[發明專利]用無紡布型填料系統的液態淋澆發酵塔生產食醋的方法

有效

• 申請號: 201210147830.8
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN103421668A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 張迎晨;吳紅艷
• 申請（專利權）人: 中原工學院
• 主分類號: C12J1/04
• 分類號: C12J1/04;C12J1/10
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張紹琳;孫詩雨

技術領域

本發明涉及微生物、發酵、紡織、食品及飲料行業和領域，具體涉及一種用無紡布型填料系統的液態淋澆發酵塔生產食醋的方法。

背景技術

我國食醋的發酵可分為糖化酶水解、酒精發酵及醋酸發酵三大生物化學工程，這三大工程可為液態，也可為固態。在我國傳統工藝中，這三個工程有全部是液態的，如永春紅曲醋、江浙玫瑰醋等也有全部是固態的，如四川保寧醋、四川熬醋。目前城鎮醋廠廣泛采用的是全固態發酵，此外還有歷史最久的液態酶解糖化、酒精發酵和固態醋酸發酵的山西老陳醋和鎮江香醋。我國傳統的食醋發酵工藝，不管是液態或是固態發酵，除醋酸發酵外，都屬于復式發酵，即所謂糖化及酒精發酵同時進行，有人稱之為雙邊發酵。從釀造工藝的角度來講，這一工藝主要的生物化學和化學反應都在均衡地進行，如釀酒工藝的液化、糖化、酒化、醋化等工程基本上都在同時進行，絕不限于糖化和酒精發酵同時進行。這種復式發酵方式應該說是由于曲法釀造所決定。與復式發酵相對的是單式發酵，即糖化和酒精發酵分開進行。甚至液化、糖化、酒精發酵均分別進行，這種方式為西方國家所采用。這也是東、西方釀造技術上的根本區別所在。

各種特性的醋在我國己成為調味品行業和飲料行業的發展方向，其產品日益受到大眾的歡迎，目前，我國食醋年消費量達70萬噸（以100g/L醋酸含量計）。但從品質和性能上講，遠遠不能滿足社會各層次旺盛需求。傳統釀造工業生產的傳統食醋的口感，一直讓消費者津津樂道，但其產能遠遠不能滿足旺盛的需求，經德國改進的淋澆回流法即載體滴下發酵法，由于工藝設備投資小，生產周期短，耗電低，操作簡單，占地面積小，產率高，易于實現管道化生產等諸多優點目前被各個生產廠家廣泛接受。國外所采用的原料為低濃度酒精液，我國則在傳統食醋釀造的基礎上，以酶法大米糖化液酒精發酵醒作為醋酸發酵原料進行釀造，已取得很好的經濟效益。

食醋淋澆發酵法是把含有醋酸桿菌的發酵液自上而下澆淋在用稻殼、玉米芯、蘆葦桿、包花或木炭制成的填充料上。使填充料大量的吸附發酵液及醋酸菌，空氣經填充料之間的縫隙自下而上，部分氧溶解在填充料表面，?在適合的溫度下醋酸菌迅速生長繁殖，并把乙醇氧化成醋酸。通過澆淋把填充料上濃度高的醋酸沖下，并把濃度高的乙醇發酵液補充到填充料上，如此反復直至酒精度降到0.5%左右時，即為成熟，取出成醋，再留一部分作為底酸，繼續回流發酵。由于增大了發酵液和空氣的接觸面積，有效地提高了溶解氧的濃度，淋澆發酵產酸速度約是靜止表面發酵的40倍，正常的產酸速度為0.27KG/(M³·H)(以醋酸計)。但是，食醋淋澆發酵生產中普遍存在的嚴重問題是經過一到三個月左右淋澆回流后，塔內易形成皮革狀的類似纖維的透明菌膜，該膜堵塞了填充料間的空隙，空氣和發酵液不能正常流動而必須終止發酵。該問題的解決方法國內報道不多。

食醋淋澆發酵法是在國際上廣泛應用的先進食醋釀造方法，其主要是利用醋酸桿菌所產生的氧化酶把乙醇氧化成乙酸的過程，其總的反應式為：

CH₃CH₂OH（乙醇脫氫酶）→CH₃CHO（醛脫氫酶）→CH₃COOH。

C₂H₅OH+O₂→CH₃COOH+H₂O+115卡

從上式可以看出一分子乙醇氧化需要一分子氧溶解氧進行氧化才能生成一分子乙酸，乙醇及醋酸菌生長繁殖所需的碳源、氮源、微量元素等可通過人為及時補充。因此要想提高醋酸氧化的速度就要解決如何為醋酸菌生長繁殖及發酵提供所需的溶解氧，即如何經濟地解決通氣量保證溶解氧濃度的問題。但實際生產中大多醋酸菌都是產膜菌，發酵時除了專用的醋酸菌外，不可避免也有一些野生菌的生長繁殖，一些野生菌的產膜速率很快，這些菌膜隨空氣著生于填充料的表面，由于填充料為無序堆疊，之間的縫隙犬牙交錯，發酵液或外力無法將其清除，當菌膜長到一定程度就把填充料間的縫隙堵死，影響空氣和醋液的淋澆回流。醋酸菌生長受到抑制，同時將醋酸氧化分解，醋酸發酵甚至因缺氧而受阻，產酸速度明顯下降。因此菌膜海月的生長是食醋淋澆發酵生產的關鍵問題。