固態生料制醋生產技術探討

劉云山

(山東濰坊居康食品股份有限公司，山東 濰坊 261000)

生料制醋是淀粉質原料(玉米、高粱、大米等)不經過蒸煮，直接粉碎，經曲霉、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反應，形成一種以復式發酵為主的制醋工藝。其優點是：簡化生產工藝，降低勞動強度，節約能源，降低生產成本。因此，該工藝現已逐步被大多數中小企業所采用。

目前，我國大多數企業采用的工藝是前稀后固發酵工藝。由于各企業生產過程中工藝條件的控制和原輔材料配比的差異，使生產的食醋在質量及產量上存在很大差異。為此，筆者根據自己在生產過程中的一些粗淺體會，從原料、原料處理、稀醪發酵、固態發酵及熏醅等幾個方面，論述了其對生產過程及質量的影響。

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，最好應除去玉米的胚芽(因玉米的脂肪多存在于胚芽中)，否則，由于玉米油的水解，產生的甘油等高級醇和多種脂肪酸，使生產出的產品帶有一種邪雜味，且表面有一層薄薄的油層，既影響產品的風味又影響產品的外觀。

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的。高粱中含有較高的淀粉、較低的脂肪、適量的蛋白質，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味和色澤。但由于高粱含有過多的單寧(單寧是蛋白質的沉淀劑)對酒精發酵有阻礙作用，同時單寧還會使產品帶有苦澀味。因此，選擇高粱作原料時，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，調整原料的配料比，使用混合原料釀醋等方法達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酵的影響，又能減少單寧對發酵的阻礙作用，對產品的風味和外觀也能優勢互補，對提高產量、質量有十分重要的作用。

1.1.2 麩皮

生料制醋的一個特點是使用大量的麩皮，其使用量達到100%以上。除調節淀粉濃度外，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，且結構松散，有利于蛋白質的水解，從而增加了食醋的鮮味。除此以外，麩皮還可提供發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，是固態食醋生產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、貯運過程中往往會混有泥石、瓦塊、金屬之類的雜物。如不去除干凈，將會損壞機械設備、堵塞管道及泵等，對生產造成損失。對于霉變的原料，更應剔除，否則，不僅造成原料中淀粉的損失，而且還會帶有大量的有害雜菌。使用這樣的原料制醋，發酵不能順利進行，還會給成品帶來異味。所以，建立健全原料檢驗制度，對入庫的原料認真檢查，剔除霉變的原料，是必不可少的首道工序，同時也是提高產品風味、增加食醋產量、提高原料利用率的重要保證。

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

固態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，調整發酵物質濃度，構成微生物發酵的載體，促進微生物增殖代謝。由于這些物料中帶有大量的雜菌，為了保證發酵的正常進行，給發酵創造一個穩定的環境，填充料最好經0.1 MPa，30 min干蒸滅菌，既可達到發酵順利進行的目的，同時也是穩產的關鍵。除此以外，谷糠、稻殼等經干蒸后，會產生一種“糟香”味，對產品的風味也有好處。

2 稀醪發酵

2.1 糖化劑

生料制醋所使用的糖化劑，是具有產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基，以純種培養而成。它在代謝過程中產生豐富的葡萄糖淀粉酶，具有較強的生淀粉水解能力。同時，還含有酒化酶系，能邊糖化邊酒精發酵，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)或以其為出發菌株或以其他黑曲霉的優良菌株。AS 3.4309菌株的糖化能力極強，酶活力在4000 U/g以上，在白酒工業上應用較多。因其用曲量較少，出酒率較高，對降低成本有積極的作用，但在產品風味上還有一定缺陷。如在發酵過程中，配以其他菌種生產的麩曲來彌補其味道的不足(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以稀醪為主。加水量應為主料的6倍左右。因為稀醪發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，使得發酵更徹底，產酒率提高，最終的產量也能相應提高。

2.3 醪液pH值

適當的pH是稀醪發酵過程中非常重要的因素之一。因為生料制醋原料大都是生的，不可避免地含有大量的野生菌。再者生料稀醪發酵大都是敞口操作，空氣、發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值條件下進行的，超過了這個范圍，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行pH調整，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調整在4.5，這樣既可為所利用的微生物創造發酵條件，又可以抑制有害菌的生長繁殖，保證發酵的順利進行。

在pH的調節過程中，要根據發酵的具體情況，選擇不同的酸味劑(如食用冰醋酸、鹽酸、磷酸等)進行調節。

2.4 發酵時間

由于生料制醋原料不經過蒸煮，淀粉沒有糊化，水解速度非常緩慢。再者稀醪發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。但低溫發酵可增加產品的風味物質，主要原因：低溫發酵時，除糖化酶、酒化酶系發生主要作用外，其他酶(如蛋白酶、肽酶、酯化酶等)以及一些與風味有關的酶系也在同時發揮作用，構成最終產品風味物質的增加。所以稀醪發酵時間要適當延長一些，在醪液表面無白醭及室溫較低的情況下，發酵時間一般為10天左右。

3 固態發酵

稀醪發酵結束后，拌入適量麩皮、谷糠、稻殼等制成醋醅，進行固態發酵。

3.1 壓實密封發酵

生料制醋的糖化、酒化、醋化作用是不能明顯區分開的。通常是邊糖化邊酒化甚至是邊醋化多種反應同時進行的復式發酵。當醪液拌入輔料以后，由于醪液中的各種酶，并沒有完全失活。當環境發生變化到適應其反應的條件(如酒精濃度、營養成分、pH等)，這些酶大多數又恢復活化狀態，進行不同的生物化學反應。另外，麩皮中含有大量的β-淀粉酶，在環境適宜的條件下也會糖化醪液中未被徹底糖化的淀粉，為酒精發酵提供碳源。同時還可為乳酸菌等一些有益菌創造生長繁殖的機會。因此，在固態發酵初始階段，要用塑料薄膜密封且壓實醋醅，時間一般為3～4天，為進一步的糖化(俗稱后糖化)及酒化等創造條件，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，以調節品溫，進行醋酸發酵。一般情況下，醋酸發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行醋酸發酵。在開始的1周內，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，這時應加強溫度控制的同時每天對醋醅(汁液)進行檢測，一旦發現溫度下降、酸度不再上升時，應立即加入主料10%～15%的食鹽(根據季節而定)，抑制醋酸菌的繁殖，終止醋酸發酵以及調和成品風味。

3.3 后熟

醋酸發酵結束后，加入食鹽翻勻壓實，用塑料薄膜密封進行后熟陳釀，時間一般在7天左右。目的是使未分解的蛋白質進一步分解、酯的形成、香氣成分的均衡、菌體的自溶等，以利于產品風味的改善和澄清度的提高。在后熟階段，要強化管理意識，每天檢查醋醅表面和溫度情況，以防止醋醅表面污染雜菌，發生過氧化、產生醋虱、醋蟃(醋蠅)、霉爛等引起醋醅質量下降，影響產品質量。特別是在夏季，更應注意這一點。

4 熏醅

固態發酵制醋中，熏醅是一個不可缺少的工序。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及蛋白質等，在高溫下，降解成單糖、氨基酸等小分子物質，然后通過美拉德反應生成棕褐色色素的過程，同時，產生多種香氣成分。在整個熏醅過程中，醋醅水分應控制在50%左右，這樣既可有適當的水分參與醋醅的進一步水解，還可以防止醋醅在高溫狀態下長時間發生焦糊現象。通常熏醅溫度在85 ℃左右，5～7天醋醅即可達到質量要求。

5 小結

生料釀醋發酵形式為多菌混合發酵，菌種主要來源于麩曲及空氣、原料進入的多種菌株在生長代謝中相互拮抗、互生共生、盛衰交替和協同作用構成復雜而完整的酶系，對制醋的各個過程進行不同的生化反應，產生不同的風味。因此，合理控制發酵過程中各個階段的水分、發酵劑、溫度、pH值、發酵時間、操作方式等因素對提高產品的質量和產量有至關重要的作用。同時，生料制醋對環境衛生要求較高，所以嚴格車間衛生管理也是生產過程中不可或缺的條件之一。