利用沖灌擰一體機熱灌裝桶裝黃酒的工藝優(yōu)化
高艷秀，劉杰，傅勤峰，戴林生，蔣啟海*
寧波阿拉釀酒有限公司（寧波315800）
摘要以茵落總數(shù)為評價指標，采用單因素試驗和正交試驗考察塑料桶殺菌溫度、蓋子殺菌時間、酒的殺菌溫度及殺菌時間四個因素的影響，對利用沖灌擰一體機進行桶裝黃酒熱灌裝的工藝參數(shù)進行了研究和優(yōu)化。正交試驗結果表明，最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)為：塑料桶殺菌溫度75℃蓋子殺菌時間15 min，酒的殺菌溫度84℃酒的殺菌時間50 min,在此條件下測得的茵落總數(shù)為0。
關鍵詞 沖灌擰一體機；桶裝黃酒；熱灌裝
黃酒是世界三大釀造酒之一，是中國獨有的最古老的傳統(tǒng)酒種，具有極其豐富的文化內(nèi)涵。進入21世紀以來，黃酒發(fā)展勢頭強勁，全國黃酒總產(chǎn)量逐年增加，黃酒行業(yè)進入了有史以來最好的發(fā)展時期。根據(jù)國家“十一五規(guī)劃”和“2015規(guī)劃”，到2015年黃酒產(chǎn)量將突破380萬t。黃酒市場越來越大，對黃酒企業(yè)的灌裝技術要求也越來越高。因此，黃酒行業(yè)必須改變低產(chǎn)量、低效率的落后生產(chǎn)方式，不斷采用新的工藝技術，同時不斷促進機械化、自動化水平的提升，增強產(chǎn)品市場競爭力。
常規(guī)的黃酒灌裝方法是灌裝與殺菌工藝相互獨立，先灌裝后殺菌，該過程時間較長，能耗較大。而熱灌裝技術則是先瞬間提高酒體溫度進行殺菌再灌裝封口。通過近幾年不斷的完善改進，工藝日趨成熟穩(wěn)定。熱灌裝能源消耗低、效率高，符合國家的節(jié)能減排政策，對促進黃酒行業(yè)的發(fā)展具有積極的作用。
沖灌擰一體機占地面積小，能耗低，自動化程度高，操作簡便，運行平穩(wěn)，節(jié)省人力一半以上，大大縮短了生產(chǎn)流程，整個沖灌擰的全過程均在潔凈區(qū)一步完成，降低了灌裝過程中染菌的風險，保證了成品酒的品質，且采用熱灌裝工藝的酒體更加協(xié)調，口感更加柔和，利用沖灌擰一體機進行黃酒熱灌裝的優(yōu)勢非常明顯。黃酒生產(chǎn)企業(yè)中第一家使用沖灌擰一體機進行桶裝黃酒熱灌裝的是寧波阿拉釀酒有限公司，該機器是黃酒生產(chǎn)企業(yè)設備更新?lián)Q代的理想產(chǎn)品，達到國內(nèi)同類產(chǎn)品的先進水平。
通過單因素試驗和正交試驗確定桶裝黃酒熱灌裝的最佳工藝參數(shù)，以期為沖灌擰一體機用于黃酒的機械化、自動化生產(chǎn)和黃酒熱灌裝工藝技術的發(fā)展提供實際的參考。
1 材料與方法
1.1物料與器材
2.5 1塑料桶：上海趙巷塑料制品廠；平板計數(shù)瓊脂( PCA)：杭州微生物試劑有限公司。
JCGN20型沖灌擰一體機：重慶中輕機械有限責任公司；JB-T350型臭氧發(fā)生器：徐州市九洲龍臭氧設備制造有限公司；GNP-9160型隔水式恒溫培養(yǎng)箱：上海精宏實驗設備有限公司。
1.2方法
1.2.1塑料桶的殺菌
采用CIP系統(tǒng)，通過沖灌擰一體機沖壺圓盤的夾子翻轉傳輸系統(tǒng)對塑料桶進行清洗殺菌和吹干。1.2.2蓋子的殺菌
利用JB-T350型臭氧發(fā)生器對蓋子進行殺菌，每一層蓋子均勻鋪開，保證蓋子殺菌徹底。
1.2.3酒的保溫殺菌和降溫
利用板式換熱器，由熱水作為媒介，將冷酒罐中的酒液（4℃左右）瞬間升溫，然后進入貯酒罐進行保溫殺菌。經(jīng)過一定時間保溫殺菌的酒液，再經(jīng)過另一板式換熱器，由冷酒作為媒介，降溫至45℃～50℃灌裝。
1.2.4菌落總數(shù)的測定
參照GB 4789.2-2010食品微生物學檢驗菌落總數(shù)的測定。
2結果與分析
2.1單因素試驗
2.1.1塑料桶殺菌溫度對菌落總數(shù)的影響
沖灌擰一體機的外形如圖1所示，塑料桶通過沖壺圓盤時，首先由熱水沖洗，再由無菌水沖洗，最后由壓縮空氣吹干。將沖瓶水罐的溫度分別設定為55 ℃，60℃，65℃，70℃，75℃和80℃。結果表明，當塑料圓桶殺菌溫度低于65℃時，測得的菌落總數(shù)≥50 CFU．mL-1，微生物嚴重超標，當溫度高于75℃時，測得的菌落總數(shù)為0，但是溫度過高時塑料桶會有輕微的變形，影響美觀，且耗能提高。因此，正交試驗中選擇的塑料桶殺菌溫度的3個水平分別為65℃．70℃和75℃。
2.1.2蓋子殺菌時間對菌落總數(shù)的影響
將蓋子的殺菌時間分別設定為5，10，15，20，25和30 min，分別測定成品酒中的菌落總數(shù)，進而找出蓋子的最佳殺菌時間。結果表明，當蓋子的殺菌時間低于5 min時，有較多微生物檢出，殺菌時間高于10min時，菌落總數(shù)較少。殺菌時間過長，雖然沒有微生物檢出，但是一方面耗能提高，另一方面可能會供應不上生產(chǎn)的需求。因此，正交試驗選擇的蓋子殺菌時間的3個水平分別為10，15和20 min。
2.1.3酒的殺菌溫度和殺菌時間對菌落總數(shù)的影響
將酒的殺菌溫度分別設定為72℃，76℃，80℃，84℃，88℃和92℃，殺菌時間分別設定為35，40，45, 50，55和60 min，分別測定六個不同殺菌溫度和殺菌時間下酒液中的菌落總數(shù)，進而確定最佳的殺菌溫度及殺菌時間。當酒的殺菌溫度低于76℃時，菌落總數(shù)超標，當殺菌溫度過高時，一方面酒精揮發(fā)較多，另一方面耗能增加，考慮到實際情況，選取76℃，80℃和84℃作為正交試驗的3個水平。
酒的殺菌時間在35～60 min之間時，微生物都沒有超標，但是在實際生產(chǎn)中，當灌裝機在最大生產(chǎn)量（3 000桶／h）時，一般是40～50 min灌完-罐酒(6t)，為了確保桶裝酒品質和口感的統(tǒng)一，將殺菌時間選取為40，45和50 min較為合理。
2.2正交試驗
在單因素試驗結果分析的基礎上，采用表1中4因素3水平的正交試驗來研究不同熱灌裝工藝參數(shù)下桶酒的微生物指標，以期找出最優(yōu)的灌裝工藝條件。
正交試驗結果見表2，由表2中的極差分析可知，4個因素對菌落總數(shù)的影響強弱順序依次為：C（酒的殺菌溫度）>A（塑料桶殺菌溫度）>B（蓋子殺菌時間）>D（酒的殺菌時間）。根據(jù)各試驗因子的總計數(shù)或平均數(shù)可以看出，菌落數(shù)最少的工藝條件為：A3B3C3D3或A3B2C3D3。由于酒的殺菌時間對菌落總數(shù)的影響最小，將其歸到誤差項，進行方差分析，結果見表3。
從表3可見酒的殺菌溫度對菌落總數(shù)的影響極其顯著，塑料桶殺菌溫度對菌落總數(shù)的影響顯著，而蓋子殺菌時間和酒的殺菌時間對菌落總數(shù)的影響不顯著。
考慮到能耗和生產(chǎn)線速度，在A3B2C3D3（塑料桶殺菌溫度75℃、蓋子殺菌時間15 min、酒的殺菌溫度84℃、酒的殺菌時間50 min）條件下，進行驗證試驗，測得的菌落總數(shù)為0�？梢姡斯に嚄l件合理可行，可以作為最佳的灌裝工藝條件，在此工藝條件下灌裝的桶裝酒微生物指標最好，保證了桶酒的質量。
3結論
利用沖灌擰一體機進行桶裝黃酒熱灌裝，通過單因素試驗和正交試驗對熱灌裝的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。結果表明，熱灌裝最佳工藝參數(shù)為：塑料桶殺菌溫度75℃，蓋子殺菌時間15 min，酒的殺菌溫度84℃，酒的殺菌時間50 min，在此條件下測得的菌落總數(shù)為0，為進一步實現(xiàn)黃酒的機械化、自動化生產(chǎn)和黃酒熱灌裝工藝技術的發(fā)展提供了實際的參考價值。
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