多種酶製劑在全穀物老陳醋固態醋酸發酵過程中的應用方法與流程
2023-09-13 05:19:30 2
本發明屬於食醋加工技術領域，具體為多種酶製劑在全穀物老陳醋固態醋酸發酵過程中的應用方法。
背景技術：
美國穀物化學家協會(American Association of Cereal ChemiS，AACC)將全穀物定義為：「完整的以及經研磨、碎裂和製成薄片的穎果，基本組成包括澱粉質胚乳、胚芽與麩皮各組成部分的相對比例與完整穎果相同」。全穀物含有豐富的膳食纖維和抗氧化成分等生理活性物質，增加其攝入量可降低心血管疾病、II型糖尿病、某些癌症(大腸癌等)等慢性疾病的危險。山西老陳醋長期以來憑「選料上乘、工藝精湛、營養豐富、養身健體、風味獨特、品質優良、色香味俱佳」而被譽為「天下第一醋」，具有軟化血管、調節血脂、緩解和消除疲勞和增強免疫力等功效。隨著社會生活水平的提高、飲食觀念的改變及生理疾病的嚴重威脅，健康食品的研究成為熱點。因此，全穀物醋產品的開發與應用，已成為時下的營養飲食新課題。
長期以來，山西老陳醋傳統生產工藝所得產品存在沉澱物多和澄清度低等問題，很大程度上影響了山西老陳醋的產品外觀與風味。這是由於傳統生產工藝以大曲為發酵劑，大曲雖然微生物種類豐富，酶系全，但酶活力不夠，發酵不徹底，造成澱粉、蛋白質、纖維素和木質素等物質的殘留，這些物質可通過生化反應形成沉澱。在山西老陳醋的傳統生產工藝中利用酶技術提高酶活力有很大的必要性。應用酶技術具有顯著優點，反應具有高效性和高度專一性；反應條件溫和、能耗低、營養成分損失少、易操作，利於設備的簡化、改善勞動條件和降低成本。因此，解決山西老陳醋沉澱的方法可從優化固態醋酸發酵釀造工藝，完善發酵酶系，利用多種酶製劑在固態醋酸發酵過程中的應用著手。
目前，中國專利庫中CN200910075315.1《一種減少食醋中沉澱物的方法》是通過優化生產工藝減少沉澱，僅解決了蛋白質的沉澱問題。有關酶製劑澄清的研究，僅停留在一種或兩種酶製劑的研究使用上，沒有利用多種酶製劑在固態醋酸發酵過程中完善酶系，解決老陳醋沉澱問題，並利用全穀物高粱的營養價值優化產品品質。
技術實現要素：
本發明目的在於提供一種多種酶製劑在全穀物老陳醋固態醋酸發酵過程中的應用方法。以全穀物高粱、小米和燕麥為原料，經多種酶製劑在固態醋酸發酵過程中的酶解作用，完善酶系，充分分解原輔料中的澱粉和蛋白質等物質，利用營養成分的同時減緩產品渾濁、提高澄清度、出品率和產品風味。緩解了現有產品沉澱渾濁現象、提高澄清度、感官品質和產品品質。
本發明為了實現上述目的所採用的技術方案為：
一種利用多種酶製劑在全穀物老陳醋固態醋酸發酵過程中的應用，減少全穀物老陳醋沉澱物的方法，包括如下步驟：
（1）、原料粉碎：選擇全穀物高粱、小米和燕麥，所佔比例分別為55%、30%和15%，粉碎；
（2）、調漿液化：加水保持45℃水溫潤料後投入原料質量0.20%的α-澱粉酶，混勻後控制溫度在95℃-98℃，保持60min；
（3）、糖化：待其降溫至60℃-65℃，加入原料比重20%的麩曲，糖化；然後轉入酒精發酵，邊糖化，邊酒精發酵；
（4）、酒精發酵：溫度降至32℃，糖化液濃度達到15BX，加入原料重量的62.5%的大曲和0.2%的酵母，攪拌均勻，繼續降溫25-28℃進行酒精發酵；發酵前2天進行敞口發酵，溫度控制在30℃-32℃，第3天密閉進行自然發酵，維持15天的密閉發酵；
（5）、固態醋酸發酵：將麩皮、谷糠和稻殼分別按照原料比重的100%、80%和40%加入酒醪中，再加入醋醅比重3%-5%的酸性蛋白酶，0.4%-0.5%的纖維素酶，0.20-0.25%的糖化酶混合翻拌均勻，保持水分65%，酒精度≥4.5%；入缸接火，接種量為醋醅10%，接火後將周圍新醅蓋上，新醅堆放成凸形；每日翻醅，前3天溫度控制在38-40℃，發酵中期控制在45℃以上；當醋酸發酵9-12天後，溫度自然下降至38℃以下，總酸>4.5g/100mL，酒精度<0.2%，結束醋酸發酵；
醋酸發酵結束後，醋沉澱物乾物質對比見表1。
表1 傳統工藝老陳醋與多種酶製劑全穀物老陳醋固態醋酸發酵成醅對比
（6）、燻醅：取已完成發酵的50%白醋醅入燻淋池進行燻制，保持溫度90-95℃，進行5-6天的燻制；
（7）淋醋：將步驟（5）中發酵好的白醋醅和步驟（6）獲得的燻醋醅分別裝入白淋池和燻淋池；白淋池中加水，浸泡12h後淋出白醅醋，白醅醋浸泡90-95℃的燻醅，浸泡4h後淋出，經三次套淋獲得半成品老陳醋；
淋醋結束後，半成品老陳醋沉澱物乾物質對比見表2。
表2 傳統工藝老陳醋與多種酶製劑全穀物老陳醋半成品對比
（8）陳釀：將步驟（7）獲得的半成品老陳醋，陳釀12個月。
本發明繼承了傳統陳醋釀造工藝的基礎上，選用全穀物高粱、小米和燕麥為原料，通過在固態醋酸發酵過程中添加多種酶製劑，酸性蛋白酶、纖維素酶和糖化酶，為傳統工藝注入新能量，改善產品沉澱問題，具有以下優點：
1、天然穀物含有大量的植物營養素，如礦物元素、植酸、酶類、酚類化合物等對健康有益的成分。在保證產品品質和出品率的基礎上，為了豐富產品的營養價值，本發明以精選的全穀物高粱、小米和燕麥為原料釀造食醋。對比發現，全穀物醋中總多酚含量是米醋的32倍，總黃酮高出61mg/100mL。
表3 米醋與全穀物醋營養素含量對比表
2、老陳醋沉澱物中，澱粉和蛋白質佔乾物質的比重分別為41.02%和23.47%。為了解決沉澱物中的這兩種主要組成成分，本發明經過基礎實驗篩選出適宜濃添加量的糖化酶、纖維素酶和蛋白酶，利用酶類物質的高度專一性和高效性增強酶活力，在固態醋酸發酵過程中完善酶系，發揮酶解作用，分解了澱粉和蛋白質。添加酶製劑的全穀物老陳醋中蛋白質含量比山西老陳醋降低了8.14%，澱粉含量降低了19.48%，見表4。
表4 傳統工藝山西老陳醋與添加酶製劑全穀物老陳醋沉澱物乾物質對比表
濁度由103.47 NTU降低至76.39 NTU，減緩了產品渾濁現象、提高澄清度。總酸達到6.73g/100mL，出品率由36.47%提高到38.31%，見表5。
表5 傳統工藝山西老陳醋與添加酶製劑全穀物老陳醋成品對比表
纖維素酶的添加，一方面有助於水解纖維素，將其轉化為酵母可利用的糖，參與發酵，提高原料利用率進而提高得率；另一方面有助於其他物質的溶出，包括澱粉和蛋白質等物質。糖化酶可分解殘餘澱粉，提高原料利用率和出品率。酸性蛋白酶能有效分解可溶性和不溶性蛋白質，生成胺基酸，提高產品氨基態氮的含量升高，氨氮值達到0.26g/100mL，促進酵母生長繁殖，提高酒精產出率；同時增強風味，減少沉澱，提高產品澄清度和感官品質。
本發明從生物學、營養健康和資源綜合利用的三大角度出發，通過在全穀物老陳醋固態醋酸發酵過程中添加多種酶製劑，不僅可以充分利用高粱、小米和燕麥全穀物原料中的營養成分，使其發揮全穀物食品營養特性，而且能夠提高澱粉和蛋白質的轉化率，緩解產品沉澱問題，提高產品中總酸、還原糖、總酯、不揮發酸、胺基酸態氮等物質的含量，改善營養成分、產品口感和品質，提高出品率，為傳統老陳醋工藝注入新活力。
本發明設計創新，選用全穀物高粱、小米和燕麥為原料，保留了原料的全部營養價值，結合傳統陳醋釀造工藝，通過在固態醋酸發酵過程中添加多種酶製劑，分解澱粉和蛋白質，提高了原料利用率，優化了傳統工藝，減緩了產品渾濁沉澱問題，改善產品沉澱問題，提高出品率，提高產品澄清度。
附圖說明
圖1表示全穀物老陳醋工藝流程示意圖。
具體實施方式
下面對本發明的具體實施例進行詳細說明。
一種利用多種酶製劑在全穀物老陳醋固態醋酸發酵過程中的應用，減少全穀物老陳醋沉澱物的方法，如圖1所示，包括如下步驟：
（1）、原料粉碎：精選除雜後的全穀物高粱、小米和燕麥，所佔比例分別為55%、30%和15%，粉碎至40目；
（2）、調漿液化：按料水比為1:4加水，保持45℃水溫潤料2h。投入原料質量0.20%的α-澱粉酶，混勻後控制溫度在95℃-98℃，保持60min。
（3）、糖化：待其降溫至60℃-65℃，加入原料比重20%的麩曲，糖化1h。 然後轉入酒精發酵，邊糖化，邊酒精發酵。
（4）、酒精發酵：溫度降至32℃，糖化液濃度達到15BX，加入原料重量的62.5%的大曲和0.2%的酵母，攪拌均勻，繼續降溫25-28℃（根據季節）進行酒精發酵；發酵前2天進行敞口發酵，溫度控制在30℃-32℃，第3天密閉進行自然發酵，維持15天的密閉發酵。待其酒精含量達9.0%，酸度為4.5g/100mL，酒精度<0.2%，醋醅上下顏色一致，呈棕褐色，醋醅有光澤，有醋香味後，結束醋酸發酵。
（6）、燻醅：取已完成發酵的50%白醋醅入燻淋池進行燻制，保持溫度90-95℃，進行5-6天的燻制。燻醅過程中控制好火候，保持文火，使燻醅顏色為黑褐色或棕紅色，透亮有光澤，有濃鬱的薰香味和酯香味。
（7）、淋醋：將步驟（5）中發酵好的白醋醅和步驟（6）獲得的燻醋醅分別裝入白淋池和燻淋池。白淋池中加水，浸泡12h後淋出白醅醋，白醅醋浸泡90-95℃的燻醅，浸泡4h後淋出，經三次套淋獲得半成品老陳醋。
（8）、陳釀：將步驟（7）獲得的半成品老陳醋，轉移至儲醋罐陳釀12個月。
（9）、過濾滅菌：將經過步驟（8）的陳醋過濾後，採用UHT瞬時滅菌，滅菌條件為125℃，持續5~7s。
（10）、包裝：將經過步驟（9）滅菌後的陳醋，轉入包裝車間，進行包裝。
最後所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照本發明實施例進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發明的技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋權利要求保護範圍中。