专利名称：陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及食品及其生产技术领域，具体涉及到一种陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺。
背景技术：
随着社会的不断发展，环境问题越来越受到人们的关注，节能减排已经纳入国家发展规划的重要工作之一。陈醋作为山西的特产和主要食品经济产业，虽然不是耗能排污大户，但随着煤、油、电、汽、水价格的持续上涨和环保部门对企业的严格要求，能耗和排污方面的费用对产品成本影响越来越大，不少企业的经济效益受到影响。陈醋品质的提升，工艺的改进，满足节能减排的需求已成为发展的关键。传统陈醋的生产采用固态发酵工艺，需要经过原料高温(100°c及以上温度)蒸煮糊化、糖化、酒精发酵、醋酸发酵、熏醅、淋醋、陈酿等多道工序，其生产工艺复杂，周期长，人力需求多、耗能大、污染较重，其中高温(10(TC及以上温度)蒸煮糊化环节耗 能约占整个生产总耗能的30% 40%左右。大量燃煤不仅会造成能源的浪费，而且更为严重的还会造成大量的二氧化硫、氮氧化合物、粉尘及废渣排放。构成雾霾的三大成分——二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物，亦均是燃煤锅炉排放废气的成分，相比于目前已千夫所指的机动车尾气排放，燃煤锅炉所产生的大气污染，对形成雾霾的实际影响程度，或许更全面、更直接和更严重。燃煤排放的烟尘中有许多无法去除的超细颗粒是PM2.5 一次细颗粒的主要来源。而燃煤排放的二氧化硫和氮氧化物与空气中其他污染物进行复杂的大气化学反应，形成硫酸盐、硝酸盐等二次颗粒，由气体污染物转化为固体污染物，它是PM2.5升高的主要原因。另一方面，传统陈醋的生产采用的高温蒸煮糊化工艺还会造成原料中可发酵性物质的损失，损失率可达到2.5% 4%。■
据报道有人进行过生料酿醋的研究，但由于很多关键问题特别是产品的风味、质量、产量及杂菌污染问题尚未得到很好解决，其最终产品在上述方面均不能与传统工艺酿制的产品相媲美，所以并没有被广泛采用。根据上述问题，本试验在最大限度保持原有传统山西陈醋生产工艺的基础上，在保证陈醋原有品质和特色的前提下，完成了由高温蒸煮糊化糖化向低温糊化糖化的改变，不仅最大限度保证了原有传统工艺的原料利用率和出酒率，而且可以减少能耗和污染，提高企业经济效益和社会效益，使山西陈醋企业的发展适应节能减排的需要。本专利实施后可在最大限度保持原有传统山西陈醋生产工艺的基础上，在保证陈醋原有品质和特色的前提下，完成由高温蒸煮糊化糖化向低温糊化糖化的改变，不仅保证了的原料利用率和出酒率，而且可以减少能耗和污染20%-30%左右，并可有效控制生料陈醋酿造时微生物污染的问题，提高企业经济和社会效益，使山西陈醋企业的发展适应节能减排的需要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种以高粱为原料的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，它不仅能最大限度保持原有传统山西陈醋生产工艺，而且在确保山西陈醋原有品质和特色的前提下，完成由高温蒸煮糊化糖化向低温糊化糖化的改变，原料的利用率和出酒率达到了原有传统工艺水平，能耗和污染减少20% 30%。同时本发明可以有效控制生料陈醋酿造时微生物污染的问题，这为陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术的推广提供了有力保障。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。本发明的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，包括以下步骤:
(1)麸曲强化剂的制备将麸皮与豆柏按质量比3-6: I的比例配制，用醋酸将净水调至PH4-7的醋酸溶液，将麸皮和豆柏总质量55%-75%的醋酸水溶液与麸皮和豆柏混合，充分搅拌后润料0.5-2.5小时，然后装三角瓶，在121°C条件下灭菌30min，冷却后将25°C活化斜面培养4天的黑曲霉AS.34309菌接入，用8层纱布包好，25_30°C培养24小时后摇三角瓶，使菌分布均匀，继续培养48小时，然后将三角瓶倾斜倒置培养，3-4天后从瓶中取出，放入烘箱中35°C下烘干至水分含量为20%-25%，取出后打散，备用；
(2)将(I)制备的麸曲强化剂与打散的陈醋大曲以质量比为1: 0.25-4的比例混合，制成强化大曲，备用；
(3)选择无杂质、无虫蛀、无霉烂的高粱，将高粱壳脱除，然后破碎，全部通过30-70目筛，制成高粱粉，备用；
(4)用陈醋生产中第三次淋醋得到的三淋醋与净水配制醋酸含量为1-3.5g/100mL的醋溶液，备用；
(5)将(3)制备的高粱粉与(4)制备的醋溶液以质量比为1: 3的比例混合，在70-85°C下浸泡10-20小时；· (6)将高粱粉质量40%-70%的(2)制备的强化大曲加到(5)处理后的高粱粉中，充分混匀，35 °C糖化反应5-24小时；
(7)在(6)制备的糖化料中加入经复水、活化过的酿酒高活性干酵母后，密闭厌氧发酵，发酵温度为28 - 31°C、时间为10-14天，发酵完成后，醪液由混浊变清。本发明的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，优选以下步骤:
(1)麸曲强化剂的制备将麸皮与豆柏按质量比4: I的比例配制，用醋酸将净水调至PH5的醋酸溶液，将麸皮和豆柏总质量65%的醋酸水溶液与麸皮和豆柏混合，充分搅拌后润料1-1.5小时，然后装三角瓶，在121°C条件下灭菌30min，冷却后将25°C活化斜面培养4天的黑曲霉AS.34309菌接入，用8层纱布包好，25-30°C培养24小时后摇三角瓶，使菌分布均匀，继续培养48小时，然后将三角瓶倾斜倒置培养，3-4天后从瓶中取出，放入烘箱中35°C下烘干至水分含量为20%-25%，取出后打散，备用；
(2)将(I)制备的麸曲强化剂与打散的陈醋大曲以质量比为1: 2的比例混合，制成强化大曲，备用；
(3)选择无杂质、无虫蛀、无霉烂的高粱，将高粱壳脱除，然后破碎，全部通过40目筛，制成高粱粉，备用；
(4)用陈醋生产中第三次淋醋得到的三淋醋与净水配制醋酸含量为1.5-2g/100mL的醋溶液，备用；
(5)将(3)制备的高粱粉与(4)制备的醋溶液以质量比为1: 3的比例混合，在75 —80°C下浸泡11 - 12小时；
(6)将高粱粉质量60%-70%的(2)制备的强化大曲加到(5)处理后的高粱粉中，充分混匀，35 °C糖化反应5-24小时；
(7)在(6)制备的糖化料中加入经复水、活化过的酿酒高活性干酵母后，密闭厌氧发酵，发酵温度为28 - 31°C、时间为13天，发酵完成后，醪液由混浊变清。至此，完成了全部的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵过程，此后即可按照传统陈醋生产工艺进行下一步的醋酸发酵。所述的黑曲霉AS.34309菌来自中国科学院微生物研究所中国普通微生物菌种保
藏管理中心。所述的黑曲霉AS.34309菌的培养基制作方法是:取去皮马铃薯200g，切成小块，加IOOOml水煮沸30分钟，双层纱布过滤，滤液中加入2%葡萄糖，2%琼脂，补充因蒸发掉的水分，自然PH值，115°C灭菌20分钟。所述的陈醋大曲为目前山西陈醋生产上普遍使用的大曲，直接从陈醋生产企业购买。所述的复水是取高粱粉质量比0.5%_1%的酿酒高活性干酵母、高粱粉质量比3%-10%、浓度为2%的糖水，把糖水加热至30-35°C后，在搅拌中将酿酒高活性干酵母加入糖水中，继续搅拌10-20分钟。所述的活化是将复水后的酵母液在30_35°C条件下保温1-1.5小时。与本发明相关的试验及结果
1、筛选适宜用于制备高粱低温糊化糖化的强化麸曲的菌株
由于低温糊化糖化高粱原料中的淀粉基本仍保持在生淀粉状态或半生半熟状态，为此通过对三株产葡萄糖淀粉酶较多的黑曲霉产酶条件的优化及比较，筛选出最优的适宜用作高粱低温糊化糖化的强化麸曲的菌株。⑴试验材料
菌种选用黑曲霉AS.34309、黑曲霉AS.3324和黑曲霉CICC 2137，其中黑曲霉AS.34309、黑曲霉AS.3324均来自中国科学院微生物研究所中国普通微生物菌种保藏管理中心，黑曲霉CICC 2137来自中国工业微生物菌种保藏管理中心。⑵试验方法
A麸曲的制作在打散的经过121°C、20分钟灭菌的麸皮培养基上接种三种试验菌株，8层纱布封口，30°C培养I天时摇瓶，2天时扣瓶培养。制成的麸曲要求内外底层菌丝生长均匀，无杂菌污染，无异味，有特殊的曲香。B粗酶液的提取称取按上述方法制作的干曲(换算成绝干曲5g)，用约50mL乙酸一乙酸钠缓冲液(pH=4.6)在常温下搅拌浸泡Ih后，用脱脂棉滤出浸出液，定容至50mL即为粗酶液。C糖化酶活力的测定及计算于甲、乙两只比色管中，分别加入2%可溶性淀粉溶液25mL、0.lmol/L乙酸一乙酸钠缓冲液5 mL，摇匀于40°C水浴锅中预热5min，在甲管中加入酶液2mL,摇匀后计 时反应Ih后立即在2管中加入20% NaOH 0.2 mL,冷水冷却后于乙管中加2 mL酶液。取2管中上述反应液各5 mL放入碘量瓶。加入0.lmol/L I2液10 mL,
0.lmol/L NaOH 15 mL，放暗处 15min，取出加 H2SO4 2 mL，用 Na2SO3 滴定至无色。
权利要求
1.陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，包括以下步骤: (1)麸曲强化剂的制备将麸皮与豆柏按质量比3-6: I的比例配制，用醋酸将净水调至PH4-7的醋酸溶液，将麸皮和豆柏总质量55%-75%的醋酸水溶液与麸皮和豆柏混合，充分搅拌后润料0.5-2.5小时，然后装三角瓶，在121°C条件下灭菌30min，冷却后将25°C活化斜面培养4天的黑曲霉AS.34309菌接入，用8层纱布包好，25_30°C培养24小时后摇三角瓶，使菌分布均匀，继续培养48小时，然后将三角瓶倾斜倒置培养，3-4天后从瓶中取出，放入烘箱中35°C下烘干至水分含量为20%-25%，取出后打散，备用； (2)将(I)制备的麸曲强化剂与打散的陈醋大曲以质量比为1: 0.25-4的比例混合，制成强化大曲，备用； (3)选择无杂质、无虫蛀、无霉烂的高粱，将高粱壳脱除，然后破碎，全部通过30-70目筛，制成高粱粉，备用； (4)用陈醋生产中第三次淋醋得到的三淋醋与净水配制醋酸含量为1-3.5g/100mL的醋溶液，备用； (5)将(3)制备的高粱粉与(4)制备的醋溶液以质量比为1: 3的比例混合，在70-85°C下浸泡10-20小时； (6)将高粱粉质量40%-70%的(2)制备的强化大曲加到(5)处理后的高粱粉中，充分混匀，35 °C糖化反应5-24小时； (7)在(6)制备的糖化料中加入经复水、活化过的酿酒高活性干酵母后，密闭厌氧发酵，发酵温度为28-31°C、时间为10-14天，发酵完成后，醪液由混浊变清。
2.根据权利要求1所 述的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，其特征是所述的黑曲霉AS.34309菌来自中国科学院微生物研究所中国普通微生物菌种保藏管理中心。
3.根据权利要求1所述的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，其特征是所述的黑曲霉AS.34309菌的培养基制作方法是:取去皮马铃薯200g，切成小块，加IOOOml水煮沸30分钟，双层纱布过滤，滤液中加入2%葡萄糖，2%琼脂，补充因蒸发掉的水分，自然pH值，115°C灭菌20分钟。
4.根据权利要求1所述的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，其特征是所述的陈醋大曲为目前山西陈醋生产上普遍使用的大曲，直接从陈醋生产企业购买。
5.根据权利要求1所述的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，其特征是所述的复水是取高粱粉质量比0.5%-1%的酿酒高活性干酵母、高粱粉质量比3%-10%、浓度为2%的糖水，把糖水加热至30-35°C后，在搅拌中将酿酒高活性干酵母加入糖水中，继续搅拌10-20分钟。
6.根据权利要求1所述的陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，其特征是所述的活化是将复水后的酵母液在30-35°C条件下保温1-1.5小时。
全文摘要
本发明公开了陈醋低温糊化糖化及酒精发酵技术及工艺，包括麸曲强化剂的制备，陈醋强化大曲的制备，制成高粱粉，配制醋溶液，将制备的高粱粉与制备的醋溶液混合后浸泡，将制备的强化大曲加到浸泡处理后的高粱粉中糖化反应，然后在制备的糖化料中加入经复水、活化过的酿酒高活性干酵母后，密闭厌氧发酵。本发明解决了生高粱酿醋中糊化糖化过程中淀粉不能被充分糖化、出酒率低和易污染杂菌的问题，达到了与传统高温蒸煮糊化糖化酒精发酵的水平，确保后期醋酸发酵的醋酸产量及出醋率达到传统高温蒸煮糊化糖化工艺的水平，保留了传统山西陈醋生产工艺及产品产量和质量，降低了生产成本，减少了山西陈醋整个生产总耗能和污染排放的20%-30%。
文档编号C12R1/685GK103243013SQ20131014016
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者郝林, 许云萧 申请人:山西农业大学