CN102703298A

CN102703298A - 一种快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法

Info

Publication number: CN102703298A
Application number: CN2012101580522A
Authority: CN
Inventors: 高艳华; 袁博; 任明
Original assignee: National Power Bio Tech Ltd Jinan
Current assignee: National Power Bio Tech Ltd Jinan
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明提供一种快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法，该方法以含59～61重量份的纤维素、28～30重量份的木质素、6～8重量份水分的工业木糖废渣为原料，按如下步骤进行：a.将工业木糖废渣原料加入蒸汽爆破机，在2～3MPa条件下，预处理90～150s；b.取a步骤经预处理的工业木糖废渣原料加水润料后混匀；c.按照每克工业木糖废渣原料取500～1500单位纤维素酶和按照工业木糖废渣原料重量的0.1～1%取高温活性干酵母加入b步骤的原料中，混匀，培养1-2d，当酒精度在0.5-2%时，再按照工业木糖废渣原料重量的0.5～2%加入耐高温醋酸菌，混匀，控制温度为30～50℃，发酵10～15d，然后脱水，得产品。

Description

一种快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法

技术领域：

本发明涉及一种生产食醋的方法，属生物工程领域，具体地说是以木糖渣、糠醛渣及秸秆、麦草等纤维素废弃物为原料，将糖化——酒精发酵——醋酸发酵同步进行的快速生产食醋的方法。

背景技术：

食醋是深受人们喜爱的调味品,它的有效成分即是醋酸。近年来,随着人们保健意识的不断增强,醋的保健功能亦受到重视。现代研究发现,醋含有丰富的营养物质,并可防治多种疾病,经常食醋可以软化血管、降低血压、预防动脉硬化及治疗糖尿病,醋还有减肥、美容、杀菌和抗癌等独特作用。食醋的这些功能越来越被人们所重视,其消费量也随之不断增加。

目前我国食醋是以含淀粉的粮食为原料，经过发酵制成的酿造醋为主。其原料多为大米、高粱、谷物、薯类等。每年用来酿醋而耗费的粮食数量巨大。为了节约粮食，因而需要寻找酿醋代用原料。

我国玉米产量1.44亿吨，玉米芯约占玉米产量的三分之一左右，约5000万吨。玉米芯生产木糖、糠醛等产品后的废渣约占玉米芯处理总量的60%，玉米芯生产木糖、糠醛后的废渣中半纤维素和大部分灰分已经除去，其主要成分为纤维素，约占40-65%，是一种非常好的可再生资源。目前还没有发现以木糖渣等富含纤维素的废渣为原料生产食醋的研究报道。

另外，我国食醋的传统制法大多采用固态发酵，分为淀粉糖化——酒精发酵——醋酸发酵三部分，以及陈酿后熟的过程。传统酿造法获得的产品风味好，有独特的风格，但其发酵周期为30-40d，存在生产效率低的缺点。若利用高温酵母与耐高温醋酸菌进行液体混合发酵，使纤维素糖化——酒精发酵——醋酸发酵同步进行，可大大缩短发酵周期，将其控制在10-15d。

发明内容：

本发明的目的是提供一种利用含纤维素的工业木糖废渣为原料，减少粮食消耗，缩短生产周期，提高生产效率的快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法。

本发明的目的可通过如下技术方案来实现：

该方法以含59～61重量份的纤维素、28～30重量份的木质素、6～8重量份的水分的工业木糖废渣为原料，按如下步骤进行：

a.将工业木糖废渣原料加入蒸汽爆破机，在2～3Mpa条件下，预处理90～150s；

b.取a步骤经预处理的工业木糖废渣原料加水润料混匀后使用；

c.按照每克工业木糖废渣原料取500～1500 IU纤维素酶和按照工业木糖废渣原料重量的0.1～1%取高温活性干酵母加入b步骤的原料中，混匀，培养1-2d，当酒精度在0.5-2%时，再按照工业木糖废渣原料重量的0.5～2%加入耐高温醋酸菌，混匀，控制温度为30～50℃，发酵10～15d。期间每天翻料一次，待酸度不再增加时发酵结束，此时醋酸含量达到10-13%。发酵过程中，葡萄糖转化率为85-96%，酒精转化率在110-125%。然后脱水，得产品。

本发明的目的还可通过如下技术方案来实现：

所述的工业木糖废渣原料是木糖渣、糠醛渣及秸秆、麦草等纤维废弃物；所述的工业废渣原料是木糖渣；所述的纤维素酶由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶以任意配比组合而成；b步骤所述的pH＝5～5.5。

本发明的优点

1）本发明使用木糖渣、糠醛渣及秸秆、麦草等纤维素废弃物取代常规的淀粉原料，可减少食醋工业对粮食原料的依赖，使生产原料来源更广阔。

2）本发明为纤维废弃物再利用提供了一条新思路，实现了废物的综合利用，附加值高，增加企业的综合效益。同时解决了木糖渣的污染问题，有利于保护环境。

3）本发明采用纤维素酶——高温酵母——耐高温醋酸菌同时发酵技术，缩短了食醋发酵周期，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

该方法以含59重量份的纤维素、30重量份的木质素、6重量份水分的工业木糖废渣为原料，按如下步骤进行：

a.将工业木糖废渣原料加入蒸汽爆破机，在2Mpa条件下，预处理50s；

b.取a步骤经预处理的工业木糖废渣原料加水润料后混匀；

c.按照每克工业木糖废渣原料取1500 IU纤维素酶和按照工业木糖废渣原料重量的0.1%取高温活性干酵母加入b步骤的原料中，混匀，培养2d，当酒精度在0.5%时，再按照工业木糖废渣原料重量的2%加入耐高温醋酸菌，混匀，控制温度为30℃，发酵15d。期间每天翻料一次，待酸度不再增加时发酵结束，此时醋酸含量达到10%。发酵过程中，葡萄糖转化率为96%，酒精转化率在125%。然后脱水，得产品。

实施例2：

该方法以含61重量份的纤维素、28重量份的木质素、8重量份的水分的工业木糖废渣为原料，按如下步骤进行：

a.将工业木糖废渣原料加入蒸汽爆破机，在3Mpa条件下，预处理90s；

b.取a步骤经预处理的工业木糖废渣原料加水润料后混匀；

c.按照每克工业木糖废渣原料取500IU纤维素酶和按照工业木糖废渣原料重量的1%取高温活性干酵母加入b步骤的原料中，混匀，培养1d，当酒精度在2%时，再按照工业木糖废渣原料重量的0.5%加入耐高温醋酸菌，混匀，控制温度为50℃，发酵15d。期间每天翻料一次，待酸度不再增加时发酵结束，此时醋酸含量达到13%。发酵过程中，葡萄糖转化率为85%，酒精转化率在12%。然后脱水，得产品。

实施例3：

该方法以含60重量份的纤维素、29重量份的木质素、7重量份的水分的工业木糖废渣为原料，按如下步骤进行：

a.将工业木糖废渣原料加入蒸汽爆破机，在2.5Mpa条件下，预处理120s；

b.取a步骤经预处理的工业木糖废渣原料加水润料后混匀；

c.按照每克工业木糖废渣原料取1000 IU纤维素酶和按照工业木糖废渣原料重量的0.5%取高温活性干酵母加入b步骤的原料中，混匀，培养1-2d，当酒精度在1%时，再按照工业木糖废渣原料重量的1%加入耐高温醋酸菌，混匀，控制温度为38℃，发酵12d。期间每天翻料一次，待酸度不再增加时发酵结束，此时醋酸含量达到12%。发酵过程中，葡萄糖转化率为90%，酒精转化率在115%。然后脱水，得产品。

按照实施例1-3，1吨木糖渣能生产含5%醋酸的食醋5.2-6.5吨。

实施例4：

用糠醛渣代替木糖渣，其他同实施例1-3，1吨糠醛渣能生产含5%醋酸的食醋2.4-2.8吨。

实施例5：

用秸秆纤维废弃物代替木糖渣，其他同实施例1-3。

实施例6：

用麦草纤维废弃物代替木糖渣，其他同实施例1-3。

Claims

1.一种快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法，其特征在于该方法以含59～61重量份的纤维素、28～30重量份的木质素、6～8重量份水分的工业木糖废渣为原料，按如下步骤进行：

b.取a步骤经预处理的工业木糖废渣原料加水润料后混匀后使用；

c.按照每克工业木糖废渣原料取500～1500单位纤维素酶和按照工业木糖废渣原料重量的0.1～1%取高温活性干酵母加入b步骤的原料中，混匀，培养1-2d，当酒精度在0.5-2%时，再按照工业木糖废渣原料重量的0.5～2%加入耐高温醋酸菌，混匀，控制温度为30～50℃，发酵10～15d，然后脱水，得产品。

2.根据权利要求1所述的一种快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法，其特征在于所述的工业木糖废渣原料是木糖渣、糠醛渣及秸秆、麦草纤维废弃物。

3.根据权利要求1所述的一种快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法，其特征在于所述的工业废渣原料是木糖渣。

4.根据权利要求1所述的一种快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法，其特征在于所述的纤维素酶由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶以任意配比组合而成。

5.根据权利要求1所述的一种快速利用纤维素固体发酵生产食醋的方法，其特征在于b步骤所述的pH＝5～5.5。