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醋酸发酵

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。

原理
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。醋酸发酵的主要机理如下。
1．从乙醇氧化为醋酸
这一步可分为以下两个阶段：
(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，100g酒精能生成纯醋酸130.4g，但在实际生产过程中，却只能生成100g醋酸。
2．己糖一磷酸途径
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．醋酸菌的过氧化反应
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。
4．其他反应
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。
条件
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。
方式
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。
用途
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。
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