鲜醋渣在固态醋发酵中的应用

2020-07-24钟小廷吕杰周煜柏易谦武李可

中国调味品 2020年7期

钟小廷，吕杰，周煜柏，易谦武，李可

(1.四川新希望味业有限公司，成都 611732；2.四川省农业科学院农产品加工研究所，成都 610066)

固态发酵食醋是以粮食及其副产品为原料，采用固态醋醅发酵酿制而成的食醋。鲜醋渣是固态醋发酵结束经淋醅后剩下的渣，是固态发酵生产醋的主要下脚料。一个年产万吨标准固态发酵二级食醋的生产企业，一年至少产出6500 吨鲜醋渣[1]，而制醋工业每年产生的醋渣高达200万吨[2,3]。鲜醋渣的主要成分中水分为68%～75%，粗淀粉为3%～5%，粗蛋白为2%～3%，营养价值低，含有大量家畜难以消化的粗纤维物质，直接利用比较困难[4,5]，如稻壳等[6,7]。所以，很多食醋生产厂的醋渣无法卖出去，造成醋渣的大量堆积，污染环境[8]，甚至影响酿造行业的健康发展[9,10]。为了解决上述问题，很多食醋生产厂家开始研究鲜醋渣的重复利用技术。

本文在传统四川麸醋固态发酵的基础上，加入不同量的鲜醋渣，调整不同原料配比以及料水比进行正交试验，以发酵结束时醋的总酸和原料淀粉利用率作为考核指标，得到最佳工艺参数。一方面可以减少鲜醋渣堆积和谷糠或谷壳使用，有利于减少农药残留及保护环境；另一方面可以节约麸皮的用量，提高原料淀粉的利用率。

1 材料与方法

1.1 材料

菌种：醋酸菌(acetic acid bacteria)中科1.41、黑曲霉(Aspergillusniger)沪酿3.350、安琪活性干酵母。

原料：麸皮、大米、小麦、高粱、玉米、荞麦、谷壳。

设备：醋发酵池(10 m×1.5 m×1.5 m)、酸度计、电子天平、回流冷凝器、恒温水浴锅。

试剂：乙醇、乙醚、盐酸、硫酸铜、亚甲基蓝、酒石酸钾钠、亚铁氰化钾、无水葡萄糖、甲醛、0.05 mol/L氢氧化钠标准滴定溶液、α-耐高温淀粉酶(酶活力20000 U/mL)、糖化酶(酶活力10000 U/mL)。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 原料及醋渣中淀粉含量的测定

利用乙醚和85%乙醇除去样品中的脂肪和可溶性糖类后，淀粉质原料与盐酸(1∶1)作用，置于沸水浴中回流2 h，彻底水解成为葡萄糖，按照测定还原糖的方法测定葡萄糖含量从而得出淀粉含量，用于计算原料淀粉利用率。

1.2.3 正交试验方案设计

根据实际生产情况分析，本试验选择麸皮量、鲜醋渣量和酒醪液量为主要因素，每个因素选择3个水平，见表1。原料配方中黑曲用量为150 kg，大曲用量为100 kg，酒醪液的制备：800 kg大米液化、糖化后经酒精发酵得到的酒醪液为8.0 m3。

表1 正交试验因素和水平表Table 1 Factors and levels table of orthogonal test

1.2.4 发酵过程的控制

原料入池后翻拌均匀，立即用塑料薄膜密封来控制醋醅温度。传统固态醋发酵是糖化、酒精发酵和醋酸发酵同时进行的三边发酵，随着微生物产生的呼吸热和分解热使得醋醅温度升高。当温度达到40 ℃时，进行第一次翻醅，继续利用塑料薄膜进行温度控制。之后发酵的15 d内，每天翻醅一次，以调节品温和供给微生物生长发酵所需氧气。发酵后期每天检测醋液总酸，待总酸含量基本稳定时，加入适量食盐结束醋酸发酵而进入后熟期。

1.2.5 食醋理化指标分析

食醋中的常规理化指标按照GB 18187-2000进行检测和分析。

2 结果与分析

2.1 发酵所用原料淀粉含量

发酵所用原料水分和淀粉含量见表2。

表2 原料水分和淀粉含量表Table 2 Water content and starch content of raw materials %

2.2 鲜醋渣再利用正交试验结果分析

由表3可知，3个因素影响大小次序为麸皮用量>酒醪液用量>鲜醋渣用量。在此发酵工艺条件下，最优方案为麸皮量1800 kg、鲜醋渣量2000 kg、酒醪液量3.5 m3。

表3 总酸结果分析Table 3 The result analysis of total acids

2.3 淀粉原料利用率结果分析

表4 原料利用率结果分析Table 4 The result analysis of utilization rates of raw materials

由表4可知，3个因素影响大小次序和原料用量最优方案与表3的结果一致，最优方案的原料配比为麸皮量1800 kg、鲜醋渣2000 kg、酒醪液3.5 m3。鲜醋渣的用量对本试验的影响小于麸皮和酒醪液用量，分析原因：第一，鲜醋渣的主要成分是74%的水分和4.2%的淀粉，它的主要作用在于代替发酵过程中的填充剂(稻壳)，保证醋醅发酵过程中微生物的正常发酵；第二，醋醅淀粉浓度的大小，主要由发酵主料麸皮和酒醪液来调整，鲜醋渣的加入量多少对淀粉浓度的影响较小。综上所述，通过合理调整原料和鲜醋渣的配比，要求醋醅淀粉浓度为16%～18%，醋醅水分含量为60%～62%，严格控制好发酵过程的温度变化，不仅可以得到风味优良的产品，还可以提高淀粉原料的利用率[11]。

2.4 感官评价

由表5可知，鲜醋渣发酵得到的食醋符合GB 18187-2000对固态发酵食醋的感官要求。

表5 鲜醋渣发酵食醋感官评价Table 5 The sensory evaluation of fresh vinegar residue fermented vinegar

3 讨论

传统的四川麸醋发酵是以麸皮为主要淀粉质原料，粗淀粉含量约为50%。但是麸皮中供微生物发酵用的淀粉却较少，可发酵淀粉含量约为20%～25%[12]。所以，一味增加麸皮用量来提高总酸和原料淀粉利用率是不合理的。鲜醋渣含有一定量的残余淀粉，在合理调整原料配比的情况下，利用鲜醋渣继续发酵，可以减少谷壳以及少量淀粉原料的使用量，并且提高原料的淀粉利用率。其次，鲜醋渣的重复利用可以提高醋醅的保水能力(鲜醋渣循环利用的研究)，提高食醋氨基酸态氮含量，增加成品糖分和无盐固形物，节约原辅料等[13]。