Frings醋酸發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)鹽替代試驗(yàn)研究

張曉輝　吳廣泉　王靜等

摘 要：試驗(yàn)優(yōu)化獲得一可用于Frings醋酸發(fā)酵的自制營(yíng)養(yǎng)鹽，其物料及用量分別為：葡萄糖49.3%，酵母粉29.1%，檸檬酸銨14.6%，磷酸二氫鉀3.4%，磷酸二氫鈉1.7%，硫酸鎂2.0%，自制營(yíng)養(yǎng)鹽與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽按2∶8混合用于Frings醋酸發(fā)酵，可節(jié)約成本13.7%，發(fā)酵周期與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽無(wú)明顯差異。

關(guān)鍵詞：營(yíng)養(yǎng)鹽；替代；發(fā)酵周期；試驗(yàn)研究

中圖分類號(hào) P734.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）03-04-136-03

近年來(lái)，隨著我國(guó)釀造技術(shù)的不斷進(jìn)步，企業(yè)規(guī)模一再擴(kuò)大，生產(chǎn)水平逐漸提高。然而，與其他行業(yè)相比，釀造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步相對(duì)滯后，與世界先進(jìn)水平相比，我國(guó)釀造技術(shù)更是有著較大的差距。我國(guó)的液態(tài)制醋始于20世紀(jì)70年代中期，目前我國(guó)釀造食醋企業(yè)多為引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)工藝，其中液態(tài)深層發(fā)酵技術(shù)引進(jìn)的最多。該技術(shù)其原料的液化、糖化、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵都可以在液態(tài)下完成，不僅實(shí)現(xiàn)了制醋不用輔料（谷糠、麩皮等），而且實(shí)現(xiàn)了連續(xù)發(fā)酵和分割法取醋。100多年來(lái)，F(xiàn)rings這個(gè)名字已經(jīng)成為釀醋領(lǐng)域中新技術(shù)和新工藝的代名詞。在全世界70多個(gè)國(guó)家，1 300多套Frings專利釀醋罐在使用，3 000多家釀醋廠使用Frings釀醋設(shè)備。Frings發(fā)酵設(shè)備以其優(yōu)越的競(jìng)爭(zhēng)力，在我國(guó)也已得到大量的引進(jìn)，國(guó)內(nèi)關(guān)于Frings的相關(guān)研究與日俱增。國(guó)內(nèi)目前使用的德國(guó)Frings液態(tài)醋發(fā)酵設(shè)備，年產(chǎn)量約3 000～10 000t不同型號(hào)，1/3分割連續(xù)發(fā)酵工藝，但營(yíng)養(yǎng)鹽仍需德國(guó)公司提供，這方面仍處于技術(shù)及資源壟斷現(xiàn)狀。本研究在Frings液態(tài)深層醋酸發(fā)酵工藝基礎(chǔ)上，結(jié)合醋酸菌的生長(zhǎng)周期，在保證發(fā)酵速率及產(chǎn)酸率的前提下，采用自制營(yíng)養(yǎng)鹽部分替代進(jìn)口營(yíng)養(yǎng)鹽，以降低發(fā)酵成本，提升醋酸的出品率。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 替代營(yíng)養(yǎng)鹽的自制

1.1.1 自制營(yíng)養(yǎng)鹽運(yùn)用于Frings醋酸發(fā)酵試驗(yàn) 經(jīng)文獻(xiàn)報(bào)道，醋酸菌培養(yǎng)主要的碳源為葡萄糖，氮源主要采用酵母粉，礦物質(zhì)元素主要有鈉、鉀、鎂等。自制營(yíng)養(yǎng)鹽按表1所示比例進(jìn)行配制，然后進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵試驗(yàn)采用50LFrings試驗(yàn)罐，發(fā)酵體積控制36L。

根據(jù)表3及圖1可以看出，使用以上配比自制營(yíng)養(yǎng)鹽發(fā)酵周期較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽明顯延長(zhǎng)，發(fā)酵周期>29h，發(fā)酵速率≤0.12°/h，發(fā)酵周期延長(zhǎng)約45%。隨著營(yíng)養(yǎng)鹽用量的減少，發(fā)酵周期延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)鹽用量在0.35%～0.8%時(shí)，發(fā)酵周期無(wú)明顯變化；當(dāng)營(yíng)養(yǎng)鹽用量低于0.35%時(shí)，發(fā)酵周期明顯增加。分析其原因可能是由于某種物質(zhì)開始出現(xiàn)不足或營(yíng)養(yǎng)出現(xiàn)不平衡，導(dǎo)致發(fā)酵周期延長(zhǎng)。

2.2 自制營(yíng)養(yǎng)鹽最佳配比的確定 試驗(yàn)表明自制營(yíng)養(yǎng)鹽添加0.35%，F(xiàn)rings發(fā)酵周期約為30h，在此基礎(chǔ)上分別減少各物料的用量，發(fā)酵周期情況見表4。

由表4可知，按試驗(yàn)18#中各物料用量配制自制營(yíng)養(yǎng)鹽，發(fā)酵周期無(wú)明顯變化，但相比0#試驗(yàn)，葡萄糖、酵母粉、硫酸鎂、磷酸二氫鉀及磷酸二氫鈉均降低了用量，減少了自制營(yíng)養(yǎng)鹽的成本。故可基本確定自制營(yíng)養(yǎng)鹽的最佳配比，詳見表5。

自制營(yíng)養(yǎng)鹽每批使用成本較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽有所降低，每發(fā)酵100kg醋酸可節(jié)約成本2.28元，較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽節(jié)約25%，但使用自制營(yíng)養(yǎng)鹽發(fā)酵周期較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽較長(zhǎng)。使用混合營(yíng)養(yǎng)鹽，則每生產(chǎn)100kg醋酸，使用營(yíng)養(yǎng)鹽成本為7.85元，較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽可節(jié)省1.25元，約節(jié)約13.7%，同時(shí)發(fā)酵周期無(wú)明顯延長(zhǎng)，因此可采用自制營(yíng)養(yǎng)鹽部分替代Frings營(yíng)養(yǎng)鹽，可以有效地降低營(yíng)養(yǎng)鹽成本。

3 結(jié)論

Frings醋酸發(fā)酵是一種高濃度醋酸發(fā)酵，對(duì)菌種及設(shè)備具有特殊的要求，同時(shí)配以專用的Frings營(yíng)養(yǎng)鹽。結(jié)合醋酸發(fā)酵的特點(diǎn)及目前對(duì)Frings營(yíng)養(yǎng)鹽的研究，試驗(yàn)獲得了一種自制營(yíng)養(yǎng)鹽可以適應(yīng)Frings醋酸發(fā)酵，同時(shí)可減少成本25%，但發(fā)酵周期較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽延長(zhǎng)約9h/批。將自制營(yíng)養(yǎng)鹽與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽按2∶8混合使用，總共添加量為0.13%，則可節(jié)約成本13.7%，同時(shí)發(fā)酵周期約20h，與使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽無(wú)明顯差異。 （責(zé)編：張宏民）endprint

摘 要：試驗(yàn)優(yōu)化獲得一可用于Frings醋酸發(fā)酵的自制營(yíng)養(yǎng)鹽，其物料及用量分別為：葡萄糖49.3%，酵母粉29.1%，檸檬酸銨14.6%，磷酸二氫鉀3.4%，磷酸二氫鈉1.7%，硫酸鎂2.0%，自制營(yíng)養(yǎng)鹽與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽按2∶8混合用于Frings醋酸發(fā)酵，可節(jié)約成本13.7%，發(fā)酵周期與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽無(wú)明顯差異。

關(guān)鍵詞：營(yíng)養(yǎng)鹽；替代；發(fā)酵周期；試驗(yàn)研究

中圖分類號(hào) P734.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）03-04-136-03

近年來(lái)，隨著我國(guó)釀造技術(shù)的不斷進(jìn)步，企業(yè)規(guī)模一再擴(kuò)大，生產(chǎn)水平逐漸提高。然而，與其他行業(yè)相比，釀造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步相對(duì)滯后，與世界先進(jìn)水平相比，我國(guó)釀造技術(shù)更是有著較大的差距。我國(guó)的液態(tài)制醋始于20世紀(jì)70年代中期，目前我國(guó)釀造食醋企業(yè)多為引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)工藝，其中液態(tài)深層發(fā)酵技術(shù)引進(jìn)的最多。該技術(shù)其原料的液化、糖化、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵都可以在液態(tài)下完成，不僅實(shí)現(xiàn)了制醋不用輔料（谷糠、麩皮等），而且實(shí)現(xiàn)了連續(xù)發(fā)酵和分割法取醋。100多年來(lái)，F(xiàn)rings這個(gè)名字已經(jīng)成為釀醋領(lǐng)域中新技術(shù)和新工藝的代名詞。在全世界70多個(gè)國(guó)家，1 300多套Frings專利釀醋罐在使用，3 000多家釀醋廠使用Frings釀醋設(shè)備。Frings發(fā)酵設(shè)備以其優(yōu)越的競(jìng)爭(zhēng)力，在我國(guó)也已得到大量的引進(jìn)，國(guó)內(nèi)關(guān)于Frings的相關(guān)研究與日俱增。國(guó)內(nèi)目前使用的德國(guó)Frings液態(tài)醋發(fā)酵設(shè)備，年產(chǎn)量約3 000～10 000t不同型號(hào)，1/3分割連續(xù)發(fā)酵工藝，但營(yíng)養(yǎng)鹽仍需德國(guó)公司提供，這方面仍處于技術(shù)及資源壟斷現(xiàn)狀。本研究在Frings液態(tài)深層醋酸發(fā)酵工藝基礎(chǔ)上，結(jié)合醋酸菌的生長(zhǎng)周期，在保證發(fā)酵速率及產(chǎn)酸率的前提下，采用自制營(yíng)養(yǎng)鹽部分替代進(jìn)口營(yíng)養(yǎng)鹽，以降低發(fā)酵成本，提升醋酸的出品率。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 替代營(yíng)養(yǎng)鹽的自制

1.1.1 自制營(yíng)養(yǎng)鹽運(yùn)用于Frings醋酸發(fā)酵試驗(yàn) 經(jīng)文獻(xiàn)報(bào)道，醋酸菌培養(yǎng)主要的碳源為葡萄糖，氮源主要采用酵母粉，礦物質(zhì)元素主要有鈉、鉀、鎂等。自制營(yíng)養(yǎng)鹽按表1所示比例進(jìn)行配制，然后進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵試驗(yàn)采用50LFrings試驗(yàn)罐，發(fā)酵體積控制36L。

根據(jù)表3及圖1可以看出，使用以上配比自制營(yíng)養(yǎng)鹽發(fā)酵周期較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽明顯延長(zhǎng)，發(fā)酵周期>29h，發(fā)酵速率≤0.12°/h，發(fā)酵周期延長(zhǎng)約45%。隨著營(yíng)養(yǎng)鹽用量的減少，發(fā)酵周期延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)鹽用量在0.35%～0.8%時(shí)，發(fā)酵周期無(wú)明顯變化；當(dāng)營(yíng)養(yǎng)鹽用量低于0.35%時(shí)，發(fā)酵周期明顯增加。分析其原因可能是由于某種物質(zhì)開始出現(xiàn)不足或營(yíng)養(yǎng)出現(xiàn)不平衡，導(dǎo)致發(fā)酵周期延長(zhǎng)。

2.2 自制營(yíng)養(yǎng)鹽最佳配比的確定 試驗(yàn)表明自制營(yíng)養(yǎng)鹽添加0.35%，F(xiàn)rings發(fā)酵周期約為30h，在此基礎(chǔ)上分別減少各物料的用量，發(fā)酵周期情況見表4。

由表4可知，按試驗(yàn)18#中各物料用量配制自制營(yíng)養(yǎng)鹽，發(fā)酵周期無(wú)明顯變化，但相比0#試驗(yàn)，葡萄糖、酵母粉、硫酸鎂、磷酸二氫鉀及磷酸二氫鈉均降低了用量，減少了自制營(yíng)養(yǎng)鹽的成本。故可基本確定自制營(yíng)養(yǎng)鹽的最佳配比，詳見表5。

自制營(yíng)養(yǎng)鹽每批使用成本較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽有所降低，每發(fā)酵100kg醋酸可節(jié)約成本2.28元，較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽節(jié)約25%，但使用自制營(yíng)養(yǎng)鹽發(fā)酵周期較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽較長(zhǎng)。使用混合營(yíng)養(yǎng)鹽，則每生產(chǎn)100kg醋酸，使用營(yíng)養(yǎng)鹽成本為7.85元，較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽可節(jié)省1.25元，約節(jié)約13.7%，同時(shí)發(fā)酵周期無(wú)明顯延長(zhǎng)，因此可采用自制營(yíng)養(yǎng)鹽部分替代Frings營(yíng)養(yǎng)鹽，可以有效地降低營(yíng)養(yǎng)鹽成本。

3 結(jié)論

Frings醋酸發(fā)酵是一種高濃度醋酸發(fā)酵，對(duì)菌種及設(shè)備具有特殊的要求，同時(shí)配以專用的Frings營(yíng)養(yǎng)鹽。結(jié)合醋酸發(fā)酵的特點(diǎn)及目前對(duì)Frings營(yíng)養(yǎng)鹽的研究，試驗(yàn)獲得了一種自制營(yíng)養(yǎng)鹽可以適應(yīng)Frings醋酸發(fā)酵，同時(shí)可減少成本25%，但發(fā)酵周期較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽延長(zhǎng)約9h/批。將自制營(yíng)養(yǎng)鹽與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽按2∶8混合使用，總共添加量為0.13%，則可節(jié)約成本13.7%，同時(shí)發(fā)酵周期約20h，與使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽無(wú)明顯差異。 （責(zé)編：張宏民）endprint

摘 要：試驗(yàn)優(yōu)化獲得一可用于Frings醋酸發(fā)酵的自制營(yíng)養(yǎng)鹽，其物料及用量分別為：葡萄糖49.3%，酵母粉29.1%，檸檬酸銨14.6%，磷酸二氫鉀3.4%，磷酸二氫鈉1.7%，硫酸鎂2.0%，自制營(yíng)養(yǎng)鹽與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽按2∶8混合用于Frings醋酸發(fā)酵，可節(jié)約成本13.7%，發(fā)酵周期與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽無(wú)明顯差異。

關(guān)鍵詞：營(yíng)養(yǎng)鹽；替代；發(fā)酵周期；試驗(yàn)研究

中圖分類號(hào) P734.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）03-04-136-03

近年來(lái)，隨著我國(guó)釀造技術(shù)的不斷進(jìn)步，企業(yè)規(guī)模一再擴(kuò)大，生產(chǎn)水平逐漸提高。然而，與其他行業(yè)相比，釀造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步相對(duì)滯后，與世界先進(jìn)水平相比，我國(guó)釀造技術(shù)更是有著較大的差距。我國(guó)的液態(tài)制醋始于20世紀(jì)70年代中期，目前我國(guó)釀造食醋企業(yè)多為引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)工藝，其中液態(tài)深層發(fā)酵技術(shù)引進(jìn)的最多。該技術(shù)其原料的液化、糖化、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵都可以在液態(tài)下完成，不僅實(shí)現(xiàn)了制醋不用輔料（谷糠、麩皮等），而且實(shí)現(xiàn)了連續(xù)發(fā)酵和分割法取醋。100多年來(lái)，F(xiàn)rings這個(gè)名字已經(jīng)成為釀醋領(lǐng)域中新技術(shù)和新工藝的代名詞。在全世界70多個(gè)國(guó)家，1 300多套Frings專利釀醋罐在使用，3 000多家釀醋廠使用Frings釀醋設(shè)備。Frings發(fā)酵設(shè)備以其優(yōu)越的競(jìng)爭(zhēng)力，在我國(guó)也已得到大量的引進(jìn)，國(guó)內(nèi)關(guān)于Frings的相關(guān)研究與日俱增。國(guó)內(nèi)目前使用的德國(guó)Frings液態(tài)醋發(fā)酵設(shè)備，年產(chǎn)量約3 000～10 000t不同型號(hào)，1/3分割連續(xù)發(fā)酵工藝，但營(yíng)養(yǎng)鹽仍需德國(guó)公司提供，這方面仍處于技術(shù)及資源壟斷現(xiàn)狀。本研究在Frings液態(tài)深層醋酸發(fā)酵工藝基礎(chǔ)上，結(jié)合醋酸菌的生長(zhǎng)周期，在保證發(fā)酵速率及產(chǎn)酸率的前提下，采用自制營(yíng)養(yǎng)鹽部分替代進(jìn)口營(yíng)養(yǎng)鹽，以降低發(fā)酵成本，提升醋酸的出品率。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 替代營(yíng)養(yǎng)鹽的自制

1.1.1 自制營(yíng)養(yǎng)鹽運(yùn)用于Frings醋酸發(fā)酵試驗(yàn) 經(jīng)文獻(xiàn)報(bào)道，醋酸菌培養(yǎng)主要的碳源為葡萄糖，氮源主要采用酵母粉，礦物質(zhì)元素主要有鈉、鉀、鎂等。自制營(yíng)養(yǎng)鹽按表1所示比例進(jìn)行配制，然后進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵試驗(yàn)采用50LFrings試驗(yàn)罐，發(fā)酵體積控制36L。

根據(jù)表3及圖1可以看出，使用以上配比自制營(yíng)養(yǎng)鹽發(fā)酵周期較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽明顯延長(zhǎng)，發(fā)酵周期>29h，發(fā)酵速率≤0.12°/h，發(fā)酵周期延長(zhǎng)約45%。隨著營(yíng)養(yǎng)鹽用量的減少，發(fā)酵周期延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)鹽用量在0.35%～0.8%時(shí)，發(fā)酵周期無(wú)明顯變化；當(dāng)營(yíng)養(yǎng)鹽用量低于0.35%時(shí)，發(fā)酵周期明顯增加。分析其原因可能是由于某種物質(zhì)開始出現(xiàn)不足或營(yíng)養(yǎng)出現(xiàn)不平衡，導(dǎo)致發(fā)酵周期延長(zhǎng)。

2.2 自制營(yíng)養(yǎng)鹽最佳配比的確定 試驗(yàn)表明自制營(yíng)養(yǎng)鹽添加0.35%，F(xiàn)rings發(fā)酵周期約為30h，在此基礎(chǔ)上分別減少各物料的用量，發(fā)酵周期情況見表4。

由表4可知，按試驗(yàn)18#中各物料用量配制自制營(yíng)養(yǎng)鹽，發(fā)酵周期無(wú)明顯變化，但相比0#試驗(yàn)，葡萄糖、酵母粉、硫酸鎂、磷酸二氫鉀及磷酸二氫鈉均降低了用量，減少了自制營(yíng)養(yǎng)鹽的成本。故可基本確定自制營(yíng)養(yǎng)鹽的最佳配比，詳見表5。

自制營(yíng)養(yǎng)鹽每批使用成本較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽有所降低，每發(fā)酵100kg醋酸可節(jié)約成本2.28元，較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽節(jié)約25%，但使用自制營(yíng)養(yǎng)鹽發(fā)酵周期較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽較長(zhǎng)。使用混合營(yíng)養(yǎng)鹽，則每生產(chǎn)100kg醋酸，使用營(yíng)養(yǎng)鹽成本為7.85元，較使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽可節(jié)省1.25元，約節(jié)約13.7%，同時(shí)發(fā)酵周期無(wú)明顯延長(zhǎng)，因此可采用自制營(yíng)養(yǎng)鹽部分替代Frings營(yíng)養(yǎng)鹽，可以有效地降低營(yíng)養(yǎng)鹽成本。

3 結(jié)論

Frings醋酸發(fā)酵是一種高濃度醋酸發(fā)酵，對(duì)菌種及設(shè)備具有特殊的要求，同時(shí)配以專用的Frings營(yíng)養(yǎng)鹽。結(jié)合醋酸發(fā)酵的特點(diǎn)及目前對(duì)Frings營(yíng)養(yǎng)鹽的研究，試驗(yàn)獲得了一種自制營(yíng)養(yǎng)鹽可以適應(yīng)Frings醋酸發(fā)酵，同時(shí)可減少成本25%，但發(fā)酵周期較Frings營(yíng)養(yǎng)鹽延長(zhǎng)約9h/批。將自制營(yíng)養(yǎng)鹽與Frings營(yíng)養(yǎng)鹽按2∶8混合使用，總共添加量為0.13%，則可節(jié)約成本13.7%，同時(shí)發(fā)酵周期約20h，與使用Frings營(yíng)養(yǎng)鹽無(wú)明顯差異。 （責(zé)編：張宏民）endprint