酿造食醋工艺.pptx
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1、主要内容概述食醋酿造的本质食醋酿造的工艺流程食醋酿造工艺分解食醋色、香、味、体的形成食醋的营养成分及食用价值食醋鉴别第1页/共78页概述 1、简介 l食醋是我国劳动人民在长期的生产实践中制造出来的一种酸性调味品。它能增进食欲,帮助消化,在人们饮食生活中不可缺少。在我国的中医药学中醋也有一定的用途。全国各地生产的食醋品种较多。著名的山西陈醋、镇江香醋、四川麸醋、东北白醋、江浙玫瑰米醋、福建红曲醋等是食醋的代表品种。其中产量最大且与我们关系最为密切的是酿造醋。第2页/共78页概述酿造食醋是用粮食等淀粉质为原料,经微生物制曲、糖化、酒精发酵、醋酸发酵等阶段酿制而成,主要成分除醋酸(3%5%)外,还含
2、有各种氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇和酯等营养成分及风味成分,具有独特的色、香、味,不仅是调味佳品,经常食用对健康也有益。食醋也可以通过以食用醋酸为主料进行人工配制获得。第3页/共78页概述2、原料根据其在制醋工艺中所起的作用,原材料一般分为主料和辅料两大类。其中,主料包括粮食类、含糖物质及酒类三类;辅料包括制曲辅料、填充辅料、酶制剂和添加剂。主料是指能通过微生物酶的作用分解且被发酵成食醋的主要原料。粮食类主要有大米、高粱、玉米、甘薯、马铃薯、小米、小麦、苦荞和麦芽等;含糖物质有糖蜜和含糖的果实如枣、苹果等;酒类有食用酒精、白酒和酒糟等。第4页/共78页概述3、分类按原料:米醋、薯干醋、麸醋
3、、糖醋、果醋、酒醋等按原料处理方式:生料醋和熟料粗按糖化剂:麸曲醋、老曲醋按颜色:浓色醋、淡色醋、白醋按风味:香醋、调味醋按发酵方式:固态粗、液态醋、固稀发酵醋第5页/共78页概述4、常见的发酵方法固态发酵醋:淀粉质原料的糖化、酒精发酵、醋酸发酵都是在固态状态下进行,发酵速度慢,在醋酸发酵需大量氧气,通过多次倒醅实现,劳动强度大。用固态发酵工艺酿制的食醋,风味优良,酿制各种传统类型的食醋多采用这种工艺。其缺点是生产周期长,劳动强度大,出醋率低。液态发酵醋:用液态发酵工艺酿制的食醋,有表面液态法和深层液态法,其中包括传统的老法液态醋、速酿塔醋及液态深层发酵醋,培养和发酵基质采用液体形式,产量可以
4、很大,其风味和固态发酵醋有较大区别。固稀发酵醋:食醋酿造过程中的酒精发酵阶段为稀醇发酵,醋酸发酵阶段为固态发酵,出醋率较高。第6页/共78页概述山西老陈醋我国北方最著名的食醋,酿造方法有以下特点:以优质高粱为酿醋主料。以大曲为糖化剂、发酵剂,大曲用量达到高粱原料质量的62.5%。酒精发酵阶段采用低温厌氧发酵,醋酸发酵阶段采用高温好氧发酵,新醋露天陈酿。熏是山西老陈醋工艺一大特色。第7页/共78页食醋酿造的本质实际上,食醋酿造的本质是以淀粉质原料为主要生产原料,在糖化剂(大曲、药曲、麸曲、酶等)作用下分解为单糖,而后被酵母菌利用,在厌氧条件下生成乙醇;在此基础上,乙醇在有氧条件下被醋酸菌转化为乙
5、酸;与此同时,生产原料也可为其他微生物转化为多种有机酸(如乳酸、苹果酸、柠檬酸、琥珀酸等)、氨基酸、酯类、醛类、醇类物质。显然,食醋酿造的本质就是微生物的发酵、酶催化及部分化学合成或分解反应的综合体。第8页/共78页食醋酿造的工艺流程大曲大曲酶系酶系各各种种微生物微生物少量少量营养养物物质酿造原料粉碎、造原料粉碎、蒸煮蒸煮原料液化、糖化、分解原料液化、糖化、分解酒酒醅醅单糖糖氨氨基酸等其他基酸等其他营养养物物质微生物和酶微生物和酶类酒精酒精发酵酵酒醪酒醪酵母菌利用酵母菌利用单糖糖发酵生成乙醇酵生成乙醇细菌菌产生多生多种种酸、醇酸、醇类产物物加酵母液加酵母液残残余糖、余糖、氨氨基酸等基酸等营养养
6、成成分分乙醇、乙醇、酯、酸、酸、醛等等微生物和酶微生物和酶类醋醋醅醅、辅料等料等加醋酸菌加醋酸菌醋酸醋酸发酵酵醋酸菌利用乙醇生成醋酸醋酸菌利用乙醇生成醋酸、乳酸菌利用、乳酸菌利用单糖生成乳糖生成乳酸、其他酸、其他细菌利用菌利用单糖生糖生成有机酸、成有机酸、酯等物等物质成熟醋成熟醋醅醅 乙酸,多乙酸,多种种酸、醇、酸、醇、酯、醛等,等,残残余余氨氨基基 酸和糖酸和糖类,微量元素,微量元素第9页/共78页食醋酿造的工艺流程成熟醋成熟醋醅醅加加盐、陈酿化化学学反反应生成更多生成更多呈香、味物呈香、味物质微生物大量死亡微生物大量死亡陈酿醋醋醅醅淋醋淋醋醋液醋液成品成品消毒消毒调味味部部分分 熏熏 醅醅
7、淋醋淋醋醋液(白)醋液(白)熏熏醅醅淋醋淋醋醋液(黑)醋液(黑)陈酿成品成品醋液(黑)醋液(黑)消毒消毒陈酿第10页/共78页食醋酿造工艺分解食醋酿造主要工艺步骤:(1)选料(2)原料处理:高粱除杂、清洗、浸泡、压片(3)蒸料:高粱、白糟、水高压蒸煮(4)酒精发酵:大曲、糖化酶、酵母菌,10天(5)醋酸发酵:酒醅、麸皮、水,10天(6)熏醅:40%醋醅熏火,60%白醅陈酿,6天(7)淋醋:白醅、熏醅循环套淋(8)陈酿:入晾晒房晾晒、陈酿(9)调配加热灭菌检验包装成品第11页/共78页食醋酿造工艺分解选料1、选料(1)高粱高梁通常含水份1314,含淀粉6465,含粗蛋白9.410.5,还含有五碳
8、糖约2.8,高粱皮含五碳糖高达7.6,这部份五碳糖,在常规化验时,表现为粗淀粉,在实际生产中,很难被酵母菌利用。此外,每千克高粱中含有B族维生素2.1毫克,尼克酸6毫克。高粱的子粒和茎叶中都含有一定数量的胡萝卜素。通常高梁籽粒中含3左右的单宁和色素,其衍生物酚元化合物可赋予食醋特有的香气。过量的单宁对糖化发酵有阻碍作用,使成品醋有苦涩感。用温水浸泡,可除去其中水溶性单宁。第12页/共78页食醋酿造工艺分解选料高粱是中国的铁秆庄稼,也是世界四大谷物的“老四”。在我国各地均有种植,主要产于东北地区,山东、河北、河南等地也有栽培。高粱可制淀粉、制糖、酿酒、做醋和制酒精等食用价值高。高粱的淀粉及糖类含
9、量高,是制醋的良好原料。由于高粱含有单宁,并含有较多的色素,故以高粱为原料制醋,生产上常采用混合其他原料发酵以冲淡单宁浓度,使食醋质量不受影响。第13页/共78页食醋酿造工艺分解选料(2)谷糠谷糠中含有大量的维生素和微量元素,对人体有很好的补益作用。谷糠中含有较多的维生素B族、维生素E族和柠檬酸等物质,能帮助人体从食物中吸收各种营养物质,具有抗衰老的作用。谷糠中的主要成分是谷维醇,有营养神经,健全大脑的作用。谷糠中还含有甘油三酯、游离脂肪酸、阿魏酸、脂蛋白、葡萄糖、纤维素等,都是人体所需要的营养物质。谷糠在固态发酵中,起着吸收水分、疏松醋醅、贮存空气的作用,与食醋的色、香、味有密切的关系。第1
10、4页/共78页食醋酿造工艺分解选料(3)麸皮小麦麸皮中含有丰富的蛋白质、碳水化合物、矿物质和维生素等,最主要的成分是纤维素和半纤维素,其含量占小麦籽粒中总纤维素含量的88,是具有代表性的膳食纤维。我国是小麦种植大国,每年可利用开发的小麦麸皮则可达2000万吨以上,是我国大宗农副产品资源之一。麸皮在食醋酿造中,主要用于醋酸发酵阶段,作用是提供微生物活动所需要的营养物质,增加食醋中的糖分和氨基酸等含量。第15页/共78页食醋酿造工艺分解选料(4)大曲大曲主要成份是大麦和豌豆,一般按6:4或者7:3混合使用。都含有淀粉、蛋白质及其他营养成分,可供微生物生长繁殖。大曲是以根霉、毛霉、曲霉、酵母为主,并
11、有大量野生菌,其微生物繁多、酶系复杂,糖化产物也多种多样,构成了食醋的独特风味基础。便于保管和运输,酿成的食醋风味好。第16页/共78页食醋酿造工艺分解选料除以上四种主要原料外,在酿造过程中还经常添加一些辅料,比如糖化剂、淀粉酶、食用盐、蔗糖等,糖化剂、淀粉酶用于促进淀粉糊化水解,使发酵反应更彻底;食用盐、蔗糖可以提升食醋风味。另外,在低于5的食醋调配时,会添加少量的山梨酸钾,以保持风味、口感。第17页/共78页食醋酿造工艺分解原料处理2、原料处理(1)除杂、清洗、浸泡:在使用前要首先去除高粱中的灰尘、杂物、霉变物等,并进行清洗。有些颗粒杂物会磨损机械设备、堵塞管道和阀门,霉变的原料会影响食醋
12、的质量和风味,必须清理干净;清洗可以清除原料上残留的灰尘和农药;浸泡可使原料充分吸收水分。(2)压片:粮食原料多呈颗粒状,外面有皮层包着,不能为微生物所充分利用。为了扩大高粱与大曲和酶的接触面积,需要将原料压片或粉碎,粉碎过程中粉末容易飘散,造成淀粉流失,所以本厂采用压片技术。第18页/共78页食醋酿造工艺分解蒸料3、蒸料为了便于蒸料糊化,以利于下一步糖化发酵,必须在干料中先加入一定量的水进行润料。高粱吸水后压成片,均匀拌入4050%的醋糟(回糟法),在高温高压条件下进行蒸煮,使植物组织和细胞彻底破裂,淀粉颗粒由于吸水膨胀而破坏,变成溶解状态,易与淀粉酶作用,有利淀粉水解;同时蒸煮可将原料中某
13、些有害物质除去,并对原料进行灭菌。第19页/共78页食醋酿造工艺分解蒸料原料加水量是否适当对原料蒸熟程度和淀粉糊化有很大关系。如果加水量过小,淀粉未能充分膨涨和湖化,就不易被淀粉酶所利用。如果加水量过大,蒸料时部分料层极易产生压住蒸汽的现象,造成生、熟不匀,发酵过程中醋醅发粘,影响成品质量和出品率。检查加水量是否适当的方法是,用手握成团而不滴水。本厂采用高压旋转蒸锅,既能受热均匀,又不致焦化结底;既能缩短蒸料时间,又能使糊化彻底。目的:淀粉糊化;高温灭菌。第20页/共78页食醋酿造工艺分解蒸料回糟法即醋糟的再利用,醋糟的十大优势如下:(1)醋糟含70%的水份,利于润料;(2)醋糟含7%8%的淀
14、粉,可再利用;(3)醋糟含各种微生物残骸(蛋白质),为下次发酵提供营养;(4)醋糟含0.20.4的酸,可调节PH,在蒸煮中利于淀粉糊化;(5)利用醋糟可以节省辅料;(6)加入醋糟可以调整酒醅中淀粉的浓度;(7)醋糟结构疏松,可以分散高粱粉,避免结块;(8)加入醋糟蒸煮时易于降温冷却,避免污染;(9)醋糟有保浆的作用;(10)醋糟含有一定酸度,利于淀粉水解。第21页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵1、操作方法蒸料结束后,出锅、快速降温冷却至1822,以防杂菌入侵。同时接种大曲酵母液,拌匀、入缸、摊平、压实,赶走醅内空气,用无毒聚乙烯薄膜封好,使不漏气。入缸后逐渐糖化及发酵(双边发酵),周期81
15、0天,酒精发酵最佳温度在2832。取样化验其酒精含量,一般达68%,正常酒醪色发黄,水份70%72%,酒液澄清。温度:室温保持20左右,入缸温度冬季控制在2024,夏季控制在1822。温度过高,会破坏酶活性,影响糖化和酒化,还容易滋生杂菌。水份:入缸水份夏天保持6062%,冬天保持6264%,水份过高会导致酵母菌早衰,水份过低不利于酒精发酵。润大曲的水温要保持在3537之间;泼洒大曲要均匀,料层中不得有结块存在。第22页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵大曲酵母液的制作方法如下:在夹层锅内按比例(3:1)加入凉水与粉碎好的玉米面;打开搅拌器进行搅拌,直到没有面块为止;打开进气阀,待温度升至50
16、时,按比例加入淀粉酶,停气10分钟;加气,待温度升至70时,停气10分钟;加气,待温度升至90时,停气10分钟;最后加气煮沸1h,直到煮出香味为止;停气后,打入自来水,快速冷却至50-55,按比例加入糖化酶,30分钟后,再冷却到25左右,按比例加入酵母,搅拌均匀,使酵母全部溶解;停止搅拌,静置2.5h左右,待酵母菌充分活化后,倒入大缸内备用。第23页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵2、原理酒精发酵过程中,主要参与作用的微生物是酵母菌,能转化糖为酒精,但不能直接利用淀粉和纤维素原料转化成酒精。因此,首先必须把淀粉和纤维素原料通过酸法或酶法水解转化成可发酵糖,再由酵母菌发酵成酒精。多糖裂解,并与
17、水分子相结合,生成相应的低聚糖或单糖,水解的过程就是糖分子和水分子相结合的过程。水解反应如下:(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6第24页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵3、淀粉质原料的水解淀粉分子淀粉是多糖中最易分解的一种,由许多葡萄糖基团聚合而成。天然淀粉具有直链淀粉和支链淀粉两种结构,它们在性质和结构上有差异。直链淀粉是-D葡萄糖通过1,4糖苷键连接而成的聚合物。天然直链淀粉分子卷曲成螺旋形,螺旋的每一圈含有6个葡萄糖残基。直链淀粉水溶解于7080的温水,遇碘呈深蓝色。在大多数植物淀粉中,直链淀粉含量为2029。支链淀粉是D葡萄糖通过1,4糖苷键及1,6糖苷键(在分支点上)连
18、接而成的聚合物,分支点之间平均有58个葡萄糖苷键。支链淀粉各个分支卷曲成螺旋状,整个分子近似球形。支链淀粉不溶解于温水,遇碘呈蓝紫色。第25页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵淀粉的糊化、液化淀粉在水中经加热会吸收一部分水而发生溶胀。如果继续加热至一定温度(6080),淀粉粒即发生破裂,造成黏度迅速增大,体积也随之迅速变大,这种现象称为淀粉的糊化,经糊化的淀粉称为-淀粉。发生糊化现象称为淀粉的溶解,或称为液化。不同种类淀粉糊化温度有所不同,如玉米和小麦淀粉的糊化温度分别为6472和6568;小麦和玉米支链淀粉完全液化的温度为136141和146151。高粱淀粉开始糊化的温度为62,糊化完结的温
19、度为72。粳型高粱含直链淀粉较多,糯型高梁含支链淀粉较多,但糯型高粱比粳型高粱更容易蒸煮糊化。第26页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵淀粉水解淀粉水解又称糖化,通过添加酶制剂或糖化曲来完成。糖化曲中含有的并起作用的淀粉酶类包括-淀粉酶、-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶(脱支酶)。当-淀粉酶作用于淀粉糊时,能使其黏度迅速下降,故又称液化酶。直链淀粉经该酶水解的最终产物为葡萄糖和麦芽糖,支链淀粉的水解产物除葡萄糖、麦芽糖外,还有具有-1,6键的极限糊精和含有4个或更多葡萄糖残基的带键的低聚糖。第27页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵-葡萄糖淀粉酶能从淀粉的非还原末端逐个切下麦芽糖单位,但不能水
20、解-1,6糖苷键,也不能越过-1,6糖苷键水解-1,4糖苷键,所以该酶水解支链淀粉时留下分子量较大的极限糊精。葡萄糖淀粉酶能从淀粉的非还原末端逐个切下葡萄糖,它既能水解-1,6糖苷键,又能水解-1,4糖苷键。由于形成的产物几乎都是葡萄糖,因此该酶又称为糖化酶。异淀粉酶专一水解-1,6糖苷键,因此能切开支链淀粉的分支。第28页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵总之,淀粉在以上几类酶的共同作用下被彻底水解成葡萄糖和麦芽糖。麦芽糖可在麦芽糖酶的作用下进一步生成葡萄糖。淀粉水解所得糖分,大部分供给酵母进行酒精发酵,继而进行醋酸发酵;一部分糖分发酵生产其他有机酸;还有一些则残留在醋醅内,作为食醋中一部分
21、色香味的基础。淀粉酶水解淀粉的过程是先使淀粉水解成麦芽糖,再由麦芽糖酶作用,生成葡萄糖。其反应式如下:2(C6H10O5)n+nH2OnC12H22O112nC6H12O6淀粉酶麦芽糖酶第29页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵4、糖化过程除发生糖化作用外,还有下列作用:含氮物质的水解原料中的蛋白质经加热变性后,在蛋白酶的作用下水解为胨、多肽、氨基酸等,这些氨基酸是食醋中的主要鲜味成分。果胶质和半纤维素的水解在曲霉中含有一定量的果胶酶半纤维素酶,促进果胶质和半纤维素发生水解。酸度的增加糖化过程中酸度逐渐增加,主要成分为琥珀酸、苹果酸、柠檬酸等。这是由于含磷化合物与糖分子分解形成的,也可能是曲霉
22、在生长中生成的。寡糖的产生糖化时,一部分糖受葡萄糖苷转移酶的作用,生成异麦芽糖、潘糖和具有-1,6键的低聚糖,这些寡糖都不能被酒精发酵所利用。第30页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵5、酵母菌的乙醇发酵酵母菌在厌氧条件下可发酵己糖(主要是葡萄糖)形成乙醇,其生化过程主要由两个阶段组成,第一阶段己糖通过糖酵解途径(EMP途径)分解成丙酮酸;第二阶段丙酮酸由脱羧酶催化生成乙醛和二氧化碳,乙醛进一步被还原成乙醇其反应的过程如下:C6H12O62CH3COCOOH+4H2CH3CHO+CO22CH3CH2OH葡萄糖发酵成乙醇的总反应式为:C6H12O62CH3CH2OH+2CO2+能量葡萄糖丙酮酸乙
23、醛乙醇第31页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵发酵过程中除主要生成乙醇外,还生成少量的其他副产物,包括甘油、有机酸(主要是琥珀酸)、杂醇油(高级醇)、醛类、酯类等。理论上1mol葡萄糖可产生2mol乙醇;即180克葡萄糖产生92克乙醇,理论产率为51.5%,可是实际得率没有这么高。因酵母菌体的积累约需2%的葡萄糖,另外2%的葡萄糖用于形成甘油,0.5%用于形成有机酸,0.2%用于形成杂醇油,因此实际上只有约47的葡萄糖转化成乙醇。乙醇发酵中大部分能量仍储存于乙醇之中,所释放的226kJ自由能中除67kJ(29)用于形成ATP外,其余能量以热的形式散发掉。第32页/共78页食醋酿造工艺分解酒精
24、发酵6、乙醇发酵过程可分为前发酵期、主发酵期和后发酵期三个阶段。前发酵期,酵母细胞数量不多,酵母菌迅速进行繁殖。发酵作用不强,酒精和二氧化碳产生得少,糖分消耗得比较慢,酒醅表面显得比较平静。发酵温度一般控制在2628,不超过30。此阶段应十分注意防止杂菌污染。主发酵期,酵母细胞已大量形成,酵母菌基本停止繁殖而主要进行乙醇发酵作用。糖分迅速下降,酒精量逐渐增多,产生大量的二氧化碳,此期间酒醅温度上升快,生产上应加强温度控制,最好将温度控制在3034。第33页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵经过主发酵期,酒醅中糖分大部分已被消耗掉,进入后发酵期,发酵性糖浓度持续降低,发酵作用缓慢,酒精和CO2的
25、生成量少,产生热量也少,酒醅温度逐渐下降,应控制发酵温度在3032。如果发酵温度过高,超过32,酵母的发酵作用受限,酒精中残糖增加,也为醋酸菌的繁殖创造了条件,造成酒的挥发酸过高,严重影响产品质量。因此,发酵阶段应严格控制温度。固态双边发酵特点是采用比较低的温度,让糖化和酒精发酵同时进行,即采用边糖化边发酵工艺。由于高粱颗粒组织紧密,糖化较为困难,更因采用固态发酵,淀粉不容易被充分利用,故残余淀粉较多,淀粉出酒率低。第34页/共78页食醋酿造工艺分解酒精发酵7、酒精发酵的微生物酒精发酵的微生物主要分糖化菌和酒精发酵微生物(酵母菌)两大类。糖化菌被用于进行淀粉的水解。能产生淀粉酶,水解淀粉的微生
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