醋酸杆菌如何产生醋酸

醋酸方程式：CH3COOH，乙酸也叫醋酸（36%--38%）、冰醋酸（98%），是一种有机一元酸，为食醋主要成分。纯的无水乙酸（冰醋酸）是无色的吸湿性固体，凝固点为16.6℃（62℉），凝固后为无色晶体，其水溶液中呈弱酸性且蚀性强，蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。

乙酸在自然界分布很广，例如在水果或者植物油中，但是主要以酯的形式存在。在动物的组织内、排泄物和血液中以游离酸的形式存在。许多微生物都可以通过发酵将不同的有机物转化为乙酸。

乙酸是醋的主要成分，而醋几乎贯穿了整个人类文明史。乙酸发酵细菌（醋酸杆菌）能在世界的每个角落发现，每个民族在酿酒的时候，不可避免的会发现醋——它是这些酒精饮料暴露于空气后的自然产物。如中国就有杜康的儿子黑塔因酿酒时间过长得到醋的说法。

用10%乙酸除去蛋白质的原理：乙酸会使蛋白质变性沉淀，然后通过离心分离蛋白质。没变性的蛋白质在溶液里具有一定的溶解度，但是乙酸加入到溶液之后使蛋白质变性，溶解度变小，蛋白质蜷缩成团，然后聚集，最后沉淀，通过离心取上清液就可以去除蛋白质。

乳清蛋白（wheyprotein）被称为蛋白之王，是从牛奶中提取的一种蛋白质。因此， 变性作用是蛋白质受物理或化学因素的影响，改变其分子内部结构和性 蛋白质变性 质的作用。一般认为蛋白质的二级结构和三级结构有了改变或遭到破坏。

简介

乙酸在自然界分布很广，例如在水果或者植物油中，但是主要以酯的形式存在。在动物的组织内、排泄物和血液中以游离酸的形式存在。许多微生物都可以通过发酵将不同的有机物转化为乙酸。

乙酸是醋的主要成分，而醋几乎贯穿了整个人类文明史。乙酸发酵细菌（醋酸杆菌）能在世界的每个角落发现，每个民族在酿酒的时候，不可避免的会发现醋——它是这些酒精饮料暴露于空气后的自然产物。如中国就有杜康的儿子黑塔因酿酒时间过长得到醋的说法。

食醋的生产有各种工艺，以传统的固态法工艺为例。

食醋的生产过程大体有三个阶段（或过程），三个阶段中各有不同的微生物群落。

1、糖化阶段。在这一阶段，主要是把原料中的淀粉类物质水解为其他微生物可利用的糖类。与所有其他生物一样，要把淀粉类物质水解为糖，需要淀粉酶和糖化酶。在食醋生产中，是用微生物生长过程中产生的酶来实现的，所用的微生物是霉菌。一般是黑曲霉、黄曲霉，也有用米曲霉或根霉的。不要一看到黄曲霉就想到黄曲霉毒素，在上百种黄曲霉中，能够产生毒素的不过十来种，绝大多数是无害的。而且黄曲霉产生的淀粉酶和糖化酶类量多、活性高，同时还能产蛋白酶。但现在都怕黄曲霉毒素，已经很少用了，用黑曲霉的多，也有几种一起用的。把淀粉类物质水解为糖后，霉菌的任务就完成了，生产转入第二阶段。

2、酒精发酵阶段。在这一阶段，主要是利用酵母菌将淀粉糖化后生成的大部分葡萄糖转化成酒精，为下一步的醋酸发酵提供原料。而且，酵母细胞本身含有丰富的蛋白质及维生素等营养物质，酒精发酵完成后，酵母菌体仍留在醋醅中， 可以为醋酸菌提供生长发育所需要的营养物质，也有利于食醋的酿造。老法制醋是利用空气及各种曲子内存在的酵母， 产品质量没有保证， 现在大多根据实际生产的需要，选择适于在酿醋原料上进行发酵的、发酵力强的、产香符合食醋标准的酵母菌。食醋生产中应用的酵母菌有两大类，一类为酿酒酵母，主要具有酒精发酵作用；另一类是生香酵母，主要作用是生成香味物质。

3、醋酸发酵阶段。顾名思意，这是食醋生产的关键阶段，在这一阶段，是利用醋酸菌，把酵母菌利用糖生成的酒精转变为醋酸。醋酸菌是一类能够利用多种碳源（含碳有机物）产生醋酸，并利用这一过程中释放的能量生存繁殖的杆状细菌的总称。在醋醅中，醋酸菌是利用酵母菌产生的酒精作为碳源的。它是先把酒精（乙醇）氧化为乙醛，再进一步氧化为乙酸（就是醋酸），在氧化过程中，会放出能量。当醋醅中酒精基本转化为醋酸后，酒精没有了，醋酸的量也多到对醋酸菌的生存产生抑制作用了，食醋的生产过程也就基本结束了。剩下的就是把醋“弄”出来，这些就没有微生物的事了。

食醋的生产就是这样。三个阶段各有各的主要微生物种群。但三个阶段的划分也不是绝对的，通常第一和第二阶段是合在一起的，就是边糖化、边发酵，这叫“双边发酵”，在酒精发酵开始后，采取密闭措施，进入无氧环境，霉菌自然就死亡了（霉菌是好氧菌），而酵母菌也只有在无氧条件下，才能产生酒精。醋醅中酒精的积累，也会抑制酵母菌的生存。当醋醅中的可发酵糖基本用完时，酒精积累也到了一定的浓度，酵母菌也难以继续生存了，这时又轮到醋酸菌起作用了。

食醋生产的各个阶段依次进行，微生物种群也在逐次更替。对于各类微生物来说，不过是利用环境中的能量物质，进行本能的生长和繁殖。而对于人类来说，这些微生物在食醋生产的各个阶段各尽所能，在为我们做着贡献。

注：以上原创。

第一个步骤中的微生物是霉菌，大多是曲霉，如米曲霉、黑曲霉，也有用黄曲霉的。这类微生物能够产生淀粉酶、糖化酶，使淀粉液化、糖化而分解。同时，产生的蛋白酶可分解蛋白质。

酒精发酵微生物是酵母菌。酵母菌在无氧条件下，把糖类转化为酒精。

醋酸发酵微生物是醋酸菌。醋酸菌是醋酸发酵的主要菌种。醋酸菌具有氧化酒精生成醋酸的能力，醋酸在发酵醅料中积累，淋出来的液体就是食醋了。

霉菌、酵母菌、醋酸菌就是食醋酿造过程中的主要微生物。

当然，食醋酿造中的微生物不止这些，如还有丁酸菌等，它们产生的有机酸与酵母菌产生的乙醇结合生成酯类物质，赋予食醋特殊的香气。

醋塔法也称速酿法，是以稀酒液不原料，在塔内流径附着大量醋酸菌的填充料，使酒精很快氧化成为醋酸。丹东白醋就是用这种工艺生产的。

制作方法： 1.酒液制备：碎米经浸泡、磨浆、液化、糖化及液态发酵，酒精浓度以7～8°为好。

2.醋酸发酵：将酒液一次加入醋塔内，再接入醋酸菌液10%，然后定时，定温循环回淋，约每隔90分钟回淋一次。品温控制35～42℃之间。根据品温变化情况控制回淋次数及空气入口，经50多小时，酒精耗尽，测定淋出液酸度不再上升，即为成品。

原料出品率≈7.5公斤(醋酸含量5克/100毫升)/每公斤主粮。

主要生产设备 速酿塔(高2～5米，直径1～1.3米，圆桶形，塔顶封盖，有排气孔，内有假底，塔内置一层处理过的填充料一桦木刨花、芦苇秤或玉米芯等——上铺厚约15厘米的粗谷糠)，回淋管、泵等。

制作方法2 我国北方及中南地区采用的醋塔法还有按以下工艺进行生产的(塔中的填充料一般用桦木刨花及木炭)。

1.淋液制备：取原醋加入白酒及温水稀释，再加酵母液1%，配成的淋液含醋酸6.5～7.5%、酒精2.5%，液温要求为33～35%℃。

2.淋醋操作：以淋液从塔顶喷入，每塔每小时1次，每塔每次5公斤，塔底流出液即为原醋。

醋塔法制醋特点 1.塔内填充料能连续使用，可以节约麸皮等原料，并不需要出渣，减轻了劳动强度；

2.原料出品率较高；

3.填充料来源广泛；

4.口味比较单调。

参考资料：数据库

据此，欧洲地区对食用醋下了这样一个适当而通用的定义：

“食用醋是人们食用的一种液体，以含有淀粉、糖或二者均有的农作物，经由乙醇发酵和醋酸发酵两段发酵过程生产而成，成品中含有一定量的醋酸。”

由以上的定义可知，酿造醋的制程基本规范是必须经过两阶段自然发酵，才能称之。所谓两阶段发酵，就是经过酒精发酵与醋酸发酵。

如果用谷物作为酿醋原料，则必须先经过糖化。

所谓糖化就是糖化菌（通称酵母）将谷物的淀粉分解成糖与氨基酸，然后酵母菌再将糖分转变酒精（乙醇）。

通常，传统天然酿造方式的糖化与酒精化是一起交互进行的，并没有分段进行，所以，统称为第一阶段的复式发酵法。第二阶段，是由醋酸杆菌将酒精（乙醇）氧化为醋酸，称为醋酸化。经过两阶段发酵生成的醋酸稀释液就是“醋”。

酿造过程的发酵酵母就是微生物，两个阶段的微生物种类不同。

使用淀粉质原料，例如五谷杂粮酿醋，要先用糖化菌将淀粉分解成糖类，水果类原料通常含糖较高，因此可直接以酵母菌来进行第一阶段的酒精发酵。

很多水果本身就含有酶（又称酵素），可以在常温下因为酵母的作用而开始发酵。例如未成熟的香蕉，含有淀粉和多聚物，可以通过糖化酶的作用来产生酒精。酵母菌在糖的代谢过程，并不是将所有的糖都百分之百转化为乙醇，有些部分会被细胞合成转化为甘油与琥珀酸。

第二阶段醋酸化过程，就是让乙醇氧化成醋酸，这个醋酸发酵需依靠醋酸菌来做工，传统酿造通常并不热衷于菌种的分类，而是依赖原来就存在空气中的醋酸菌。

醋酸菌的生长和代谢是需要供给营养的，主要摄取营养的来源就是做醋的原料。如果以农作物做原料，原料本身就可以提供很丰富营养给醋酸菌，若以纯酒精做原料，则提供给菌的营养不足，所以业者会添加一些含有葡萄糖、维生素、硝酸铵、矿物质和生长因素，如酵母膏等营养配方，供给醋酸菌营养。

乙醇氧化为醋酸是释放热度的过程，氧气在液体中溶解量低，所以提供氧气量的多寡决定了醋酸的产量。也因此，发展出各家酿造时增加供氧量的诀窍方法，例如用搅拌、曝淋或直接输入氧气，这就是酿造需要好空气的原因

2、有氧发酵：醋酸发酵、谷氨酸发酵

无氧发酵：酒精发酵、乳酸发酵

3、酵母菌是兼性厌氧菌型微生物真菌

酵母菌的生殖方式：出芽生殖(主要) 、分裂生殖、孢子生殖

4、在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，大量繁殖。C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O

5、在无氧条件下，酵母菌能进行酒精发酵。C6H12O6→2C2H5OH+2CO2

6、20℃左右最适宜酵母菌繁殖，酒精发酵时一般将温度控制在18℃-25℃

7、在葡萄酒自然发酵的过程中,起主要作用的是附着在葡萄皮表面的野生型酵母菌。

在发酵过程中,随着酒精浓度的提高,红葡萄皮的色素也进入发酵液,使葡萄酒呈现深红色。

在缺氧呈酸性的发酵液中，酵母菌可以生长繁殖，而绝大多数其他微生物都因无法适应这一环境而受到制约。

8、醋酸菌是单细胞细菌(原核生物),代谢类型是异养需氧型,生殖方式为二分裂。

9、当氧气、糖源都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。2C2H5OH+4O2→CH3COOH+6H2O

10、控制发酵条件的作用：

①醋酸菌对氧气的含量特别敏感，当进行深层发酵时，即使只是短时间中断通入氧气，也会引起醋酸菌死亡。

②醋酸菌最适生长温度为30～35℃，控制好发酵温度，使发酵时间缩短，又减少杂菌污染的机会。

③有两条途径生成醋酸：直接氧化和以酒精为底物的氧化。

11、实验流程：挑选葡萄→冲洗→榨汁→酒精发酵→果酒(→醋酸发酵→果醋)

12、酒精检验：果汁发酵后是否有酒精产生，可以用重铬酸钾来检验。在酸性条件下，重铬酸钾与酒精反应呈现灰绿色。先在试管中加入发酵液2mL，再滴入物质的量浓度为3mol/L的H2SO43滴，振荡混匀，最后滴加常温下饱和的重铬酸钾溶液3滴，振荡试管，观察颜色。

13、充气口是在醋酸发酵时连接充气泵进行充气用的排气口是在酒精发酵时用来排出二氧化碳的出料口是用来取样的。

果酒制作的原理:在无氧条件下,酵母菌能进行酒精发酵。

方程式：C₆H₁₂O₆→2C₂H₅OH+2CO₂

果醋制作的原理：当氧气、糖源充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸；当缺少糖源时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变为醋酸。

方程式：C₂H₅OH+O₂→CH₃COOH+ H₂O

果酒在发酵过程中产生CO₂，所以发酵后，PH会变小。

果醋在发酵过程中生成醋酸，所以发酵后，PH会变小。

扩展资料：

当氧气、糖原都充足时，醋酸菌将葡萄汁中的糖分解成醋酸。

当缺少糖原时，醋酸菌将乙醇变为乙醛，再将乙醛变成醋酸。

果酒外观鉴别——应具有原果实的真实色泽，酒液清亮透明，具有光泽，无悬浮物、沉淀物和混浊现象。

果酒香气鉴别——果酒一般应具有原果实特有的香气，陈酒还应具有浓郁的酒香，而且一般都是果香与酒香混为一体。酒香越丰富，酒的品质越好。

果酒滋味鉴别——应该酸甜适口，醇厚纯净而无异味，甜型酒要甜而不腻，干型酒要干而不涩，不得有突出的酒精气味。

果酒酒度鉴别——我国国产果酒的酒度多在12～18度范围内。

果酒色素鉴别——果酒应该是天然色素，添加了人工色素的酒只需要在酒杯里放入几张纸巾，酒变清了代表添加人工色素，颜色不变代表为天然。

参考资料：百度百科——果酒

参考资料：百度百科——果醋