酸性蛋白酶在鎮江香醋生產中的應用研究

畢 靜

江蘇經貿職業技術學院 (南京 211168)

鎮江香醋的主要原料為糯米，糯米是一種糯稻脫殼后的米，顏色為白色，其中碳水化合物含量達78%以上，蛋白質含量達7%以上。因糯米淀粉絕大部分為支鏈淀粉，故糯米粘性大，易糊化、糖化，發酵速度快，淀粉利用率高，出醋率高，而蛋白質是成品醋中氨基氮的主要來源[1]。在鎮江香醋的生產過程中，如果因酒精和醋酸發酵階段發酵不徹底，蛋白質就會分解不完全，成品中含有未分解的蛋白質，易形成絮狀漂浮物，影響產品外觀形象[2]。

酸性蛋白酶是指蛋白酶中一類在較低的pH值下仍具有良好活性的蛋白酶，其適用溫度范圍在30 ℃～50 ℃，最適溫度范圍為40 ℃～50 ℃，pH值適用范圍在2.5～6.0，最適pH值范圍為2.5～3.5。

在國內鎮江香醋生產工藝中未見有添加酸性蛋白酶，一般均使用淀粉酶及富含各種酶類的大曲等，本實驗重點研究了酸性蛋白酶的添加方式和添加量對醋醅的酸度和氨基酸態氮含量的影響，通過研究確定添加酸性蛋白酶的最佳工藝，為鎮江香醋生產提供了一種方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

糯米，麩皮等，市售；酸性蛋白酶，酶活≥50 000 U/g，江蘇博立公司。

本實驗使用的均為生產車間的生產設備，連續式蒸煮糖化罐，20 m3酒精發酵罐，60 m3醋酸發酵池。

1.2 實驗方法

鎮江香醋生產工藝流程[3]：糯米→粉碎蒸煮→糖化→酒精發酵→分層醋酸發酵→封醅→淋醋→煎醋→陳釀→成品。

制作過程中，糖化溫度不超過60 ℃，酒精發酵溫度不超過36 ℃，時間72 h，醋酸發酵溫度不超過45 ℃，時間21 d，封醅15 d。

在鎮江香醋生產工藝的基礎上，分別在酒精發酵階段和醋酸發酵階段加入酸性蛋白酶，添加量分別為0、5、10、15、20和25 U/g糯米, 在發酵結束后，測定醋醅的酸度和氨基態氮含量,試驗重復3 次,實驗結果取平均值。

酸性蛋白酶使用方法：先將酸性蛋白酶按1∶20(w/w)溶于35 ℃～40 ℃溫水中，浸泡活化1 h，期間每15 min攪拌1次，然后按要求加入。

1.3 測定方法

醋醅的酸度和氨基酸態氮含量的測定前處理方法：準確稱取100 g醋醅，加入100 g蒸餾水，充分攪拌后，放置30 min后，取其液進行測定，醋醅的酸度和氨基酸態氮含量的結果為測定值的2倍。

酸度、氨基酸態氮含量的測定，參照GB/T 18623—2011中規定的方法進行[4]。

2 結果與討論

2.1 酒精發酵階段加入酸性蛋白酶

將預先處理好的酸性蛋白酶按比例加入到酒精發酵液中，在醋酸發酵結束后，測定醋醅的酸度和氨基酸態氮含量,測定結果見圖1、圖2。

圖1 在酒精發酵階段加入酸性蛋白酶對醋醅酸度的影響

由圖1、圖2可知，隨著酸性蛋白酶添加量的增加，醋醅的酸度在增加，添加量在25 U/g糯米時醋醅酸度最高可達到6.95 g/100 g，但氨基酸態氮含量卻在添加量至10 U/g糯米時有小幅增加至0.22 g/100 g后就直線下降至0.11 g/100 g。這說明了在酒精發酵初始階段添加酸性蛋白酶，能有效水解糯米中的蛋白質，促使糯米顆粒間細胞壁的解體，利于糖化酶的作用，使糯米中可利用碳源增加，整體提高了醋醅的酸度。此外，蛋白質的水解提高了醪液中氨基酸態氮的含量，在酒精發酵階段為酵母菌的生長繁殖提供了氮源，促進酵母菌的生長與繁殖，提高發酵速度，縮短了灑精發酵的周期，相應提高了酒精發酵設備的生產能力，從而造成發酵液中的氨基酸態氮含量下降，最終降低了醋醅中氨基酸態氮的含量。

圖2 在酒精發酵階段加入酸性蛋白酶對醋醅氨基酸態氮的影響

2.2 醋酸發酵階段加入酸性蛋白酶

圖3 在醋酸發酵階段加入酸性蛋白酶對醋醅酸度的影響

圖4 在醋酸發酵階段加入酸性蛋白酶對醋醅氨基酸態氮的影響

將預先處理好的酸性蛋白酶按比例加入到醋酸發酵過程的醋醅中，在醋酸發酵結束后，測定醋醅的酸度和氨基酸態氮,測定結果見圖3、圖4。

由圖3、圖4可知，在醋酸發酵階段加入酸性蛋白酶，對醋醅的酸度影響不大，小幅增加，當添加量達到15 U/g糯米后，醅酸不增加了僅為6.85 g/100 g，但氨基酸態氮含量卻在添加量至15 U/g糯米時達到最高0.28 g/100 g后就穩定不變了，說明蛋白質水解后的產物未被再利用，從而提高了醋醅中氨基酸態氮的含量，并使成品醋的口感變好，同時不易產生絮狀漂浮物。

3 結論

從上述試驗我們可知，將酸性蛋白酶添加鎮江香醋生產過程中是切實可行，在酒精發酵階段或醋酸發酵階段加入分別可以明顯提高醋醅的醋度或氨基酸態氮的含量，但在醋酸發酵階段加入，因使蛋白質充分分解了，解決了多年來經常出現的成品醋的沉淀現象，考慮到成本和產品質量的平衡，酸性蛋白酶添加量在15 U/g糯米，在醋酸發酵階段加入，既可適度提高了醋醅的酸度，達1.33%，又顯著增加了氨基酸態氮含量，達40%，且解決了成品醋的沉淀現象，此方法方便實用，為鎮江香醋的生產提供了一種優化方法。