发酵剂的制备

时间：2022-10-22 百科知识版权反馈

【摘要】：以淀粉质原料酿制食醋，必须经过糖化、酒精发酵和醋酸发酵三个生化阶段，每个生化阶段所需的发酵剂分别为糖化剂、酒母和醋酸菌。为了给发酵提供充足的生物催化剂，保证食醋的质量风味，应当运用科学的方法，选择和制备品质优良的发酵剂。制成的大曲要经3～6个月的储藏，该过程称为陈曲。将粉碎后的原料装进压曲机进料口，自动装入曲模，机械压制成曲坯。小曲是含霉菌和酵母菌等多种微生物的混合糖化剂，在我国具有悠久的历史。

任务2　发酵剂的制备

以淀粉质原料酿制食醋，必须经过糖化、酒精发酵和醋酸发酵三个生化阶段，每个生化阶段所需的发酵剂分别为糖化剂、酒母和醋酸菌。为了给发酵提供充足的生物催化剂，保证食醋的质量风味，应当运用科学的方法，选择和制备品质优良的发酵剂。

一、糖化剂的制备

（一）糖化剂的种类

把淀粉转变成可发酵性糖所用的催化剂称为糖化剂。我国食醋生产中所用的糖化剂见表2－8。

表2－8　食醋生产中应用的糖化剂

（二）糖化剂制备

我国食醋酿造过程中应用最广的糖化剂是纯种麸曲，而大曲、小曲和红曲糖化剂一般适用于名、特醋酿造。目前越来越多的生产厂选用由专业酶制厂生产的液体曲和酶制剂。

1．大曲

大曲是以纯小麦或按一定比例配合的大麦、豌豆等为原料，经粉碎加水压制成砖状曲坯，放置于曲室内，依靠自然界带入的各种野生菌在原料上自然培育，再经风干制成的。制成的大曲要经3～6个月的储藏，该过程称为陈曲。这类曲便于保管和运输，由于微生物种类多、酶系全，故酿成的食醋风味好；但淀粉利用率较低，糖化力、发酵力不足，粮食耗用大，生产周期长。

（1）大曲的生产工艺流程

大曲的生产工艺流程如图2－7所示。

图2－7　大曲的生产工艺流程

（2）大曲的制备

a．原料粉碎：将大麦70%与豌豆30%分别粉碎后混合。原料粉碎的粗细与大曲的质量有着密切的关系。原料太粗，空隙大，容易烧皮；原料太细，则菌丝生长成熟困难。因此，原料的粉碎度要适当。一般，冬季制曲时，粒状粗料与粒状细料之比为4∶6，夏季制曲时，比例为4．5∶5．5。

原料粉碎后，按曲料的50%～55%加水拌料。

b．压曲：将曲料压制成砖块形，便于堆积、运输和储存。过去多采用人工踩曲，现已使用压曲机成型。将粉碎后的原料装进压曲机进料口，自动装入曲模，机械压制成曲坯。曲坯含水分在36%～38%，每块重3．2～3．5kg。要求曲坯厚薄一致，四角饱满无缺，外形平整。

c．入房排列：曲坯入房前应调节曲室温度在15～20℃。将曲堆放在铺有稻壳（或粗谷糠）的地面上，铺成“品”字形，有利于曲块间空气流通。

d．上霉：入室曲坯稍风干后，即在曲坯上面及四周盖预先喷湿的苇席或麻袋保温，一般经过1～2d，曲坯表面可见白色菌丝密布，此阶段称为“上霉”或“生衣”阶段。上霉良好，则曲坯表面出现根霉菌丝和拟内孢霉的粉状霉点，还有比针头稍大一点的乳白色或乳黄色的酵母菌落。

e．晾霉：曲坯品温升到38～39℃时，须及时打开曲房门窗，揭去曲坯上层覆盖的席子，以排除潮气和降低室温。此阶段又称为“放潮”。晾霉期为2～3d，每天翻曲一次，曲坯增加一层，控制曲坯表面微生物的生长，勿使菌丛过厚，令其表面干燥，使曲固定成形。晾霉应及时，如果晾霉太迟，菌丛长得太厚，曲皮起皱，致使曲坯内部水分不易挥发；如晾霉过早，菌丛长得少，会影响曲坯中微生物进一步繁殖。

晾霉时不允许有较大的对流风，防止曲皮干裂，一般夏季晾至32～33℃，冬季晾至23～25℃。

f．起潮火：在晾霉2～3d后，曲坯表面不粘手时，即封闭门窗，而进入“起潮火”阶段。入曲室后第5～6d起，曲坯开始升温，品温上升到36～38℃后，进行翻曲，曲坯排成“人”字形，每1～2d翻曲一次。此时每日放潮两次，昼夜开窗2次，品温两起两落，曲坯品温由38℃逐渐升到45～46℃，这需要4～5d。此后即进入“大火”阶段，曲坯已增高至七层左右。

g．大火（高温阶段）：这阶段微生物的生长仍然旺盛，菌丝由曲坯表面向内部生长，水分及热量由内部向外散发。通过开闭门窗来调节曲坯品温，使其保持在44～46℃高温条件下7～8d，不可超过48℃，也不能低于28～30℃；在“大火”阶段每天翻曲一次，使曲块逐渐干燥。“大火”阶段结束时，基本上有50%～70%的曲块已成熟。

h．后火：这阶段曲坯日渐干燥，品温逐渐下降到36～37℃，直至曲块不再升温为止。“后火”期为3～5d，在此期间曲心水分继续蒸发。

i．养曲：后火期后尚有10%～20%曲子的曲心部位留有余水，宜用微温来蒸发。这时曲子本身已不能发热，采用外温保持34～35℃，使曲心残余水分继续蒸发。

j．出曲：养曲2～3d后，放置于阴凉透风处，叠放成堆，干燥数天，即可出曲。

2．小曲

小曲是含霉菌和酵母菌等多种微生物的混合糖化剂，在我国具有悠久的历史。生产小曲时，常添加能促进微生物发育繁殖的中草药，如桂林酒曲丸添加桂林香草，绍兴酒药添加辣蓼草。相对大曲而言，小曲用量少，质量和体积较小，又便于保管和运输，但对原料选择性强，适用于糯米、大米等原料，但对于薯类及糖类原料的适应性差。

小曲品种较多，归纳起来可分为药小曲（又名酒药或酒曲丸）、酒曲饼、无药白曲、无药糠曲、纯种混合曲及浓缩甜酒药等。它的特点是用生米粉作培养基，添加中草药及种曲（曲母），有的还添加白土泥作填充料。著名的四川老法麸醋就是用小曲作糖化剂酿造的食醋。由于配料与制备工艺不同，各地添加中草药的品种和数量有所不同，有的添加十几种到百余种，有的只添加一种。

（1）小曲的生产工艺流程

小曲的生产工艺流程如图2－8所示。

图2－8　小曲的生产工艺流程

（2）小曲的制备

①原料配比。

a．大米粉：总用量为20kg，其中酒药坯用米粉15kg，裹粉用细米粉（过180目筛）5kg。

b．草药粉：用量为13%（以酒药坯的米粉质量计）。

c．曲母：为上次制作小曲时保留下来的一部分酒药种。制坯时曲母用量为米粉质量的2%，裹粉质量的4%。

d．水：用水量为米粉质量的60%左右。

②生产工艺。

a．浸米：大米预先用水浸泡3～6h。

b．湿磨：将米淘洗干净，磨成米浆，用布袋压干水分，直至可捏成粒状酒药坯为适度。

c．制坯：压干的粉浆，按原料大米量的13%添加草药粉，并添加2%的曲母，60%左右的水，混合均匀，捏成酒药坯。

d．裹粉：将5kg细米粉和0．2kg曲母混匀，作裹粉用。先撒小部分裹粉于簸箕中，并洒水于酒药坯上。倒入簸箕中，震动裹粉。裹粉完毕后，即可入室培养。

e．培养：在培养曲用的木格底垫以新鲜的稻草，然后将药坯装格入室培养。培养过程中室温保持在28～31℃，在前期（20h）品温不超过37℃，中期（24～48h）品温控制在35℃左右。保持48h后，品温逐步下降，曲子成熟，即可出曲。

f．出曲：曲子成熟后移至烘房烘干或晒干，储存备用。

3．麸曲

麸曲是麸曲醋生产中的糖化剂，是以麸皮为主要原料，加水拌料后灭菌，人工接入纯种曲霉糖化菌，用固体表面培养法制成的。由于麸曲制备时间较大曲或小曲为缩短，通常为2～3d，故又称快曲。麸曲能适用于各种酿醋原料，是食醋工业使用最多的糖化剂，但麸曲不宜长期保存。麸曲在生产中只能作糖化剂使用，具有以下特点：糖化力强，生产周期短，培养基简单，适应性强，管理方便等。

麸曲生产因生产方式不同，通常有曲盘制曲、帘子制曲和机械通风制曲三种。前两者料层较薄，采用自然通风；后者料层较厚，需采用机械通风。盘曲和帘子曲由于劳动强度大，需较大的厂房，生产效率低，产品质量不稳定，已逐渐被厚层通风制曲所取代，但一些中小型工厂还在采用帘子曲。机械通风制曲料层厚度为25～30cm，用风机通入具有一定湿度和温度的空气，以维持曲霉适宜的生长条件，达到高产、优质及降低劳动强度的目的。

下面以厚层通风制曲为例介绍麸曲生产工艺。

（1）试管菌种制备

用麦汁、米曲汁或米汁糖化液制成固体斜面试管培养基，严格按无菌操作接种，（30±1）℃培养3d左右，斜面上孢子生长致密，即可作菌种。

（2）三角瓶种曲制作

三角瓶种曲制作如图2－9所示。

图2－9　三角瓶种曲制作工艺流程

取麸皮100g（如麸皮过细，可加5%～10%的谷糠），加85%～95%水拌匀后装入灭菌三角瓶中，料厚度为0．5～1cm，以0．1MPa灭菌30min，趁热将曲料摇松。冷却后，严格按无菌操作接入试管菌种，摇匀，置30℃恒温箱培养。接种后约16h，瓶内曲料开始结块，轻摇瓶一次将结块摇碎。继续培养4～6h，曲料发白结块，菌丝蔓延生长，麸皮刚刚连成饼，进行扣瓶，即将三角瓶轻轻振摇并倒放，使呈饼状的曲料离开瓶底，这样底部曲料也能生长菌丝。30℃继续培养65～72h至孢子由黄色全部变成黑褐色，即成熟。

成熟的三角瓶种曲若当时不使用，可置于40℃下干燥后于4℃冰箱保存，但最长不超过1个月。

（3）帘子种曲的制备

种曲的制备工艺流程如图2－10所示。

图2－10　帘子种曲的制备工艺流程

麸皮100kg，加水95～105kg拌匀，堆积1h左右，使麸皮充分吸水，拌料后水分含量为56%～58%；将上述曲料蒸煮（常压蒸煮60min），要求蒸熟蒸透，料不发黏。熟料迅速移至种曲室，降温至37℃时，按0．2%～0．3%（原料量）接入三角瓶种曲，拌匀。

接种后的曲料先经过6～8h的堆积，堆积高度为30～40cm，当品温由31～33℃升高至35℃，可翻拌一次，促进孢子发芽。堆积以后的曲料置于苇帘或竹帘上，料层厚度为2～3cm，曲料要求装得蓬松，入室培养。入室时，室温为26～28℃。入室后门窗关闭，保温培养。培养约经4h，品温升至37℃以上，开窗通风降温，当品温降至37℃以下时，仍需关窗保温保湿。培养时要调换曲帘上下位置，调节品温一致，每小时检查一次品温，直至出曲。

（4）厚层机械通风麸曲制备

厚层机械通风麸曲制备流程如图2－11所示。

a．原料配比：机械通风制曲料层厚度为帘子种曲的10～15倍，要求通风均匀，料层疏松，阻力小，在配料中加入适量的稻壳，以不堵塞送料管道为原则。加水量一般为原料的68%～70%。

图2－11　厚层机械通风麸曲制备流程

b．蒸料：将搅拌均匀的原料堆积1h后入锅蒸熟。常压蒸煮1h，焖30min，出锅过筛，移入拌和台摊开翻拌，扬料使之快速冷却。

c．接种：原料冬天冷却至40℃，夏天冷却至35℃，后接入帘子种曲。接种量为原料的0．3%左右。

d．堆积：曲料接种后，入池堆积至50cm，品温维持在30～34℃，保持4～5h，使孢子吸水膨胀、发芽。孢子发芽时不产生热量，不需要大量的通风。孢子发芽后，料层厚度减为25～30cm。若料层过厚，不利于通风。

e．通风培养：5～8h后，品温升至34～35℃，开始间歇通风，风温为28～30℃，湿度要求较大。通风3～4次以后，曲霉菌生长旺盛，品温上升很快，要连续通风，风温25℃左右，湿度可稍低，使品温控制在36～38℃左右，不得超过40℃。至后期，曲霉菌生长缓慢，水分不断减少，为了有利于糖化酶的产生，品温应控制不超过30℃，可间歇通入干风。培养时间为28～34h。培养时间的确定应通过测定曲子糖化力是否达到最高峰来掌握，一般为30h。

麸曲质量要求见表2－9，麸曲生产出现异常情况应采取的预防措施见表2－10。

表2－9　麸曲质量要求

表2－10　麸曲生产出现异常情况应采取的预防措施

4．红曲

红曲又称红米，是我国特色曲之一。红曲是利用红曲霉在蒸熟的米饭上繁殖，并产生有较强活力的糖化酶。红曲被广泛应用于增色、红曲醋及玫瑰醋等的酿造上。其制备工艺流程如图2－12所示。

图2－12　红曲制备工艺流程

5．液体曲

一般以纯培养的黑曲霉菌为菌种，经发酵罐深层培养，得到一种液态的含高活力的α－淀粉酶和糖化酶的糖化剂，可替代固体曲用于食醋酿造。液体曲生产机械化程度高，糖化力也较高，使用方便，但设备投资大，动力消耗大，技术要求高，且不易保存和运输，应及时使用。

6．淀粉酶制剂

淀粉酶制剂是通过液态深层培养α－淀粉酶活力强的枯草芽孢杆菌和糖化酶活力强的黑曲霉，从其培养液中提取干燥淀粉酶并制成的酶制剂。淀粉酶制剂具有糖化速度快，淀粉利用率高，酶活力高等特点，制备淀粉酶制剂是糖化工艺发展的方向之一。但使用酶制剂做糖化剂存在着酶系单一，产物比较单纯的缺点，酿出的食醋风味不如大曲醋及麸曲醋等。

二、酒母的制备

使糖液或糖化醪进行酒精发酵的催化剂是酵母菌。传统上依靠各种曲子及空气、上批酒醅中存在的酵母菌进行接种。但往往由于菌种纯度不高，酒精发酵性能不稳定，影响食醋的质量。因此，添加纯种的、发酵能力强的酵母菌会提高酒精产率，缩短发酵周期，提高食醋的稳定性。

酵母逐级扩大培养的过程，在食醋酿造中称为酒母的制备。若用淀粉质原料生产食醋，使用大曲或小曲作糖化剂时，发酵时可不添加酒母；若使用麸曲为糖化剂，发酵时一定要添加酒母，利于酒精发酵。常用的酵母菌株有南洋混合酵母、K酵母、拉斯12号等。

1．工艺流程

酒母制备工艺流程如图2－13所示。

续　表

图2－13　酒母制备工艺流程

2．操作方法

（1）试管菌种培养

取5～6°Bé麦汁或米曲汁，调pH为4．5左右，加入2%琼脂制成的试管斜面培养基，无菌条件下接入酵母菌，在28～30℃下恒温培养3～4d。

（2）小三角瓶培养

多种溶液可作培养基，如7°Bé的米曲汁、麦汁，或7～7．5°Bé饴糖液加入0．5%～0．6%的豆饼粉，或稀释至7°Bé的生产用糖化醪，调节pH为4．5左右，150mL培养基置于250mL三角瓶中，在无菌条件下，从斜面上挑取1～2环原菌于小三角瓶培养基中，摇匀。25～30℃恒温箱培养24h，可见瓶内有气泡产生，瓶底有白色酵母沉淀。

（3）大三角瓶培养

培养基同小三角瓶。于1000mL三角瓶中加入液体培养基500mL，在无菌条件下，将小三角瓶中的酵母液全部转移到大三角瓶中，摇匀，25～30℃恒温箱培养18～20h，瓶内有大量CO₂产生，瓶底有白色酵母泥。

（4）卡氏罐培养

卡氏罐是容量为10～20L的锡或不锈钢容器。放入约半容积的糖化醪，加热灭菌30min后，冷却至25～30℃备用。将大三角瓶中的酵母液摇匀后全部转移到卡氏罐中，25～30℃下培养18h，待液面产生大量泡沫，培养成熟。

（5）酒母罐培养

用种子罐作为酒母罐，若无种子罐也可用大缸加盖代替，容量为500L。薯干粉、碎米粉、高粱粉等，均可作为培养基的原料。下面以玉米粉为例，介绍酒母的生产方法。

①适用于固态发酵工艺的固体酒母培养。

玉米粉中添加麸皮20%，水80%，拌匀蒸熟，再加3倍的水用蒸汽冲沸，冷却至70℃左右后，加入玉米粉质量20%的麸曲，在60～65℃下糖化3～5h。糖化结束后，降温至28℃；接入卡氏罐酒母10%，于28℃培养约20h即可。培养期间需经常通过搅拌来通入空气，以利于酵母增殖。

②适用于液态发酵工艺的液体酒母培养。

玉米粉中添加麸皮20%，加入玉米粉质量6倍的水，升温至90℃糊化15min，加α－淀粉酶0．35%，液化10～15min，降温至63℃，加入玉米粉质量20%的麸曲，55～60℃糖化3～4h。接入卡氏罐酒母10%，于28℃培养约20h即可。培养期间需经常通过搅拌来通入空气，以利于酵母增殖。

三、醋酸菌种子的制备

食醋酿造过程中，醋酸菌能够把酒醪（酒醅）中的酒精氧化生成醋酸。醋酸菌的形状，直接影响到产酸率、生产周期等。常用的醋酸菌有沪酿1．01、沪酿1．079等。

1．醋酸菌菌种的培养及保藏

以葡萄糖1g，酵母膏1g，酒精2mL，琼脂2．5g，碳酸钙1．5g，水100mL，或葡萄糖0．3g，酵母膏1g，琼脂2．5g，碳酸钙1．5g，含酒精6%的水100mL为培养基，接种纯种醋酸菌后30～32℃恒温培养48h，0～4℃冰箱保藏备用。

2．醋酸菌固态扩大培养

固态培养的醋酸菌是先经过纯种三角瓶扩培，再在醋醅上进行固态培养，利用自然通风回流法促使其大量繁殖。其纯度虽然不高，但适用于除液态深层发酵制醋外的各种食醋酿造。

醋酸菌固态扩大培养生产工艺如图2－14所示。

图2－14　醋酸菌固态扩大培养生产工艺

称取酵母膏1%，葡萄糖0．3%，溶解后分装于1000mL的三角瓶中，每瓶装100mL，于0．1MPa蒸汽灭菌30min，冷却后，无菌条件下加入乙醇至终浓度为4%。接入试管原菌，30℃恒温培养5～7d。当液体表面出现薄膜，嗅之有醋酸味，即为醋酸菌生长成熟。

取生产上配制的新鲜醋醅，置于内设假底、下部开洞并接回流导管的大缸中，回流口加木塞。按原料的2%～3%接入三角瓶培养的纯菌种于醋醅上，搅拌均匀，缸口加盖，32℃培养1～2d后，品温升高，将缸底塞子开启，醋液回流浇于醋醅面上，使之降温，控制品温不高于38℃。继续培养4～5d，待醋液酸度达4g／（100mL）（以醋酸计）时，可将此醋醅作为醋酸菌种子应用于大生产。如发现醋醅有白花和异臭味，没有醋酸的清香味，应进行显微镜检查是否有杂菌污染。

3．醋酸菌液态扩大培养

液体扩大培养的醋酸菌用于液态深层发酵制醋。生产工艺如图2－15所示。