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醋酸发酵

醋酸发酵为氧化发酵之一。是指乙醇在醋酸菌的作用下氧化成醋酸的过程。此外还有多种微生物通过厌氧活动亦可将各种化合物形成醋酸,但对此一般都不称其为醋酸发酵。

醋酸菌(Acetobacter)革兰阴性,细胞椭圆、杆状、单生、成对或链状,在老培养液中易出现畸形体,具周生鞭毛或无。能氧化乙醇为醋酸,氧化葡萄糖为葡萄糖酸。能利用醋酸盐及乳酸盐使其氧化为CO2,不能利用乳糖、糊精及淀粉等。葡萄糖酸杆菌(Gluco-nobacter)具端生鞭毛,能氧化乙醇为醋酸、葡萄糖为葡萄糖酸,但不能使醋酸盐及乳酸盐氧化为CO2。中国常用的中科1.41及沪酿1.01菌株均为醋酸杆菌属细菌。 [2] 醋酸发酵的主要机理如下。

这一步可分为以下两个阶段 [3]

(1)先由乙醇在乙醇脱氢酶的催化下氧化成乙醛,

(2)乙醛通过吸水形成水化乙醛,接着由乙醛脱氢酶氧化成醋酸,

综合上式,整个反应式为:

CH3CH2OH+O2一CH3COOH+H2O

理论上,1009酒精能生成纯醋酸130.49,但在实际生产过程中,却只能生成100g醋酸。

木醋杆菌能通过己糖一磷酸途径,利用糖生成醋酸。

己糖磷酸途径生成的5-磷酸一核酮糖在5-磷酸解酮酶的作用下,裂解为3-磷酸甘油醛和乙酰磷酸,其中乙酰磷酸在乙酸激酶的催化下转变为醋酸,而3-磷酸甘油醛通过糖酵解途径变成丙酮酸,然后还原成乳酸 [3]

由于醋酸菌可产生乙酰辅酶A合成酶,因此它能氧化醋酸为二氧化碳和水。

所以,在食醋生产过程中发现酸度不再上升,酒精氧化将完时,就要加入食盐,抑制醋酸菌的繁殖与发酵,以防醋酸分解 [3]

醋酸发酵过程中,主要利用的是醋酸菌所具有的氧化酒精生成醋酸的能力。此外,弱氧化醋酸菌能将D葡萄糖氧化成葡萄糖酸、D5酮基葡萄糖酸,再经还原生成D酒石酸。弱氧化醋酸菌、胶醋酸杆菌、纹膜醋酸杆菌可将酵母菌利用糖分生成的甘油氧化成二羟基丙酮。

此外,原料中少量的脂肪成分,在霉菌所产生的解脂酶的作用下,可生成各种脂肪酸和甘油,这些脂肪酸和醇又可反应生成不同的酯类;原料中的蛋白质经蛋白酶水解成各种氨基酸,如果食醋中含有多种酯类和氨基酸,口味就更加浓醇,也增加了醋酸的香味 [3]

醋酸菌为好气性菌,发酵在通气条件下进行,发酵温度一般为25~30℃,醋酸菌需要氨基酸及维生素类物质,因此发酵液中除乙醇外还需添加酵母汁、曲汁或其它含氮有机质。 [2]

醋的酿造有固体发酵和液体发酵两种方式。如以淀粉物质为原料需先进行糖化及酒精发酵,最后进行醋酸发酵,固体发酵为传统工艺,参与微生物种类较多,产品风味较好。液体发酵一般为工业化生产,用纯培养菌种,产量多、成本低,但产品风味较差。 [2]

醋为生活中必备物品,在食品调味中占重要地位,中国有数千年的生产历史,品种很多,如山西老陈醋、镇江香醋等都深受欢迎。醋酸能抑制腐败细菌的生长,用醋腌渍蔬菜可以保存鲜味而不腐败,醋酸还可作医用消毒剂。发酵醋液精制后可制成冰醋酸,为化工及制药的重要原料,在印染工业中用途广泛。 [2]

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