夏 蓉，林 浩，卞晶晶，王婷婷

（江苏恒顺醋业股份有限公司，江苏 镇江 212043）

作为四大名醋之一的镇江香醋是我国典型的传统酿造调味食品，其中代表性企业江苏恒顺醋业股份有限公司至今有着173年的历史，产品销售不但遍及全国，而且还远销欧美、日本等国家，在调味品市场享有很高声誉。多年的研究我们发现，影响传统酿造调味食品的因素众多，除原料外，生产工艺进一步优化和技术参数进一步细化是提升产品品质的关键。醋醅发酵是制醋工艺中的重要环节，也在很大程度上决定了香醋成品的最终口感及风味。在食醋发酵过程中，微生物的活动最直观表现为产热，温度变化是微生物代谢的重要指标，如果对微生物活动状况进行实时监控，根据温控情况进行系统分析，并以此指导机械翻醅，将对食醋标准化生产、进一步提升食醋的品质有着重要意义。基于此，本研究通过智能温控系统，在食醋发酵过程中全程在线监控醋醅温度状况，并根据相应情况实时调整生产控制参数，为实现智能翻醅奠定基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验在江苏恒顺醋业股份有份公司手工醋制醋车间进行，分别在春末（5.08-29）以及夏季（7.24-8.15）进行醋醅温度监控实验。两个季节均醋在手工制醋醋醅发酵中进行，分别在醋醅发酵的不同阶段（接种、提热、过杓、露底）放置不同数量的温度传感器，实现在线温度监控实验。

1.2 设备与方法

所采用的温度检测为PT100铂电阻热电阻温度巡检仪（上仪集团），每个温度探测器表面进行抗酸化处理，使得温度探头可以持续的在高酸度环境下进行工作，而不影响灵敏度。每个温度传感器所采集到的醋醅温度可通过数据线传输至温度处理模块，温度模块将模拟信号转化为数字信号并通过RS232传输到主机中，主机中设有信号采集程序，可实时记录并存储温度信息，供下一步分析。醋醅的温度每分钟记录1次，在醋醅发酵过程中的21d中，每天24h不间断的记录。

图1 醋醅温度检测系统示意图Fig.1 Schematic diagram of the vinegar grains temperature detection system

在接种的第1d分别在1#和2#醋醅发酵缸中分别放置1个温度传感器（深度15cm）；在提热阶段在醋缸中放置第3根温度传感器（25cm）；在过杓阶段将3根传感器位置错开，分为3层监测，在醋醅中深度分别为15cm、25cm、35cm；在露底阶段放置第4根传感器，分4层监测，15cm、30cm、45cm、60cm。

2 结果与分析

2.1 提热阶段醋醅温度状况分析

图2中实线为5月份提热阶段醋醅温度图，从对环境温度的监测中可以看出，醋醅的温度在20℃～28℃之间。在固态发酵接种初期，醋醅温度分别在33℃和35℃左右，经过8h左右，即凌晨0点左右，醋醅温度达到最高，温度接近50℃，然后开始自然下降，在第2d 9点翻醅后，温度再次小幅度上升，但基本都在45℃以下，且到了最高温度后，自然下降。图2中虚线为7月份醋醅在提热阶段的温度变化状况，此时环境温度处于一年的最高期，温度约为35℃左右，醋醅温度在提热阶段变化情况和5月份基本一致，说明在春夏季节，由于受室温的影响，醋醅中微生物在短时间内可以很快的进行繁殖，导致温度急剧上升。

图2 提热阶段醋醅温度状况Fig.2 Temperature condition of vinegar grains in heating stage

2.2 提热阶段醋醅温度监控及理化指标分析

在实验中发现多个批次多个发酵缸均出现了50℃的高温，这个是以前从未报道过的。以前在温度监测和相关报道中，通常认为温度超过43℃（特别在提热和过杓阶段），醋醅发酵就很难进行。在提热阶段对在以往的研究报道中，一般认为37℃～41℃是醋酸菌的最佳生长活动温度，当温度超过41℃时，醋酸菌很难存活。为了验证醋醅中产酸菌在不同温度下的生长情况，本实验对发酵工艺进行调整，即在提热阶段，当温度超过45℃立即开始翻醅，结果如图3所示。

图3 提热阶段人为翻醅后醋醅温度状况Fig.3 Temperature condition of vinegar grains after stirred in heating stage

从图3可以看出，当温度超过45℃即开始强制翻醅，醋醅温度在一定程度上可以下降，但在非常短时间内又迅速的上升，基本在2h之内温度就上升到45℃，当在提热结束后也停止温度控制，醋醅的温度还是需经历50℃高温，然后开始自降。

为了进一步了解醋醅中微生物在提热阶段的活动状况，本研究对这个阶段的微生物指标和理化指标进行了比较，研究结果如附表所示。从附表可以看出，经过50℃高温后，醋醅中的微生物量明显减少，但从生物种类和活性来看，发现在50℃的高温下虽然细菌量不多，但是存留的基本上是醋酸菌，相比之下，同期发酵的到45℃就翻醅的杂菌很多，醋酸菌却相对很少。通过分析我们认为，醋醅发酵的过程中，在温度较高的情况下，某些杂菌的代谢被醋酸菌所抑制和利用，形成了既竞争又共生的关系，在这情况下，部分醋酸菌逐渐适应了高温的环境。但从表中还可以看出，人为降温后产酸值和酶活均比自然降温有所提高，通过分析我们认为，醋醅发酵过程中一些杂菌也可能参与产酸，导致产酸量增加，但对最终成品食醋风味影响有利还是有弊，需要进一步研究。

附表 自然降温和人为强制降温醋醅中理化及生化指标简况Attached table Profiles of vinegar grains in physical,chemical and biochemical indicators during natural cooling and artificially forced cooling process

2.3 过杓阶段醋醅温度状况分析

图4和图5分别为5月份和7月份过杓阶段一个醋醅缸中醋醅和环境温度图，从图中可以看出，虽然5月份和7月份外界环境温度有一定的差别（相差5℃～8℃），但是醋醅的温度基本保持稳定。从图中可以看出，7月份，醋醅的上、中、下三层温度差异不大，但是在5月份时，在过杓的中后期，醋醅上、中、下层开始出现了温差，上层的温度比较高，中下层的温度相对较低。此外，在图中还可以观察到，在过杓阶段，醋醅温度基本处于持续上升阶段，直到翻醅时开始下降。在特殊情况下（醋醅温度高于45℃），醋醅温度就不再上升了，而出现自降的趋势，研究认为，可能是醋酸菌在此温度下活动能力较弱，处于暂时休眠的状态，直到翻醅，补充氧气，温度下降，醋酸菌再次活跃起来。

图4 过杓阶段醋醅温度状况（5月）Fig.4 Temperature condition of vinegar grains in scoop stage(May)

图5 过杓阶段醋醅温度状况（7月）Fig.5 Temperature condition of vinegar grains in scoop stage(July)

2.4 露底阶段醋醅温度状况分析

图6为露底阶段醋缸中醋醅温度变化图，在露底阶段开始分为4层监控醋醅的温度，通过标6可以看出，不同层次醋醅的温度有显著的差别。在翻醅之前，顶层温度最高，底层温度最低，4层的温度分别由上到下依次下降，当进行翻醅时，由于最底层的醋醅翻到最顶层，醋醅的温度下层温度最高，上层温度最低，随着发酵的继续进行，上次的醋酸菌接触氧气，又开始变为活跃，温度持续上升，而下层的醋酸菌由于接触底层的生料，温度反而降低，最终变为由上到下依次下降。在露底过程中，醋醅的温度一直上下交替，直到露底结束。

图6 露底阶段醋醅温度状况（5月）Fig.6 Temperature condition of vinegar grains in dumping stage(May)

3 结论

本文利用智能温控系统，在春、夏季节对食醋发酵过程中醋醅温度进行全程不间断监控。实验结果表明，该系统能有效地对醋醅发酵温度进行实时监控，该系统的建立有利于在食醋的不同发酵阶段监测微生物的活性，根据监测数据及时调节工艺参数，并可根据生产运行情况建立食醋发酵预警系统，有助于确保食醋产品的标准化，进一步提升食醋的品质。

（略）