厭氧發(fā)酵的原理
通過發(fā)酵生產(chǎn)的第一批醋可能跟隨釀酒過程中的錯誤。如果必須在過高的溫度下發(fā)酵,醋酸桿菌將壓倒葡萄上天然存在的酵母。隨著對用于烹飪,醫(yī)療和衛(wèi)生用途的醋的需求增加,葡萄酒商很快學(xué)會在炎熱的夏季使用其他有機材料生產(chǎn)醋,然后葡萄成熟并準備加工成葡萄酒。然而,這種方法很慢,并不總是成功,因為葡萄酒商不理解這個過程。
最早的現(xiàn)代商業(yè)流程之一是1823年在德國首次實施的“快速方法”或“德國方法”。在此過程中,發(fā)酵在裝有木屑或木炭的塔中進行。含酒精的飼料滴入塔頂,通過自然或強制對流從底部供應(yīng)新鮮空氣。在這個過程中改善的空氣供應(yīng)減少了準備幾個月到幾周的醋的時間。
今天大多數(shù)醋都是用浸沒式罐式培養(yǎng)制成的,最初由Otto Hromatka和Heinrich Ebner于1949年描述。在該方法中,在連續(xù)攪拌的罐中將醇發(fā)酵成醋,并通過使空氣鼓泡通過溶液來供應(yīng)氧氣。使用這種方法,可以在兩到三天內(nèi)制備15%醋酸的醋。
厭氧發(fā)酵
一些種類的厭氧細菌,包括梭菌屬的幾個成員,可以直接將糖轉(zhuǎn)化為乙酸,而不使用乙醇作為中間體。這些細菌進行的整體化學(xué)反應(yīng)可表示為:C 6 H 12 O 6 →3 CH 3 COOH
更有趣的是,從工業(yè)化學(xué)家的角度來看,許多這些產(chǎn)乙酸酐細菌可以從單碳化合物中產(chǎn)生乙酸,包括甲醇,一氧化碳,或二氧化碳和氫的混合物:2 CO 2 + 4 H 2 →CH 3 COOH + 2 H 2 O.
梭菌的這種能力直接利用糖,或從較低成本的投入產(chǎn)生乙酸,這意味著這些細菌可能比醋酸桿菌等乙醇氧化劑更有效地產(chǎn)生乙酸。然而,梭菌屬細菌對醋酸桿菌的耐酸性較差。即使是最耐酸的梭菌菌株也可以生產(chǎn)醋含量僅為百分之幾的醋,而一些醋酸桿菌菌株可生產(chǎn)高達20%乙酸的醋。目前,使用醋酸桿菌生產(chǎn)醋比使用梭菌(Clostridium)生產(chǎn)醋更具成本效益然后集中精力。因此,雖然自1940年以來就已知產(chǎn)乙酸細菌,但它們的工業(yè)用途仍然局限于一些利基應(yīng)用。