一种新型自动化淋醋工艺的开发及应用

◎ 杨 远，李 想，周 铭，李国顺

（1.中国海诚工程科技股份有限公司，上海 200031；2.南通中集安瑞科食品装备有限公司，江苏 南通 226010）

醋起源于中国，是日常生活中必不可少的一种调味品[1]。随着工业化的不断深入，酿造醋工艺正从人工向机械化和自动化方向演变。传统固态发酵酿造醋工艺流程主要包括粮食粉碎、糖化、酒精发酵、酒醅、拌麸皮、发酵、醋醅、封醅、淋醋、浓缩及储存等[2-4]。除淋醋工艺外，其他工艺单元均在醋厂、酒厂或其他食品行业中有广泛应用。淋醋是将醋醅中的醋酸及有效成分通过水浸取出来的过程，它与食醋的产率直接相关。目前，已经有学者发明出机械化的淋醋设备，如李杨等借鉴葡萄酒旋转发酵罐，发明的一种固态醋旋转发酵设备[5]、秦宪义发明的一种立式淋醋罐装置[6]、王金峰发明的全自动立式淋醋设备[7]以及王玉杰发明的一种制醋用淋醋装置[8]均能实现淋醋工艺的机械化生产，但这些淋醋设备均难以放大，无法取代现有的淋醋工艺。因此现阶段，大型醋厂的淋醋工艺仍在敞口淋醋池中进行，其自动化程度较低，且需大量的人工操作，存在明显的食品安全和卫生问题。

本文通过对淋醋工艺中的几个核心参数[9-10]，如料液比、搅拌方式、初始浸渍温度、浸渍时间和醋醅层厚度等进行优化，使用优化后的工艺参数在新型淋醋设备中进行实验，并与传统工艺的结果数据进行对比，以测试新型淋醋设备的性能。

1 材料与方法

1.1 实验材料

合格醋醅、食盐等由江苏恒顺醋业股份有限公司提供；0.1 mol·L-1NaOH、50 g·L-1铬酸钾、0.1 mol·L-1AgNO3，深圳市博林达科技有限公司；纯净水，杭州娃哈哈集团有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 料液比

分别在4个烧杯中加入100 g醋醅和2 g食盐，并依次加入50 mL、100 mL、200 mL和300 mL纯净水，料液配比从左到右依次为：100 g醋醅+50 mL水+2 g食盐；100 g醋醅+100 mL水+2 g食盐；100 g醋醅+200 mL水+2 g食盐；100 g醋醅+300 mL水+2 g食盐，如图1所示。

图1 料液比实验装置图

料液比实验的浸渍时间为12 h，每隔4 h用玻璃棒匀速缓慢搅拌5 min，在浸渍结束后将醋醅与水的混合物过滤得到生醋。分别取5 mL滤液备用，测定并计算滤液的酸度和盐度。

1.2.2 搅拌方式

使用500 mL烧杯作为容器，分别向实验组和对照组加入100 g醋醅、2 g食盐和200 mL水。两组同时开始实验，实验组用玻璃棒以60 r·min-1的速度匀速搅拌，对照组进行静置处理，30 min后过滤，分别取5 mL滤液备用，测定并计算滤液的酸度和盐度。

1.2.3 初始浸渍温度

在4个500 mL的烧杯中分别加入100 g醋醅、2 g食盐，并依次加入200 mL水，水温分别为30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃，浸渍2 h后，分别取5 mL滤液备用，测定并计算滤液的酸度和盐度。

1.2.4 浸渍时间

浸渍时间的实验在淋醋设备中进行，装置简图如图2所示。在淋醋设备中加入20.0 kg醋醅、40.0 kg水和0.4 kg食盐，实验温度为室温，在浸渍时间分别为0.5 h、12 h、4 h、8 h、12 h和23 h时从取样口取样。为保证每次取样的准确性，每次取样前使用回流泵将滤出液泵回罐体进行循环，循环时间为10 min，循环结束后，取滤液50 mL备用，测定并计算滤液的酸度和盐度。

图2 淋醋设备简图

1.2.5 醋醅层高度

醋醅层高度实验同样在淋醋设备中进行，醋醅层高度设定为200 mm和400 mm，按比例为100∶100∶2（醋醅∶水∶食盐）进行投料，浸渍温度为室温，浸渍时间为4 h，浸渍结束后，使用回流泵将滤液进行循环，循环时间为10 min，循环结束后，取滤液50 mL备用，测定并计算滤液的酸度和盐度。

1.2.6 总酸测定

取1 mL样品置于500 mL锥形瓶中，加60 mL水，滴入2～3滴酚酞指示剂，采用0.1 mol·L-1NaOH标准溶液滴定至微红，30 s不褪色，记录标准氢氧化钠的消耗量，总酸含量计算如公式（1）所示。

1.2.7 盐度测定

取1 mL样品置于500 mL锥形瓶中，加60 mL水和5%铬酸钾指示剂1 mL，用0.1 mol·L-1AgNO3标准溶液滴定至橙红，记录AgNO3溶液的消耗量，盐度含量计算如公式（2）所示。

1.2.8 醋糟残酸测定

称50 g醋糟，加150 mL水，置容器中浸泡4 h，中间搅拌3次。过滤出清液，移取5 mL清液，按1.2.6中方法进行测定，残酸含量计算如公式（3）所示。

1.2.9 醋糟残盐测定

称50 g醋糟，加150 mL水，置容器中浸泡4 h，中间搅拌3次。过滤出清液，移取清液5 mL，按1.2.7中方法进行测定，残盐含量计算如公式（4）所示。

2 结果与分析

2.1 料液比对淋醋工艺的影响

料液比对淋醋工艺影响的实验结果如表1所示。从表中数据可以看出，随着料液比减小，过滤后生醋的酸度值和盐度值逐渐降低。根据江苏恒顺醋业股份有限公司提供的数据（酸度在4.5～6.3 g/100 mL范围内为头醋；酸度在3.0～4.0 g/100 mL范围内为二醋；酸度小于3.0 g/100 mL的为三醋）进行划分，从图3中可以看出不同料液比条件下滤出液颜色之间的差距，料液比越高滤出液的颜色越深。实验结果表明，选择不同比例的醋醅与水可以得到不同酸度的生醋。

表1 不同料液比对淋醋工艺的影响表

图3 滤液颜色对比图

2.2 搅拌方式对淋醋工艺的影响

搅拌方式对淋醋工艺影响的实验测定结果如表2所示。从表中数据可以看出，采用不同的搅拌方式，对应的酸度值和盐度值并无明显差异，从控制生产成本角度出发，在淋醋工艺中优先选用不搅拌的方式进行。

表2 搅拌方式对淋醋工艺的影响表

2.3 初始浸渍温度对淋醋工艺的影响

初始浸渍温度对淋醋工艺影响的实验测定结果如表3所示。从表中数据可以看出，采用不同初始温度的水对醋醅进行浸渍，其对应的酸度值和盐度值并无明显差异。综上，初始处理温度选用常温（30 ℃）即可达成淋醋工艺的要求。

表3 初始浸渍温度对淋醋工艺的影响表

2.4 浸渍时间对淋醋工艺的影响

浸渍时间对淋醋工艺影响的实验结果如图4所示。从图4中可以看出，随着浸渍时间的延长，淋醋的酸度值和盐度值趋于稳定，在0～4 h，滤出生醋的酸度值从1.78 g/100 mL升高到1.87 g/100 mL，盐度值从1.14 g/100 mL下降到0.67 g/100 mL，4 h后滤出生醋的酸度值和盐度值均趋于稳定。醋酸和食盐均易溶于水，在浸渍初期，由于醋醅、食盐和水混合不充分，随着浸渍时间的增加滤出生醋的酸度逐渐增加。当浸渍时间超过4 h后，由于水与醋醅充分接触，滤出生醋的酸度和盐度基本保持稳定。此外，将新型淋醋设备中得到的数据与烧杯实验中的结果进行比较可以得出，在同一料液比条件下，以上两种淋醋设备淋出醋的酸度和盐度无明显差别，故通过烧杯进行的实验对于设备的放大具有一定的指导作用。

图4 浸渍时间对淋醋工艺的影响图

2.5 醋醅层高度对淋醋工艺的影响

醋醅层高度对淋出醋液和醋糟的酸度、盐度和pH的影响如表4和表5所示。在料液比相同的条件下，不同的醋醅层高度对淋出生醋的酸度和盐度无明显影响。从淋出醋液的澄清度变化可看出，增加醋醅层高度可以使滤出生醋的澄清度更好，见图5。其原因可能是醋醅层高度增加后，在筛板上形成了更厚的滤饼层。

图5 醋醅层厚度对淋出液澄清度的影响图

表4 醋液中的酸度和盐度表

表5 醋糟中的酸度和盐度表

2.6 淋醋自动化工艺验证

传统淋醋工艺主要分3个步骤，①将前批二醋（酸度为3.0～4.0 g/100 mL）作为醋醅和炒米色混合物的浸提液淋得本批次的头醋（酸度为4.5～6.3 g/100 mL）。②用前批三醋（酸度小于3.0 g/100 mL）作为本批头淋糟的浸提液以淋得本批二醋。③用清水作本批二淋糟的浸提液，以淋得本批三醋。

为验证淋醋自动化工艺，采用改进后的套淋工艺与传统工艺对比，具体步骤如图6所示。新型套淋工艺分为3个部分。①采用料液比约为100∶200∶2（醋醅∶水∶食盐），在新型淋醋设备中获得酸度为（1.84±0.06）g/100 mL、盐度为（0.67±0.01）g/100 mL的三醋。②更换新的醋醅并用第1部分淋出的三醋进行套淋，得到酸度为（3.08±0.03）g/100 mL、盐度为（1.26±0.01）g/100 mL的二醋。③更换新的醋醅并用第2部分淋出的二醋进行套淋，得到酸度为（4.93±0.01）g/100 mL、盐度为（1.96±0.03）g/100 mL的头醋，淋出醋的酸度和盐度符合传统淋醋工艺标准。

图6 淋醋自动化工艺验证图

在传统工艺中将醋糟酸度小于0.2 g/100 mL作为衡量醋醅中的醋被完全浸出的标准。在新型淋醋设备中采用传统套淋方式，先用二醋进行套淋，再用三醋进行套淋，最后采用自来水进行套淋，醋糟中的酸度和盐度如表6所示。从表中数据可以看出，采用新型淋醋工艺淋醋后，醋糟的酸度为（0.20±0.11）g/100 mL，因此可认为醋醅中的醋已被全部淋出。

表6 醋糟中的酸度和盐度表

与现有参数相比，新型淋醋工艺具有替代传统淋醋工艺的潜力，能够极大地缩短生产周期，减少人工成本，提高淋醋工艺的自动化程度，并有效改善传统淋醋工艺存在的食品安全和卫生问题。但仍然需要对新型淋醋工艺进行进一步的优化探索，例如，本次实验没有加入炒米色，新型淋醋工艺生产的醋的色泽是否满足要求尚不清楚；另外本次实验所用的醋醅层厚度较薄，与实际工业上所用的厚度存在差异，放大淋醋设备并增加醋醅层厚度后，工艺条件是否依然没有变化等。

3 结论

通过对淋醋工艺的几个核心参数，如料液比、搅拌方式、初始浸渍温度、浸渍时间和醋醅层厚度等进行研究，结果表明，料液比不同淋出醋液的酸度不同，搅拌方式和初始浸渍时间对淋醋工艺无明显影响，浸渍时间对淋醋工艺影响显著，在新型淋醋设备中浸渍时间选择4 h为最佳，醋醅层厚度对滤出液的酸度和盐度无明显影响，但对澄清度影响较大，醋醅层越厚，澄清度越好。采用自动化淋醋工艺淋出醋的酸度和盐度与传统工艺所得结果类似。与现有参数相比，新型淋醋工艺具有替代传统淋醋工艺的潜力。