夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法
【专利摘要】本发明公开了一种夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法，该方法是针对食醋固态发酵过程中醋醅指标在线监测、预警和实时补给的方法。本发明通过对食醋发酵前所采用的醋醅种子基础理化和生化指标的测试，且实时监测发酵过程中温湿度的变化状况，并对异常区域进行补给，能防止在夏季高温期醋醅微生物迅速繁殖并消耗尽底料，保证醋醅发酵过程中的品质。
【专利说明】夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法【技术领域】
[0001]本发明涉及食醋生产领域；具体说是一种夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法。
【背景技术】
[0002]镇江香醋是我国典型的传统特色食品，在国际调味品市场享有声誉。在食醋的发酵过程中，醋醅发酵是制醋工艺中的重要环节，也在很大程度上决定了香醋成品的最终风味，其特征是醋酸发酵过程中物料(醋醅)呈固态形式，发酵时醋醅中的醋酸菌等微生物将酒精氧化为醋酸和其他风味物质。醋醅发酵是一复杂的过程，随着发酵的进行，在微生物种群的作用下，其产生的气味中挥发成分不断变化，最终形成该产品所独有的风味。
[0003]在夏季高温期，由于环境温湿度高，且各种杂菌的协同作用，醋醅发酵过程中经常性的出现高温，酒精和氧气消耗量非常大。在传统的24h翻醅一次过程中，经常性在局部会出现醋醅温度急剧上升，酒精和氧气快速消耗甚至耗尽的情况，极大的影响醋醅的质量，导致夏天挥发酸的量较低，如采用加快翻醅的频次，则进一步加快酒精的消耗，在醋醅分布不均匀的情况下，则可能会造成烧醅的情况。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下:
一种夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法，包括如下步骤:
Cl)醋醅种子基础理化和生化指标的测试:在接种的过程中，对醋醅的生物活性，醋醅基础温度，环境温度，醋醅的酒精度，醋醅的水分进行测试，为下一步模型的建立提供基础；
(2)发酵过程中醋醅温湿度的多方位实时监控；根据发酵过程的各个阶段，根据需要在醋醅的不同层次布置测温湿度装置监测醋醅温度和湿度，并通过测温湿度装置将所监测的数据实时在线传输至中央处理器中，供系统反馈下一步信息；
(3)发酵过程中不同温湿度区域的氧气浓度、酒精度快速检测:在固态发酵的不同阶段，分别在翻醅前对不同温湿度区域醋醅的氧气浓度和酒精度进行快速检测，通过密度比重法测试醋醅的酒精度含量，通过快速氧气监测仪测试醋醅中的氧气浓度；
(4)发酵不同阶段温度-氧气浓度，温度-酒精度预测模型建立:在发酵的不同阶段(接种、提热、过杓、露底)，通过所监测基础数据的变化规律，分别建立温度、湿度、糠及麦麸的孔隙度与氧气浓度的关系，以及建立温度、湿度、糠及麦麸的孔隙度与酒精度的关系，推测醋醅各个点在发酵过程中的酒精度和氧气浓度的实时变化状况，并反馈数据至中央处理器，供下一步处理 ；
(5)温湿度异常区系统补给:当系统出现温湿度异常时，则可通过中央处理器开启并控制补给系统，补给系统中的生料在温湿度异常区的上方进入该区域，通过温湿度在线监测系统实时监测该区域的醋醅状况，实时将结果反馈于中央处理器，并由中央处理器决定下一步措施，如继续出现温湿度异常，可将结果继续反馈至中央处理器中，继续补给，直至该区域醋醅正常化。
[0006]本发明中，所述测温湿度装置包括传感器、防腐蚀外壳和手柄，所述手柄安装在所述防腐蚀外壳的底端，所述防腐蚀外壳用于保护传感器导线不受浓酸环境的腐蚀，PTlOO温度传感器则位于防腐蚀外壳的顶端，通过聚四氟乙烯(铁氟龙)进行抗酸碱腐蚀涂抹后直接和醋醅接触，实时检测醋醅温度。设计相应的装置保护传感器以及导线不受腐蚀，且保证传感器可精确深入到每个所需要监测的层次。
[0007]步骤2)和步骤3)中，醋池温湿度区域的划分，以及在各个区域温湿度传感器的布置。根据醋醅发酵过程中微生物活动代谢，与耗氧特征，与底层生料以及与边上醋池接触程度，将醋池分为6个层次，分别为表层中部(表层即距离醋醅顶部15cm附件区域)、表层边部(边部即距离醋池IOcm以内区域，其它区域则为中部)、中层中部(中层即距离醋醅顶部45cm区域)、中层边部、下层中部(下层即距离醋醅顶部65cm区域)和下次边部。每个区域由于醋醅微生物活动环境不同，其所表现的醋醅温湿度指标以及其与氧浓度和酒精度的关系都有所不同。将醋池中每隔2m划分出一个区域，在各个区域中，每一个层次点各布置一个温湿度传感器。
[0008]有益效果:与现有技术相比，本发明方法能实现在食醋固态发酵过程中醋醅指标在线监测、预警和实时补给的方法，该方法的建立既实时监测固态发酵过程中醋醅理化指标的实时变化状况，以推测醋醅中微生物发酵情况，并根据监测情况采取措施，又保留了传统的每24h翻醅，而使醋醅中的微生物的正常活动不受影响。还能防止在夏季高温期醋醅微生物迅速繁殖并消耗尽底料 ，保证醋醅发酵过程中的品质。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明中发酵池温湿度分布区域图。
[0010]图2为本发明中测温湿度装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0011]根据下述实施例和附图，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0012]本发明通过对食醋发酵前所采用的醋醅种子基础理化和生化指标的测试，且实时监测发酵过程中温湿度的变化状况，并对异常区域进行补给，并在线同步监控补给后系统，维持醋醅正常发酵，【具体实施方式】如下:
(I)醋醅种子基础理化和生化指标的测试:在接种的过程中，首先获取醋醅的基本理化指标及生化指标的数据，为下一步醋醅在发酵过程中所出现的状况进行综合判断提供基础数据，首先监测醋醅发酵的环境温湿度，醋醅基础温度，醋醅的酒精度，醋醅的水分，麸皮和糠的水分及孔隙度等基础理化指标，然后对接种所采用的醋醅的生物活性也进行相应测试和分析，采用光密度法和亚甲基蓝染色法测试接种醋醅的生物量，然后再对其进行分离和辨别，确定初始产酸酵母菌和醋酸酵母菌的生物量和生物活性，为后期分析提供基础，然后测试接种醋醅中的乙醇脱氢酶活性及醋醅中总蛋白含量。
[0013](2)发酵过程中醋醅温湿度的多方位实时监控；根据发酵过程的各个阶段(即接种、提热、过杓、露底)，从表层到中下层，从中部到四周不断扩展醋醅温湿度实时监测范围，即如图1所示:从表层中部(表层即距离醋醅顶部15cm附件区域)到表层边部(边部即距离醋池10cm以内区域，其它区域则为中部)，再扩散至中层中部(中层即距离醋醅顶部45cm区域)和边部，再到下层中部(下层即距离醋醅顶部65cm区域)和边部，在醋醅的各个层次布置测温湿度装置监测醋醅温度和湿度。在温湿度监测的过程中，且使得测温湿度装置可精确深入到每个所需要监测的层次，并将所监测的数据实时在线传输至中央处理器中，供中央处理器反馈下一步信息。其中测温湿度装置的结构:如图2所示:包括传感器1、防腐蚀外壳2和手柄3，所述手柄3安装在所述防腐蚀外壳2的底端，所述防腐蚀外壳2用于保护传感器I导线不受浓酸环境的腐蚀，PT100传感器I设在防腐蚀外壳2内部并位于防腐蚀外壳2的顶端，通过聚四氟乙烯(铁氟龙)进行抗酸碱腐蚀涂抹后直接和醋醅接触，实时检测醋醅温度。设计相应的装置保护传感器以及导线不受腐蚀，且保证传感器可精确深入到每个所需要监测的层次。将醋池中每隔2m划分出一个区域，在各个区域中，每一个层次点各布置一个测温湿度装置。
[0014](3)发酵过程中不同温湿度区域的氧气浓度、酒精度快速检测:在固态发酵的四个阶段，分别在翻醅前对不同温湿度区域醋醅的氧气浓度和酒精度进行快速检测，通过密度比重法测试醋醅的酒精度含量，即称取一定量的醋醅，过滤去其中残渣，采用比重瓶法测试醋醅在不同阶段的酒精度，通过快速氧气监测仪测试醋醅中的各个位置的氧气浓度，监测醋醅中微生物消耗氧气情况；步骤(3)中的不同温湿度区域的划分同步骤(2)。
[0015](4)发酵不同阶段温度-氧气浓度，温度-酒精度预测模型建立:在发酵的四同阶段(接种、提热、过杓、露底)，通过所监测基础数据的变化规律，分别建立温度、湿度、糠及麦麸的孔隙度与氧气浓度的关系，在发酵初始阶段即测试加入发酵过程的糠和麦麸孔隙度，在发酵的每个阶段中，通过传感器实时检测各个区域的醋醅温湿度状况，通过便携式氧气浓度测试仪器检测该区域的氧浓度状况，然后建立孔隙度、温度、湿度和氧气浓度的多元回归模型，通过多批次实验累积和校正，即可在发酵过程中，实时监测各个区域氧气浓度；同样，建立温度、湿度、糠及麦麸的孔隙度与酒精度的关系，预测醋醅各个点在发酵过程中的酒精度的实时变化状况，并反馈数据至中央处理器，供下一步处理；
(5)温湿度异常区系统补给:当系统出现温湿度异常时，则可通过中央处理器开启并控制补给系统，补给系统中的生料在温湿度异常区的上方进入该区域，根据温湿度异常情况，以及推测的氧气浓度和酒精度含量，觉得系统补给生料的量，并通过温湿度在线监测系统实时监测该区域的醋醅状况，实时将结果反馈于中央系统，如补给的量不足，则中央处理器再一次开启补给系统，再一次进行补给，直至该区域醋醅正常化。
【权利要求】
1.一种夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)醋醅种子基础理化和生化指标的测试:在接种的过程中，对醋醅的生物活性，醋醅基础温度，环境温度，醋醅的酒精度，醋醅的水分进行测试，为下一步模型的建立提供基础； (2)发酵过程中醋醅温湿度的多方位实时监控；根据发酵过程的各个阶段，根据需要在醋醅的不同层次布置测温湿度装置监测醋醅温度和湿度，并通过测温湿度装置将所监测的数据实时在线传输至中央处理器中，供系统反馈下一步信息； (3)发酵过程中不同温湿度区域的氧气浓度、酒精度快速检测:在固态发酵的不同阶段，分别在翻醅前对不同温湿度区域醋醅的氧气浓度和酒精度进行快速检测，通过密度比重法测试醋醅的酒精度含量，通过快速氧气监测仪测试醋醅中的氧气浓度； (4)发酵不同阶段温度-氧气浓度，温度-酒精度预测模型建立:在发酵的不同阶段，通过所监测基础数据的变化规律，分别建立温度、湿度、糠及麦麸的孔隙度与氧气浓度的关系，以及建立温度、湿度、糠及麦麸的孔隙度与酒精度的关系，检测醋醅各个点在发酵过程中的酒精度和氧气浓度的实时变化状况，并反馈数据至中央处理器，供下一步处理； (5)温湿度异常区系统补给:当系统出现温湿度异常时，则可通过中央处理器开启并控制补给系统，补给系统中的生料在温湿度异常区的上方进入该区域，通过温湿度在线监测系统实时监测该区域的醋醅状况，实时将结果反馈于中央处理器，并由中央处理器决定下一步措施，如继续出现温湿度异常，可将结果继续反馈至中央处理器中，继续补给，直至该区域醋醅正常化。
2.根据权利要求1所述的夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法，其特征在于，步骤2)和步骤3)中，醋池温湿度区域的划分，以及在各个区域温湿度传感器的布置:根据醋醅发酵过程中微生物活动代谢，与耗氧特征，与底层生料以及与边上醋池接触程度，将醋池分为6个层次，分别为表层中部、表层边部、中层中部、中层边部、下层中部和下次边部；每个区域由于醋醅微生物活动环境不同，其所表现的醋醅温湿度指标以及其与氧浓度和酒精度的关系都有所不同；在各个温湿度区域内，每隔2m布置一个温湿度传感器。
3.根据权利要求1或2所述的夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法，其特征在于，所述测温湿度装置包括传感器、防腐蚀外壳和手柄，所述手柄安装在所述防腐蚀外壳的底端，所述温度传感器设在防腐蚀外壳内部并位于防腐蚀外壳的顶端。
4.根据权利要求1所述的夏季高温期醋醅固态发酵智能监测和补给方法，其特征在于，步骤4)中，发酵的不同阶段指的是接种阶段、提热阶段、过杓阶段、露底阶段。
【文档编号】C12Q3/00GK103468831SQ201310406245
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月9日 优先权日:2013年9月9日
【发明者】林颢, 余永建, 朱胜虎, 梁艳辉 申请人:江苏恒顺醋业股份有限公司