夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法
【專利摘要】本發明公開了一種夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法，該方法是針對食醋固態發酵過程中醋醅指標在線監測、預警和實時補給的方法。本發明通過對食醋發酵前所采用的醋醅種子基礎理化和生化指標的測試，且實時監測發酵過程中溫濕度的變化狀況，并對異常區域進行補給，能防止在夏季高溫期醋醅微生物迅速繁殖并消耗盡底料，保證醋醅發酵過程中的品質。
【專利說明】夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法【技術領域】
[0001]本發明涉及食醋生產領域；具體說是一種夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法。
【背景技術】
[0002]鎮江香醋是我國典型的傳統特色食品，在國際調味品市場享有聲譽。在食醋的發酵過程中，醋醅發酵是制醋工藝中的重要環節，也在很大程度上決定了香醋成品的最終風味，其特征是醋酸發酵過程中物料(醋醅)呈固態形式，發酵時醋醅中的醋酸菌等微生物將酒精氧化為醋酸和其他風味物質。醋醅發酵是一復雜的過程，隨著發酵的進行，在微生物種群的作用下，其產生的氣味中揮發成分不斷變化，最終形成該產品所獨有的風味。
[0003]在夏季高溫期，由于環境溫濕度高，且各種雜菌的協同作用，醋醅發酵過程中經常性的出現高溫，酒精和氧氣消耗量非常大。在傳統的24h翻醅一次過程中，經常性在局部會出現醋醅溫度急劇上升，酒精和氧氣快速消耗甚至耗盡的情況，極大的影響醋醅的質量，導致夏天揮發酸的量較低，如采用加快翻醅的頻次，則進一步加快酒精的消耗，在醋醅分布不均勻的情況下，則可能會造成燒醅的情況。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下:
一種夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法，包括如下步驟:
Cl)醋醅種子基礎理化和生化指標的測試:在接種的過程中，對醋醅的生物活性，醋醅基礎溫度，環境溫度，醋醅的酒精度，醋醅的水分進行測試，為下一步模型的建立提供基礎；
(2)發酵過程中醋醅溫濕度的多方位實時監控；根據發酵過程的各個階段，根據需要在醋醅的不同層次布置測溫濕度裝置監測醋醅溫度和濕度，并通過測溫濕度裝置將所監測的數據實時在線傳輸至中央處理器中，供系統反饋下一步信息；
(3)發酵過程中不同溫濕度區域的氧氣濃度、酒精度快速檢測:在固態發酵的不同階段，分別在翻醅前對不同溫濕度區域醋醅的氧氣濃度和酒精度進行快速檢測，通過密度比重法測試醋醅的酒精度含量，通過快速氧氣監測儀測試醋醅中的氧氣濃度；
(4)發酵不同階段溫度-氧氣濃度，溫度-酒精度預測模型建立:在發酵的不同階段(接種、提熱、過杓、露底)，通過所監測基礎數據的變化規律，分別建立溫度、濕度、糠及麥麩的孔隙度與氧氣濃度的關系，以及建立溫度、濕度、糠及麥麩的孔隙度與酒精度的關系，推測醋醅各個點在發酵過程中的酒精度和氧氣濃度的實時變化狀況，并反饋數據至中央處理器，供下一步處理 ；
(5)溫濕度異常區系統補給:當系統出現溫濕度異常時，則可通過中央處理器開啟并控制補給系統，補給系統中的生料在溫濕度異常區的上方進入該區域，通過溫濕度在線監測系統實時監測該區域的醋醅狀況，實時將結果反饋于中央處理器，并由中央處理器決定下一步措施，如繼續出現溫濕度異常，可將結果繼續反饋至中央處理器中，繼續補給，直至該區域醋醅正常化。
[0006]本發明中，所述測溫濕度裝置包括傳感器、防腐蝕外殼和手柄，所述手柄安裝在所述防腐蝕外殼的底端，所述防腐蝕外殼用于保護傳感器導線不受濃酸環境的腐蝕，PTlOO溫度傳感器則位于防腐蝕外殼的頂端，通過聚四氟乙烯(鐵氟龍)進行抗酸堿腐蝕涂抹后直接和醋醅接觸，實時檢測醋醅溫度。設計相應的裝置保護傳感器以及導線不受腐蝕，且保證傳感器可精確深入到每個所需要監測的層次。
[0007]步驟2)和步驟3)中，醋池溫濕度區域的劃分，以及在各個區域溫濕度傳感器的布置。根據醋醅發酵過程中微生物活動代謝，與耗氧特征，與底層生料以及與邊上醋池接觸程度，將醋池分為6個層次，分別為表層中部(表層即距離醋醅頂部15cm附件區域)、表層邊部(邊部即距離醋池IOcm以內區域，其它區域則為中部)、中層中部(中層即距離醋醅頂部45cm區域)、中層邊部、下層中部(下層即距離醋醅頂部65cm區域)和下次邊部。每個區域由于醋醅微生物活動環境不同，其所表現的醋醅溫濕度指標以及其與氧濃度和酒精度的關系都有所不同。將醋池中每隔2m劃分出一個區域，在各個區域中，每一個層次點各布置一個溫濕度傳感器。
[0008]有益效果:與現有技術相比，本發明方法能實現在食醋固態發酵過程中醋醅指標在線監測、預警和實時補給的方法，該方法的建立既實時監測固態發酵過程中醋醅理化指標的實時變化狀況，以推測醋醅中微生物發酵情況，并根據監測情況采取措施，又保留了傳統的每24h翻醅，而使醋醅中的微生物的正常活動不受影響。還能防止在夏季高溫期醋醅微生物迅速繁殖并消耗盡底料 ，保證醋醅發酵過程中的品質。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明中發酵池溫濕度分布區域圖。
[0010]圖2為本發明中測溫濕度裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0011]根據下述實施例和附圖，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的具體的內容僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。
[0012]本發明通過對食醋發酵前所采用的醋醅種子基礎理化和生化指標的測試，且實時監測發酵過程中溫濕度的變化狀況，并對異常區域進行補給，并在線同步監控補給后系統，維持醋醅正常發酵，【具體實施方式】如下:
(I)醋醅種子基礎理化和生化指標的測試:在接種的過程中，首先獲取醋醅的基本理化指標及生化指標的數據，為下一步醋醅在發酵過程中所出現的狀況進行綜合判斷提供基礎數據，首先監測醋醅發酵的環境溫濕度，醋醅基礎溫度，醋醅的酒精度，醋醅的水分，麩皮和糠的水分及孔隙度等基礎理化指標，然后對接種所采用的醋醅的生物活性也進行相應測試和分析，采用光密度法和亞甲基藍染色法測試接種醋醅的生物量，然后再對其進行分離和辨別，確定初始產酸酵母菌和醋酸酵母菌的生物量和生物活性，為后期分析提供基礎，然后測試接種醋醅中的乙醇脫氫酶活性及醋醅中總蛋白含量。
[0013](2)發酵過程中醋醅溫濕度的多方位實時監控；根據發酵過程的各個階段(即接種、提熱、過杓、露底)，從表層到中下層，從中部到四周不斷擴展醋醅溫濕度實時監測范圍，即如圖1所示:從表層中部(表層即距離醋醅頂部15cm附件區域)到表層邊部(邊部即距離醋池10cm以內區域，其它區域則為中部)，再擴散至中層中部(中層即距離醋醅頂部45cm區域)和邊部，再到下層中部(下層即距離醋醅頂部65cm區域)和邊部，在醋醅的各個層次布置測溫濕度裝置監測醋醅溫度和濕度。在溫濕度監測的過程中，且使得測溫濕度裝置可精確深入到每個所需要監測的層次，并將所監測的數據實時在線傳輸至中央處理器中，供中央處理器反饋下一步信息。其中測溫濕度裝置的結構:如圖2所示:包括傳感器1、防腐蝕外殼2和手柄3，所述手柄3安裝在所述防腐蝕外殼2的底端，所述防腐蝕外殼2用于保護傳感器I導線不受濃酸環境的腐蝕，PT100傳感器I設在防腐蝕外殼2內部并位于防腐蝕外殼2的頂端，通過聚四氟乙烯(鐵氟龍)進行抗酸堿腐蝕涂抹后直接和醋醅接觸，實時檢測醋醅溫度。設計相應的裝置保護傳感器以及導線不受腐蝕，且保證傳感器可精確深入到每個所需要監測的層次。將醋池中每隔2m劃分出一個區域，在各個區域中，每一個層次點各布置一個測溫濕度裝置。
[0014](3)發酵過程中不同溫濕度區域的氧氣濃度、酒精度快速檢測:在固態發酵的四個階段，分別在翻醅前對不同溫濕度區域醋醅的氧氣濃度和酒精度進行快速檢測，通過密度比重法測試醋醅的酒精度含量，即稱取一定量的醋醅，過濾去其中殘渣，采用比重瓶法測試醋醅在不同階段的酒精度，通過快速氧氣監測儀測試醋醅中的各個位置的氧氣濃度，監測醋醅中微生物消耗氧氣情況；步驟(3)中的不同溫濕度區域的劃分同步驟(2)。
[0015](4)發酵不同階段溫度-氧氣濃度，溫度-酒精度預測模型建立:在發酵的四同階段(接種、提熱、過杓、露底)，通過所監測基礎數據的變化規律，分別建立溫度、濕度、糠及麥麩的孔隙度與氧氣濃度的關系，在發酵初始階段即測試加入發酵過程的糠和麥麩孔隙度，在發酵的每個階段中，通過傳感器實時檢測各個區域的醋醅溫濕度狀況，通過便攜式氧氣濃度測試儀器檢測該區域的氧濃度狀況，然后建立孔隙度、溫度、濕度和氧氣濃度的多元回歸模型，通過多批次實驗累積和校正，即可在發酵過程中，實時監測各個區域氧氣濃度；同樣，建立溫度、濕度、糠及麥麩的孔隙度與酒精度的關系，預測醋醅各個點在發酵過程中的酒精度的實時變化狀況，并反饋數據至中央處理器，供下一步處理；
(5)溫濕度異常區系統補給:當系統出現溫濕度異常時，則可通過中央處理器開啟并控制補給系統，補給系統中的生料在溫濕度異常區的上方進入該區域，根據溫濕度異常情況，以及推測的氧氣濃度和酒精度含量，覺得系統補給生料的量，并通過溫濕度在線監測系統實時監測該區域的醋醅狀況，實時將結果反饋于中央系統，如補給的量不足，則中央處理器再一次開啟補給系統，再一次進行補給，直至該區域醋醅正常化。
【權利要求】
1.一種夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)醋醅種子基礎理化和生化指標的測試:在接種的過程中，對醋醅的生物活性，醋醅基礎溫度，環境溫度，醋醅的酒精度，醋醅的水分進行測試，為下一步模型的建立提供基礎； (2)發酵過程中醋醅溫濕度的多方位實時監控；根據發酵過程的各個階段，根據需要在醋醅的不同層次布置測溫濕度裝置監測醋醅溫度和濕度，并通過測溫濕度裝置將所監測的數據實時在線傳輸至中央處理器中，供系統反饋下一步信息； (3)發酵過程中不同溫濕度區域的氧氣濃度、酒精度快速檢測:在固態發酵的不同階段，分別在翻醅前對不同溫濕度區域醋醅的氧氣濃度和酒精度進行快速檢測，通過密度比重法測試醋醅的酒精度含量，通過快速氧氣監測儀測試醋醅中的氧氣濃度； (4)發酵不同階段溫度-氧氣濃度，溫度-酒精度預測模型建立:在發酵的不同階段，通過所監測基礎數據的變化規律，分別建立溫度、濕度、糠及麥麩的孔隙度與氧氣濃度的關系，以及建立溫度、濕度、糠及麥麩的孔隙度與酒精度的關系，檢測醋醅各個點在發酵過程中的酒精度和氧氣濃度的實時變化狀況，并反饋數據至中央處理器，供下一步處理； (5)溫濕度異常區系統補給:當系統出現溫濕度異常時，則可通過中央處理器開啟并控制補給系統，補給系統中的生料在溫濕度異常區的上方進入該區域，通過溫濕度在線監測系統實時監測該區域的醋醅狀況，實時將結果反饋于中央處理器，并由中央處理器決定下一步措施，如繼續出現溫濕度異常，可將結果繼續反饋至中央處理器中，繼續補給，直至該區域醋醅正常化。
2.根據權利要求1所述的夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法，其特征在于，步驟2)和步驟3)中，醋池溫濕度區域的劃分，以及在各個區域溫濕度傳感器的布置:根據醋醅發酵過程中微生物活動代謝，與耗氧特征，與底層生料以及與邊上醋池接觸程度，將醋池分為6個層次，分別為表層中部、表層邊部、中層中部、中層邊部、下層中部和下次邊部；每個區域由于醋醅微生物活動環境不同，其所表現的醋醅溫濕度指標以及其與氧濃度和酒精度的關系都有所不同；在各個溫濕度區域內，每隔2m布置一個溫濕度傳感器。
3.根據權利要求1或2所述的夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法，其特征在于，所述測溫濕度裝置包括傳感器、防腐蝕外殼和手柄，所述手柄安裝在所述防腐蝕外殼的底端，所述溫度傳感器設在防腐蝕外殼內部并位于防腐蝕外殼的頂端。
4.根據權利要求1所述的夏季高溫期醋醅固態發酵智能監測和補給方法，其特征在于，步驟4)中，發酵的不同階段指的是接種階段、提熱階段、過杓階段、露底階段。
【文檔編號】C12Q3/00GK103468831SQ201310406245
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】林顥, 余永建, 朱勝虎, 梁艷輝 申請人:江蘇恒順醋業股份有限公司