一种酒渣制醋的配方及其工艺方法与流程

1.本发明属于制醋生产技术领域，具体涉及废物利用并能产生更高价值的一种酒渣制醋的配方及其工艺方法。


背景技术：

2.现有技术中的食醋酿造工艺，主要包括液态法发酵酿醋工艺和固态法发酵酿醋工艺。其中：
3.液态发酵是指液体发酵，将物料首先制备成液态,再将微生物接入而产生的生物反应过程。液态法发酵酿醋工艺通常以酿造好的米酒和醋酸菌种子液为主要原料，经过调酒度、调酸度后，接种醋酸菌种子液进行液态发酵，最后排醋即可得到成品醋。液态法发酵酿醋的优点在于制作速度快、成本低、产量高；缺点在于由于发酵速度快而导致其他有益成分的含量偏低，需要在后期添加其他成分以增强其滋味。
4.固态发酵是指固态发酵，是微生物在没有或基本没有游离水的固态基质上的发酵方式，固态基质中气、液、固三相并存，即多孔性的固态基质中含有水和水不溶性物质。固态法发酵酿醋工艺通常以酿造好的米酒、稻壳、麸皮和醋酸菌为主要原料，常规的配方是40～60份6～6.5％vol米酒，10～15份稻壳， 25～30份麸皮，5～8份醋酸菌种子液，调酒度后进行固态发酵，在发酵的过程中进行淋醋，最后过滤得到成品醋。固态法发酵酿醋的优点在于：水分活度低、基质的水溶性较差，有利于微生物的生长，酶活力高、酶系丰富；发酵过程粗放，不需严格无菌条件；设备构造简单、易操作；后处理简单，基本无废水排放；而缺点则在于限于耐低水活性的微生物，选择少；发酵速率较慢，生产周期长；天然原料成分复杂，有时变化，影响产量质量；工艺参数难以检测和控制；产率较低。
5.所述的酿造米酒又称黄酒，因为当代以粮食为原料酿造的酒都可归于黄酒类。酿造好的米酒除了直接作为成品出售以外，还是酿造食醋的主要原料。
6.米酒的酿造，一般采用蒸熟的大米作为原料，在种曲后进行发酵，在发酵结束后过滤，得到酒液和固体残渣——酒渣。一般每1t大米在酿造米酒的过程中，可酿得约4.5t的米酒，同时会产生大约0.5t的酒渣。由于酒渣中仍然含有约50wt％的酒精以及大量的蛋白质与纤维素，故在现有技术中，一直是由饲料生产企业上门收购酒渣作为饲料原料，售价大约120元/t。
7.现有技术中有的企业还对酒渣进行压榨，以便进一步获得一定量的成品米酒，这种经过压榨的酒渣仍然含有酒渣重量约50wt％的酒精以及大量的蛋白质与纤维素，仍可以作为饲料原料出售。因此，现有技术对酒渣的处理方式最终都是将酒渣作为饲料原料直接出售给饲料生产企业。虽然这也是废物再利用的处理方式，但其所产生的经济效益比较低，酒渣的经济潜力并未能充分挖掘出来。
8.以申请人合作的米酒厂生产情况为例，在米酒的生产过程中，通常2～3天就会出一次酒渣，由于酒渣量较大，通常有数吨计，酒厂大多对酒渣不做低温保藏。而在常温下储藏的酒渣，第二天其大部分的酒味就会消散，第三天，就开始出现酸败的气味，表面开始变
黑。因此，酒厂都需将酒渣尽快出售，不宜长时间积存，故这种处理方式还是会受到出货时间、运输路程和气温的限制，甚至会受到饲料行情波动的影响。一旦因上述某种原因导致饲料生产企业延误收购酒渣，酒厂通常不会耗费大量的电能保藏酒渣，而是让酒渣酸败坏掉，成为真正的废物垃圾。
9.此外，在米/黄酒的生产过程中还会生成另一种副产物：酒脚。它不仅包括压榨出酒液的过程中过滤的残渣，还包括用坛或大罐贮酒后沉积在底部的沉淀液。酒脚中也含有丰富的有机物，主要成分为不溶性蛋白质、多糖类、糖色、多酚、β-葡聚糖、糊精及无机物，尚有部分乙醇。现有技术中对酒脚的处理一般是作为废液排掉，也有将酒脚再做过滤处理，清液混合到成品酒中，干酒脚掺入酒糟中进行蒸馏酒精的处理方式；还有用作饲料的，但消耗量有限。总言之，无论如何最终仍然会留下废物需要处理。
10.若直接将酒脚进行排放的话，因酒脚内含有大量的有机物，会造成水质富营养化，降低水体的ph值，妨碍水体自净，使水质恶化、土壤酸化或盐碱化。对渔业水体而言，ph值不得低于6或高于9.2，如当水体ph值为5.5时，就会导致一些鱼类无法生存或繁殖率下降；农业灌溉用水的ph值要求为5.5～8.5。此外，酸性废水也会对金属和混凝土材料造成腐蚀。因此，酒脚需要经过环保处理后才能排放，导致增加了额外的费用。
11.在食醋酿造的过程中也会产生醋脚。醋脚的产生方式与酒脚相似，也产生于醋液压榨和储存过程中。醋脚中同样含有不溶性蛋白质等营养物质，同样需要进行废液处理。
12.基于此，米酒和食醋生产企业每年都要花费不少成本处理这些副产物，在增加企业的生产负担的同时，这些副产物中的有益物质也不能得到良好的利用，造成资源的浪费。


技术实现要素：

13.本发明的第一个目的在于提供一种酒渣制醋的配方，该配方能实现用酿酒废料酒渣来替代米酒主料搭配酒脚等副产品酿造米醋，不仅能使米醋品质达标，而且还能降低原料成本，提高米醋的生产利润，并且还能实现酒渣酒脚的有效再利用，节约废料处理成本，达到促进循环经济的目的。
14.本发明的第二个发明目的在于提供利用上述酒渣制醋的配方酿造米醋的工艺方法，该方法能实现用酿酒废料酒渣来替代米酒主料酿造品质达标的米醋，从而实现酒渣的有效再利用，在节约生产原料成本、提高米醋生产的利润空间的同时，还能够大量消耗酒渣，使酿酒生产线生成的酒渣全部转化为制醋原料成为可能，为实现米醋上游生产线的清洁生产打下基础。
15.本发明的第一个目的通过以下技术方案实现：
16.一种酒渣制醋的配方，包括发酵基料、稻壳、发酵剂和水，其特征是，所述的发酵基料采用米/黄酒生产的酒渣，所述的发酵剂采用醋酸菌种子液、酒脚、醋脚和/或醋浓缩液，所述配方以质量份数计算如下：
17.酒渣40～60份；醋酸种子液4～6份；醋脚和/或醋浓缩液5～15份；酒脚20～30份；稻壳15～20；水40～60份。
18.本发明所述的酒渣采用的是米/黄酒酿造过程中产生的酒渣；所述的醋酸菌种子液为处于发酵旺盛期的发酵液，其总酸达到3～4％。
19.所述的醋浓缩液为使用超滤膜过滤机进行错流过滤，在产出清液的过程中，浊液
不断浓缩，最后形成颜色深且相对较浓浊的醋液。
20.本发明最大的特点是采用米/黄酒的酒渣替代米酒作为发酵基料，从米/黄酒生产线上产生的酒渣由于经过压榨，水分含量非常低，基本呈固体块状形态，因此，利用酒渣进行酿醋生产时，无疑需选用固态发酵法。但酒渣原料的形态与传统固态发酵醋醅体态相差甚远，是无法进行直接接种并做固态发酵的。本发明人经过长时间的研究发现，可以在酒渣中加入酒脚和水来溶解酒渣，在将固体酒渣调成糊状的同时又能将其酒精度调整至酿醋醋醅所需的酒精度数。但是，糊状的酒渣仍然不同于传统固态发酵醋醅体态，其内部粘稠度较高，通气较困难，还是难以满足固态发酵的条件。所以，还须在糊状酒渣中加入适量的稻壳，使其具有一定的疏松度才行。研究发现，上述配方中的稻壳添加量制成的酒渣酿醋醋醅能够符合固态发酵的通氧要求，发酵速率比较理想。
21.由于酒渣中的酵母菌和杂菌较多且较活跃，如果用现有技术中的醋酸菌接种，醋酸菌无法成为优势菌种，会导致发酵第三天或第四天发生腐败变质，具体表象是酒渣制成的醋醅表面会出现许多的白点，醋醅有明显酵母味，酵母菌抑制醋酸菌的生长，到第四天就会出现氨臭味。发明人后来采用醋酸菌种子液替代醋酸菌作为发酵剂，并在酒渣醋醅中添加醋脚或者醋浓缩液来调节ph值和抑制酵母菌的生长，同时为醋酸菌提适宜的生长条件，从而增强醋酸菌的活性才解决了酒渣发酵腐败变质的问题：在酒渣醋醅中添加一定量的醋脚或/和醋浓缩液后，发酵第三天开始有明显酸味，总酸测得1.8～2.5g/100ml，有固态醋特有的香气，发酵全过程不再有白点出现，无腐败情况。
22.本发明利用酒渣中含有较多米酒和丰富的曲种代替常规工艺中的大曲、部分或全部酒液以及麸皮，通过上述发酵的方式消耗掉酒渣中残留的酒精和其他营养成分，使之得到充分的利用；用醋酸菌种子液替代醋酸菌作为发酵剂，所述醋酸菌种子液中的醋酸菌处于发酵旺盛期，能使发酵基料更快地得以发酵，减少霉变发生的可能性。本发明将米酒酿造中的酒渣转变为食醋酿造的原料，在实现米酒绿色酿造的同时，实现了从废料到高价值成品醋的转化。
23.酒脚、醋脚和/或醋浓缩液中含有营养成分，在酿醋配方中加入上述组分，不仅能有效地处理掉现有技术中视为废液的酒脚、醋脚和/或醋浓缩液，还能提高酿造得到的食醋的品质。
24.本发明所述配方推荐的实施例以质量份数计算如下：
25.酒渣50～55份；醋酸种子液5～6份；醋脚和/或醋浓缩液5～10份；酒脚23～27份；稻壳15～18；水45～55份。
26.更优选地，酒渣50～55份；醋酸种子液5～6份；醋脚和/或醋浓缩液 5～7份；酒脚25～26份；稻壳15～16；水50～53份。
27.当选择醋脚 醋浓缩液组合时，醋脚与醋浓缩液之间的配比为任意比例。
28.本发明的第二个目的通过以下技术方案实现：
29.上述酒渣制醋配方的工艺方法是，采用固态发酵法，将所述酒渣、醋酸菌种子液、稻壳、酒脚、醋脚和/或醋浓缩液和水作为发酵原料，将所述的发酵原料按上述配比进行混合，利用醋脚或/和醋浓缩液来调节酒精度至6～6.5％vol，得醋醅；拌醅并进行固态发酵，发酵过程中定时翻醅、淋醋，在发酵结束后，过滤得醋液。
30.在本发明所述的方法中，每种原料的添加均有特定的作用：其中，稻壳的作用在于
增加疏松度，提升醋醅通氧能力；醋脚和/或醋浓缩液的作用在于改变 ph值，抑制酒渣中酵母的生长，同时为醋酸菌提供适宜的生长条件；酒脚与水的作用在于改善酒渣的粘稠度，优化发酵过程中的通氧效果。
31.在本发明所述的固态发酵过程中，所述的定时翻醅可以是每日进行翻醅。
32.作为本发明一种优选的实施方式，所述的固态发酵采用分批加料的方式，即将新鲜的发酵原料分批加投到发酵反应中，具体方法为：首次将所述酒渣、稻壳、酒脚和水、醋脚或/和醋浓缩液混合后进行固态发酵，在发酵开始一段时间后，第2次将上述原料中的酒渣、稻壳、酒脚和水按配比混合后，加投到正在发酵的醋醅中，共同进行发酵一段时间后，第3次将上述原料中的酒渣、稻壳、酒脚和水按配方混合后加投到所述共同发酵的醋醅中，每次投料量约为总发酵体积的三分之一。
33.优选地，所述分批加投料的时间与米/黄酒生产线的出渣时间对应，通常是间隔2～4天，即在第1次混合原料后的第2天为发酵第1天计，在第3～5天做第2次投料，到第6～9天做第3次投料。
34.本发明采用分批的方式进行投料，一方面能与酒厂生产线的出渣频次对接，酒渣出渣后可以直接投入发酵罐中，既保证了酒渣原料都是新鲜的，又省去了生产企业另设原料储存设备及操作和相关成本；另一方面，使得每一批次加入的原料量变得相对较少，其中的营养物质能及时被发酵反应所消耗，让醋酸菌成为发酵容器中的优势菌种抑制杂菌的生长，避免原料腐败情况的出现，同时可将酒渣中的酒转化为半成品醋；在上一批次的原料发酵几天后，大部分有益物质被消耗，此时再加入新的发酵原料参与发酵反应，使发酵反应保持较高的速率，发酵充分，如此往复，直至发酵结束。本发明在发酵过程中的品温为 20～40℃。仅在温度过高的情况下才会影响发酵中的酶反应，因而在不超过46℃的条件下都不需要对发酵进行控温。
35.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
36.1、本发明通过将酒渣、酒脚、醋脚等在酒、醋酿造过程中产生的副产物作为米醋酿造的原料，生产出品质达标甚至更优的4～6
°
米醋产品，为这些副产物提供了一种高效的再利用途径，变废为宝。不仅能解决现有技术中这些副产品所带来的环境污染和企业对它们处置的麻烦和成本问题，还能带来更高的经济收益，一举多得。
37.2、本发明所述的制醋的工艺方法可以与上游的米酒(黄酒)生产线进行对接，使米酒生产线产生的米酒渣、酒脚能即时地进入到制醋的发酵容器中，并参与到发酵反应中，从而使得米酒生产线中所生成的副产物得到及时的消耗，实现流水线式的高效生产模式，所有原料除了生产用水，均来自生产过程，充分利用了生产过程中淘汰的残次品，形成绿色循环生产，既能有效避免污染的产生，又能降低原料成本和节约废料处理成本，且设备投入低，明显提高米醋的生产利润。
38.3、本发明与现有的制醋工艺相比，使用酒渣替代了本身就具有商品价值的米酒作发酵基料、结合酒脚、醋脚和/或醋浓缩液作为发酵剂进行发酵制醋，不仅有效地节约了米醋生产的原料成本，同时还能叠加所替代的米酒产生的经济收益，为生产企业带来明显的经济效益：以米酒生产线年产1000吨的10％vol 米酒计算，每年产生的酒渣达80吨，将这些酒渣作为原料用于本发明所述的制醋工艺中，可产生120吨米醋；使用传统的以米酒作为原料制醋的工艺制得 120吨米醋需要消耗57.14吨10％vol米酒，因此在上述情况下可以节约
57.14 吨10％vol米酒，以米酒1300元/吨计，仅节约米酒的成本所产生的经济效益就近8万元。再叠加生产120吨米醋节约的原料成本及处理废料的环保成本，可以为生产企业额外带来明显的经济效益。
39.4、本发明生产的米醋品质不仅能达标，而且风味比现有制醋工艺生产的米醋更丰富：本发明由于固态发酵醋醅中还原糖较少，褐变反应较弱，因此淋醋液颜色与陈醋一淋有明显区别，颜色为黄色，但固态发酵法的发酵呈味体系较液态发酵法更复杂，故风味较液态发酵法发酵的米醋更丰富。
具体实施方式
40.以下通过具体的实施例对本发明作进一步的说明。
41.实施例1～5使用如下表1所示的配方进行制醋，表中的数据均以为质量份数。 表1
[0042][0043]
实施例1～5制醋工艺采用固态法发酵，具体操作为：
[0044]
s1：本发明采用分批加投的方式：首次混料按上表所示配方将所有的发酵原料进行混合，并调节酒精度，作为第1次投料得醋醅，；
[0045]
s2：对s1所得醋醅进行拌醅并进行固态发酵，混料拌醅首日为第0日，第二天起定义为发酵第1天，发酵过程中定时翻醅、淋醋，并分别进行2次投料，即分别在发酵的第4天和第8天进行补料，每次加投料之间间隔3日，补充加投的发酵原料包含酒渣、稻壳、酒脚和水，仍按原配比进行混料，不包含醋酸菌种子液和醋脚/醋浓缩液，并持续进行发酵十二天，在发酵结束后，过滤得醋液。
[0046]
对实施例1～5及对比例1的发酵过程进行记录，具体如下表2所示。
[0047]
表2
[0048]
[0049][0050]
实施例1～5在发酵十二天后，总酸达到成品醋的所要求的水平，过滤后可得6
°
醋液，而且在整个发酵过程中未观察到有腐败的情况出现。
[0051]
对比例1为同样采用酒渣代替米酒酿醋，但没有用醋脚和/或醋浓缩液调节 ph值和没有分批投料的试验例，在发酵至第三天时醋醅会出现腐败的气味，并在第四天时因醋
醅完全腐败而废弃。
[0052]
从实施例1～5和对比例1的比较可见，醋脚/醋浓缩液改变ph值，以抑制酒渣中酵母的生长，同时为醋酸菌提供适宜的生长条件的作用，对于保证本发明所述制醋方法在发酵过程中防止腐败出现而言起到重要的作用。
[0053]
实施例6～10使用如下表3所示的配方进行制醋，表中的数据均以为质量份数。表3
[0054][0055]
实施例6～10制醋工艺采用固态法发酵，具体操作为：
[0056]
s1：按上表所示发酵原料配方进行第1次混料，并调节酒精度，得醋醅；
[0057]
s2：对s1所得醋醅进行拌醅并进行固态发酵，混料拌醅首日为第0日，第二天起定义为发酵第1天，发酵过程中定时翻醅、淋醋，并分别在发酵的第3 天和第7天进行补料，补充加投的发酵原料包含酒渣、稻壳、酒脚和水，不包含醋酸菌种子液和醋脚/醋浓缩液，并持续进行发酵十四天，在发酵结束后，过滤得约6
°
的醋液。
[0058]
对比例2
[0059]
以使用米酒作为原料进行制醋的传统工艺与本发明作为对比：
[0060]
在传统的制醋工艺中，以米酒作为主料，麸皮和稻壳作为辅料，将主料、辅料和水混合调配至6.5％vol后进行发酵，待发酵至总酸达到需求的数值时，即得到成品醋。
[0061]
对实施例6～10及对比例2的发酵过程进行记录，具体如下表4所示：
[0062]
表4
[0063][0064]
[0065]
实施例6～10中，实施例6～8为分批投料，实施例9～10为一次性混料发酵，都采用了醋脚/醋浓缩液改变ph值，以抑制酒渣中酵母的生长，同时为醋酸菌提供适宜的生长条件的作用，在发酵十二天后，总酸都能达到成品醋所要求的水平，过滤后可得约6
°
醋液，而且在整个发酵过程中未观察到有腐败的情况出现；对比例2为现有技术米酒制醋案例，所得米醋品质符合国家标准。
[0066]
实施例1～10感官方面与对比例对比情况参见表5
[0067]
表5
[0068][0069]
需要指出的是，上述实施例仅是对本发明的进一步说明，而不是限制，其中的发酵时间并不限定为十二天，本发明所得醋液可按常规工艺调制为4.5～6
°
的成品醋，本领域技术人员在与本发明技术方案的相当的含义和范围内的任何调整或改变，都应认为是包括在本发明的保护范围内。