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第四部分 醋酸发酵工艺学第一章 绪论 醋酸：又名乙酸，结构式CH3COOH 英文名：acetic acid acetate vinegar 醋酸是微生物的一个代谢终产物。 第一章 绪论第一节 醋酸生产简史 醋酸发酵最早起源于食醋发酵，而食醋发酵是酿酒受到污染的结果。 1823年，舒来巴赫发明了快速制醋法。 二十世纪五十年代，德国人对液态深层发酵醋酸做了初步研究。 二十世纪六十年代以来，细胞固定化和酶固定化发酵醋酸技术得到了深入研究。 第一节 醋酸生产简史 上世纪末，热醋酸梭菌发酵醋酸的研究又活跃起来。 2009年，最大的醋酸生产国美国的产量为340万吨，其国内需求量247.5万吨。 主要的生产企业Celanese、千代田等。 国内2009年产量为170万吨。 第一节 醋酸生产简史 2008年食醋的产量不完全统计，美国210万吨，日本270万吨，我国250万吨。 国内较有特点的产品：山西陈醋、镇江香醋、上海米醋、北京熏醋、福建红曲老醋等。 第二节 醋酸的用途 一、食品工业 1、食醋 2、果醋饮料 二、化学工业 1、醋酸乙烯酯单体(VAM)：合成树脂、纤维、橡胶、油漆等 2、精对苯二甲酸(PTA）：合成树脂、合成纤维、增塑剂 第二章 醋酸发酵机制 一、醋杆菌发酵酒精成醋酸 1、途径：CH3CH2OH→CH3CHO→CH3COOH 2、关键酶：乙醇脱氢酶或乙醇氧化酶、乙醛脱氢酶 3、理论产率 2CH3CH2OH+O2+2NADP → 2CH3COOH+2NADPH+2H+ 60/46х100%＝130％ 第二章 醋酸发酵机制 二、热醋酸梭菌发酵葡萄糖成醋酸 1、途径 2、理论产率： C6H12O6+2H2O→2CH3COOH+2CO2+8H+ 2CO2+8H+ →2CH3COOH+2H2O 3х60/180 х100%=100% 第三章 醋酸发酵微生物 一、醋杆菌 1、形态：椭圆或杆状，直或微弯。 2、生理：无芽孢、G－、严格好氧。 3、营养条件：可利用葡萄糖、果糖、甘油、乳酸、乙醇，不能利用乳糖、糊精、淀粉。 第三章 醋酸发酵微生物 二、热醋酸梭菌 1、形态：腊肠形，有鞭毛。 2、生理：产芽孢， G＋、严格厌氧，耐高温 3、生理条件：可利用葡萄糖、果糖、木糖、半乳糖，不利用糊精和淀粉。 第四章 醋酸发酵工艺第一节 食醋发酵工艺 一、固态发酵工艺 1、煮料发酵法制醋流程：淀粉原料→拌料→蒸煮→冷却→加麸曲糖化剂和酵母液→加醋酸菌液→入缸→糖化并酒精发酵（稀态） →加谷壳→醋酸发酵（固态） →下盐→后熟→淋醋→陈酿→灭菌→包装 第一节 食醋发酵工艺 2、特点 由于采用多菌群发酵和制曲以及陈酿，多产食醋香气浓郁、口味醇厚、色泽鲜亮；辅料多，劳动强度大，难以实现机械化，原料利用率低，周期厂。 第一节 食醋发酵工艺 二、液态发酵工艺 将含有酒精的稀溶液，自上而下流过填料塔，填充材料上附着大量醋酸菌，空气则反向流通，使酒精很快氧化成醋酸。 1、淋醋工艺（速酿法） 流程：调浆→液化→糖化→酒精发酵→装填料→醋酸发酵（淋浇）→灭菌→成品 第一节 食醋发酵工艺 特点：醋酸发酵周期短，避免了繁重的体力劳动，原料利用率较高；产品味道单一，常常由于载体分布不均匀造成供氧供料的不均匀，影响质量。 第一节 食醋发酵工艺 2、液态深层发酵工艺 液态深层酿醋技术是采用强制通风和控制温度的方法，短时间内将发酵酒液及经扩培的醋酸菌借助无菌空气或自吸空气的气流充分搅拌混合，加大了气液混合面积，从而进行全面的酒精氧化生成质量一致的高酸度食醋的工艺。 第一节 食醋发酵工艺 流程：淀粉原料→调浆→液化→冷却→麸曲糖化→灭菌→酒精发酵→醋酸发酵→灭菌→成品 特点：原料利用率高，生产周期短，实现了生产的机械化和管道化，生产效率高；产品风味比固态发酵略差。 第二节 醋酸的固定化细胞发酵 一、什么是固定化细胞发酵 利用吸附、包埋等方式把微生物细胞固定在载体上的技术称为固定化技术，利用固定化细胞来进行的发酵就称为固定化细胞发酵。 根据固定后的细胞在发酵中是否随发酵液流动可以把固定化细胞发酵分为： 固膜式发酵 流化式发酵 第二节 醋酸的固定化细胞发酵 固定化的优点： 细胞不随发酵液流失或少流失，单位体积细胞数量大，生产能力高，转化率高。 许多微生物固定后性质稳定，对环境变化的抗性增加，可时间使用。 第二节 醋酸的固定化细胞发酵 二、固定方法 1、纤维固定法：利用聚丙烯纤维作载体。 固定原理：利用细胞表面的脂质成分与聚丙烯纤维的亲和作用 特点：不需要任何化学试剂，但细胞易脱落，不适于流化发酵。 第二节 醋酸的固定化细胞发酵 2、中空纤维固定法：中空纤维是空心的纤维，纤维壁相当于半透膜。 固定原理