生产技术论文（必读10篇）之第四篇
摘要：我国食醋酿造有着悠久的历史, 近代得到了快速的发展。文章从食醋生产用原辅料、生产工艺及设备、质量安全等方面进行了分析, 阐述了食醋固态发酵和液态发酵的行业进展情况。其中原辅料主要从发酵用主料、填充辅料、菌曲酶制剂的应用方面进行阐述;食醋生产技术及设备主要从原辅料预处理、酒精发酵、醋酸发酵、淋醋 (过滤) 、灭菌、陈酿等方面进行阐述;质量安全从现阶段主要存在的产品问题进行分析, 重在从加强生产环节监管与品质控制、加快完善更新食醋相关标准、加大政府监管力度三个方面解决。
关键词：食醋,生产技术,质量,安全,发酵
食醋是人们日常饮食中非常重要的酸性调味品, 有着悠久的酿造历史。随着食醋工业的发展, 食醋所用原辅料在不断拓展;食醋加工工艺也悄然发生着变化, 不再主要局限于传统的固态酿造;食醋加工设备也在不断升级, 向着自动化、智能化方向发展[1], 同时食醋产品种类呈现多样化, 满足人们更高的消费需求。
但食醋行业整体上仍然高度分散, 行业前五品牌的市场占有率不足15%, 行业集中度为调味品各子行业中最低水平。根据中国调味品协会统计, 目前食醋行业作坊式小企业占比高达70%, 生产水平参差不齐[2], 给行业监管造成了一定难度, 同时也暴露出了一些质量安全问题。
该文对固态和液态酿造食醋的原辅料、生产工艺、设备、质量安全状况进行了探讨和阐述, 从而为食醋生产企业从原辅料的选择、生产技术的应用升级、设备的选型升级、质量安全问题的解决方面提供了借鉴思路, 并对食醋行业的发展趋势进行了一定的展望。
1 原辅料
1.1 原料
固态发酵食醋一般以谷物醋居多, 主要以淀粉质原料如高粱、糯米、麸皮、大米、苦荞等为主要原料。山西老陈醋以高粱为主料, 称为高粱醋。镇江香醋以糯米为主料, 称为米醋;四川保宁醋以麸皮、大米、小麦为主料, 称为麸醋。
液态发酵食醋主要以含糖类原料如苹果、梨、葡萄果实包括汁液和食用酒精、白酒为原料, 市售产品主要有苹果醋、梨醋、柿子醋、甘蔗醋、葡萄醋, 另外, 白醋以食用酒精为主要原料。
近年来, 食醋所用主料向复合型转变, 常见的有谷粮和果实复合发酵的果粮醋, 进一步扩宽了食醋的种类。
1.2 辅料
1.2.1 填充辅料
固态发酵食醋所用填充辅料包括谷糠、麸皮、稻壳、玉米芯等。谷糠和稻壳主要起着吸收水分、疏松醋醅的作用;麸皮在食醋酿造中, 主要用于醋酸发酵阶段, 作用是提供微生物活动所需要的营养物质, 增加食醋中的糖分和氨基酸等含量。
1.2.2 菌曲酶制剂
传统固态发酵食醋中酒精发酵阶段所用的菌曲包括大曲、麸曲、小曲、红曲等传统糖化发酵剂, 利用其中的霉菌、酵母、细菌和酶系共同完成酒精发酵。制曲过程是利用天然微生物的发酵作用, 从而产生各种酶系, 包括液化酶、糖化酶和蛋白酶, 部分中高温大曲酯化酶含量也较多。所选曲不同, 产品质量差异较大。果汁液态发酵食醋, 所用菌种主要是酵母菌, 大部分厂家直接采用活性干酵母活化得到活化液添加到果汁中进行酒精发酵。
近年来, 开始逐步使用纯菌种和酶制剂定向提高食醋中风味物质或产酒率[3]。提高原料利用率、淀粉液化率、糖化率的包括根霉、米曲霉、高活力的液化酶、糖化酶;提高酯类香气物质的酯化酶和产酯酵母;提高酒精转化率的活性干酵母;提高氨基态氮和出酒率的酸性蛋白酶应用均取得了良好的效果[4]。
传统固态发酵食醋在醋酸发酵阶段采取“接火”:取对数期的醋醅复合菌种接种到新的酒醅中进行培养和醋酸发酵。山西老陈醋大缸发酵约取10%的火醅接种培养发酵。固态醋醅中微生物醋酸菌、乳酸菌等种类比较繁杂, 需要多次转接驯化逐渐形成优势菌群, 方可做出风味良好的食醋, 同时提高产醋率。
液态发酵食醋使用纯种的醋酸菌, 有着繁殖速度快、产醋和耐酸能力强的优点。目前国内选育出并应用较广泛的工业化常用菌种有“中科AS1.41”、上海市酿造科学研究所从丹东醋厂醋汁中分离培育出的优良纯种“沪酿1.01醋酸菌”。该菌种氧化酒精为醋酸速度快, 酒精转酸率平均为93.84%[5]。
2 食醋生产工艺及设备
食醋生产工艺一般包括原料预处理、酒精发酵、醋酸发酵、淋醋 (过滤) 、灭菌、陈酿等主要工序。
2.1 预处理
固态发酵所用原料为谷物淀粉质原料时, 则需要对原料进行除杂清洗、粉碎、润料、蒸料、冷却等预处理工序。液态发酵如用食用酒精、果汁等液体则不需要进行此步的预处理。
粉碎物料的粉碎机要合适选择, 高粱要粉碎成四六瓣。蒸料设备的普通蒸锅, 上气要均匀, 有些食醋企业采取高压旋转蒸锅。冷却的晾场池要干净, 注意卫生情况, 并有助于快速达到冷却的目的。
2.2 酒精发酵
固态发酵为原料经过预处理后拌入曲、酶制剂、水等辅料即可进入边糖化边产酒的酒精发酵阶段, 液态发酵加入果汁、水等辅料直接进行酒精发酵。固态发酵包括浓醪发酵和稀醪发酵, 其料水比分别控制在1∶3、1∶4、1∶5, 根据酿造食醋酸度和品质的要求不同, 进行辅料、菌曲、水的配比。生产高档老陈醋, 用曲量控制在62.5%, 生产中低档价位食醋, 用曲量控制在15%～30%。
传统发酵设备一般用大缸、发酵池。现在新建的大型食醋企业, 稀醪酒精发酵和液态酒精发酵设备使用发酵罐进行发酵, 便于清洗和对温度和搅拌通气等工艺参数进行控制, 突破季节性生产限制, 酒精转化率较高。
2.3 醋酸发酵
醋酸发酵包括固态发酵和液态发酵, 液态发酵又由表面静止发酵向深层发酵发展。目前固态法与液态法两种方法在我国同时存在, 但二者比例却在逐年发生变化, 前者逐渐减少, 后者逐渐增多[6]。
传统固态发酵制得的醋风味好, 含有氨基态氮、酯类、有机酸等多种物质成分, 缺点是生产周期长、劳动强度大、出醋率低。液态法制得的食醋风味一般, 液态发酵表面静止发酵法醋酸发酵周期长, 得到的食醋酸度较低;自吸式液态深层发酵产酸速率快, 能获得较高酸度的食醋。
传统固态发酵的醋酸发酵采取人工用不锈钢锨拌酒醅然后入大缸或发酵池发酵。用大缸醋酸发酵过程中, 一般采取人工翻醅的方法来达到温度、水分、空气氧化的调节, 同时有利于醋酸发酵的顺利进行。但是劳动强度大、效率低, 优点是翻醅均匀。
为了降低劳动强度, 拌料均匀, 减少酒精挥发损失, 采用拌酒醅机进行拌料。利用半自动翻醅机进行翻醅, 优点是效率高、可降低翻醅劳动强度, 缺点是翻醅不均匀、不能做到逐层翻醅。另一些厂家采取卧式转筒发酵罐进行发酵, 包括酒精度传感器、酸度传感器、PLC控制器, 实现了对食醋固态发酵过程中醋卤酒精度和酸度进行实时监测, 全程掌握发酵进程;根据显示器上显示的实时监测数据, 快速反应, 确保食醋固态发酵顺利进行[7];降低人工翻醅劳动强度, 提高生产效率, 对发酵过程控制更加精准化, 降低安全风险。
自吸式液态深层发酵法使用的发酵罐是自吸式发酵罐, 其中质量性能较佳的有德国的Frings (福林斯) 公司生产的设备。Frings公司开发了酒精连续自动化测定装置, 将其与醋化器连接, 使发酵管理达到自动化。
2.4 淋醋 (过滤) 工序
传统酿造工艺对食醋过滤采取淋醋的方式。由醋醅形成的天然滤层, 对食醋采取套淋的模式进行过滤, 除此之外, 在陈酿池中靠食醋的自然沉淀实现食醋的再次过滤, 从而获得所需的食醋酸度与澄清度。传统淋醋效果的好坏取决于滤层的形成效果和多次循环套淋的实施。但如果发酵的醋醅不成熟, 容易导致淋醋困难和淋醋液中淀粉、蛋白等沉淀增多, 导致醋液浑浊。
液态醋采取果酒过滤的方法, 硅藻土过滤与板框过滤相结合的方式进行。随着消费者对食醋感官更高的要求, 过滤方式有了进一步的升级。在原有基础上增加了陶瓷膜过滤的方式, 或者蝶式离心机加膜过滤的双效作用下, 增加食醋的澄清度。缺点是食醋的色泽和风味会损失一部分。
2.5 灭菌工序
固态发酵食醋一般采取传统的煎煮方式, 温度控制在95～100℃即可。所使用的灭菌罐, 灭菌方式为将蒸汽通入罐内盘管热交换器, 间接加热食醋, 从而达到煎煮灭菌的效果, 进而实现12个月以上的保质期。
近年来由于环境变化, 食醋会在放置过程中产生发粘、产气、胀壶的现象[8]。采取传统的煎煮方式食醋中部分微生物种类难以杀死, 尤其是芽孢杆菌和部分耐热性的乳酸菌。对此, 部分食醋企业采取超高温瞬时杀菌技术, 对此问题进行了解决。一般杀菌温度为125～135℃, 杀菌时间为6～12s即可解决食醋微生物引起的食醋安全问题。此外, 山西老陈醋酿造工艺中采取熏醅加煎煮相结合的杀菌方法, 也解决了此类安全问题。其中熏醅时间长达3～5d, 温度控制在70～90℃。
2.6 陈酿工序
传统的食醋陈酿包括醋醅陈酿、醋液日晒陈酿、醋液密封陈酿、活菌陈酿等多种陈酿方式。镇江香醋采取先将即将成熟的醋醅压实盖严, 封存一定时间后直接淋醋, 然后将熟醋注入特制陶坛密封6个月以上的陈酿方式。部分山西陈醋采取太阳日晒陈酿或不锈钢陈酿罐或缸的方式进行密封陈酿;山西老陈醋采取“夏伏晒、冬捞冰”的传统工艺进行陈酿。永春老醋采取醋液加酒、白糖等辅料进行活菌陈酿的方式。
陈酿设备一般为陶坛、大缸。目前各大醋厂都在升级陈酿工艺。采用将食醋放置于太阳房的陈酿池中, 利用太阳能加热回流食醋集热式和太阳直射双重陈化, 加快了陈酿速度和效果。
3 产品质量安全状况
3.1 产品质量安全问题
2011年8月初被媒体曝光的山西陈醋的“勾兑门”事件。暴露出市场上确有一些厂家用工业冰醋酸直接勾兑食用醋。市场上标注“山西陈醋”或“山西老陈醋”字样的食醋产品, 并不全是山西企业生产的, 扰乱了山西食醋行业正常的市场秩序。
根据国家质检总局2012年5月11日通报的食醋产品质量国家监督抽查结果, 有9种产品不符合标准或产品明示质量要求。本次共抽查了北京、天津、内蒙古、辽宁等16个省、自治区、直辖市254家企业生产的264种食醋产品, 依据食醋等相应产品标准及产品明示质量要求, 对食醋产品的游离矿酸、总酸等13个项目进行了检验。抽查发现, 有9种产品不符合标准或产品明示质量要求, 其中7批次总酸含量低于标准〗要求, 1批次菌落总数超标, 1批次食品添加剂苯甲酸超标[9]。
2015年某消费者在内蒙古购买了983箱2L桶装某品牌陈醋, 运回后发现70%以上有涨包、溢液现象。但经多地食品质量安全监督检验研究院检测合格, 这种产品出现涨包、溢液等问题, 属于按照现有检测方法很难检测出的隐性的微生物污染问题[10]。
市场监管总局关于28批次食品不合格情况的通告 (2018年第25号) , 某公司生产的香醋, 苯甲酸及其钠盐 (以苯甲酸计) 检出值为1.22g/kg, 比国家标准规定 (不超过1g/kg) 高出22.0%[11]。
从以上国家监管部门检测结果和市场上出现的问题可以看出, 食醋产品的质量安全问题主要有:第一, 食醋中非法添加非食用物质问题, 主要表现在利用工业冰醋酸勾兑食醋;第二, 食醋中超范围、超限量使用食品添加剂问题;第三, 食品中微生物污染问题, 主要表现在食醋微生物菌落总数超标问题, 还包括很难检测出的隐性的微生物污染问题;第四, 食品中质量指标不符合标准问题, 主要表现在总酸和不挥发酸方面;第五, 采用配制食醋工艺, 冒充酿造食醋, 理化指标符合酿造食醋的标准要求;以次充好等假冒行为:以普通品牌食醋冒充知名度较高的食醋、以非地理标志产品冒充地理标志产品等[12]。
3.2 加强生产环节监管与品质控制
要加强对从业人员进行《食品安全法》、GB 8954-2016《食品安全国家标准食醋生产卫生规范》、GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》、GB 18187-2000《酿造食醋》等食醋相关最新标准的法律法规的培训, 提高从业人员素质。做到不乱添加、不违法添加、不超量添加食品添加剂, 不违法添加非食用的化学物质冰醋酸等。提高生产人员的技术水平, 加强生产过程的质量监控工作, 从而提高食醋的产品质量和安全性。
加快产学研结合, 依托科研院所的技术力量帮助食醋企业提高食醋的生产技术水平。鼓励食醋企业引入和建立食品安全管理体系ISO22000和危害分析与关键控制 (HACCP) 体系等国际先进管理体系[13], 应用体系知识将原料、生产过程、加工、贮存、销售的危害因素降低到最低限度, 提高食醋安全管理能力, 提高产品质量。
3.3 加快完善更新食醋相关的标准
加快对酿造食醋的修订工作。GB 18187-2000《酿造食醋》标准中, 产品的理化指标仅包括总酸、不挥发酸、可溶性无盐固形物3项, 不能满足掺假鉴别等更高的指标要求。
2018年6月21日由国家卫生健康委员会、国家市场监督管理总局发布的食品安全国家标准包括GB 2719-2018《食品安全国家标准食醋》于2019年12月21日起实施, 将代替GB 2719-2003《食醋卫生标准》及第1号修改单。新标准将配制食醋从标准中移出, 仅适用于传统酿造的食醋。配制食醋可适用于复合调味料等相关标准, 在相应的国家安全标准出台前, 按相应的行业标准或推荐性国家标准执行。在本标准实施后, 不得再以“醋”为食品名称。增加冰乙酸 (又名冰醋酸) 、冰乙酸 (低压羟基化法) 不可用于食醋的规定[14]。
制定切合实际的游离酸检测标准, 切实解决食醋生产中的假冒和掺假工业冰乙酸等问题。GB 5009.233-2016《食品安全国家标准食醋中游离矿酸的测定》, 本标准于2017年3月1日代替GB/T 5009.41-2003《食醋卫生标准的分析方法》中4.2游离矿酸。
地理标志性产品的推出, 对保护区域性传统食醋非物质文化遗产起到了重要作用, 例如GB/T 19777-2013《地理标志产品山西老陈醋》、GB/T 18623-2011《地理标志产品镇江香醋》。
3.4 加大政府监管力度
提高行业准入门槛, 淘汰一批不符合生产要求和生态环境要求的小作坊式企业, 从生产许可的审核就要严格将不符合要求的企业拒之门外。执法监管机构市场监督管理局要加强对食醋生产企业的例行检查工作, 切实加强对市售产品的例行抽查工作, 对不符合项目从严整改, 对假冒伪劣产品从严查处。
参考文献
[1]邹东恢, 邹丰谦, 郭宏文.食醋的加工特点与设备选型及展望[J].中国调味品, 2017, 42 (8) :67-70, 105.
[2]龙井.海天4000万发力“醋”, 搅动250亿市场, 70%小作坊们要颤抖了![EB/OL]. (2017-02-08) /[2019-01-20].
[3]陈绍旭, 姜吉维, 聂承龙.食醋酿造技术发展趋势刍议[J].商品与质量, 2017 (36) :43.
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