鮮醋渣在固態(tài)醋發(fā)酵中的應(yīng)用

鐘小廷，呂杰，周煜柏，易謙武，李可

(1.四川新希望味業(yè)有限公司，成都 611732；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，成都 610066)

固態(tài)發(fā)酵食醋是以糧食及其副產(chǎn)品為原料，采用固態(tài)醋醅發(fā)酵釀制而成的食醋。鮮醋渣是固態(tài)醋發(fā)酵結(jié)束經(jīng)淋醅后剩下的渣，是固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)醋的主要下腳料。一個(gè)年產(chǎn)萬噸標(biāo)準(zhǔn)固態(tài)發(fā)酵二級食醋的生產(chǎn)企業(yè)，一年至少產(chǎn)出6500 噸鮮醋渣[1]，而制醋工業(yè)每年產(chǎn)生的醋渣高達(dá)200萬噸[2,3]。鮮醋渣的主要成分中水分為68%～75%，粗淀粉為3%～5%，粗蛋白為2%～3%，營養(yǎng)價(jià)值低，含有大量家畜難以消化的粗纖維物質(zhì)，直接利用比較困難[4,5]，如稻殼等[6,7]。所以，很多食醋生產(chǎn)廠的醋渣無法賣出去，造成醋渣的大量堆積，污染環(huán)境[8]，甚至影響釀造行業(yè)的健康發(fā)展[9,10]。為了解決上述問題，很多食醋生產(chǎn)廠家開始研究鮮醋渣的重復(fù)利用技術(shù)。

本文在傳統(tǒng)四川麩醋固態(tài)發(fā)酵的基礎(chǔ)上，加入不同量的鮮醋渣，調(diào)整不同原料配比以及料水比進(jìn)行正交試驗(yàn)，以發(fā)酵結(jié)束時(shí)醋的總酸和原料淀粉利用率作為考核指標(biāo)，得到最佳工藝參數(shù)。一方面可以減少鮮醋渣堆積和谷糠或谷殼使用，有利于減少農(nóng)藥殘留及保護(hù)環(huán)境；另一方面可以節(jié)約麩皮的用量，提高原料淀粉的利用率。

1 材料與方法

1.1 材料

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

原料：麩皮、大米、小麥、高粱、玉米、蕎麥、谷殼。

設(shè)備：醋發(fā)酵池(10 m×1.5 m×1.5 m)、酸度計(jì)、電子天平、回流冷凝器、恒溫水浴鍋。

試劑：乙醇、乙醚、鹽酸、硫酸銅、亞甲基藍(lán)、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、無水葡萄糖、甲醛、0.05 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、α-耐高溫淀粉酶(酶活力20000 U/mL)、糖化酶(酶活力10000 U/mL)。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 原料及醋渣中淀粉含量的測定

利用乙醚和85%乙醇除去樣品中的脂肪和可溶性糖類后，淀粉質(zhì)原料與鹽酸(1∶1)作用，置于沸水浴中回流2 h，徹底水解成為葡萄糖，按照測定還原糖的方法測定葡萄糖含量從而得出淀粉含量，用于計(jì)算原料淀粉利用率。

1.2.3 正交試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況分析，本試驗(yàn)選擇麩皮量、鮮醋渣量和酒醪液量為主要因素，每個(gè)因素選擇3個(gè)水平，見表1。原料配方中黑曲用量為150 kg，大曲用量為100 kg，酒醪液的制備：800 kg大米液化、糖化后經(jīng)酒精發(fā)酵得到的酒醪液為8.0 m3。

表1 正交試驗(yàn)因素和水平表Table 1 Factors and levels table of orthogonal test

1.2.4 發(fā)酵過程的控制

原料入池后翻拌均勻，立即用塑料薄膜密封來控制醋醅溫度。傳統(tǒng)固態(tài)醋發(fā)酵是糖化、酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行的三邊發(fā)酵，隨著微生物產(chǎn)生的呼吸熱和分解熱使得醋醅溫度升高。當(dāng)溫度達(dá)到40 ℃時(shí)，進(jìn)行第一次翻醅，繼續(xù)利用塑料薄膜進(jìn)行溫度控制。之后發(fā)酵的15 d內(nèi)，每天翻醅一次，以調(diào)節(jié)品溫和供給微生物生長發(fā)酵所需氧氣。發(fā)酵后期每天檢測醋液總酸，待總酸含量基本穩(wěn)定時(shí)，加入適量食鹽結(jié)束醋酸發(fā)酵而進(jìn)入后熟期。

1.2.5 食醋理化指標(biāo)分析

食醋中的常規(guī)理化指標(biāo)按照GB 18187-2000進(jìn)行檢測和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵所用原料淀粉含量

發(fā)酵所用原料水分和淀粉含量見表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 鮮醋渣再利用正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表3可知，3個(gè)因素影響大小次序?yàn)辂熎び昧?酒醪液用量>鮮醋渣用量。在此發(fā)酵工藝條件下，最優(yōu)方案為麩皮量1800 kg、鮮醋渣量2000 kg、酒醪液量3.5 m3。

表3 總酸結(jié)果分析Table 3 The result analysis of total acids

2.3 淀粉原料利用率結(jié)果分析

表4 原料利用率結(jié)果分析Table 4 The result analysis of utilization rates of raw materials

由表4可知，3個(gè)因素影響大小次序和原料用量最優(yōu)方案與表3的結(jié)果一致，最優(yōu)方案的原料配比為麩皮量1800 kg、鮮醋渣2000 kg、酒醪液3.5 m3。鮮醋渣的用量對本試驗(yàn)的影響小于麩皮和酒醪液用量，分析原因：第一，鮮醋渣的主要成分是74%的水分和4.2%的淀粉，它的主要作用在于代替發(fā)酵過程中的填充劑(稻殼)，保證醋醅發(fā)酵過程中微生物的正常發(fā)酵；第二，醋醅淀粉濃度的大小，主要由發(fā)酵主料麩皮和酒醪液來調(diào)整，鮮醋渣的加入量多少對淀粉濃度的影響較小。綜上所述，通過合理調(diào)整原料和鮮醋渣的配比，要求醋醅淀粉濃度為16%～18%，醋醅水分含量為60%～62%，嚴(yán)格控制好發(fā)酵過程的溫度變化，不僅可以得到風(fēng)味優(yōu)良的產(chǎn)品，還可以提高淀粉原料的利用率[11]。

2.4 感官評價(jià)

由表5可知，鮮醋渣發(fā)酵得到的食醋符合GB 18187-2000對固態(tài)發(fā)酵食醋的感官要求。

表5 鮮醋渣發(fā)酵食醋感官評價(jià)Table 5 The sensory evaluation of fresh vinegar residue fermented vinegar

3 討論

傳統(tǒng)的四川麩醋發(fā)酵是以麩皮為主要淀粉質(zhì)原料，粗淀粉含量約為50%。但是麩皮中供微生物發(fā)酵用的淀粉卻較少，可發(fā)酵淀粉含量約為20%～25%[12]。所以，一味增加麩皮用量來提高總酸和原料淀粉利用率是不合理的。鮮醋渣含有一定量的殘余淀粉，在合理調(diào)整原料配比的情況下，利用鮮醋渣繼續(xù)發(fā)酵，可以減少谷殼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，鮮醋渣的重復(fù)利用可以提高醋醅的保水能力(鮮醋渣循環(huán)利用的研究)，提高食醋氨基酸態(tài)氮含量，增加成品糖分和無鹽固形物，節(jié)約原輔料等[13]。

續(xù) 表

本試驗(yàn)利用鮮醋渣做填充料代替稻殼發(fā)酵食醋，不但解決了醋渣的大量堆積和環(huán)境污染等問題，而且降低了食醋的生產(chǎn)成本，提高了淀粉原料的利用率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。