1.课题研究背景

食醋具有调味、抗菌、增进食欲、促进消化、抗疲劳等食疗作用，相关的衍生产品保健功效越来越受到大众欢迎，例如马铃薯醋，钾含量高，有很好的保健作用，在日本市场大受欢迎^[1]。食醋中最主要的成分醋酸也是一种非常重要的有机酸。国内食醋生产企业众多，但生产工艺和设备较为落后，产品用途单一。《2006-2016年全国食品行业科技发展纲要建议》指出酿造调味产业尤其是食醋行业应加强基础理论研究，如食醋生产过程中化学反应、微生物的作用、风味物质的组分及形成机理；研究选育高产醋酸工程菌株，用于食醋生产；研究高浓度醋酸发酵技术，生产高浓度食醋。国家政策的导向及企业和研究机构的合作都表明此研究方向是目前生产企业面临的急需解决的重大问题。2.高酸度食醋简介

高浓度醋酸是指总酸含量为9%-25%（质量分数）的酿造醋，颜色通常呈淡黄色或白色^[2]。当前，我国大部分厂家因技术设备等方面的原因仅能生产总酸含量为3.5%-6%的发酵醋^[3-4]，颜色为棕红色，棕褐色，淡黄色或者无色。与普通醋相比，高浓度醋具有杀菌力强，保鲜效果好，节约运输费用和降低成本等诸多优点，市场发展潜力日趋明显^[5]。高浓度醋酸从原料上和工艺上分为酒精醋，粮食醋和蒸馏醋。其中，粮食醋主要在中国生产，酒精醋和蒸馏醋主要在欧美，日本等地生产^[6]。这样的分布状况和酒精的生产状况有密切相关的联系。

3.高酸度食醋国内外研究现状

国内外高酸度醋的生产状况有着明显的不同。在国外，比如，德国，美国，日本等少数国家掌握着先进的生产技术。这些国家的高酸度醋的生产原料主要是食用酒精和水，采用液态深层发酵工艺，发酵产酸含量一般在14%-17%，平均发酵强度达到0.2g/（100ml/h）以上，有些企业发酵高峰期发酵强度能达到0.4g/(100ml/h)^[7]。与此同时，这些掌握先进技术的厂家还在不断的改进工艺设备不断提高生产效率和降低生产成本。例如德国Frings公司自主开发的全套自吸式深层发酵装备全由电脑控制能实现生产过程在线监测及自动控制是生产效率大为提高^[8]。该公司醋酸发酵罐生产中1msup3;罐每小时课发酵酒精1.18-1.25L，功率0.7-5.5KW/KL，每吨醋耗电40度，酒精转醋酸率可达94%-98%。美国约曼公司采用自行研究的高速通气发酵罐可生产酸度高达21%以上的食醋，此项技术处于世界领先水平^[9]。

我国的高酸度醋酸生产技术还有很大的提升空间。在我国，高酸度醋酸按酿造工艺主要分两类^[10]，一是：冷冻浓缩工艺，如四川保宁醋，山西老陈醋等。其操作方法是将普通醋经过反复冷冻捞去浮冰从而制得浓度较高的醋酸，总酸含量能达到10%，这种醋风味浓郁，固形物含量高，但这种工艺工作量大，产量低下，生产成本高，质量指标不稳定；二是：液态深层发酵工艺。液态深层发酵生产过程机械化程度高，发酵周期短，劳动生产率高，占地面积小产能大，以及可以实现高酸度醋连续发酵等优点而被国外厂家所采用。最初是由石家庄珍极公司在1970年率先使用，主要用于生产普通醋，后来珍极公司对主要设备进行了工业化改造，大大提高了原料的产酸率，能够一次性造出总含酸量为12%左右的醋^[11]。

4.高酸度食醋研究方向

当前，我国的液态深层发酵还处于起步阶段，由于生产高品质发酵型高酸度醋对员工素质和技术装备水平要求很高，当前国内能实现连续生产高酸度醋的企业极少，产品酸度和总体质量和欧美发达国家相比还有很大差距^[12]。针对我国食醋现阶段的发展水平，我们也提出了高醋酸生产的发展方向。1、寻找优良菌种：利用基因技术选育耐高酸菌和耐高温菌，我国生产上普遍应用的菌种为沪酿1.01和AS1.41，最适温度在28-32度，耐酸能力与国外生产菌株有一定差距，发酵后期乙醇耗尽时还会发生过氧化反应，所以还需要耐高温、高酸^[13-14]。2、革新生产工艺：如适宜的操作（补料方式）过程，最佳的供氧策略，适宜的生产温度，合适的放罐指标等，醋酸菌是严格好氧菌，发酵过程中对氧气供给量很敏感。同样，在醋酸的生长过程中，醋酸菌对温度的波动也很敏感，维持某一阶段温度趋于恒定也是生产顺利进行的必要条件之一。3，改进生产设备：我国在食醋发酵大型化，连续，自动化与国外先进国家还有很大的差距，要想生产出高品质的高酸度醋，我们还需要对发酵过程参数实施在线监测与控制，从而优化发酵过程，提高发酵水平。我们主要从两方面着手，一是研究酒精发酵在线自控装置^[15]，我国酿造醋生产企业对于酒精发酵阶段控制往往十分粗放，导致原料利用率低，产物质量差，间接导致生产成本提高。二是开发醋酸发酵集成自控系统，醋酸发酵阶段采用计算机集散控制系统完成现场酒精和溶解氧的在线监测及温度，PH，转速，泡沫，液位实时控制，与此同时发酵罐还应配有自动化通气装置和自动控制进料和出料启动装置。

5.高酸度食醋研究前景

液态深层发酵高酸度醋具有天然酿造，无毒副作用，溶解性强及高浓缩性等优点。随着其应用领域的进一步拓展，它在我国的市场份额会越来越大，在行业中所占的比重越来越大。我国食醋酿造企业应本着高生产强度，高转化率，低能耗等技术指标，着眼于优良菌种的选育，高酸度酿造技术及装备的发展和完善等方面。生产高酸度醋蕴含的广阔市场能为企业带来长期的收益，而且拥有光明的发展前景。