固態(tài)生料制醋生產(chǎn)技術(shù)探討

劉云山

(山東濰坊居康食品股份有限公司，山東 濰坊 261000)

生料制醋是淀粉質(zhì)原料(玉米、高粱、大米等)不經(jīng)過蒸煮，直接粉碎，經(jīng)曲霉、根霉等糖化劑糖化，酵母菌的酒化和醋酸菌的醋化等一系列生物化學(xué)反應(yīng)，形成一種以復(fù)式發(fā)酵為主的制醋工藝。其優(yōu)點(diǎn)是：簡化生產(chǎn)工藝，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。因此，該工藝現(xiàn)已逐步被大多數(shù)中小企業(yè)所采用。

目前，我國大多數(shù)企業(yè)采用的工藝是前稀后固發(fā)酵工藝。由于各企業(yè)生產(chǎn)過程中工藝條件的控制和原輔材料配比的差異，使生產(chǎn)的食醋在質(zhì)量及產(chǎn)量上存在很大差異。為此，筆者根據(jù)自己在生產(chǎn)過程中的一些粗淺體會(huì)，從原料、原料處理、稀醪發(fā)酵、固態(tài)發(fā)酵及熏醅等幾個(gè)方面，論述了其對生產(chǎn)過程及質(zhì)量的影響。

1 原料及原料處理

1.1 原料

1.1.1 主料

生料制醋的原料一般是以玉米、高粱、大米、小米等谷物為主要原料。其中，高粱、玉米的使用較為普遍。玉米中含60%以上的淀粉、9%～11%的蛋白質(zhì)和少量的糖等，非常適合制醋。在玉米原料的選擇中，要選擇淀粉含量較高的黃玉米為好。但由于玉米中含有4.2%左右的脂肪，所以在用玉米制醋時(shí)，最好應(yīng)除去玉米的胚芽(因玉米的脂肪多存在于胚芽中)，否則，由于玉米油的水解，產(chǎn)生的甘油等高級(jí)醇和多種脂肪酸，使生產(chǎn)出的產(chǎn)品帶有一種邪雜味，且表面有一層薄薄的油層，既影響產(chǎn)品的風(fēng)味又影響產(chǎn)品的外觀。

高粱是一種較好的釀醋原料。我國北方最著名的山西老陳醋就是使用高粱為主料生產(chǎn)的。高粱中含有較高的淀粉、較低的脂肪、適量的蛋白質(zhì)，非常適合于食醋的釀造。其中部分單寧及花青素等色素成分，其衍生物可賦予食醋特有的風(fēng)味和色澤。但由于高粱含有過多的單寧(單寧是蛋白質(zhì)的沉淀劑)對酒精發(fā)酵有阻礙作用，同時(shí)單寧還會(huì)使產(chǎn)品帶有苦澀味。因此，選擇高粱作原料時(shí)，除選擇含單寧較少的白高粱外，還必須加大黑曲霉(或根霉)的用量，調(diào)整原料的配料比，使用混合原料釀醋等方法達(dá)到降低單寧在醪液中的含量，減少單寧對酵母的不良影響。實(shí)踐證明：利用高粱、玉米各50%混合原料釀醋，既緩解玉米脂肪對發(fā)酵的影響，又能減少單寧對發(fā)酵的阻礙作用，對產(chǎn)品的風(fēng)味和外觀也能優(yōu)勢互補(bǔ)，對提高產(chǎn)量、質(zhì)量有十分重要的作用。

1.1.2 麩皮

生料制醋的一個(gè)特點(diǎn)是使用大量的麩皮，其使用量達(dá)到100%以上。除調(diào)節(jié)淀粉濃度外，其含有α-淀粉酶和β-淀粉酶，對淀粉的糖化有一定的輔助作用。麩皮中含有12%以上的蛋白質(zhì)，且結(jié)構(gòu)松散，有利于蛋白質(zhì)的水解，從而增加了食醋的鮮味。除此以外，麩皮還可提供發(fā)酵過程中所需要的維生素、鈣、鐵、鉀、磷等多種微量元素。麩皮表面積大，吸水性強(qiáng)，是固態(tài)食醋生產(chǎn)中十分重要的原輔料之一。

1.2 原料處理

制醋所用的原料，大都是植物原料。在收割、采集、貯運(yùn)過程中往往會(huì)混有泥石、瓦塊、金屬之類的雜物。如不去除干凈，將會(huì)損壞機(jī)械設(shè)備、堵塞管道及泵等，對生產(chǎn)造成損失。對于霉變的原料，更應(yīng)剔除，否則，不僅造成原料中淀粉的損失，而且還會(huì)帶有大量的有害雜菌。使用這樣的原料制醋，發(fā)酵不能順利進(jìn)行，還會(huì)給成品帶來異味。所以，建立健全原料檢驗(yàn)制度，對入庫的原料認(rèn)真檢查，剔除霉變的原料，是必不可少的首道工序，同時(shí)也是提高產(chǎn)品風(fēng)味、增加食醋產(chǎn)量、提高原料利用率的重要保證。

原料粉碎的目的是為了擴(kuò)大原料同微生物“酶”的接觸面積，充分利用有效成分。原料粉碎越細(xì)，其表面積越大，同酶的接觸面積也就越大，因此，生料制醋必須經(jīng)過粉碎這一工序。粉碎的粗細(xì)度，一般以60目以上，原則上是越細(xì)越好。

固態(tài)制醋需要大量的填充料，常用的是谷糠、稻殼及醋渣等。其作用是使醋醅疏松，調(diào)整發(fā)酵物質(zhì)濃度，構(gòu)成微生物發(fā)酵的載體，促進(jìn)微生物增殖代謝。由于這些物料中帶有大量的雜菌，為了保證發(fā)酵的正常進(jìn)行，給發(fā)酵創(chuàng)造一個(gè)穩(wěn)定的環(huán)境，填充料最好經(jīng)0.1 MPa，30 min干蒸滅菌，既可達(dá)到發(fā)酵順利進(jìn)行的目的，同時(shí)也是穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵。除此以外，谷糠、稻殼等經(jīng)干蒸后，會(huì)產(chǎn)生一種“糟香”味，對產(chǎn)品的風(fēng)味也有好處。

2 稀醪發(fā)酵

2.1 糖化劑

生料制醋所使用的糖化劑，是具有產(chǎn)生生淀粉糖化能力的淀粉酶的菌種，如根霉、泡盛曲霉、米曲霉、毛霉、枯草桿菌等。目前，用于生料糖化的菌種主要是根霉系及黑曲霉的菌種。根霉曲是以麩皮為培養(yǎng)基，以純種培養(yǎng)而成。它在代謝過程中產(chǎn)生豐富的葡萄糖淀粉酶，具有較強(qiáng)的生淀粉水解能力。同時(shí)，還含有酒化酶系，能邊糖化邊酒精發(fā)酵，提高原料出酒率。

用于生料糖化的黑曲霉主要是以UV-11(即AS 3.4309)或以其為出發(fā)菌株或以其他黑曲霉的優(yōu)良菌株。AS 3.4309菌株的糖化能力極強(qiáng)，酶活力在4000 U/g以上，在白酒工業(yè)上應(yīng)用較多。因其用曲量較少，出酒率較高，對降低成本有積極的作用，但在產(chǎn)品風(fēng)味上還有一定缺陷。如在發(fā)酵過程中，配以其他菌種生產(chǎn)的麩曲來彌補(bǔ)其味道的不足(即多菌種制醋)，該菌種使用前景很好。

2.2 醪液濃度

生料制醋的醪液濃度應(yīng)以稀醪為主。加水量應(yīng)為主料的6倍左右。因?yàn)橄□舶l(fā)酵中加入了過多的麩皮(占主料的20%以上)及30%左右的麩曲。如果在發(fā)酵過程中，加水量過少，易形成很厚的醪蓋，影響散熱、散氣。特別是在夏季，很容易污染雜菌，對發(fā)酵不利。再者由于加入了足量的水分，也可以稀釋醪液中的酒精濃度和其他一些抑制因子對酵母菌本身的影響，使得發(fā)酵更徹底，產(chǎn)酒率提高，最終的產(chǎn)量也能相應(yīng)提高。

2.3 醪液pH值

適當(dāng)?shù)膒H是稀醪發(fā)酵過程中非常重要的因素之一。因?yàn)樯现拼自洗蠖际巧?，不可避免地含有大量的野生菌。再者生料稀醪發(fā)酵大都是敞口操作，空氣、發(fā)酵容器中的各種微生物也分別落入醪中。微生物生長、增殖、代謝都是在有一定pH值條件下進(jìn)行的，超過了這個(gè)范圍，微生物的生長繁殖將受到影響，甚至死亡。因此，可以利用微生物的這一特性來進(jìn)行pH調(diào)整，抵制那些有害雜菌的污染。一般情況下，黑曲霉糖化的最適pH為3.5～5.0；根霉的最適pH為4.5～5.5；而酵母菌的最適pH為4.0～6.0。而一般污染菌(大部分細(xì)菌)的最適pH在6.0～7.0，最小在5.0～5.5；腐敗菌的生長pH在5.0，pH在5.0以下就可以完全被抑制。因此，可以利用這些pH的差異范圍，把pH調(diào)整在4.5，這樣既可為所利用的微生物創(chuàng)造發(fā)酵條件，又可以抑制有害菌的生長繁殖，保證發(fā)酵的順利進(jìn)行。

在pH的調(diào)節(jié)過程中，要根據(jù)發(fā)酵的具體情況，選擇不同的酸味劑(如食用冰醋酸、鹽酸、磷酸等)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.4 發(fā)酵時(shí)間

由于生料制醋原料不經(jīng)過蒸煮，淀粉沒有糊化，水解速度非常緩慢。再者稀醪發(fā)酵糖化溫度不是糖化酶的最適溫度，較之要低得多，因此，糖化時(shí)間也較長。否則，糖化效果不好，殘余淀粉多，葡萄糖值偏低，最終的酒精濃度也低。但低溫發(fā)酵可增加產(chǎn)品的風(fēng)味物質(zhì)，主要原因：低溫發(fā)酵時(shí)，除糖化酶、酒化酶系發(fā)生主要作用外，其他酶(如蛋白酶、肽酶、酯化酶等)以及一些與風(fēng)味有關(guān)的酶系也在同時(shí)發(fā)揮作用，構(gòu)成最終產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)的增加。所以稀醪發(fā)酵時(shí)間要適當(dāng)延長一些，在醪液表面無白醭及室溫較低的情況下，發(fā)酵時(shí)間一般為10天左右。

3 固態(tài)發(fā)酵

稀醪發(fā)酵結(jié)束后，拌入適量麩皮、谷糠、稻殼等制成醋醅，進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵。

3.1 壓實(shí)密封發(fā)酵

生料制醋的糖化、酒化、醋化作用是不能明顯區(qū)分開的。通常是邊糖化邊酒化甚至是邊醋化多種反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的復(fù)式發(fā)酵。當(dāng)醪液拌入輔料以后，由于醪液中的各種酶，并沒有完全失活。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化到適應(yīng)其反應(yīng)的條件(如酒精濃度、營養(yǎng)成分、pH等)，這些酶大多數(shù)又恢復(fù)活化狀態(tài)，進(jìn)行不同的生物化學(xué)反應(yīng)。另外，麩皮中含有大量的β-淀粉酶，在環(huán)境適宜的條件下也會(huì)糖化醪液中未被徹底糖化的淀粉，為酒精發(fā)酵提供碳源。同時(shí)還可為乳酸菌等一些有益菌創(chuàng)造生長繁殖的機(jī)會(huì)。因此，在固態(tài)發(fā)酵初始階段，要用塑料薄膜密封且壓實(shí)醋醅，時(shí)間一般為3～4天，為進(jìn)一步的糖化(俗稱后糖化)及酒化等創(chuàng)造條件，有利于淀粉利用率的提高。

3.2 溫度及操作

密封4天后，翻松醋醅，用竹桿支起塑料薄膜，以調(diào)節(jié)品溫，進(jìn)行醋酸發(fā)酵。一般情況下，醋酸發(fā)酵無需添加純種醋酸菌種子。利用制醋車間空氣及容器中自然馴化的野生醋酸菌完全能夠進(jìn)行醋酸發(fā)酵。在開始的1周內(nèi)，要控制醅溫在30～35 ℃之間，以利于醋酸菌的生長與繁殖；1周以后，適當(dāng)提高溫度，以每天升高1～2 ℃的速度，把溫度控制在39～42 ℃，以不超過45 ℃為宜；20天后，溫度開始下降，這時(shí)應(yīng)加強(qiáng)溫度控制的同時(shí)每天對醋醅(汁液)進(jìn)行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)溫度下降、酸度不再上升時(shí)，應(yīng)立即加入主料10%～15%的食鹽(根據(jù)季節(jié)而定)，抑制醋酸菌的繁殖，終止醋酸發(fā)酵以及調(diào)和成品風(fēng)味。

3.3 后熟

醋酸發(fā)酵結(jié)束后，加入食鹽翻勻壓實(shí)，用塑料薄膜密封進(jìn)行后熟陳釀，時(shí)間一般在7天左右。目的是使未分解的蛋白質(zhì)進(jìn)一步分解、酯的形成、香氣成分的均衡、菌體的自溶等，以利于產(chǎn)品風(fēng)味的改善和澄清度的提高。在后熟階段，要強(qiáng)化管理意識(shí)，每天檢查醋醅表面和溫度情況，以防止醋醅表面污染雜菌，發(fā)生過氧化、產(chǎn)生醋虱、醋蟃(醋蠅)、霉?fàn)€等引起醋醅質(zhì)量下降，影響產(chǎn)品質(zhì)量。特別是在夏季，更應(yīng)注意這一點(diǎn)。

4 熏醅

固態(tài)發(fā)酵制醋中，熏醅是一個(gè)不可缺少的工序。熏醅的目的有二：一是增色，使成品呈棕紅色；二是增味，使成品醋具有熏香味。熏醅原理是：在高溫下，醋醅中的殘余淀粉和其他多糖物質(zhì)及蛋白質(zhì)等，在高溫下，降解成單糖、氨基酸等小分子物質(zhì)，然后通過美拉德反應(yīng)生成棕褐色色素的過程，同時(shí)，產(chǎn)生多種香氣成分。在整個(gè)熏醅過程中，醋醅水分應(yīng)控制在50%左右，這樣既可有適當(dāng)?shù)乃謪⑴c醋醅的進(jìn)一步水解，還可以防止醋醅在高溫狀態(tài)下長時(shí)間發(fā)生焦糊現(xiàn)象。通常熏醅溫度在85 ℃左右，5～7天醋醅即可達(dá)到質(zhì)量要求。

5 小結(jié)

生料釀醋發(fā)酵形式為多菌混合發(fā)酵，菌種主要來源于麩曲及空氣、原料進(jìn)入的多種菌株在生長代謝中相互拮抗、互生共生、盛衰交替和協(xié)同作用構(gòu)成復(fù)雜而完整的酶系，對制醋的各個(gè)過程進(jìn)行不同的生化反應(yīng)，產(chǎn)生不同的風(fēng)味。因此，合理控制發(fā)酵過程中各個(gè)階段的水分、發(fā)酵劑、溫度、pH值、發(fā)酵時(shí)間、操作方式等因素對提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量有至關(guān)重要的作用。同時(shí)，生料制醋對環(huán)境衛(wèi)生要求較高，所以嚴(yán)格車間衛(wèi)生管理也是生產(chǎn)過程中不可或缺的條件之一。