酶制剂在食醋生产中的应用
发布时间：
2021-01-13
近年来，随着对传统制醋生产工艺的改革和各种新型酶制剂的开发应用，给传统制醋工艺注入了新的活力。实践证明，采用新工艺制醋不仅可以减少劳动强度，缩短生产周期，而且能够降低生产成本，减少环境污染，提高产品质量，值得推广应用。
近年来，随着对传统制醋生产工艺的改革和各种新型酶制剂的开发应用，给传统制醋工艺注入了新的活力。实践证明，采用新工艺制醋不仅可以减少劳动强度，缩短生产周期，而且能够降低生产成本，减少环境污染，提高产品质量，值得推广应用。
食醋生产中常用的酶制剂
我国的制醋工业多是在古老落后的生产工艺基础上发展起来的。随着生产的不断发展，在保持原有特色的基础上，醋厂开始采用纯酵母菌及固体糖化酶，进行大罐低温、边糖化边发酵生产酒醅，再用醋酸菌，以池代缸，固态分层醋酸发酵，新工艺制醋大大提高了劳动生产率。上世纪90年代，国内大型制醋企业又开始对原制酒醅工艺落差式、开放式生产形式进行改造，采用原料粉碎后加入高温淀粉酶，连续蒸煮，加糖化酶糖化后酒精发酵的新工艺，取得了良好的效果。目前，在食醋生产中常用的酶制剂有以下几种：
1.耐高温α-淀粉酶（HTAA）
为液体酶，规格为20000U/ml，添加在蒸煮前的调浆工序。高温淀粉酶在高温时能将原料中的淀粉水解为可溶性糊精和少量低聚糖，降低醪液的黏度，以利于醪液的流动和输送。其最适作用温度为90℃-110℃，pH值为6-6.5。目前，一种耐酸型高效耐高温淀粉酶新品正推向市场，由于其很好的耐酸性，更适应生产过程中原料易变酸的情况，在糖化不调节pH值的情况下，更有利于糖化酶发挥作用，且操作更加简便。
2.中温α-淀粉酶（LTAA）
中温α-淀粉酶为液体酶，其规格为2000U/ml和3000U/ml，作用方式与高温淀粉酶相同，最适作用温度为7℃-90℃，pH值为6-7。对生产而言，针对不同的工艺条件，中温或高温淀粉酶二者选择一种即可。
3.高转化率糖化酶（GA）
糖化酶是一种外切酶，又称为葡萄糖淀粉酶，该酶分为固体和液体两种剂型，规格分为50000U/g和100000U/g。它能从液化淀粉的非原性末端水解α-1，4- 葡萄糖苷键，产生葡萄糖和少量低聚糖。糖化酶的作用温度为60℃，pH值一般在4-5。
酶制剂在制醋生产中的应用
借鉴现代酒精生产的"双酶法"工艺，是对传统制醋工艺的一次重大突破。实践证明，中小型食醋厂以糖化酶等酶制剂代替制曲后，可以提高原料的利用率，降低生产成本，提高产品质量。
1.淀粉酶的应用
制醋生产中，原料经过粉碎、调浆后，必须进行蒸煮。其目的是：（1）淀粉质原料在一定温度和压力下，细胞组织彻底破裂，原料内所含的淀粉颗粒吸水膨胀，使淀粉颗粒由晶体状变成溶解状态的糊化液；（2）原料在高温条件下彻底灭菌，防止在发酵过程中产酸。
为了使浓醪受热时稀化，便于管道输送，在蒸煮锅中也便于流动，在调浆时需加入中温淀粉酶。当温度上升到70℃时达到其作用温度，随着温度的升高，中温淀粉酶发挥作用，醪液黏度逐渐降低；达到90℃时，酶便失去活力，从而完成其在高温蒸煮前期的作用。中温淀粉酶在加入时一般不需要调节pH值，添加量一般为1U/g原料，以2000U/ml规格计，加量体积分数为0.05%。高温蒸煮是我国的传统工艺，技术较为完善，但由于其耗能大，对设备要求高，且高温会使淀粉过度分解，形成不可发酵性糖和其他物质，所以正日益受到新工艺的挑战。
2.糖化酶的应用
经过蒸煮的糊化醪，加入一定量的糖化剂（曲或酶）使其进一步转化为可发酵性糖，这一过程称为糖化。糖化工艺分为间歇糖化和连续糖化，间歇糖化采用单个糖化锅，待醪液冷却到糖化温度后，加糖化酶，这时一般不需调节pH值；此后保温搅拌，维持30-60分钟，进入发酵工序。加酶量一般为80-120U/g原料，以100000U/ml规格计，加量体积分数为0.1%；连续糖化一般由几个糖化锅串联而成，醪液在锅内停留时间不少于30分钟，糖化酶流加时，必须控制好流加速度与醪液流量保持一致。
在糖化酶品种的选择上，传统的固态发酵工艺以酶代曲，可以选择固体糖化酶；在间歇糖化时，固体或液体糖化酶可以直接加入糖化锅，不必稀释；在连续糖化时，可先用温水稀释糖化酶后进行流加；液体糖化酶由于浓缩倍数高、活力高、酶系纯、杂质少，使用效果优于固体糖化酶；复合糖化酶由于进一步提高了最终成品醋的收得率，因此，比普通糖化酶有着更好的效果。
3.其他酶制剂的应用
近年来，随着更多新型酶制剂的不断出现，各种新工艺正在不断应用。由于生产原料中除淀粉外，还含有纤维素、蛋白质等其他成分，利用不同种类的酶制剂将其转化为可被生产利用的有用物质，将会大大提高原料的利用率，有利于降低成本，减少废物排放。
（1）在淀粉质原料中添加纤维素酶。如在淀粉质原料中添加纤维素酶，可将纤维素降解为酵母可利用的糖，从而提高出酒率。其作用温度为50℃-70℃，pH值为4-6.5，在糖化工序添加，添加量为0.04%-0.05%，发酵时可提高出酒率1%以上。
（2）在糖化工序添加酸性蛋白酶。虽然原料中含有很多蛋白质，但酵母无法直接利用。而在糖化工序添加酸性蛋白酶，可将蛋白质转化为多肽和氨基酸，增加醪液中酵母可吸收性氮，促进酵母生长繁殖，提高酒精生产速率。由于α-氨基酸的增加，减轻了酵母菌细胞氨基酸合成代谢负荷，使葡萄糖更多地转向发酵生成乙醇，从而提高了原料出酒率。一般酸性蛋白酶的最适pH值在3-5，作用温度40℃-50℃，添加量为0.01%。
制醋作为我国传统酿造业的代表，要改变现有的生产面貌，不断提高生产水平和生产规模，就必须对陈旧落后的生产工艺进行改革创新。近年来，随着各种新型酶制剂的应用，给制醋业这一传统工业注入了新的活力，对促进其不断发展与进步将起到十分重要的作用。
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