殺菌，過濾后測酸度、酒精度、還原糖。3.1.3工藝影響因素3.1.3.1 接種量對工藝的影響結(jié)果可以看出隨接種量的增加產(chǎn)酸速度有增加的趨勢，5%接種量產(chǎn)酸速度偏低，說明接種量小會(huì)明顯影響發(fā)酵周期，雖不同接種量酒精轉(zhuǎn)酸率差別不大，15%接種量在發(fā)酵后期酸度變化明顯，不易于發(fā)酵控制，10%的接種量比較適宜，72小時(shí)發(fā)酵完成。3.1.3.2 不同酒精度對工藝

13、的影響分結(jié)果如圖1所示：菌株在24h酸量變化不大，增長緩慢，與初始高酒精對菌的抑制作用有關(guān)；不同酒精度發(fā)酵周期不同，酒精度越低發(fā)酵周期越短，這于產(chǎn)酸高峰期有關(guān)，酒精度為4.5%產(chǎn)酸高峰在24至72小時(shí)內(nèi)，酒精度5.5%、6.5%、7.5%的產(chǎn)酸高峰在48至84小時(shí)內(nèi)，此時(shí)發(fā)酵液酒精度在2.5%-1%范圍內(nèi)，以后醋酸發(fā)酵趨于平緩，這與發(fā)酵后期的高酸度對醋酸菌抑制有關(guān)，隨酒精降低酸度升高醋酸發(fā)酵強(qiáng)度減弱，因而分批醋酸發(fā)酵存在產(chǎn)酸高峰的最適酒精含量范圍。3.2蘋果汁固定化發(fā)酵3.2.1 工藝要點(diǎn)73.2.1.1 細(xì)胞制備將醋酸菌試管菌種接種于三角瓶活化培養(yǎng)基，30c搖床培養(yǎng)48h左右至酸度1.8-2

14、.0%,5000rpm離心濃縮20分鐘。3.2.1.2 固定包埋法：把濃縮菌液與4%8藻酸鈉溶液以1：4比例混合均勻，用9號注射器將混合液滴入3%CaCl2溶液中，低溫固化2h后用無菌水洗滌，即得直徑為3mRE右的凝膠顆粒。吸附法：將濃縮菌液以1：1與直徑4m怯右的碎玉米棒混合均勻，低溫吸附4h?；罨?將固定化細(xì)胞于活化培養(yǎng)液中，30搖床活化48小時(shí)。3.3發(fā)酵工藝比較蘋果汁固定化醋酸發(fā)酵比分批發(fā)酵周期短，適合于流動(dòng)膜固定化發(fā)酵。流動(dòng)膜固定化搖床發(fā)酵的產(chǎn)酸速度、酒精轉(zhuǎn)酸率高于固定膜醋酸發(fā)酵和分批發(fā)酵。在固定化搖床發(fā)酵中，發(fā)酵溫度、發(fā)酵液酒精含量、搖床轉(zhuǎn)速、固定化菌的相對裝量影響醋酸菌的增殖和發(fā)

15、酵結(jié)果；蘋果汁適宜的固定化搖床發(fā)酵條件為：酒精度4.5%，溫度30，搖床轉(zhuǎn)速120rpm，固定化菌與發(fā)酵液體積比1:2，產(chǎn)酸速度0.8g/L.h，酒精轉(zhuǎn)酸率75%，發(fā)酵周期42小時(shí)。采用連續(xù)分割流加50%體積的發(fā)酵液可實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間24小時(shí)可維持產(chǎn)酸速度0.72g/L.h，酒精轉(zhuǎn)酸率74%。蘋果汁采用固定膜醋酸發(fā)酵，發(fā)酵可在60小時(shí)內(nèi)完成，但發(fā)酵效率明顯低于流動(dòng)膜發(fā)酵，影響產(chǎn)酸速度、酒精轉(zhuǎn)酸率、酸度等發(fā)酵結(jié)果的主要因素是通氣狀況和發(fā)酵液流動(dòng)的均勻程度。采用吸附法固定膜，由醋醅中分離得到的菌種比AS1.41有更好的適應(yīng)性。4結(jié)論通過以上實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析比較得出結(jié)論：蘋果原汁采用深層醋酸發(fā)酵及固定化醋酸發(fā)酵技術(shù)可釀造出具有蘋果酸味、香氣及色澤特征的優(yōu)質(zhì)果醋。試驗(yàn)分離得到并鑒定出三株醋酸菌，并篩選出