[发明专利]用机织布型填料系统的液态淋浇发酵塔生产食醋的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微生物、发酵、纺织、食品及饮料行业和领域，具体涉及一种用机织布型填料系统的液态淋浇发酵塔生产食醋的方法。

背景技术

我国食醋的发酵可分为糖化酶水解、酒精发酵及醋酸发酵三大生物化学工程，这三大工程可为液态，也可为固态。在我国传统工艺中，这三个工程有全部是液态的，如永春红曲醋、江浙玫瑰醋等也有全部是固态的，如四川保宁醋、四川熬醋。目前城镇醋厂广泛采用的是全固态发酵，此外还有历史最久的液态酶解糖化、酒精发酵和固态醋酸发酵的山西老陈醋和镇江香醋。我国传统的食醋发酵工艺，不管是液态或是固态发酵，除醋酸发酵外，都属于复式发酵，即所谓糖化及酒精发酵同时进行，有人称之为双边发酵。从酿造工艺的角度来讲，这一工艺主要的生物化学和化学反应都在均衡地进行，如酿酒工艺的液化、糖化、酒化、醋化等工程基本上都在同时进行，绝不限于糖化和酒精发酵同时进行。这种复式发酵方式应该说是由于曲法酿造所决定。与复式发酵相对的是单式发酵，即糖化和酒精发酵分开进行。甚至液化、糖化、酒精发酵均分别进行，这种方式为西方国家所采用。这也是东、西方酿造技术上的根本区别所在。

各种特性的醋在我国己成为调味品行业和饮料行业的发展方向，其产品日益受到大众的欢迎，目前，我国食醋年消费量达70万吨（以100g/L醋酸含量计）。但从品质和性能上讲，远远不能满足社会各层次旺盛需求。传统酿造工业生产的传统食醋的口感，一直让消费者津津乐道，但其产能远远不能满足旺盛的需求，经德国改进的淋浇回流法即载体滴下发酵法，由于工艺设备投资小，生产周期短，耗电低，操作简单，占地面积小，产率高，易于实现管道化生产等诸多优点目前被各个生产厂家广泛接受。国外所采用的原料为低浓度酒精液，我国则在传统食醋酿造的基础上，以酶法大米糖化液酒精发酵醒作为醋酸发酵原料进行酿造，已取得很好的经济效益。

食醋淋浇发酵法是把含有醋酸杆菌的发酵液自上而下浇淋在用稻壳、玉米芯、芦苇杆、包花或木炭制成的填充料上。使填充料大量的吸附发酵液及醋酸菌，空气经填充料之间的缝隙自下而上，部分氧溶解在填充料表面， 在适合的温度下醋酸菌迅速生长繁殖，并把乙醇氧化成醋酸。通过浇淋把填充料上浓度高的醋酸冲下，并把浓度高的乙醇发酵液补充到填充料上，如此反复直至酒精度降到0.5%左右时，即为成熟，取出成醋，再留一部分作为底酸，继续回流发酵。由于增大了发酵液和空气的接触面积，有效地提高了溶解氧的浓度，淋浇发酵产酸速度约是静止表面发酵的40倍，正常的产酸速度为0.27KG/(M³·H)(以醋酸计)。但是，食醋淋浇发酵生产中普遍存在的严重问题是经过一到三个月左右淋浇回流后，塔内易形成皮革状的类似纤维的透明菌膜，该膜堵塞了填充料间的空隙，空气和发酵液不能正常流动而必须终止发酵。该问题的解决方法国内报道不多。

食醋淋浇发酵法是在国际上广泛应用的先进食醋酿造方法，其主要是利用醋酸杆菌所产生的氧化酶把乙醇氧化成乙酸的过程，其总的反应式为：

CH₃CH₂OH（乙醇脱氢酶）→CH₃CHO（醛脱氢酶）→CH₃COOH。

C₂H₅OH+O₂→CH₃COOH+H₂O+115卡

从上式可以看出一分子乙醇氧化需要一分子氧溶解氧进行氧化才能生成一分子乙酸，乙醇及醋酸菌生长繁殖所需的碳源、氮源、微量元素等可通过人为及时补充。因此要想提高醋酸氧化的速度就要解决如何为醋酸菌生长繁殖及发酵提供所需的溶解氧，即如何经济地解决通气量保证溶解氧浓度的问题。但实际生产中大多醋酸菌都是产膜菌，发酵时除了专用的醋酸菌外，不可避免也有一些野生菌的生长繁殖，一些野生菌的产膜速率很快，这些菌膜随空气着生于填充料的表面，由于填充料为无序堆叠，之间的缝隙犬牙交错，发酵液或外力无法将其清除，当菌膜长到一定程度就把填充料间的缝隙堵死，影响空气和醋液的淋浇回流。醋酸菌生长受到抑制，同时将醋酸氧化分解，醋酸发酵甚至因缺氧而受阻，产酸速度明显下降。因此菌膜海月的生长是食醋淋浇发酵生产的关键问题。