有机酸发酵生产案例

第一节概述当你看一眼鲜红的山楂、杨梅或咬一口不熟的苹果时，都会被“酸”得流出口水来。这是因为水果中含有一种叫做的有机酸。引言：生活中的有机酸苹果酸第1页/共65页第一页，共66页。

第一节概述

吃起来有涩味，这是因为菠菜里含有较多的

离不开，在柠檬、葡萄及桔科植物的果实中都含有。

放置时间长了也会变酸，这是因为牛奶中含有不少乳糖，在微生物的作用下乳糖分解而变成。引言：生活中的有机酸草酸柠檬酸乳酸第2页/共65页第二页，共66页。

第一节概述一、有机酸概念：广义：泛指羧酸(R—COOH)、磺酸(R—SO2OH)、亚磺酸(R—SOOH)、硫代羧酸(R-COSH)等的总称。狭义：通常仅指羧酸：有饱和一元酸、二元酸、三元酸、多元酸，不饱和羧酸，以及环状羧酸等。目前：由微生物发酵产生的有机酸约60余种，具有工业生产价值约10余种。第3页/共65页第三页，共66页。

表7-1微生物发酵生产的主要有机酸第4页/共65页第四页，共66页。

表7-1微生物发酵生产的主要有机酸第5页/共65页第五页，共66页。

表7-1微生物发酵生产的主要有机酸第6页/共65页第六页，共66页。

第一节概述二、典型有机酸1.柠檬酸：(“枸椽酸”)

3-羟基-1,3,5-戊三酸

第一有机酸，2008年全球柠檬酸总销量高达115万吨，食品用途约占6成，医药和其它工业用途（化妆品，洗涤剂等）约占4成。我国是世界主要柠檬酸生产国与出口国，出口量高达15万吨以上第7页/共65页第七页，共66页。

第一节概述

国内主要生产商有蚌埠丰源集团、无锡中亚罗氏公司以及青岛扶桑化学公司等。其总产量即达20万吨左右。

柠檬酸的产品主要是：无水柠檬酸、一水柠檬酸、柠檬酸钠盐、柠檬酸钾盐、柠檬酸铝盐、柠檬酸胺盐。第8页/共65页第八页，共66页。

第一节概述2.乳酸：2-羟基丙酸具有广泛用途的有机酸。

青岛扶桑化学公司是国内最大的精制(发酵)乳酸出口企业。

PLA（聚乳酸）为一种无毒高分子新材料，在环境中可自动降解，可用于生产医用塑料制品和食品包装等。二、典型有机酸第9页/共65页第九页，共66页。

第一节概述3.苹果酸：2－羟基丁二酸

苹果酸在饮料中使用较多。苹果酸有清除牙齿色斑和牙垢(牙石)的美容作用。

L苹果酸可用于医药工业的输液、pH调节剂和某些药物的中间体。二、典型有机酸第10页/共65页第十页，共66页。

第一节概述4.葡糖酸：葡萄糖的醛基被氧化为羧基生成的衍生物。常以内酯形式存在，可与钙离子结合，有助钙吸收。

葡糖酸是惟一具有促进双歧杆菌等“益生菌”生长作用的有机酸。蜂蜜、酿造醋。

主要产品葡萄糖酸、葡萄糖酸钙、葡萄糖酸δ－内酯。二、典型有机酸第11页/共65页第十一页，共66页。

第一节概述5.酒石酸：2,3-二羟基丁二酸，八成产自欧洲

主要来源是葡萄酒生产厂。酒石酸在食品工业中应用远远不如柠檬酸那样广泛，但它却是医药工业的重要原料。

(经典药物“酒石酸锑钾”)。二、典型有机酸第12页/共65页第十二页，共66页。

第一节概述6.衣康酸:甲叉琥珀酸，亚甲基丁二酸

重要的化工原料，主要用于化纤、树脂、橡胶、涂料、造纸、制药、农药、轻工、食品等领域。世界年需衣康酸5－6万吨。主要生产国美国、日本、俄罗斯。我国以发酵法生产衣康酸，年产量5000t。大部分内销。二、典型有机酸第13页/共65页第十三页，共66页。第二节醋酸—食醋生产第14页/共65页第十四页，共66页。

一、概述第15页/共65页第十五页，共66页。

镇江香醋、山西老陈醋、四川保宁麸醋、北京熏醋、上海米醋、福建红曲醋、浙江米醋、广东糯米白醋、糯米甜醋、丹东白醋、太行米醋、龙门米醋。1.名醋

第16页/共65页第十六页，共66页。保宁醋是唯一的药醋，有“东方魔醋”之称。1915年曾在“巴拿马太平洋万国博览会”与国酒茅台一并获得金奖，从而奠定其在中国四大名醋中的地位。第17页/共65页第十七页，共66页。

镇江香醋、山西老陈醋、四川保宁麸醋、北京熏醋、上海米醋、福建红曲醋、浙江米醋、广东糯米白醋、糯米甜醋、丹东白醋、太行米醋、龙门米醋。1.名醋

第18页/共65页第十八页，共66页。

①江苏恒顺集团有限公司②山西水塔老陈醋股份有限公司③石家庄珍极酿造集团④北京王致和食品集团有限公司⑤青岛灯塔酿造食品有限公司⑥山西清徐金元老陈醋有限公司⑦山东淄博巧媳妇食品有限公司2.我国主要食醋企业

第19页/共65页第十九页，共66页。位于河南宝丰的冯异醋业，连获“绿色食品”称号、“2008年全国农产品加工业博览会优质产品金奖”两大殊荣，为冯异醋业的发展增添新的动力。第20页/共65页第二十页，共66页。

宝丰县冯异醋业有限公司（原冯异醋厂）是由东汉名将冯异故里企业家王长松先生秉承冯异大树绿荫精神一手创办。为河南省科技企业，市农业产业化重点龙头企业，河南商务厅市场体系建设重点扶持企业，平顶山质量信誉A级企业，宝丰重点保护企业。厂址位于史有“醋都”之称、中国食醋酿造发祥地之一的翟集古镇，翟集镇生产米醋历史悠久，源远流长，始于秦、汉，兴于隋、唐，盛于明、清，为历代宫廷御用。第21页/共65页第二十一页，共66页。第22页/共65页第二十二页，共66页。第23页/共65页第二十三页，共66页。第24页/共65页第二十四页，共66页。

二、食醋的营养成分及保健功能

营养成分：主要成分醋酸；还含氨基酸、有机酸、糖类、维生素、醇、酯等营养成分及风味成分。第25页/共65页第二十五页，共66页。

二、食醋的营养保健功能

保健功能：中医认为食醋有开胃、养肝、强筋、暖骨、醒酒、消食、下气、辟邪之功效。第26页/共65页第二十六页，共66页。

二、食醋的营养保健功能

消除疲劳、软化血管、降血脂，降低胆固醇、抗衰老、养颜护肤。第27页/共65页第二十七页，共66页。制醋工艺流程酿造醋合成醋再制醋米醋（粮食）糖醋（饴糖、糖渣）熏醋香醋麸醋色醋和白醋

三、食醋的分类第28页/共65页第二十八页，共66页。原料处理方法：生料醋、熟料醋。制醋用糖化曲：麸曲醋、老法曲醋醋酸发酵方式：固态发酵醋、液态发酵醋和固稀发酵醋

三、食醋的分类第29页/共65页第二十九页，共66页。

三、食醋的分类按颜色分类：浓色醋：熏醋和老陈醋颜色呈黑褐色或棕褐色。淡色醋：没有添加焦糖色或不经过熏醅处理，颜色为浅棕黄色。白醋：用酒精为原料生产的氧化醋或用冰醋酸兑制，呈无色透明状态。第30页/共65页第三十页，共66页。固态发酵法：山西陈醋、镇江香醋、熏醋静置表面发酵法：浙江玫瑰醋、福建红曲醋载体滴下发酵工艺：辽宁、河北深层发酵工艺：世界食醋生产的主要方法发酵工艺的新进展：新反应器、固定化细胞

四、食醋发酵工艺类型

第31页/共65页第三十一页，共66页。

五、食醋发酵生产

理论基础原料及处理典型食醋生产工艺固态发酵法生产食醋酶法液化通风回流生产食醋液态深层发酵生产食醋第32页/共65页第三十二页，共66页。（一）食醋发酵理论基础生化过程：淀粉水解→酒精发酵→醋酸形成→风味物质的生成1.醋酸形成：好氧发酵，醋酸菌代谢分泌氧化酶乙醇乙醛水化物乙醛水化物乙酸乙醛乙醛第33页/共65页第三十三页，共66页。2.蛋白质水解:曲霉分泌的蛋白酶水解成氨基酸：酵母及醋酸菌生长的氮源食醋的鲜味成分形成色素3.酯化反应：有机酸如葡萄糖酸、琥珀酸等与醇结合生成酯类，尤其在陈酿过程中形成更多的酯类，赋予食醋芳香气味。醋酸菌还能氧化酵母菌产生的甘油生成二酮，具有淡薄的甜味，使食醋更为醇厚。第34页/共65页第三十四页，共66页。食醋的色、香、味、体是怎样形成的？第35页/共65页第三十五页，共66页。1．色素的形成①原料本身的色素；②原料预处理时发生化学反应而产生有色物质，美拉德反应是食醋色素的主要途径；③发酵过程中由化学反应、酶反应而生成的色素；④微生物的有色代谢产物；⑤薰醅时产生的色素(焦糖色素)以及进行配制时人工添加的色素。第36页/共65页第三十六页，共66页。2．香气的形成食醋的香气主要来源于各种有机酸与醇通过酯化反应形成的酯类，以乙酸乙酯为主。有的食醋还添加香辛料如芝麻、茴香、桂皮等。第37页/共65页第三十七页，共66页。3．味的形成：酸、甜、鲜醋酸是食醋酸味的主体酸。另外有一些不挥发酸，如琥珀酸、苹果酸、柠檬酸、葡萄糖酸等，是微生物的代谢产物，它们和醋酸及其他挥发酸共同形成食醋的酸味。不挥发酸含量越高，食醋的滋味越温和。第38页/共65页第三十八页，共66页。3．味的形成食醋的甜味是糖分形成的。食醋中糖分的来源是没有被酵母利用的糖分残留在食醋中。食醋中的氨基酸赋予食醋一定鲜味。氨基酸中以谷氨酸、赖氨酸、丙氨酸、天冬氨酸和缬氨酸含量高。将食醋加热，由于酵母菌体的自溶，也增加了食醋的鲜味。第39页/共65页第三十九页，共66页。4.食醋的体态

食醋的体态是由固形物含量决定的。固形物包括：有机酸、酯类、糖分、氨基酸、蛋白质、糊精、色素、盐类等。用淀粉质原料酿制的醋因固形物含量高，所以体态好。第40页/共65页第四十页，共66页。（二）原料及处理主料：主要：含淀粉、糖、酒精的物质。谷物、薯类、果蔬、酒精、酒糟、野生植物等。

南方以糯米和大米为主北方以高粱和小麦为主玉米、马铃薯、麸皮、米糠、废糖蜜等第41页/共65页第四十一页，共66页。辅料：细谷糠、麸皮填充料：谷糠、花生壳、谷壳、玉米芯、高粱壳等。添加剂：食盐、蔗糖、香料、炒米色等。（二）原料及处理第42页/共65页第四十二页，共66页。（三）典型食醋生产工艺固态发酵法生产食醋1.类型和特点：大曲醋：山西老陈醋小曲醋：镇江香醋麸曲醋：应用广，但风味稍差。类型：根据生产中用曲的种类。是否蒸煮：生料发酵和熟料发酵。第43页/共65页第四十三页，共66页。固态发酵法生产食醋特点：①属于低温糖化及酒精发酵。②配合使用多量的辅料和填充料。③应用多菌种混合发酵，敞口操作，辅料为生料。④采用浸淋法抽提食醋。第44页/共65页第四十四页，共66页。2.固态发酵酿醋工艺流程(以麸曲醋为例)固-固发酵工艺流程第45页/共65页第四十五页，共66页。液固发酵工艺流程第46页/共65页第四十六页，共66页。3.操作要点曲及菌种制备

①麸曲麸曲是以麸皮为主要原料，接入纯种曲霉培养而成的糖化曲，又称快曲。生产工艺流程：第47页/共65页第四十七页，共66页。成品曲质量标准：菌丝粗壮浓密，无干皮或夹心，无怪味或酸味，曲色不应是黑褐色，即孢子刚生长或很少，曲块结实。通过化学测定酶活力。第48页/共65页第四十八页，共66页。②酒母制备制作工艺流程：酵母数（个/ml）出芽率死亡率耗糖率酒精含量酸（g/100ml）8*107-1.2*108

15%-30%040-50%3-4%0.2-0.3表7-酒母质量第49页/共65页第四十九页，共66页。③醋母制备：采用人工选育的优良菌株制成发酵剂——醋母工艺流程：第50页/共65页第五十页，共66页。原料处理：100kg主料(薯干、大米等)、砻糠80kg、麸皮120kg、水275kg，蒸料(常压蒸1h，或在旋转蒸煮锅内1.5MPa蒸汽压力下蒸40min)，冷却至30—40℃。第51页/共65页第五十一页，共66页。↓食盐处理过的原料→接种→翻醅倒缸→酒精发酵50kg麸曲和酒母40kg，补水约180kg→接种→醋酸发酵

→后熟(48h)37—39℃，12d,7.0％-7.5％砻糠约50kg和醋酸菌种子约40kg，倒缸翻醅↓发酵：第52页/共65页第五十二页，共66页。淋醋

三套循环法淋醋工艺。淋醋完成标准：头醋汁醋酸含量下降到50g/L停止。图7—10三套循环法淋醋工艺流程第53页/共65页第五十三页，共66页。陈醋

将成熟醋醅加盐压实陈酿，15-20d倒醅一次再封缸，陈酿数月后淋醋.淋出的醋液(醋酸含量应大于5％)贮存在大坛中1-2月即可。经陈酿的食醋质量较新醋有了明显提高：色泽鲜艳，香味醇厚，澄清透明。

配兑及灭菌：经过陈酿的醋或新淋出的头醋按质量标准进行配兑：一级（醋酸﹥5%，不加防腐剂）、二级醋酸﹥3.5%，0.06%-0.1%苯甲酸钠）。灭菌：热交换器：80℃以上直接火煮灭菌：90℃以上第54页/共65页第五十四页，共66页。液体深层发酵生产食醋：特点：优点：实现机械化和管道化，减轻劳动强度，节省劳力，提高了卫生质量，而且不用谷糠、麸皮等辅料，发酵周期缩短。缺点：糖分和氨基酸低于固态发酵产品，风味稍差，且发酵设备投资较大，消耗电能也较多。第55页/共65页第五十五页，共66页。（四）食醋质量标准感官指标理化指标卫生指标P254第56页/共65页第五十六页，共66页。第三节苹果酸发酵

第57页/共65页第五十七页，共66页。1.结构、性质性状：在正常情况下稳定，湿度高时有吸湿性。三斜晶系白色晶体。熔点130℃相对密度1.601溶解性

：易溶于甲醇、乙醇、丙酮和其他许多极性溶剂。

羟基丁二酸或羟基琥珀酸

一.概述

第58页/共65页第五十八页，共66页。2.功用：比柠檬酸好。酸味柔和、滞留时间长，口感好，柠檬酸在儿童和老年食品中的应用受到限制。

一.概述

第59页/共65页第五十九页，共66页。作为食品酸味剂，特别适用于果冻及以水果为基础的食品，有保持天然果汁色泽的作用，苹果酸具有抗疲劳和保护肝、肾、心脏的作用，可用于保健饮料。苹果酸能增进药物的稳定性，改善人体