以苹果汁为原料,使用葡萄酒酵母和木醋杆菌(Gluconacetobacter xylinus)RF4为菌种制备的全发酵型苹果醋,风味特征显著优于配制型产品。上述工艺实施中发现,发酵中后期液体表面会形成一层细菌纤维素膜,并随发酵时间的延长继续增厚,属于典型的表面好氧发酵形式。本文通过探讨细菌纤维素膜的形成、存在状态和完整性对木醋杆菌产酸的影响,并初步探讨其机理,研究结果可为生产工艺的优化和设备设计提供理论依据。本文比较了分步发酵和同步发酵两种发酵工艺在发酵时间、酸度和感官评价上的差异。研究发酵过程产生的细菌纤维素膜对产酸的影响,比较发酵液与纤维素膜内乙醇脱氢酶(ADH)活性的差异,探讨分别接种纤维素膜块与菌种液对整个发酵的不同,以及静置发酵与摇床发酵对产酸影响。测定了两种培养方式32h内产酸速率与ADH酶活力和细菌总数之间的关系,比较三种培养方式32h内耗氧的差异,以及静置发酵与摇床发酵方式耗氧的差异。采用固相微萃取法,用气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)检测,测定市售的调配型苹果醋饮料、同步发酵法和分步发酵法制备的发酵型苹果醋三组的挥发性香味成分。主要结果如下:1.分步发酵法在第12d酸度达到4.32g/100m L;同步发酵法在第10d酸度达到4.86g/100m L。两种发酵方法酿造出的苹果醋,口感良好,具有苹果和醋的复合风味,其中同步发酵法风味更浓郁。2.阻止细菌纤维素膜的形成会导致产酸停滞;将初始形成的膜沉入液底和取出都同样会立即导致产酸受到显著抑制,在纤维素膜维持完整的条件下,发酵产酸正常进行。结果表明,纤维素膜的生成并且浮于发酵液表面对产酸有直接的影响,其存在与完整对发酵起重要作用。纤维素膜中的乙醇脱氢酶活性是发酵液中的56倍,因此木醋杆菌发酵产酸的主要场所为纤维素膜内。接入含菌纤维素膜产酸速度比接入液态菌种快。因此发酵开始时接入含菌纤维素膜,可有效缩短发酵时间。静置发酵,在醋酸发酵第8d酸度达到4.32g/100m L,而摇床发酵几乎不产酸。因此,静置发酵比摇床发酵有利于发酵产酸。3.发酵5d后,继续静置发酵,酸度逐渐升高,产酸速率也加快,纤维素膜下部的发酵液中ADH酶活力几乎没什么变化,发酵体系酶总活力一直在升高,发酵液中的细菌数量在缓慢下降,总菌落数在逐渐增加。将表面形成的纤维素膜取出后,伴随着细菌纤维素膜的重新长出,木醋杆菌才会开始耗氧产酸.20h时发酵液中ADH酶活力达到最高值0.333 U/g,在24h时,发酵液中的细菌数量达到最高值(细菌计数(8.35±0.44)E+04 CFU/m L),之后都开始下降;而总ADH酶活力和总菌落数一直在增加,说明了伴随着细菌纤维素膜的形成,木醋杆菌菌群开始移向膜中进行发酵。在第24h时,细菌纤维素膜完整浮出液面,产酸速率达到最高值0.065g/100m L·h,伴随氧的消耗速率也达到最大0.383ppm/h,也证实了膜的存在并保持完整对氧的直接利用可能也是最有效的,这也是表面发酵特征。摇床发酵时顶系氧含量几乎保持不变,而静置培养在细菌纤维素膜浮于液面时,耗氧速度迅速加快。由此说明进一步证实膜的形成是耗氧发酵的关键,这也进一步证实了表面发酵的特征。4.全发酵型苹果醋的主要香味物质种类相同,有醇、酸、酯类9种挥发性香味成分被检测出,最主要的是乙酸、乙酸乙酯和乙醇。调配型苹果醋中有酸、酯、醛类9种香味成分被检测出,最主要的是乙酸己酯、2-己烯醛和2-甲基丁酸乙酯。