《年产8000吨海棠果醋饮料工厂设计发酵工艺研究大学本科毕业论文.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产8000吨海棠果醋饮料工厂设计发酵工艺研究大学本科毕业论文.doc（41页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、长春工业大学本科毕业论文中 文 摘 要本设计重点研究了年产8000吨海棠果醋饮料工厂的基本生产工艺，同时还对厂区总平面布置、公用工程、环境保护及综合利用、工业卫生和劳动保护等方面内容，结合实际情况进行了全面的概述。设计了厂区总平面图、海棠果醋生产工艺流程图、车间工艺设备平面布置图。海棠果醋饮料是用海棠果为原料，经过分选、清洗、破碎、酶处理、榨汁、糖酸度调整、酒精发酵、醋酸发酵、陈酿、调配、杀菌、灌装等工艺制成的。海棠果醋饮料是传统的果醋饮料中的一个创新，它不仅口感柔和、酯香浓郁，甜而不涩，风味独特，而且含有丰富的维生素C，是良好的保健醋。关键词：海棠；酒精发酵；醋酸发酵；果醋饮料With an
2、 annual production capacity of 8,000 tons of begonia vinegar drink factory designAbstractThis design Focus on an annual output of 8,000 tons of begonia vinegar drink factory processes the basic production process, but also on the plant layout，environmental protection and Comprehensive utilization, i
3、ndustrial health and labor protection and other aspects, the actual situation with a comprehensive overview. Design the general layout of the plant, Begonia vinegar production process flow diagram, the workshop process equipment layout diagram. The begonia vinegar drink is common denominator for the
4、 raw materials selection, washing, crushing, enzyme treatment, juice, sugar, adjust acidity, alcohol fermentation,acetic acid fermentation,aging,blending, sterilization and bottling process made. Begonia vinegar drink in the traditional fruit juice is a innovation, which not only taste soft and este
5、r aroma rich， sweet but not astringent，unique flavor，but also rich in vitamin C，and it is good care vinegar.Keywords: begonia; alcohol fermentation; acetic acid fermentation; vinegar drinkI目录中 文 摘 要IAbstractII第一章 总论11.1概述11.2 设计依据21.3 设计指导思想21.4 设计范围31.5 建设规模及产品方案31.6 主要原材料、辅助原料、动力消耗指标31.7 工作制度和全厂定员
6、4第二章 总平面布置62.1 厂址概述6第三章 生产工艺73.1 原料及产品的质量标准73.2 生产技术方案选择8第四章 公用工程254.1 建筑结构12254.2 给水、排水及消防设施274.3 供电294.4 供热314.5 采暖与通风32第五章 环境保护及综合利用325.1 生产中的主要副产品及“三废”325.2 海棠果渣及其“三废”的处理措施32第六章 企业的安全卫生346.1 工业卫生346.2 劳动保护34致谢36参考文献372第一章 总论1.1概述食醋是我国酸性调味品之一，主要成分为醋酸，此外还含有氨基酸、糖分、脂类等物质。醋的营养成分丰富，含有十几种有机酸，能够有效的维持人体酸
7、碱平衡、清除体内垃圾，调节人体代谢、具有很强的防癌抗癌作用，能预防多种疾病，促进血液循环、增强钙的吸收、提高集体免疫力、延缓衰老、消除机体疲劳、开胃消食、解酒保肝、防杀细菌等功能。其中各类果醋果香浓郁、酸甜可口，具有很高的医用价值，是其他饮料无法超越的，是将营养、食疗、保健融合为一体的新型饮料。据2007年长春市新文化报报道，长春市城西镇一家果园数百吨海棠果因无法加工，只能用来喂鹅，也有很多海棠果因储存不当造成腐烂变质，最后只能扔掉。这对经济也是有一定影响的。如果能以这些水果发酵制成果醋，就可以达到变废为宝，节约资源的目的。本文研究的海棠果醋是以海棠果为原料，不添加任何添加剂，保持海棠果原有风
8、味，经过液体发酵制成的保健产品，包装后即可投入市场。开发海棠果醋，不仅符合以果代粮发酵的方针，达到节约粮食的目的，还可以增加果醋的品种。海棠在全国很多省市都有种植，其中河北省怀来县海棠的种植规模最大，是全国最大的海棠果产区。20世纪90年代，许多果树工作者发现了海棠果的潜在价值，对其进行了深入研究。海棠果中含水量比较高，有利于榨汁。海棠果糖含量比苹果高，含有丰富的维生素C，营养价值可以与苹果相提并论，是优异的果醋酿造原料。果醋不仅具有一般食醋的保健功能，还有果醋特有的保健功能。它能消除疲劳消除肌肉酸痛，降低血压，分解胆固醇，预防动脉硬化和心血管病的发生，增进食欲，促进消化。此外还有水果的保健功
9、能。1.果醋有助于肝脏的解毒功能，调节代谢，提高集体免疫力，具有很强的防癌抗癌作用。2.果醋中的酸性物质可以促进消化液的分泌，从而达到健胃消食、增进食欲的功效。饮酒前后食用果醋，可以加快酒精在体内的分解代谢速度，进而起到解酒的功效。3.果醋在美容护肤方面有独到之处，有调节血液循环的功能。它的微酸性对皮肤有柔和的刺激作用，可以平衡皮肤的pH，也可以控制油脂的分泌。4.果醋不仅使碳水化合物和蛋白质等在体内的新陈代谢顺利进行，还可以分解体内过多的脂类，防止堆积。长期引用果醋具有减肥的功能，并能延缓衰老。5.果醋中含有丰富的维生素、氨基酸和氧在体内能与钙质合成醋酸钙，增强钙质的吸收。各类丰富的有机酸能
10、有效的维持体内酸碱平衡，调节体内代谢，刺激大脑神经，具有开发智力的功效。随着人们对果醋的深入认识，果醋的需求量迅速增长，果醋作为功能性饮料已经逐渐被消费者接受。作为一种时兴饮料，果醋以其天然、健康、营养的优势已经在市场上赢得了一席之地。由此可见，果醋加工具有较大的利润空间。专家预测，随着果醋生产的扩大，价格会下降到正常价位，但是果醋生产仍具有良好的效益。近年来，国内正面临果醋饮料的第二次商业开发机遇，不少厂家已经开始尝试生产果醋饮料。但是基本上没有生产海棠果醋的厂家，海棠果经常都是储存到腐烂变质之后扔掉，这不仅造成了资源的浪费，更是影响了收入。目前，海棠果醋有巨大的发展潜力，市场上没有任何垄断
11、性的知名品牌，而随着生活水平的提高，人们对绿色、健康食品的认知度不断提高，对海棠果醋这样的绿色、健康饮料的需求量也飞速上涨，海棠果醋这种新型果醋一定会得到消费者的认可，走进千家万户。海棠，这种几乎被人遗忘的水果，如果能作为生产果醋的原料，这无疑是果醋历史上的飞跃。在吉林省长春市建年产8000吨海棠果醋饮料工厂，可以调整当地的产业结构，促进海棠产业的多元化发展，减少浪费。该项目建成之后，可以吸纳当地的剩余劳动力，促进当地人的就业，增加人们的收入。本项目投产结构合理，投资少，见效快，效益高，投资回收期短，发展前景广阔，并符合国家可持续发展战略和三农扶持政策，能积极的带动当地农业的发展，从而达到农业
12、增收、企业增值、国家增税，促进地方经济发展，为社会带来经济效益。另一方面海棠果醋饮料具有较高的营养价值，而且口感柔和、细腻，滋味独特，是绿色健康饮品，该项目建成之后可以让更多的人们喝到滋味独特、味道鲜美而且健康的饮料。1.2 设计依据 1.2.1长春工业大学毕业设计任务书1.2.2实习所获得基础资料1.2.3参考资料（见参考文献）1.3 设计指导思想1.3.1长春市海棠果、煤炭、水、电等资源丰富，原料供应地、能源供应地等离工厂近，交通方便，劳动力充足。1.3.2坚持勤俭节约，增收节支的方针。1.3.3采用先进的生产技术与设备，认真吸取和借鉴国内外各种产品生产的成熟工艺，以及新技术，尽量选用成型
13、设备。1.3.4 合理利用资源，对副产品进行全面的综合利用，变废为宝，节约能源，降低消费指标。1.3.5 满足市场对产品产量及质量的要求，着眼于长远发展，留有余地，力求做到整体布局和场地利用合理。1.4 设计范围1.4.1生产车间 榨汁生产车间、酒精发酵车间、醋酸发酵车间、灌装车间、原料检验站等。1.4.2辅助生产车间机修车间、综合楼、汽车库等、产品检验及研发中心、车场等。1.4.3 公用工程部分。变电站、锅炉房、水泵房、宿舍、食堂、浴室、门卫、污水处理中心等。1.4.4 仓储部分原料库、综合材料库、包装材料库、成品库、煤堆场等。1.5 建设规模及产品方案1.5.1 建设规模海棠果醋酸饮料年产
14、量8000t。1.5.2 产品方案根据市场上的不同消费人群，产品的方案主要有：针对学生餐厅和快餐店、小餐馆的200mL玻璃瓶（回收型）装海棠果醋饮料3000吨；针对学生和上班族等的225mL利乐枕装的海棠果醋饮料2500吨；针对学生族、上班族和游客等的338mL塑料瓶装、海棠果醋饮料2500吨。1.6 主要原材料、辅助原料、动力消耗指标表1-1主要原材料、辅助原料、动力需要量序号名称单位消耗量/h消耗量/d消耗量/y备注1海棠果t2,71465.135080.34出汁率是81.76%2绵白糖t0.0651.551120.98调整糖度3柠檬酸t0.0120.29122.68调整酸度4水t9.45
15、8226.9917705.385电kWh599.6251439115110556汽t9.48277.317730.397冷kJ27569.23661661.51516095688煤t1.4334.322676.961.7 工作制度和全厂定员1.7 .1 工作制度 全年工作日为300天，但考虑到海棠果是季节性水果，为了减少海棠果在储存过程中的成本，海棠果醋饮料只在海棠果收获季节9、10、11三个月中生产。在生产海棠果醋饮料的三个月中，除去每周周日为例行设备检修，所以正常榨汁生产时间是78天，加上尾罐酒精发酵和醋酸发酵的16天，全年生产海棠果醋饮料的时间是94天，每天分为三班，每班每天工作8小时。
16、剩余206天生产其它果汁饮料。1.7 .2 全厂定员全厂定员242人，其中工人190人，管理人员23人，工程技术人员24人,辅助人员5人。表1-2管理及技术人员管理人员技术人员生产工人辅助人员合计厂部1113厂办124党办11生产计划科112动力设备科112技术科123质检科112仓储134销售科178财务科112劳动安全科123行政科112档案室11汽车队12526接待室123小计15938365合计65表1-3公用工程部分定员管理人员技术人员生产工人辅助人员合计变电所112锅炉房145空压机及真空泵房1113水泵房22冷冻站145环保所145浴室134维修车间134食堂189小计26301
17、39合计39表1-4车间定员管理人员技术人员生产人员辅助人员合计预处理车间112225榨汁车间111518发酵车间1120123灌装车间121519质检部门112023包装车间123035合计681221143第二章 总平面布置2.1 厂址概述2.1.1厂区的地理位置、周围环境及其交通运输条件长春经济技术开发区位于长春市区东南部,东至京哈高速公路,南以小河沿子河为界,西起伊通河,北至自由大路-吉林大路-东新路,距长春市中心约5公里,距长春火车站7.8公里,距长春口岸机场14.8公里,距铁路货站2公里。长春经济技术开发区是一个外延式的开发区，长春市经济实力雄厚，在全国城市综合经济实力50强中居上
18、游。交通便利，适合建造工厂。长春经济技术开发区地处东北平原腹地，东接亚洲最大的人工森林公园-净月潭森林公园西临伊通河。长春市地处环日本海东北亚经济圈的中心位置，距蒙、俄、韩等国家均较近。在东北平原中部已形成了一条以大连、沈阳、长春、哈尔滨为中心的东北-西南走向的城市带，共聚集了百余个城镇。长春市位于沈阳、哈尔滨的中间，在东北地区位于中心位置。2.1.2 厂区占地面积86250m2。2.2 总平面图布置与运输2.2.1 总平面图布置的原则1 王颉，食品工厂设计与环境保护M.北京：化学工业出版社，20062 宋纪蓉、黄洁、徐抗震、马海霞，果品生物加工技术与资源循环经济M.北京：科学出版社，2006
19、1(1)布置紧凑合理，节约用地(2)总平面布置符合生产工艺要求(3)满足食品工厂卫生和食品安全要求(4)厂区道路宽度由运输量和运输工具决定2.2.2 厂内外运输表2-1全厂运输量表序号名称单位运输量运输方式备注一运入量1海棠果t/a5080.34汽车本地收购2绵白糖t/a120.98汽车本地采购3柠檬酸t/a22.68汽车本地采购4包装材料t/a9000汽车二运出量1成品海棠果醋t/a17000汽车/火车/轮船2海棠果渣t/a1954.676汽车三总计t/a33178.6762.2.3 总图绘制（图纸）第三章 生产工艺3.1 原料及产品的质量标准3.1.1 海棠果的质量指标海棠果实形状一般分为
20、圆形或者卵圆形，果色有两大类型：红色、黄色，黄色一般是黄底红晕。果实个头能达到23cm，果肉白嫩、多汁，可溶性固形物达17-19%，其出汁率为80%左右。3.1.2 海棠果醋饮料指标（1）感官指标滋味：柔和、清爽，无其它异味气味：具有海棠果醋特有的芳香气味色泽：微黄体态：无悬浮物及杂质（2）理化指标总酸（以醋酸计） 3.5g/100mL氨基酸态氮 0.08g/mL还原糖 1.0 g/100mL砷(以砷计) 0.5mg/kg铅（以铅计） 1.0mg/kg铜（以铜计） 10.0 mg/kg游离矿酸 不得检出食品添加剂 执行（）标准（3）卫生指标菌落总数 100cfu/ mL大肠菌群 3MPN/ 1
21、00mL沙门氏菌 不得检出3.2 生产技术方案选择3.2.1 产品方案产量：年产海棠果醋饮料8000吨产品品种：200mL玻璃瓶（回收型）、225mL利乐枕装、338mL塑料瓶装，针对各类人群的海棠果醋饮料。3.2.2 生产方法的选择和对比1.海棠果的清洗和分选清洗海棠果的目的是除去海棠果中所携带的微生物和附着在海棠果表面的杀虫剂。海棠果的清洗有流槽清洗、刷洗、喷淋等，一般几种方法结合起来使用，生产中常用的清洗装置由两部分组成：第一部分是浸泡和洗涤池，通过喷射水力洗去果皮上的污物；第二部分是一个倾斜的辊子输送器、将洗净的海棠果从清洗池中输出，其上还有若干组水喷淋器对水果进行喷洗1 王颉，食品工
22、厂设计与环境保护M.北京：化学工业出版社，20062 宋纪蓉、黄洁、徐抗震、马海霞，果品生物加工技术与资源循环经济M.北京：科学出版社，20062。海棠果分选的目的主要是将腐烂的海棠果和容易造成机械损伤、影响产品质量的杂物挑选出来。为了提高工作效率、降低劳动力成本，分选工序在激光分选机中进行。2.海棠果破碎设备与榨汁设备的选择海棠果是仁果类水果，它比浆果类水果的硬度高，皮和肉质致密、坚硬。为了提高出汁率，在榨汁之前要先进行破碎。破碎的果块要大小适宜且均匀。果块过大，因为压力不易作用到果块的中心部分，出汁率低；果块过小，榨汁时水果外层的果汁很快被榨出，果渣可能会被压实，内部果汁流出的通道会被堵塞
23、，出汁率就会降低。破碎时，果块的直径或当量直径保持在34mm，并且要尽量避免物料与空气接触，以防止果肉褐变。同时在果实破碎时一定要添加护色剂如维生素C、柠檬酸等，一般采用喷淋式添加方式，一边破碎一边向破碎好的物料中喷洒护色剂3 比Carl Lachat、马兆瑞，苹果酒酿造技术M.北京：中国轻工业出版社，20043。目前常用的破碎设备有锤片式破碎机、齿板式离心破碎机和筛筒式离心破碎机。锤片式破碎机，主要由一个铰链连有许多锤片的转轮、圆柱筛网和电动机组成。机器不运转时，锤片垂直悬挂在转轮上，机器转动时，因受到离心力的作用，锤片甩起和转轮的直径方向一致。果实喂入机器后，受到锤片的打击而破碎，当海棠果
24、块小于筛孔的尺寸时，即通过筛孔漏下。锤片式破碎机的破碎能力强、生产率高，遇到刚性杂物如石头时，可被推起，而不会损伤机器，锤片磨损后还可以更替。但是物料在机器中要被破碎到小于筛孔时才能排出机外，在机器中停留的时间较长，与氧气接触的时间较长，褐变较重。筛筒式离心破碎机的结构稍简单一些，它由一个叶轮和一个筛筒构成破碎室。筛筒的内表面不光滑，成鱼眼状，鱼眼向筛筒内侧凸起，鱼眼的边缘比较锋利，具有切割的作用。物料进入破碎室后，在叶轮的推动下，因受到离心作用紧贴筛筒表面。在沿筛面运动时被鱼眼切碎，切下的果肉颗粒掉出机外。这种机器的工作质量也比较好，机器的成本较低，但筛筒的材料要耐磨，强度也要高，否则筛筒容
25、易变形，刀刃磨损快。齿板离心破碎机主要由一个做回转运动的人字形叶轮和一个固定的齿刀筒组成，人字形叶轮和齿刀筒构成破碎室。带锯齿的刀杆和固定筒组成齿刀筒，锯齿刀杆安装在固定筒的缝隙里，安装刀杆部分约占固定筒圆周的一半，每相邻的两把刀片之间的筒壁上都有一条缝隙，果实进入破碎室后，被高速旋转的叶轮（转速一般为1600r/min）抛向齿刀筒壁，离心力的作用下，果实紧贴在筒壁上。叶轮推动果实沿筒壁作圆周运动，刀齿将海棠果切碎。切碎的果块通过刀齿杆之间的间隙立即掉下去。这种破碎机可将海棠果破碎成要求的果块尺寸，并且大小均匀，由于被破碎的颗粒能立刻排出机外，果肉与空气接触的时间比较短，不容易褐变。为了让榨汁
26、的出汁率高、榨出的果汁中含有空气和果肉颗粒少、褐变和含有的营养素损伤少，生产效率高等，生产中常采用包裹式榨汁机、卧式圆筒榨汁机和带式榨汁机。带式榨汁机是当今果汁生产中较新进的榨汁设备，主要由不锈钢、果泥分布器、榨汁辊、过滤带、清洗装置和驱动装置组成。机器运行时，果泥首先被泵到由若干个喷头组成的果泥分布器中，然后从喷头喷出并经由水平导向板均匀分布，由传感器控制果泥层的厚度。其后果泥由滤带送入配对组合的榨汁辊中，并受到挤压而排出果汁，随着榨汁过程的进行，榨汁辊的直径逐渐变小，从而对果泥施加的压力就会逐渐增大。最后，被挤出的果汁会经滤带上的滤孔流出并汇入集汁槽。考虑到海棠果汁容易褐变和成本等各种因素
27、，本工厂选用的海棠果破碎机械为齿板离心破碎机，选用的榨汁机是卧式带式榨汁机。压榨时常加入果胶酶，用来分解海棠果中的果胶物质，从而提高出汁率和原料利用率。3.海棠果汁成分的调整与发酵醪的制备由于气候条件、地域差别和栽培管理等因素的影响，每批榨出的海棠果汁的成分都有所不同，为了使酿造出的海棠果醋饮料成分、口感和规格一致，就需要对海棠果汁进行成分调整。通常海棠果汁中含有82%的水分，除水之外主要是碳水化合物、维生素、含氮物质、色素、单宁、矿物质、酶、脂类及芳香物质等固形物。其中主要物质如下：糖：海棠果中含糖量为13.2%，酿造海棠果醋时，酵母先将糖转化为酒精，再经过发酵，酒精转化成醋酸，所以海棠果汁
28、中糖的含量决定了海棠果醋饮料中醋酸的含量。有机酸：海棠果汁中酸的含量在1.014g/L之间，包括奎宁酸（0.45g/L）、柠檬酸0.2g/L、苹果酸0.5g/L等。含氮物质：海棠果中可溶性含氮物质的含量在40350mg/L之间，主要以天门冬氨酸、谷氨酸、天门冬酰胺等形式存在。单宁：单宁是一类具有儿茶酚、黄酮醇及黄烷酮醇结构的物质，海棠果汁中的单宁含量为0.250.27g/L，包括绿原酸、根皮甘、表儿茶酸等，是海棠果醋饮料中苦味和涩味的主要来源。挥发性芳香物质：海棠果汁中含量在717mg/L，主要芳香成分为2甲基丁酸乙酯、乙酸戊酯、己酸戊脂等。维生素：海棠果中含有多种人体及其酵母繁殖生长所必须的
29、维生素，其中维生素C含量最高。矿物质：海棠果汁中矿物质的含量非常丰富，主要有钙、铁、镁、磷、钾、锌、铜、锰等。果胶物质：海棠果汁中果胶物质丰富，含量在518g/L之间。在海棠果醋饮料加工生产中，主要是利用海棠果中的糖类通过酒精发酵转化成酒精，酒精再通过醋酸发酵生成醋酸。本工艺设计中要求海棠果汁在酒精发酵后酒精度为7%，而果汁中所含的糖类在酒精发酵后酒精含量达不到标准，因此果汁酿造前必须测出果汁中糖的准确含量，然后计算出需要添加糖的量。在生产中为了提高产品的质量，减少因搅拌等而损耗的原料等，所选用的糖类是纯度为98.0%99.5%的绵白糖。将绵白糖边搅拌边缓慢加入果汁中，而不是将果汁加入绵白糖中
30、，否则绵白糖会在发酵液底部沉积。为了避免因糖的加入造成高渗透压影响酵母发酵，绵白糖一般分两次加入，根据发酵进程第一次加糖与第二次加糖的时间间隔可通过检测二氧化碳的释放量来决定。海棠果汁中含有1%左右的苹果酸和0.03%左右的柠檬酸，在海棠果醋饮料的生产过程中，这些有机酸与发酵形成的刺激性醋酸相辅相成，使得最终的产品酸味柔和协调。将果汁的酸度调整到合适的程度对每一个酿造师是一个挑战，常用的方法是给果汁中添加酸或用水稀释，或者将两种酸度不同的果汁混合到所需要的酸度。当果汁中酸度过低时可添加柠檬酸，当果汁中酸度过高时，用化学试剂中和或者与酸度较低的果汁混合。大多数人可以接受的醋酸含量大约是4.85%
31、，本厂生产的海棠果醋饮料的醋酸含量控制在质量分数为5%。4. 酒精发酵中酵母的制备、选择及其培养酒精发酵是制醋的关键步骤，酒精发酵是酵母菌在无氧条件下将葡萄糖经EMP途径分解成丙酮酸，然后在酒精发酵关键酶-丙酮酸脱羧酶作用下脱羧生成乙醛和二氧化碳，最后乙醛被还原为乙醇。总化学反应式：C6H12O6+2Pi2CH3CH2OH+2ATP海棠果醋的质量在很大程度上取决于用于酒精发酵的酵母，每种酵母都具备本身的特性，并且会影响到发酵的结果。所以向果汁中添加的酵母必须慎重选择，选取对海棠果醋有优良效果的酵母进行纯化培养。由于酵母菌经过长时间的低温保藏，斜面试管的细胞已经处于衰老状态，所以酵母菌需要转接在
32、总糖含量为10%的海棠果汁制成的新鲜斜面培养基上，在28的恒温下培养使其活化，使酵母菌处于旺盛生长的状态。菌种经过活化后，还需要经过几次扩大培养才能得到用于生产的酵母。所有操作均在无杂菌的条件下进行。斜面培养：麦芽汁100ml，琼脂1.5g，接入酵母菌，在2528下培养24h。一级扩大培养：取15150mm试管3只，向每只试管中加入5ml新鲜海棠果汁，在121条件下高压灭菌20min，冷却后用接种环，从酵母菌斜面培养基上取酵母菌接入试管内，置于恒温培养箱中，在2528下培养24h。二级扩大培养：取250ml三角瓶3个，向每个三角瓶中加入100ml新鲜海棠果汁，在121条件下高压灭菌20min，
33、冷却之后按3%的接种量接入一级试管中培养的酵母菌，置于恒温培养箱中，在2528下培养24h。活性干酵母的活化：干酵母在使用之前需要复水活化制成酵母乳液，以便于恢复酵母细胞的正常功能。在3638条件下，浓度为24%的糖水中复水活化3090min制成酵母乳液。5.酒精发酵菌种的筛选为了提高酵母的发酵效率和产品质量，所用的纯粹培养酵母菌种都需要进行严格的筛选，筛选出强健的酵母菌种。强健的酵母菌种具有以下特征：（1）发酵启动快，发酵启动时间越长，感染其他杂菌的机会越多；（2）具有较强的二氧化硫耐受能力；（3）束缚二氧化硫的能力弱；（4）酒精发酵能力较强，添加糖时，能达到所需的酒精含量，具有稳定的发酵特
34、性，发酵行为可以预测；（5）能使糖完全发酵，残糖过多会引起果酒腐败；（6）发酵速度快，但不产生剧烈的发酵。（7）不产生不良风味物质；（8）所发酵产品具有良好的总体风味；（9）发酵结束时可以凝聚，便于从果酒中分离出来。本设计所用的筛选方法是：将浓缩海棠果汁稀释至含量为30%，分装在50mL的三角瓶中，同时加入适量的K2S2O5对海棠果汁灭菌。选择优质的纯粹培养酿酒酵母为出发菌株，采用改进的激光器进行柱面扫描，通过计算机可精确地改变激光器参数（功率、扫描时间、光斑大小等），对出发菌株进行辐射。并将被不同激光辐射诱变的菌种进行纯种培养，观察其形态、发酵能力、发酵原酒的口味等进行初筛，再进行小规模游离
35、酵母果汁发酵实验进行复筛，以发酵的最终酒精浓度为指标，筛选出发酵速度快、产酒能力强、能彻底转化还原糖、风味与口感均较好的突变株。6.酒精的发酵发酵醪液成分调整好，添加二氧化硫12-24h 以后，再添加液体酵母使海棠果汁进行发酵，为了保证发酵顺利进行，获得质量上乘而且稳定一致的海棠果醋饮料产品，本设计使用液体酵母来发酵。添加液体酵母可使它很快占发酵的主导地位，减小其它杂菌的繁殖机会，使海棠果醋顺利发酵，残糖低4齐凤兰.苹果酒风味J.食品研究与开发，1991（3）：43464。将原料中的含糖量调整到10%左右，海棠果汁中加入10%至15%经活化后的液体酵母搅拌均匀，在30的恒温条件下发酵，发酵时间
36、是72小时，当酒精度上升到7%至8%、残糖量降到0.4%以下时终止发酵。在一定范围内，接种量越大，发酵速度越快，发酵液在24h内已经开始产生明显气泡，在120h内发酵基本完成。这是因为接种量越大，菌体生长量越大，代谢物也越多。随着发酵时间的增长，发酵液中的营养物质被消耗，另外酒精对酵母也有抑制作用，发酵速度逐渐降低。但是接种量过大，海棠果汁中的营养物质被用于细胞生长繁殖上，代谢的底物变少，从而发酵代谢物并没有因接种量的增大而增加。另外酵母接种量过大会引起发酵过猛，这也会造成温度难以控制以及风味物质挥发过多等问题。因此，选择酵母菌的添加量为4%最为合适。7.醋酸菌菌种的制备、选择及其扩大培养醋酸
37、菌是海棠果醋饮料中醋酸发酵阶段的主要菌种，它具有氧化乙醇生成醋酸的能力，乙醇先转化为乙醛，乙醛再转化成乙酸：E1E2CH3CH2OHCH3CHO CH3COOH其中E1是乙醇脱氢酶，E2是醛脱氢酶。海棠果醋饮料的醋酸发酵阶段常用的微生物是醋酸菌。醋酸菌主要分为醋酸杆菌（A.aceti）和葡萄糖酸杆菌（Cluconobacter asai）两类。醋酸杆菌在醋酸发酵时具有较强大的氧化能力；而葡萄糖酸杆菌主要用于山梨醇的发酵，具有强大的氧化葡萄糖等还原糖的能力。醋酸菌属于专性好氧细菌，它具有氧化乙醇的能力是因为其细胞膜上含有高活性的乙醇脱氢酶和乙醛脱氢酶复合体。由于不同的醋酸菌含有的酶活力不同，因而
38、将乙醇氧化为醋酸的能力也不同，所以醋酸发酵过程中菌种的选择非常重要。目前已见报道的有50多种，而酿造食用醋常用的只有45种。在酿造食醋中选择醋酸菌的标准是：（1） 氧化酒精速度快；（2） 耐酸性强；（3） 不分解醋酸制品；（4） 风味良好。目前我国用于液态制醋的醋酸菌有AS1.41醋酸菌和沪酿1.01醋酸菌。而本设采用了恶臭醋酸杆菌浑浊变种AS1.41醋酸菌作为醋酸发酵菌种。该细菌呈杆状，常呈链状排列，无运动性、无芽孢。在不良环境条件下，细胞会伸长变成线性、棒形或者管状膨胀。平板培养时菌落隆起，表面平滑，菌落呈灰白色，液态培养时形成菌膜。该细菌生长最适温度为2830，发酵产酸温度为2833，最
39、适pH为3.56.0。产酸不理想、风味不佳，并且在生产工艺上主要将生产粮食醋的工艺技术用于海棠果醋酿造，对醋酸菌种及海棠果品种适应性没有系统深入的研究。缺乏醋酸菌种、工艺技术方法对海棠果汁醋酸发酵影响的研究，对提高原料利用率和产品质量是不利的。因此，适宜于海棠果汁醋酸发酵的优质醋酸菌及工艺参数，是生产优质海棠果醋饮料的重要保证5陈伟，山东农业大学硕士研究生论文，2001，235。醋酸菌的筛选流程是：样品高酸驯化增殖培养稀释分离纯化斜面保藏产醋酸定性实验初筛复筛（1）高酸驯化：在三角瓶中加入产酸培养基，接入10%的培养液，在30条件下摇床中进行醋酸发酵，当醋酸含量达5%左右时，补加乙醇，使三角瓶
40、内的乙醇含量保持3%左右，继续发酵，当醋酸含量达到8%以上时停止发酵。（2）分离纯化：取适量样液，接种在基础培养基中进行培养，转速120r/min，在30的恒温环境中震荡培养48小时后，取出增殖液，用无菌水稀释到10-5、10-6、10-7mg/L，取各浓度稀释液0.2mL，用涂布法接种在平板分离培养基上。在30的环境中培养72小时后，挑选透明圈大、菌落丰厚，且占生长优势的单菌落进行分离纯化。将纯化后的菌落接种在斜面保藏培养基中，在30的条件中培养24小时后保藏在4的冰箱中。（3）产酸定性试验:将上述斜面菌种分别接种在含3%（V/V）的乙醇基础培养基中，30的恒温条件下培养48小时后取5mL除
41、去菌体的培养液，用氢氧化钠中和pH至7.0，加入5%FeCl3溶液5至7滴，形成红褐色沉淀的是醋酸菌。（4）初筛：把经过纯化得到的单菌落进一步分离、培养，根据其变色圈直径与菌直径之比（HC）进行初筛，将HC值大的单菌落菌株筛选出来。（5）复筛-1：将初筛过的菌株分别接种在产酸培养基中，置于30恒温条件下静止培养，5天后测定酸度、挥发酯含量。（6）复筛-2：将经过初筛的菌种分别接种在产酸培养基中，转速120r/min，在30的恒温条件下震荡培养，每天补加1%的乙醇，5天后测产酸量。醋酸菌的扩大培养6王福源，现代食品发酵技术M.北京：中国轻工业出版社，20046：醋酸菌固态法扩大培养，是先将纯种的
42、醋酸菌经三角瓶扩大培养后，得到的种子液接入到醋醪上，利用自然通风和醋汁回浇的方法进行固态扩大培养。用固态培养的醋酸菌，因为不是严格的无菌条件下培养所以纯度不是很高，但已能应用于现代工厂中各种食醋的酿造。（1） 大三角瓶纯种扩大培养斜面培养：葡萄糖1g，酵母膏1g，碳酸钙2g琼脂1.5g，蒸馏水100ml，无菌条件下加入无水乙醇34滴，PH为6.8，接入醋酸菌，在3032条件下培养24h。一级扩大培养：取15150mm试管3只，每只试管中加入5ml新鲜海棠果汁，121高压条件下灭菌20min，冷却后用接种环从醋酸菌斜面培养基上取2环醋酸菌接入试管中，置于3032恒温培养箱中培养24h。二级扩大培
43、养：取250ml三角瓶3个，每个三角瓶中加入100ml新鲜海棠果汁，于121高压灭菌20min，冷却后按3%的接种量接入一级试管培养的醋酸菌，置于3032恒温培养箱中培养24h。 （2）固态育种取生产上配制的新鲜醋醪，置于有假底，下面开有大洞加塞的大缸中，接入经三角瓶培养后成熟的纯醋酸菌种子液，搅拌均匀。接种量为原料的2%-3%，培养1-2d后，由于醋酸菌繁殖使温度升高，此时采用回浇法降温，即将缸底醋汁放出回浇在醋 上，控制品温不高于38，继续培养，经过4-5d，当醋汁酸度达到4g/100mL时，说明醋酸菌已大量繁殖，即可将此醋醪作为醋酸菌种子应用于生产中。8.海棠果醋饮料的醋酸发酵及其管理将
44、经过乙醇发酵的料液加热到80以上灭菌，冷却后打入储醋罐中接入10%经过活化的醋酸菌种AM2，发酵温度控制在30。发酵前期因醋酸菌活力低，细胞极少，对氧需求量不大，每天搅动12次；而发酵中期醋酸菌处于对数生长期，活力提高、细胞数增多、呼吸作用增强，每天搅动34次；后期菌体衰老，呼吸作用减慢，每天搅动12次，发酵1011天，此时的酸度趋于稳定。温度：海棠果醋发酵罐、储存罐都装内置式温度计，可通过它来观察和记录发酵罐中温度和变化情况。相对密度:从取样阀中取适量样液，用相对密度计对发酵密度进行检测。通过相对密度的变化可以得知发酵进行的程度。糖度：用手持折光仪定期对发酵醪的糖度进行检测，可以得知发酵进行
45、的程度。pH值：在测定密度的同时进行pH的测定，整个发酵过程中pH值应该低于3.8.气泡释放数：对发酵情况最简单而有效的方法是对一定时间内发酵液中气泡释放量的观察，可以粗略的估计发酵进程，从而改变搅动次数。单宁、含氮量：在发酵进程中不进行检测，但发酵前后要进行分析检测。新酿造的海棠果醋风味比较寡淡，为了使海棠果醋饮料的口感变得更加醇厚，风味变得更加浓郁，还需经过陈酿这一工序。将醋酸菌种接入果酒发酵液中，控制发酵温度和空气流量随着醋酸菌将大部分乙醇氧化为乙酸，醋酸菌生长速度渐缓，同时防止乙酸过度氧化，应降低发酵温度和空气流量。测定发酵液中酸度不再上升时，加入1.0食盐以抑制醋酸菌活性并及时转入陈酿