Способ получения пищевого уксуса Советский патент 1985 года по МПК C12J1/04 

изобретение относится к бродильной промышленности, в частности к способам получения пищевого уксуса.

Известен способ получения пищево уксуса, предусматривающий окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями при последовательном перемещении питательной среды через культуру уксуснокислых бактерий, закрепленнык на стружке, и одновре меиной циркуляции ее в многоступенчатой системе последовательно соедашеиных меяэду собой окислителей с непрерывн1Ф притоком свежей питательной среды на первую ступень и непрерьюным отбором окислительной кудьтуральной жидкости, содержацей 9-10 мас.% уксусной кислоты 13 .

Наиболее близким к предлагаеttoity по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пищевого уксуса, предусматривающий окисление этило.вого спирта уксуснокисльми бактериЯ1«т, закреплеяньми на насадке при мкогоступейчат 1 перетоке культуральной Я31ДКОСТИ через батарею йоследовательйо соединенных между собой ферментеров-окислителей, аэрахош среды воздухом и непрерывно отборе готового продукта из последней ступени окисления 21.

Однако иззвестяый способ характеризуется ие&ысоким выходом готрвого продукта, кроме того для произаодства уксусной кислоты требуется повывеиыый расход сырья и вспо могательных материалов.

Цель изобретения - увеличение выхода готового продукта и сокращение расхода и вспомогательных нате{9 калов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения ГЕицевого уксуса, предусматривакяцему оюссление этилового спирта уксуснокнслшни бактериями, закреплекньмн н насадке, при многоступенчатом перетоке культуральной жидкости через батарею последовательно соединенных между собой ферментеров-окислителей аэрации среды воздухом и неарерывком отборе готового продукта, от овщвго потока спирта, предназначенноГо для окисления уксуснокислыми бактерияин, отбирают часть, смешивают с мянеральными солями: фосфорнокислым аммонием, фосфорнокислым калием и сернокислым магнием и Частью сырого уксуса, отбираемого с последней стадии окисления, и осуществляют экстракцию биологически активных веществ из тел уксуснокислых бактерий в раствор с последующим разделением полученного экстракта на два потока и подачей их соответст.венно на начальную и конечную. стадии процесса окисления, поддерживая при этом скорость разбавления на этих стадиях соответственно равной 0,035-0,045 ч и 0,01-0,013 ч при этом на начальную стадию процесса окисления дополнительно вйодят упаренный кукурузный экстракт.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Готовят питательную среду, содержащую этиловый спирт (35-40 об.%), уксусную кислоту (3-4 вес.%), обогащенную телами уксуснокислых бактерий, угриц и других продуктов метаболизма , которую отбирают из сборника сырого ук.суса или последнего окислителя, минеральных солей: аммония фосфорнокислого (двузамещенного), калия фосфорнокислого (однозамещенного) и Магния сернокислого.

Уксусная кислота, содержащая тела уксуснокислых бактерий, угриц и дру.гих продуктов метаболизма, необходима для обогащения минерального питания органическими добавками, ш сеющимися в них витаминам, ферментами, аминокислотами. Для наиболее полного извлечения указанных элементов из клеток уксуснокислых бактерий и угриц используют этиловый спирт высокой концентрации (35-40 об.%), в котором при помощи минеральных солей растворяется стенка клеток бактерий и угриц, растворяются, расщешкпотся и экстрагируются биологически активные вещества из клеток в питательный раствор.

В емкости для приготовления экстрактов заливают этшювг спирт в количестве, необходимом для экстракции биологически активных веществ из клеток уксуснокислых бактерий и угриц, затем задают необходимое количество обогащенного уксуснокислыми бактериями и угрицами сырого уксуса, добавляют минеральные соли, предварительно растворенные в специальной емкости, причем каждую сол растворяют отдельно. Смесь этиловог спирта, уксусной кислоты с уксуснокислыми бактериями и угрицами и минеральных солей вьщерживают при 25-35 С 10-12 ч, при этом происходи растворение стенок клеток бактерий и угриц, растворение и экстрагирова ние ферментов, витаминов и аминокислот из.клеток в раствор. Получен ный обогащенньй экстракт делят зате на два неравных потока. Больший пот смешивают с остальньм спиртом, необходимым для окисления, упаренным кукурузным экстрактом в количес ве 0,1-0,2%, добавляют воду до необ ходимой концентрации кислоту и спирта и полученную питательную сме подают на окисление в головной ферментер-окислитель. Второй поток обогащенного экстра . та подают в хвостовой (последний) ферментер-окислитель для обогащения культуральной жидкости биологически активными веществами, так как в головном все эти вещества потребляются микроорганизмами и в последующие ферментеры-окисли,тали приходит среда уже обедненная питательными веществами, что отрицательно влияет на интенсивность окисления и соответственно на производительность последующих окислителей. Процесс окисления этилового спирта в головном ферментере-окислителе ведут в условиях умеренного ингибирования размножения уксуснокислых бактерий поддерживанием концентрации уксусной кислоты в нем 8,0.t 0,2%. Даннз ю концентрацию поддерживают скоростью разбавления 0,035-0,045 лимитацией минеральных солей в определенных пределах, что приводит к сдвигу реакдни и усилению образования продукта неполного окисления спирта уксусной кислоты Минеральные соли задают в количестве, г/л: ( 0,4-0,5, 0,20-0,25, MgSO, 0,12-0,125. Концентрация уксусной кислоты от одного ферментера-окислителя к другому увеличивается от 8,0 до tO 10,8%, а содержание этилового спирта и питательных веществ уменыпает.ся рт 2,0 до 0,3 об.%. Для увеличения окислительной способности уксуснокислых бактерий и соответственно увеличения содержания спирта в последний ферментер-окислитель поступает обогащенный экстракт со скоростью разбавления 0,01-0,013 г Температура в каждом ферментере-окислителе поддерживается постоянной 31-32 п. Пример 1. Процесс ведут в батарее из двух ферментеров-окислителей с полным объемом 30,0 м каждый. Объем наполнителя 15 м, сборника 7500 л, объем культуральной жидкости 2000 л. Готовят питательную среду следующего состава: этиловый спирт 350 л, уксусная кислота (9%) 500 л, фосфорнокислый аммоний 400 г, фосфорнокислого калия - 200 г и сернокислого магния - 120 г., воду добавляют до объема 1000 л. Полученную смесь выдерживают 12 ч при 35°С, при этом происходит растворение оболочки клеток .уксуснокислых бактерий и угриц и экстрагирование из клеток в раствор ферментов, витаминов, аминокислот и других биологически активных веществ. Полученный экстракт разделяют на два неравных потока в соотношении 3:1. Больший поток в количестве 750 л смешивают с остальным спиртом (187,5 л) и упаренньм кукурузным экстрактом (5 кг), доводят объем водой до 5000 л и подают на окисление в головной ферментер-окислитель. Второй поток в количестве 250 л обогащенного экстракта подают во второй (последний) ферментер-окислитель для обогащения культуральной жидкости биологически активнеми веществами. В головном ферментере-окислителе поддерживают скорость разбавления 0,035 г, во втором - 0,01 г , а количество питательного сусла с учетом среды, находящейся на напелкителе, 157 и 25 л/ч. Концентрация уксусной кислоты по ферментерам-окислителям, мас.%: 1 - 8,1, 2 - 10,0. Процесс окисления ведут при 32 °С. Для окисления используют культуру уксуснокислых бактерий вида Acetoaeter aceti.

51155617 .

Технологические Параметры про- са в батарее окислителей представцесса получения биохимического уксу- лены в табл.1. Удельная скорость разбасвления, Концентрация уксусной кислоты, мае,% Концентрация спирта, об.% Производительность по кислоте кг 100% уксусной кислоты в сутки с 1 м стружки Выход 95,6%. Суммарный съем в условиях производства 3033 л 9%-но- го уксуса в сутки. . Пример 2. Процесс ползгче НИН пищевого згйсуса осуществляется аналогично примеру 1, но скорость .Параметры Удельная скорость разбавления, ч Концентрация уксусной кислоты, мас.% Концентрация сшрта, об,% Производительность по кислоте, кг 100% СН)СООН в сутки с 1 м стружки . Выход 88,7%, суммарной съем в условиях пр01йводства - 3600 л 9%-ного уксуса в сутки. Пример 3. Процесс получения пищевого уксуса ведут аналогично прютеру 1, только скорость разбав- 4S ; Параметры Удельная скорость разбавления, Концентрация уксусной кислоты, мас.% Концентрация спирта, об.% Производительность по кислоте, кг 1QO% CHjCOOH в сутки с 1 м стружки Таблица 1 I-e-ll.- e«we «e - --™-в- - --ч-- - - ™ Ч- - 1 12 0,0350,01 8,110,0 . 0,25 15,83,2 разбавления в головном и хвостовом ферментерах-окислителях 0,045 и 0,013 ч соответственно. Технологические параметры процесса приведены в табл.2. Т а б л и ц а 2 IITZT I 1 I 2 0,0450,013 7,910,8 1,70,25 17,54,0 ления на начальной и конечной стадиях составляет 0,040 и 0,09 ч соответственно. Технологические параметры процесса приведены в табл.3. Т а б Л И. Ц а 3 I 1 I 2 0,0400,012 8,09,9 1,80,30 16,83,75 Выход 90,4%. Суммарньп съем уксусной кислоты - 3400 л 9%-ного уксуса в сутки. Пример 4 (контроль). Процесс получения пищевого уксуса осу- 5 ществляют аналогично примеру 1, но 11556 178 скорость разбавления выходит за границы указанных пределов, а именно составляет 0,034 и 0,014 ч соответственно Технологические параметры процесса приведены в табл.4. Таблица 4

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИЩЕВОГО УКСУСА, предусматривающий окисление этилового спирта уксуснокислыми бактериями, закрепленньми на насадке, при многоступенчатом перетоке куль- туральной жидкости через батарее последовательно соединенна между собой ферментеров-окислителей,аэра1ЩИ среды воздухе и непрерывная отборе готового продукта из последней ступени окислений, отличающийся тем, что, с целью увеличения выхода готового продукта и сокращения расхода сырья и вспомогательных материалов, от общего потока спирта, предназначенного для окисления уксуснокислыми бактериями, отбирают его часть, смешивают с минеральнЕЛ и солями: фосфорнокислым аммонием, фосфорнокислым калием и сернокисльм магнием, и частью сырого уксуса, отдираемого с последней стадии окисления, и осущеставляют экстракцию биологически активных веществ из тел уксуснокислых бактер й в раствор с послед1по(Л щнм разделением полученного экстракта на два потока и подачей их соответственно на начальную и конечную стадии процесса окисления, поддср.живая при этом скорость разбавления, на этих стадиях соответственно 0,035-0,045 чи 0,1-0,013 ч при этом на начальную стадию щ)оцесса сл ел окисления дополнительно вводят упар.енш кукурузньй экстракт. О)

Производительность по кислоте, кг 100% CHjCOOH в сутки с 1 мз стружки

Выход 87,4. Суммарньй съем в условиях производства 270t3 л 9%-ного уксуса.

Пример 5 (контроль). Процесс получения пищевого уксуса осзпцествляют аналогично примеру 1,

Производительность по кислоте, кг 100% CHjCOOH в сутки с Г м стружки

Выход 85j7%. Суммарный съем в условиях производства составляет 2900 л 9%-ного уксуса,

Таким образом, процесс экстрагирования из биомассы уксуснокислых бактерий биологически активных веществ спиртом и подача экстракта на начальную и конечную стадии окисления с поддержанием указанной скорости раз бавления и введением на начальной стадии процесса упаренного кукурузного экстракта способствует повышенмо вЕлхода готового продукта и сн1Шеяию расхода сырья и вспомогательных материалов так как уксуснокислые бактерии ра2,2

14,1

но скорость разбавления также выходит за границы указанных пределов, а именно составляет 0,046 и 0,009 соответственно.

Технологические параметры процесса приведены в табл.5.

Таблица 5

16,1

1,2

ботают в оптимальных стабильных условиях с постоянством технологических параметров, получая дополнительное органическое питание в виде биологически активных добавок способствующее повышению их окислительной способности, вследствие чего сокращается расход углеводныж продуктов на образование клеток уксуснокислых бактерий,

Предлагаеьшй способ обеспечивае снижение расхода этилового спирта и минеральных солей за счет введения в питательную смесь упаренного кукурузного экстрактаi увеличение выхода готового продукта с 80-85

до 90-95%, стабильность технологического процесса получения уксуса, за счет оптимальных технологических параметров, повьппение концентрации конечного продукта за счет введения дополнительного питания на последней стадии окисленияi

Выход уксусной кислоты, %

Концентрация уксусной кислоты, мас.%

Расход этилового спирта на 1000 дал 9%-ного уксуса, л

Продуктивность по 100%-ной уксусной кислоте, кг с 1 м стружки в сутки Предлагаемьй способ позволяет увеличить выход готового продукта и сокусловия для направленной автоселекции уксуснокислых бактерий, адаптированных к условиям повышенной кислотности.

В табл. 6 представлены сравнительные показатели известного и предлагаемого способов.

Таблицаб

85,8-87,6

88,7-95,6

9,0-9,2

10-10j8

101,5-940

1050-1030

8-9

9,5-10,2 ратить расход сырья и вспомогательных материалов.