CN112522060A - 一种固定化酵母菌发酵食醋工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，其工艺如下：（1）制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞；（2）将固定后的黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸菌进行细胞强化增殖；（3）分别利用各固定化细胞进行连续发酵；（4）发酵得到的醋醅进行淋醋和陈酿，得到不同风味的食醋。本发明解决了食醋酿造中存在的发酵迟缓、淀粉利用率低，出口率低、生产成本高的问题。同时全程采用固定化微生物细胞技术，较传统酵母酒精发酵具有抗杂菌能力强，发酵时间短，发酵效率高等优势，可有效提高设备利用率、酒精产量和降低成本。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种固定化酵母菌发酵食醋工艺。
背景技术
我国是世界上谷物酿醋最早的国家，早在公元前8世纪就已有了醋的文字记载。春秋战国时期，已有专门酿醋的作坊。到汉代时，醋开始普遍生产。南北朝时，食醋的产量和销量都已很大，其时的名著《齐民要术》曾系统地总结了我国劳动人民从上古到北魏时期的制醋经验和成就，书中共收载了22种制醋方法，这也是我国现存史料中，对粮食酿造醋的最早记载。
食醋是家庭生活中常见的酿造调味品，不仅营养成分丰富，还有独特的药理作用。随着人们生活水平的提高以及科学研究对食醋功能特性的进一步揭示，食醋的用途也越来越广，对食醋及其衍生产品的需求越来越大。对醋的使用已不仅仅局限于传统的烹调中，作为营养饮品、保健品等正日益受到越来越多人的喜好。
因此，现在人们对食醋的需求量不断的上升，对其质量也提出了更高的要求。目前，食醋的生产仍主要采用传统的分批发酵方法，很多食品调味厂也因生产技术落后、产品质量低下而停止生产；故提高食醋的产量与质量，提高企业生产效率不容忽视。
应用微生物固定化技术进行食醋生产是改变现状的一条有效途径，固定化细胞技术是将动、植物或微生物细胞固定于合适的不溶性载体上，不但可以提高生产效率，延长细胞寿命，增加生产能力，而且在生产后期易于细胞分离，可回收再利用的一种新型技术
本发明针对以上问题，开发了一种固定化酵母菌发酵食醋工艺。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明提供一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，该工艺解决了食醋酿造中存在的发酵迟缓、淀粉利用率低，出口率低、生产成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，包括如下工艺步骤：
（1）制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞；
（2）将固定后的黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸菌进行细胞强化增殖；
（3）分别利用各固定化细胞进行连续发酵；
（4）发酵得到的醋醅进行淋醋和陈酿，得到不同风味的食醋。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤1）中所述制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞采用包埋法，载体使用琼脂、琼脂糖、纤维素、卡拉胶、明胶、聚丙烯酰胺、海藻酸钠和聚乙烯醇中的一种或几种。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤1）中所述制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸杆菌细胞方法为灭菌后的载体水溶液分别和各个菌悬液混合，然后用制粒装置滴入氯化钙水溶液中，固化1~2h，得到固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤1）中所述制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸杆菌细胞条件为载体质量浓度为2~5%，菌悬液浓度为20~40%，氯化钙质量浓度为0.1~1.0%。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤2）中所述固定化黑曲霉菌细胞强化增殖条件为30~34℃，180~220rpm，增殖33~40h；固定化酿酒酵母菌细胞强化增殖条件为29~31℃，180~220rpm，增殖20~28h，每克凝胶颗粒中含菌数达到107~109个；固定化醋酸杆菌细胞强化增殖条件为30~34℃，180~220rpm，增殖44~50h。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤3）中先将酿醋的原料大米、高粱、薯类蒸煮糊化后，加入增殖后的固定化黑曲霉菌进行糖化；糖化后加入增殖后的固定化酿酒酵母菌细胞进行酒精发酵，得到酒精，发酵结束后加入固定化醋酸杆菌细胞进行醋化将酒精氧化得到醋酸，即得到醋醅。
为了更好的实现本发明，进一步的，步骤3）中糖化条件为32~36℃，初始pH值为5.9~6.1，黑曲霉接种量为5~10%；酒精发酵条件为27~31℃，初始pH值为4.1~4.4，酿酒酵母菌接种量为5~10%；醋化条件为30~34℃，醋酸杆菌接种量为5~10%，底物浓度为4.0~5.5%
有益效果：
本发明的有益效果如下：
（1）本发明在制醋过程中，全程采用固定化微生物细胞技术，较传统发酵具有抗杂菌能力强，发酵时间短，发酵效率高等优势，得到的糖化液转化彻底，含杂质少，酒精发酵效率高，醋化完全，得到的醋颜色清亮，香醇可口。
（2）通过固定化菌种，可以连续使用十多个批次仍保持酶活稳定，保证了发酵性能的稳定，可以正常连续生产，可有效提高设备利用率、酒精产量和降低成本。
（3）采用三种固定化菌种分阶段发酵，可以保证黑曲霉糖化酶活力稳定，酿酒酵母菌产生的酒精含量高，醋酸杆菌产酸量稳定和持续，从而保证了最终产品的品质良好质量稳定和原料转化率最优。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，包括如下工艺步骤：
（1）制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞：使用包埋法进行固定化，先将灭菌后的载体水溶液分别和各个菌悬液混合，然后用制粒装置滴入氯化钙水溶液中，固化1h，其中载体使用海藻酸钠，载体质量浓度为2%，菌悬液浓度为20%，氯化钙质量浓度为0.1%；得到固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞。
（2）将固定后的黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸菌进行细胞强化增殖：黑曲霉菌细胞强化增殖条件为30℃，180rpm，增殖33h；固定化酿酒酵母菌细胞强化增殖条件为29℃，180rpm，增殖20h，每克凝胶颗粒中含菌数达到107个；固定化醋酸杆菌细胞强化增殖条件为30℃，180rpm，增殖44h。
（3）分别利用各固定化细胞进行连续发酵：先将酿醋的原料大米、高粱、薯类蒸煮糊化后，加入增殖后的固定化黑曲霉菌进行糖化，糖化条件为32℃，初始pH值为5.9，黑曲霉接种量为5%；糖化后加入增殖后的固定化酿酒酵母菌细胞进行酒精发酵，酒精发酵条件为27℃，初始pH值为4.1，酿酒酵母菌接种量为5%；发酵结束后加入固定化醋酸杆菌细胞进行醋化将酒精氧化得到醋酸，醋化条件为30℃，醋酸杆菌接种量为5%，底物浓度为4.0%，醋化完成即得到醋醅。
（4）发酵得到的醋醅进行淋醋和陈酿，得到不同风味的食醋。
实施例2
一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，包括如下工艺步骤：
（1）制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞：使用包埋法进行固定化，先将灭菌后的载体水溶液分别和各个菌悬液混合，然后用制粒装置滴入氯化钙水溶液中，固化1~2h，其中载体使用琼脂，载体质量浓度为3%，菌悬液浓度为25%，氯化钙质量浓度为0.5%；得到固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞。
（2）将固定后的黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸菌进行细胞强化增殖：黑曲霉菌细胞强化增殖条件为31℃，190rpm，增殖35h；固定化酿酒酵母菌细胞强化增殖条件为30℃，190rpm，增殖22h，每克凝胶颗粒中含菌数达到108个；固定化醋酸杆菌细胞强化增殖条件为31℃，190rpm，增殖46h。
（3）分别利用各固定化细胞进行连续发酵：先将酿醋的原料大米、高粱、薯类蒸煮糊化后，加入增殖后的固定化黑曲霉菌进行糖化，糖化条件为33℃，初始pH值为5.9，黑曲霉接种量为6%；糖化后加入增殖后的固定化酿酒酵母菌细胞进行酒精发酵，酒精发酵条件为28℃，初始pH值为4.2，酿酒酵母菌接种量为6%；发酵结束后加入固定化醋酸杆菌细胞进行醋化将酒精氧化得到醋酸，醋化条件为31℃，醋酸杆菌接种量为7%，底物浓度为4.4%，醋化完成即得到醋醅。
（4）发酵得到的醋醅进行淋醋和陈酿，得到不同风味的食醋。
实施例3
一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，包括如下工艺步骤：
（1）制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞：使用包埋法进行固定化，先将灭菌后的载体水溶液分别和各个菌悬液混合，然后用制粒装置滴入氯化钙水溶液中，固化1h，其中载体使用同等数量的海藻酸钠和聚乙烯醇；载体质量浓度为4%，菌悬液浓度为30%，氯化钙质量浓度为0.8%；得到固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞。
（2）将固定后的黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸菌进行细胞强化增殖：黑曲霉菌细胞强化增殖条件为32℃，200rpm，增殖36h；固定化酿酒酵母菌细胞强化增殖条件为30℃，200rpm，增殖24h，每克凝胶颗粒中含菌数达到107~109个；固定化醋酸杆菌细胞强化增殖条件为32℃，200rpm，增殖48h。
（3）分别利用各固定化细胞进行连续发酵：先将酿醋的原料大米、高粱、薯类蒸煮糊化后，加入增殖后的固定化黑曲霉菌进行糖化，糖化条件为34℃，初始pH值为6.0，黑曲霉接种量为7%；糖化后加入增殖后的固定化酿酒酵母菌细胞进行酒精发酵，酒精发酵条件为29℃，初始pH值为4.2，酿酒酵母菌接种量为9%；发酵结束后加入固定化醋酸杆菌细胞进行醋化将酒精氧化得到醋酸，醋化条件为32℃，醋酸杆菌接种量为8%，底物浓度为4.6%，醋化完成即得到醋醅。
（4）发酵得到的醋醅进行淋醋和陈酿，得到不同风味的食醋。
实施例4
一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，包括如下工艺步骤：
（1）制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞：使用包埋法进行固定化，先将灭菌后的载体水溶液分别和各个菌悬液混合，然后用制粒装置滴入氯化钙水溶液中，固化2h，其中载体使用聚丙烯酰胺，载体质量浓度为4%，菌悬液浓度为35%，氯化钙质量浓度为0.8%；得到固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞。
（2）将固定后的黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸菌进行细胞强化增殖：黑曲霉菌细胞强化增殖条件为33℃，210rpm，增殖38h；固定化酿酒酵母菌细胞强化增殖条件为30℃，210rpm，增殖26h，每克凝胶颗粒中含菌数达到109个；固定化醋酸杆菌细胞强化增殖条件为33℃，210rpm，增殖48h。
（3）分别利用各固定化细胞进行连续发酵：先将酿醋的原料大米、高粱、薯类蒸煮糊化后，加入增殖后的固定化黑曲霉菌进行糖化，糖化条件为35℃，初始pH值为6.0，黑曲霉接种量为8%；糖化后加入增殖后的固定化酿酒酵母菌细胞进行酒精发酵，酒精发酵条件为30℃，初始pH值为4.4，酿酒酵母菌接种量为7%；发酵结束后加入固定化醋酸杆菌细胞进行醋化将酒精氧化得到醋酸，醋化条件为33℃，醋酸杆菌接种量为9%，底物浓度为5.0%，醋化完成即得到醋醅。
（4）发酵得到的醋醅进行淋醋和陈酿，得到不同风味的食醋。
实施例5
一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，包括如下工艺步骤：
（1）制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞：使用包埋法进行固定化，先将灭菌后的载体水溶液分别和各个菌悬液混合，然后用制粒装置滴入氯化钙水溶液中，固化2h，其中载体使用聚乙烯醇，载体质量浓度为5%，菌悬液浓度为40%，氯化钙质量浓度为1.0%；得到固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞。
（2）将固定后的黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸菌进行细胞强化增殖：黑曲霉菌细胞强化增殖条件为34℃，220rpm，增殖40h；固定化酿酒酵母菌细胞强化增殖条件为30℃，220rpm，增殖28h，每克凝胶颗粒中含菌数达到109个；固定化醋酸杆菌细胞强化增殖条件为34℃，220rpm，增殖50h。
（3）分别利用各固定化细胞进行连续发酵：先将酿醋的原料大米、高粱、薯类蒸煮糊化后，加入增殖后的固定化黑曲霉菌进行糖化，糖化条件为36℃，初始pH值为6.1，黑曲霉接种量为10%；糖化后加入增殖后的固定化酿酒酵母菌细胞进行酒精发酵，酒精发酵条件为29℃，初始pH值为4.4，酿酒酵母菌接种量为10%；发酵结束后加入固定化醋酸杆菌细胞进行醋化将酒精氧化得到醋酸，醋化条件为34℃，醋酸杆菌接种量为10%，底物浓度为5.5%，醋化完成即得到醋醅。
（4）发酵得到的醋醅进行淋醋和陈酿，得到不同风味的食醋。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
（1）制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞；
（2）将固定后的黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸菌进行细胞强化增殖；
（3）分别利用各固定化细胞进行连续发酵；
（4）发酵得到的醋醅进行淋醋和陈酿，得到不同风味的食醋。
2.根据权利要求1所述的一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，其特征在于，步骤1）中所述制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞采用包埋法，载体使用琼脂、琼脂糖、纤维素、卡拉胶、明胶、聚丙烯酰胺、海藻酸钠和聚乙烯醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，其特征在于，步骤1）中所述制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸杆菌细胞方法为灭菌后的载体水溶液分别和各个菌悬液混合，然后用制粒装置滴入氯化钙水溶液中，固化1~2h，得到固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌和醋酸杆菌细胞。
4.根据权利要求1所述的一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，其特征在于，步骤1）中所述制备固定化黑曲霉菌、酿酒酵母菌、醋酸杆菌细胞条件为载体质量浓度为2~5%，菌悬液浓度为20~40%，氯化钙质量浓度为0.1~1.0%。
5.根据权利要求1所述的一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，其特征在于，步骤2）中所述固定化黑曲霉菌细胞强化增殖条件为30~34℃，180~220rpm，增殖33~40h；固定化酿酒酵母菌细胞强化增殖条件为29~31℃，180~220rpm，增殖20~28h，每克凝胶颗粒中含菌数达到107~109个；固定化醋酸杆菌细胞强化增殖条件为30~34℃，180~220rpm，增殖44~50h。
6.根据权利要求1所述的一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，其特征在于，步骤3）中先将酿醋的原料大米、高粱、薯类蒸煮糊化后，加入增殖后的固定化黑曲霉菌进行糖化；糖化后加入增殖后的固定化酿酒酵母菌细胞进行酒精发酵，得到酒精，发酵结束后加入固定化醋酸杆菌细胞进行醋化将酒精氧化得到醋酸，即得到醋醅。
7.根据权利要求1所述的一种固定化酵母菌发酵食醋工艺，其特征在于，步骤3）中糖化条件为32~36℃，初始pH值为5.9~6.1，黑曲霉接种量为5~10%；酒精发酵条件为27~31℃，初始pH值为4.1~4.4，酿酒酵母菌接种量为5~10%；醋化条件为30~34℃，醋酸杆菌接种量为5~10%，底物浓度为4.0~5.5%。
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