CN104946501B - 一种醋酸发酵扩培酸蒸工艺及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种醋酸发酵扩培酸蒸工艺及系统，工艺包括以下步骤：1)预处理：首先对一级扩培罐依次进行CIP碱洗和热水清洗；然后将酒醋送入一级扩培罐中进行酸蒸，酸蒸的工艺条件为：控制酒醋的加入量为罐体容量的1/5，酒醋的总酸不低于3％；控制一级扩培罐的搅拌速度大于730rpm，以保证蒸气在罐中分布均匀性，加热至90℃后保持20分钟，将酒醋排出；2)在经过预处理后的一级扩培罐中加入果酒，然后加入醋酸菌种子液进行一级扩大培养。本发明采用酒醋对扩培罐进行蒸汽酸蒸，去除其中的残余碱性清洗液，降低扩培罐中的pH值，改善醋酸菌繁殖的环境，缩短种子进入新环境后的延滞期，从而缩短扩培周期，节约生产成本。

Description

一种醋酸发酵扩培酸蒸工艺及系统

技术领域

本发明属于微生物发酵技术领域，特别涉及一种醋酸发酵扩培酸蒸工艺及系统。

背景技术

目前，醋酸发酵工艺是通过将实验室出来的醋酸菌送入一级扩培罐、二级扩培罐进行扩大培养，再送到发酵罐发酵来完成的。目前，停产后从实验室新转出醋酸菌种在进行生产一级、二级扩大培养前，都需要对扩培罐进行CIP碱洗、热水清洗，罐体进行罐体空消(120度，20分钟)，然后再加入无菌果酒，并接种。由于碱洗后会残余碱性清洗液，如果不添加任何调节物直接进行醋酸菌种的扩培，由于菌种对新环境的适应期较长，导致扩培周期自然地被延长或失败。而现有技术中对发酵原料pH值的调整，大都是向发酵培养基中添加缓冲物质进行调整，而这些缓冲物质分为天然和合成，合成缓冲物质因为价廉且成分单一常被采用，这样就会引入一些其他物质，存在一定的食品安全，如果不调节pH值，醋酸菌种发酵速度会相对受阻。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种醋酸发酵扩培酸蒸工艺及系统，本发明采用酒醋对扩培罐进行蒸汽酸蒸，去除其中的残余碱性清洗液，降低扩培罐中的pH值，改善醋酸菌繁殖的环境，缩短种子进入新环境后的延滞期，从而缩短扩培周期，节约生产成本。

为解决上述问题，本发明的第一个目的所采用的技术方案如下：

一种醋酸发酵扩培酸蒸工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)预处理：首先对一级扩培罐依次进行CIP碱洗和热水清洗；然后将酒醋送入一级扩培罐中进行酸蒸，酸蒸的工艺条件为：控制酒醋的加入量为罐体容量的1/5-1/4，酒醋的总酸不低于3％；控制一级扩培罐的搅拌速度大于730rpm，以保证蒸气在罐中分布均匀性，加热至85-90℃后保持20-25分钟，然后将酒醋排出；

2)一级扩培罐扩大培养:在经过步骤1)的预处理后的一级扩培罐中加入果酒,然后加入醋酸菌种子液进行一级扩大培养，得到一级培养液。

所述酒醋是指醋酸经过常规发酵工艺得到的失败产物，它既包括酒又包括醋，酒度大于0.5％。

所述果酒为苹果酒，苹果酒由苹果汁经过常规发酵工艺制备得到，可从市场直接购得。

所述醋酸菌种子液为常规工艺制备得到，也可从市场直接购得。

作为优选，在步骤1)中，为确保酒醋的添加量最少，测定在酒醋的加入量为罐体容量的1/5，酒醋总酸不低于3％的情况下，此酸蒸工艺存在显著效果。

作为优选，在步骤1)中，加热至90℃后保持20分钟，经检测证实可达到杀菌效果。据多次实验证明，已无法将酸蒸工艺温度上升，酒醋中的糖类在高温情况下会产生美拉德反应造成罐壁附着。将原有120度降低至90度，减少了夹层加热的热能耗，减少了杀菌热能损耗。

作为优选，在步骤1)中，排出的酒醋通过管道输送到酸蒸液回收罐中进行回收，测酸蒸液回收罐中酒醋总酸，当总酸低于3.0％时，补齐酒醋总酸至3.0％以上。

作为优选，在步骤2)中，一级扩大培养的条件为：一级扩培罐的体积为100L，醋酸菌种子液与果酒的体积比为1:9，温度30-32℃，在总酸度达到1.7-2.3％时终止培养。

作为优选，所述工艺还包括步骤3)，二级扩培罐扩大培养：将步骤2)得到的一级培养液加入到添加了果酒的二级扩培罐中，得到二级培养液；二级扩大培养的条件为：二级扩培罐的体积为1t，一级培养液与果酒的体积比为1:9，温度30-32℃，在总酸度达到1.7-2.3％时终止培养。

作为优选，所述工艺还包括步骤4)，发酵罐发酵：将步骤3)得到的二级培养液加入到发酵罐中，然后加入果酒进行发酵；发酵的条件为：发酵罐的体积为10t，二级培养液与果酒的体积比为1:9，温度30-32℃，时间<55h，在总酸度达到>5.0％,残余酒度<0.5％v/v终止发酵。

一种醋酸发酵扩培酸蒸系统，包括一级扩培罐，其特征在于：它还包括酸蒸液回收罐，所述酸蒸液回收罐的出料口通过管道与一级扩培罐的进料口连接，所述一级扩培罐的出料口通过管道与酸蒸液回收罐的进料口连接。

作为优选，所述系统还包括二级扩培罐，所述二级扩培罐的进料口通过管道与所述一级扩培罐的出料口连接，所述二级扩培罐的出料口通过管道与所述酸蒸液回收罐的的进料口连接。

作为优选，所述系统还包括发酵罐，所述发酵罐的进料口通过管道与所述二级扩培罐的出料口连接。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明采用含有一定浓度醋酸的酒醋对扩培罐进行蒸汽酸蒸，去除其中的残余碱性清洗液，降低种子罐中的pH，改善醋酸菌繁殖的环境，缩短种子进入新环境后的延滞期，从而缩短扩培周期，节约生产成本。

2、本发明所用酒醋为生产失败产物，即醋酸发酵酒无法完全转化为醋的产物，充分利用了生产不良品，减少浪费。另加入一个酸蒸液回收罐及相应管路和阀门，就构成醋酸发酵扩培的酸蒸系统。

3、本发明所用酒醋经实验证明在加入酒醋量与罐最大容量比为1/5时，总酸酸度高于3％的情况下可明显改善扩培速度。低于此浓度或此醋酸量不能达到酸性蒸气均匀罐中分布，或酸度过低而造成无法改良醋酸菌种适应性的结果。本发明的酸蒸工艺将温度加热至90℃后保持20分钟，经检测证实可达到杀菌效果。据多次实验证明，已无法将酸蒸工艺温度上升，酒醋中的糖类在高温情况下会产生美拉德反应造成罐壁附着。将原有120度降低至90度，减少了夹层加热的热能耗，减少了杀菌热能损耗。

4、本发明的酸蒸系统是在现有的扩培系统旁加入一个酸蒸液回收罐，减少酸蒸液的耗用，从而节约生产成本。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是实施例1的系统的结构示意图；

图2是一级扩培罐中实施例1所述酸蒸工艺与原扩培工艺的对比图；

图3是二级扩培罐中实施例1所述酸蒸工艺与原扩培工艺的对比图

图1中，1、酸蒸液回收罐；2、一级扩培罐；3、二级扩培罐；4、发酵罐。

具体实施方式

实施例1:

本实施例所述的一种醋酸发酵扩培酸蒸工艺，包括以下步骤：

1)预处理：首先对一级扩培罐依次进行CIP碱洗和热水清洗；然后将酒醋送入一级扩培罐中进行酸蒸，酸蒸的工艺条件为：控制酒醋的加入量为罐体容量的1/5，酒醋的总酸不低于3％；控制一级扩培罐的搅拌速度780rpm，以保证蒸气在罐中分布均匀性，加热至90℃后保持20分钟，然后将酒醋排出，排出的酒醋通过管道输送到酸蒸液回收罐中进行回收，测酸蒸液回收罐中酒醋总酸，当总酸低于3.0％时，补齐酒醋总酸至3.0％以上：当其酸度低于3％后，根据计算先排放一定量酒醋，再补充相应的高酸度酒醋。

为确保酒醋的添加量最少，测定在酒醋的加入量为罐体容量的1/5，酒醋总酸不低于3％的情况下，此酸蒸工艺存在显著效果。加热至90℃后保持20分钟，经检测证实可达到杀菌效果。据多次实验证明，已无法将酸蒸工艺温度上升，酒醋中的糖类在高温情况下会产生美拉德反应造成罐壁附着。将原有120度降低至90度，减少了夹层加热的热能耗，减少了杀菌热能损耗。

2)一级扩培罐扩大培养:在经过步骤1)的预处理后的一级扩培罐中加入果酒,然后加入醋酸菌种子液进行一级扩大培养，得到一级培养液。一级扩大培养的条件为：一级扩培罐的体积为100L，醋酸菌种子液与果酒的体积比为1:9，温度32-34℃，在总酸度达到1.7-2.3％时终止培养。

3)二级扩培罐扩大培养：将步骤2)得到的一级培养液加入到已添加果酒的二级扩培罐中，然后进行二级扩大培养，得到二级培养液；二级扩大培养的条件为：二级扩培罐的体积为1t，一级培养液与果酒的体积比为1:9，温度30-32℃，在总酸度达到1.7-2.3％时终止培养。

4)发酵罐发酵：将步骤3)得到的二级培养液加入到已添件果酒的发酵罐中，然后进行发酵；发酵的条件为：发酵罐的体积为10t，二级培养液与果酒的体积比为1:9，温度30-32℃，时间<55h，在总酸度达到>5.0％,残余酒度<0.5％v/v终止发酵。

参照图1，一种醋酸发酵扩培酸蒸系统，包括酸蒸液回收罐1、一级扩培罐2、二级扩培罐3和发酵罐4，所述酸蒸液回收罐1的出料口通过管道与一级扩培罐2的进料口连接，所述一级扩培罐2的出料口通过管道与酸蒸液回收罐1的进料口连接。所述二级扩培罐3的进料口通过管道与所述一级扩培罐2的出料口连接，所述二级扩培罐3的出料口通过管道与所述酸蒸液回收罐1的进料口连接。所述发酵罐4的进料口通过管道与所述二级扩培罐3的出料口连接。各管道上均设置控制阀门。

实验证明酸蒸实验改良了第一批种子在一级扩培罐、二级扩培罐的问题，并在种子罐得到明显效果，平均节约发酵时间6-8小时。以下举例为酸蒸工艺与原扩培工艺数据对比：

表1一级扩培罐中实施例1所述酸蒸工艺与原扩培工艺的对比

时间(h)	原扩培工艺总酸(％)	实施例1酸蒸工艺总酸(％)
			0	0.32	0.33
2	0.34	0.35
			4	0.39	0.42
6	0.48	0.56
			8	0.51	0.78
10	0.64	0.98
			12	0.82	1.32
14	1.05	1.75
			16	1.34	2.16
18	1.6	/
			20	1.89	/
22	2.15	/

表2二级扩培罐中实施例1所述酸蒸工艺与原扩培工艺的对比

时间(h)	原扩培工艺总酸(％)	实施例1酸蒸工艺总酸(％)
			0	0.32	0.33
2	0.34	0.35
			4	0.39	0.42
6	0.48	0.56
			8	0.51	0.78
10	0.64	0.98

12	0.82	1.32
			14	1.05	1.75
16	1.34	2.16
			18	1.6	/
20	1.89	/
			22	2.15	/

由表1、表2以及图2和图3，可以看出，经大量实验证明酸蒸对醋酸菌繁殖以及发酵起到催化作用，加快了繁殖以及发酵速度，提供了适应的酸性环境，但由于对数期提前到达，转接时间应相应提前。酸蒸保证了醋酸扩培的成功率，降低了扩培水、电、气耗及人工成本，避免了再次扩培生产的等待。第一批种子接回种子罐后转接至各发酵罐中发酵速度均小幅度提升，酸蒸作用是不可忽略的。

实施例2:

本实施例的特点是：控制一级扩培罐的搅拌速度900rpm，以保证蒸气在罐中分布均匀性。其他与实施例1相同。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种醋酸发酵扩培酸蒸工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)预处理：首先对一级扩培罐依次进行CIP碱洗和热水清洗；然后将酒醋送入一级扩培罐中进行酸蒸，酸蒸的工艺条件为：控制酒醋的加入量为罐体容量的1/5-1/4，酒醋的总酸不低于3％；控制一级扩培罐的搅拌速度大于730rpm，加热至85-90℃后保持20-25分钟，然后将酒醋排出；其中，所述酒醋是指醋酸经过常规发酵工艺得到的失败产物，它既包括酒又包括醋，酒度大于0.5％；

2)一级扩培罐扩大培养:在经过步骤1)的预处理后的一级扩培罐中加入苹果酒，然后加入醋酸菌种子液,进行一级扩大培养，得到一级培养液。

2.根据权利要求1所述的醋酸发酵扩培酸蒸工艺，其特征在于：在步骤1)中，酒醋的加入量为罐体容量的1/5。

3.根据权利要求1所述的醋酸发酵扩培酸蒸工艺，其特征在于：在步骤1)中，加热至90℃后保持20分钟。

4.根据权利要求1所述的醋酸发酵扩培酸蒸工艺，其特征在于：在步骤1)中，排出的酒醋通过管道输送到酸蒸液回收罐中进行回收，测酸蒸液回收罐中酒醋总酸，当总酸低于3.0％时，补齐酒醋总酸至3.0％以上。

5.根据权利要求1所述的醋酸发酵扩培酸蒸工艺，其特征在于：在步骤2)中，一级扩大培养的条件为：一级扩培罐的体积为100L，醋酸菌种子液与苹果酒的体积比为1:9，温度30-32℃，在总酸度达到1.7-2.3％时终止培养。

6.根据权利要求1所述的醋酸发酵扩培酸蒸工艺，其特征在于：所述工艺还包括步骤3)，二级扩培罐扩大培养：将步骤2)得到的一级培养液加入到添加苹果酒的二级扩培罐中，然后进行二级扩大培养，得到二级培养液；二级扩大培养的条件为：二级扩培罐的体积为1t，一级培养液与苹果酒的体积比为1:9，温度30-32℃，在总酸度达到1.7-2.3％时终止培养。

7.根据权利要求6所述的醋酸发酵扩培酸蒸工艺，其特征在于：所述工艺还包括步骤4)，发酵罐发酵：将步骤3)得到的二级培养液加入到已添加苹果酒的发酵罐中；发酵的条件为：发酵罐的体积为10t，二级培养液与苹果酒的体积比为1:9，温度30-32℃，时间<55h，在总酸度达到>5.0％,残余酒度<0.5％v/v终止发酵。

8.一种醋酸发酵扩培酸蒸系统，包括一级扩培罐，其特征在于：它还包括酸蒸液回收罐，所述酸蒸液回收罐的出料口通过管道与一级扩培罐的进料口连接，所述一级扩培罐的出料口通过管道与酸蒸液回收罐的进料口连接；并且，用酒醋对所述一级扩培罐进行酸蒸，所述酒醋是指醋酸经过常规发酵工艺得到的失败产物，它既包括酒又包括醋，酒度大于0.5％。

9.根据权利要求8所述的醋酸发酵扩培酸蒸系统，其特征在于：所述系统还包括二级扩培罐，所述二级扩培罐的进料口通过管道与所述一级扩培罐的出料口连接，所述二级扩培罐的出料口通过管道与所述酸蒸液回收罐的的进料口连接。

10.根据权利要求8所述的醋酸发酵扩培酸蒸系统，其特征在于：所述系统还包括发酵罐，所述发酵罐的进料口通过管道与所述二级扩培罐的出料口连接。