綜合利用黃酒糟生產(chǎn)食醋的研究

萬吉志，冷云偉*，吳根江，張曉華（.中國礦業(yè)大學(xué)（徐州）化工學(xué)院，江蘇 徐州 6；.湖州乾昌酒業(yè)有限責(zé)任公司，浙江 湖州 33000）

綜合利用黃酒糟生產(chǎn)食醋的研究

萬吉志1，冷云偉1*，吳根江2，張曉華2
（1.中國礦業(yè)大學(xué)（徐州）化工學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.湖州乾昌酒業(yè)有限責(zé)任公司，浙江 湖州 313000）

以黃酒糟為主要原料生產(chǎn)香醋，結(jié)果表明，黃酒糟生產(chǎn)食醋最佳時間為17 d，醋坯最高酸度為7.56 g/100m L。對實驗得到的香醋進行氣相色譜檢測，結(jié)果得知，酒糟香醋中所含有的醇類、酸類和酯類物質(zhì)均有增加，風(fēng)味濃郁。其中乙醇含量增加1.21%，酯類含量增加1.02%，氨基酸含量提高1.51%，營養(yǎng)價值大大提升。

酒糟；工藝；成分；香醋

食醋是生活中必備的佐料，同時食醋具有很高的養(yǎng)生價值，隨著人們生活水平的不斷提高，食醋養(yǎng)生價值的開發(fā)越來越得到重視［1］。利用新技術(shù)和新方法生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食醋也成了食醋研究的主流。酒糟是黃酒發(fā)酵后的副產(chǎn)物。據(jù)研究測得酒糟中含有大量的蛋白質(zhì)、纖維素和脂肪以及少量淀粉和礦物質(zhì)元素等［2］，營養(yǎng)價值相當(dāng)豐富，我國每年有大量的酒糟產(chǎn)出，2010年全國黃酒產(chǎn)量為134萬t。黃酒的平均出糟率約為20%～30%，數(shù)量相當(dāng)可觀［3］，其中大多數(shù)都用于飼料生產(chǎn)，有的甚至白白浪費掉，附加值低，不僅影響了公司效益，還造成資源的浪費和環(huán)境污染，而食醋生產(chǎn)中正是需要這些物質(zhì)［4］。

本研究利用黃酒糟，采用固態(tài)發(fā)酵法生產(chǎn)食醋，對黃酒糟生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)食醋的工藝和質(zhì)量進行研究。以酒糟為主要原料進行食醋生產(chǎn)工藝的研究，以得到食醋生產(chǎn)的最佳工藝條件，同時對得到的香醋進行分析，觀察酒糟香醋食用價值和營養(yǎng)價值是否達到要求，黃酒糟生產(chǎn)食醋為工業(yè)化奠定理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1料與試劑

鮮黃酒糟、黃酒原酒，麩皮、稻殼：湖州市乾昌酒廠提供；醋酸菌（16號）（Acetobacter sp-16）：中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院微生物實驗室保藏。其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2器與設(shè)備

LC1260氣相色譜儀、DB-35 ms柱（30 m×0.25 mm× 0.25μm）：美國Agilent公司；WN-200全能粉碎機：廣州市旭朗機械設(shè)備有限公司；煎醋罐：無錫市醇香釀造設(shè)備有限公司。

1.3驗方法

1.3.1藝流程［5-7］

具體流程如下：

①黃酒糟浸泡：將黃酒糟進行粗粉后放入大缸中，用14°黃酒浸泡4 h，使黃酒糟和黃酒充分攪拌，使酒液狀態(tài)穩(wěn)定。

②其他原料拌入：將麩皮、稻殼（1∶2）按照黃酒糟的1/2質(zhì)量比拌入，充分攪拌，使其混合均勻，形成固形物。

③粉碎：將上述固形物經(jīng)粉碎機粉碎，使其顆粒更小，混合更均勻，同時增大了空隙，提高了固形物含氧量。

④分缸發(fā)酵：將上述粉碎后的固形物分放到各缸中，接入物料質(zhì)量3%的醋酸菌種子后進行發(fā)酵。

⑤控溫：接入菌種后，進行翻料，使菌體在底物中大量增殖；第3天開始，按照每天6 cm深度的速度翻料，使翻過的料溫度維持42～44℃；直到缸內(nèi)物料全部被翻到，且全部溫度達到42～44℃；11 d之后，通過翻缸使物料溫度以每天2℃的速度降低，直到達到室內(nèi)溫度。

⑥后酵：當(dāng)發(fā)酵醪品溫下降并趨于穩(wěn)定后，此時發(fā)酵醪中醋酸度在8°左右，將缸用塑料布密封，并按照2%的質(zhì)量比撒入食鹽，維持6 d，再次翻料，翻料完成再封缸陳放。

⑦調(diào)節(jié)酸度：發(fā)酵終了的發(fā)酵醪液放入過濾缸中用水浸泡，過濾，調(diào)節(jié)酸度至4.2°，放入煎醋罐。

⑧煎醋：過濾后的酒液100℃煎醋40m in，殺死醋酸菌和細菌雜菌體，并進一步澄清醋液。

⑨貯存：煎醋滅菌后的醋液裝入100 L甕中，置放醋場中進入長時間的貯存。

1.3.2定方法

（1）酒糟與麩皮主要理化指標(biāo)的分析方法［1-2］

水分含量的測定：恒質(zhì)量法；酒精度測定：蒸餾法；還原糖（以葡萄糖計）測定：斐林試劑法；粗纖維的測定：酸堿處理法；總氮的測定：凱氏定氮法；灰分測定：灼燒法；脂肪測定：索氏提取法；氨基酸含量的測定：茆三酮顯色法。

（2）酸度測定

在翻料過程中，取適量醋坯底液，在樣品中取1m L醋坯底液，用去離子水稀釋10倍，用0.046 34 g/m L的NaOH溶液滴定，依據(jù)NaOH用量換算出醋酸的量，以得到粗坯酸度（g/100m L）。每24 h取一次樣進行檢測。

（3）氣相色譜法測定食醋成分［8］

色譜柱：DB-35ms柱（30m×0.25mm×0.25μm）；進樣口溫度：250℃；傳輸線溫度：240℃；升溫程序：70℃保持1m in，以10℃/m in速度升至190℃，接著以5℃/m in的速度升至210℃，最后以3℃/min的速度升至220℃并保持5m in，再以15℃/min的速度升至250℃并保持2min；載氣：氦氣，恒流，流速1.0m L/min；不分流進樣，進樣體積1μL。

（4）物料溫度測定

分別將3支溫度計插在物料中，深度分別為10cm、20cm、30 cm，每12 h測一次溫度，并分別記錄，得到物料溫度變化情況。利用上述氣相色譜方法檢測食醋中香氣成分。

2　結(jié)果與分析

2.1糟與麩皮主要成分的分析

麩皮在醋酸發(fā)酵過程中主要提供蛋白質(zhì)，在食醋發(fā)酵過程中，經(jīng)過一系列生物化學(xué)反應(yīng)形成不同的風(fēng)味物質(zhì)。酒糟中也同樣富含蛋白質(zhì)，可提供多種氨基酸，可以在食醋發(fā)酵過程中適當(dāng)替代麩皮［9］，另外酒糟中還有脂肪和礦物質(zhì)元素，對醋的風(fēng)味和營養(yǎng)均有一定的提升作用，同時，酒糟中所含的酒液可參與食醋發(fā)酵，可以適當(dāng)節(jié)省酒的用量。麩皮與乾昌酒廠酒糟的主要成分比較結(jié)果見表1。

表1　麩皮與酒糟參與發(fā)酵的主要成分含量Table 1 Main ingredients in the fermentation ofwheatbran and vinasse

由表1可知，酒糟中蛋白質(zhì)含量遠遠大于麩皮，氮元素含量大，可為醋酸菌生長提供充足的氮源，同時對固態(tài)醋的調(diào)味有很大幫助。酒糟中還含有一定比例的酒，酒是醋酸發(fā)酵的基本物質(zhì)，這部分酒可以很大程度上節(jié)省酒的添加量，有利于節(jié)省成本。另外，酒糟在粗脂肪和粗纖維含量上都比麩皮要多，完全滿足醋酸發(fā)酵的需要。

2.2黃酒糟為原料發(fā)酵香醋過程分析

2.2.1糟香醋發(fā)酵過程中溫度變化

食醋物料發(fā)酵溫度是控制發(fā)酵的關(guān)鍵指標(biāo)，通過溫度顯示可以確定醋酸菌發(fā)酵進程，進而更好地控制醋酸發(fā)酵過程。以酒糟為原料進行食醋發(fā)酵不同于普通食醋發(fā)酵過程，需要測定發(fā)酵物料溫度檢測發(fā)酵進程。實驗測得不同物料深度中溫度隨發(fā)酵時間的變化如圖1所示。

圖1　發(fā)酵過程中物料溫度變化Fig.1 Changes of substrate tempe rature during ferm entation

從圖1可知，以黃酒糟為原料發(fā)酵食醋的過程中，溫度先迅速增加，在72 h內(nèi)超過40℃，這段時間是醋酸菌等發(fā)酵微生物生長的最佳時期，微生物大量增加，為發(fā)酵做好準(zhǔn)備。之后溫度維持穩(wěn)定，保持在41～44℃的范圍內(nèi)，這也是普通食醋發(fā)酵的最佳溫度，是最適合醋酸菌等醋酸發(fā)酵微生物生長發(fā)酵的溫度，溫度維持10 d后，開始降溫，每天降溫約4℃，直到物料溫度與室溫相同。這一時間段內(nèi)，醋酸菌開始死亡，發(fā)酵過程逐漸結(jié)束。

2.2.2糟香醋發(fā)酵過程中酸度變化

食醋發(fā)酵主要是生成醋酸［10］，酒糟香醋發(fā)酵中酸度提高也是最主要的目的。通過實驗，檢測了醋坯中不同階段酸度變化情況，所得結(jié)果如圖2所示。

圖2　發(fā)酵過程中酒糟香醋酸度變化情況Fig．2 Changes of acidity of Chinese rice wine vinasse vinegar during ferm entation

由圖2可知，以黃酒糟為原料發(fā)酵香醋過程中，在第8天，酸度突然增加至3.62 g/100m L，醋坯中出現(xiàn)較大量的醋酸成分。之后每天酸度都逐漸增加，直到第17天，酸度達到極大值，且第18天酸度有所降低，之后又上升并維持在7.50 g/100m L左右，發(fā)酵就此結(jié)束。若繼續(xù)發(fā)酵，由于菌體自溶等會導(dǎo)致酸度下降，影響發(fā)酵效果。所以最佳發(fā)酵時間是17 d。

2.2.3糟香醋發(fā)酵物料配比研究

我國酒糟產(chǎn)量豐富，酒糟的價格比麩皮要低［11］，用酒糟取代麩皮生產(chǎn)食醋是一種資源再利用的方式。實驗設(shè)立三種比例考察不同原料對醋醅酸度的影響，設(shè)置酒糟∶麩皮∶稻殼∶酒質(zhì)量比分別為2∶1∶1∶3（A），1∶1∶1∶3（B），1∶2∶1∶3（C）進行實驗，對比相同質(zhì)量的物料得到的醋坯酸度，以得到最優(yōu)配比，結(jié)果見表2。

表2　不同原料配比條件下的醋坯酸度對比Table 2 Com parison of the acidity of vinegar ferm ented grains with differentmaterials ratio

由表2數(shù)據(jù)可知，在A（2∶1∶1∶3）的配比情況下發(fā)酵，得到醋坯酸度最高達到7.56 g/100m L，即產(chǎn)量最高；C（1∶2∶1：3）配比情況下次之為7.32 g/100m L，但是C配比中加入了較多的麩皮，不能很好的降低生產(chǎn)成本。B（1∶1∶1∶3）配比情況下，效果最差，酸度僅為6.90 g/100m L，出率太低。綜合以上情況，酒糟∶麩皮∶稻殼∶酒的最佳質(zhì)量比是2∶1∶1∶3。

2.3糟香醋與傳統(tǒng)香醋香氣成分比較

傳統(tǒng)香醋以黃酒、麩皮、稻殼為主要原料［12］，經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵過程完成，不僅風(fēng)味特別，而且含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。依據(jù)傳統(tǒng)香醋的工藝，以黃酒糟為主要原料進行發(fā)酵，得到的食醋富含蛋白質(zhì)，風(fēng)味進一步提升，營養(yǎng)更加豐富，使香醋價值得到很大提升［13-15］。傳統(tǒng)香醋和以黃酒糟為原料生產(chǎn)的香醋香氣成分氣相色譜圖見圖3，具體揮發(fā)性成分及含量見表3。

圖3 以傳統(tǒng)香醋（A）和黃酒糟香醋（B）香氣成分氣相色譜圖Fig．3 Gas chrom atog ram of arom a components of traditional vinegar（A）and Chinese rice w ine vinasse vinegar（B）

表3　酒糟香醋和傳統(tǒng)香醋揮發(fā)性香氣成分對比Table 3 Compa rison of volatile arom a composition of vinasse vinegar and traditionalvinegar

由圖3和表3數(shù)據(jù)顯示，以黃酒糟為原料制作的香醋中物質(zhì)相對含量和傳統(tǒng)香醋相差不大，但是對于乙醇、酸類和酯類相對含量，酒糟香醋比傳統(tǒng)香醋中多，這都是重要的增香物質(zhì)，對食醋的風(fēng)味有很大影響。而酮類和醛類相對含量酒糟香醋較少，這些物質(zhì)對人身體有一定的傷害。黃酒糟香醋中乙醇含量比傳統(tǒng)香醋中增加1.21%，乙酸甲酯、醋乙酸乙酯、乙酸丙酯等酯類均有所提高，酯類含量提高1.03%，豐富了食醋的香味，使食醋味道更加飽滿。綜合各類增香物質(zhì)種類和含量，酒糟香醋更加優(yōu)質(zhì)。

2.4糟香醋與傳統(tǒng)香醋香氣成分比較

酒糟香醋與傳統(tǒng)香醋氨基酸含量對比結(jié)果見表4。

表4　酒糟香醋與傳統(tǒng)香醋氨基酸對比Table 4 Compa rison of am ino acids content of vinasse vinegar and traditiona lvinegar g/100m L

因為黃酒糟本身富含蛋白質(zhì)，因此，黃酒糟經(jīng)過固態(tài)發(fā)酵后，使香醋中氨基酸含量增加，氨基酸比傳統(tǒng)香醋中提升1.51%，大大提升了香醋的營養(yǎng)價值。

3　結(jié)論

該實驗著重研究酒糟香醋制備過程中主要參數(shù)及香醋中物質(zhì)成分及含量，對比與傳統(tǒng)香醋的差別。實驗數(shù)據(jù)顯示，黃酒糟香醋的生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)香醋相似，物料混合階段需要注意充分混合，使酒糟不黏結(jié)成塊。得到的香醋中含有豐富的增香物質(zhì)和氨基酸，且含量均比傳統(tǒng)香醋中更多，因此黃酒糟香醋的風(fēng)味和影響價值均比傳統(tǒng)香醋有了較大提升，其中乙醇含量提升1.21%，酯類物質(zhì)提升1.03%，氨基酸含量提升1.51%。

黃酒糟香醋借用了傳統(tǒng)香醋的發(fā)酵工藝，工藝成熟，黃酒糟產(chǎn)量豐裕，下一步可以將黃酒糟香醋廣泛推廣，這不僅提升了香醋的品質(zhì)，而且節(jié)省了資源，降低了生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了資源循環(huán)利用。

［1］張戰(zhàn)國，任博，李志西，等.麩皮、黑曲對玉米醋功能性的強化作用［J］.西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008，17（5）：325-329.

［2］李華，施佳慧.黃酒糟的氨基酸組成及脂類成分分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，37（34）：17142-17143.

［3］董楠石，謝麗，劉輝，等.黃酒加工廢棄物資源化利用途徑［J］.環(huán)境工程，2014，12（3）：136-141.

［4］閻玉林.醬油和醋香氣成分的測定及生產(chǎn)工藝鑒定研究［D］.武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文，2008.

［5］趙德安.現(xiàn)代科技與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合提高食醋質(zhì)量［J］.中國釀造，2003，22（5）：1-4.

［6］張宗舟，張海林，陳志梅.發(fā)酵工藝對食醋渾濁影響的研究［J］.中國釀造，2006，25（1）：12-13.

［7］徐佳，高萌.桑葚果醋發(fā)酵條件的優(yōu)化［J］.中國釀造，2015，34（8）：160-163.

［8］毛書杰，馬志靜，李先端，等.氣象色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法分析食醋中揮發(fā)性香氣成分［J］.時珍國醫(yī)國藥，2007，18（2）：267-268.

［9］劉建波，趙德義，曹建全，等.丟槽在細菌麩曲中的應(yīng)用研究［J］.釀酒，2012，39（6）：18-20.

［10］張宗舟，鞏曉芳，薛林責(zé).航天香醋發(fā)酵工藝研究［J］.中國釀造，2012，31（2）：63-65.

［11］李建，葉翔.酒糟綜合利用多元化研究［J］.中國釀造，2013，32（12）：121-124.

［12］荊恒恩，荊通.濃稠香醋的釀造方法［J］.江蘇調(diào)味副食品，2006，23（2）：28-29.

［13］周興藩，楊增玲，劉賢.酒糟主要成分含量的近紅外反射光譜快速分析［J］.農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2012，43（3）：103-107.

［14］徐福建，陳洪章，李佐虎.固態(tài)發(fā)酵工程研究進展［J］.生物工程進展，2002，22（1）：44-48.

［15］孫宗保，趙杰文，鄒小波，等.鎮(zhèn)江香醋特征香氣成分加工過程中的變化和形成機理分析［J］.2010，10（3）：120-127.

Comprehensiveutilization of Chinese ricewine vinasse forvinegarproduction

WAN Jizhi1，LENG Yunwei1*，WU Genjiang2，ZHANG Xiaohua2
（1.China University ofMiningand Technology，Xuzhou 221116，China；2.Huzhou Qianchang Jiuchang，Huzhou 313000，China）

Chinese ricew inevinassewasused asmain raw materials to producevinegar.Theexperiment results showed that the optimal time forvinegar production was17 d，and the highestacidity was7.56 g/100m l.The aroma componentsof the vinegarwere tested by gas chromatography，and the results showed that the alcohol，acid，ester contentsof the aroma vinegar all increased，and the flavorwas stronger.The alcohol，ester，and am ino acid contentincreased 1.21%，1.02%，and 1.51%，respectively.So the nutritional valueof thevinegarwas increased aswell.

vinasse；technology；composition；aromatic vinegar

TS210．9

0254-5071（2016）01-0170-04

10．11882/j．issn．0254-5071．2016．01．038

2015-11-03

江蘇省工程技術(shù)研究中心項目（BM 2012284）

萬吉志（1991-），男，碩士研究生，研究方向為微生物發(fā)酵。

冷云偉（1965-），男，副教授，碩士，研究方向為微生物發(fā)酵。