專利名稱：一種利用葡萄皮渣生產酒精的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用葡萄皮渣生產酒精的方法，屬于釀造技術領域。
背景技術：
目前葡萄果汁飲料和葡萄酒(干白、桃紅)釀造生產過程中，會產生大量的葡萄皮渣，具體生產工藝流程如下:(I)葡萄果汁飲料葡萄一挑選一清洗一除梗破碎一加熱一壓榨取汁一殺菌一冷卻一酶處理一過濾—調配一過濾一灌裝一殺菌一冷卻一成品。(2)干白葡萄酒葡萄一去梗破碎一壓榨取汁一低溫澄清處理一清汁酒精發酵一倒罐儲存一穩定性處理一過濾一殺菌一裝瓶。上述生產工藝中葡萄壓榨取汁后，產生的皮渣中含有大量糖份、香氣成分和微量酚類物質。每年我國用于生產飲料和干白葡萄酒的葡萄加工量超過50萬噸，可產生的葡萄皮渣10萬余噸。當前這些葡萄皮渣主要被作為廢料舍棄或用作肥料、飼料處理，資源綜合利用率很低，不僅造成資源浪費，而且污染環境。 因此，研究利用葡萄皮渣中的有用成分，開發其潛在的經濟價值，使其變廢為寶，符合國家節能減排、資源再生利用的政策，更對合理利用及保護自然資源具有重要意義。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種利用葡萄皮渣生產酒精的方法，主要通過微生物發酵實現對葡萄皮渣中存在的糖分利用轉化及香氣物質提取，極大提升了葡萄皮渣的經濟價值，有效解決葡萄皮渣利用率低、資源浪費問題。本發明解決上述技術問題的技術方案如下:一種利用葡萄皮渣生產酒精的方法，包括以下步驟:I)葡萄原料除梗破碎將葡萄原料除梗破碎后進行壓榨，收集分離出新鮮葡萄皮渣；2)勻漿破碎將步驟I)中得到的新鮮葡萄皮渣加入酒石酸溶液中，進行勻漿破碎，得到發酵醪，其中，所述新鮮葡萄皮渣與所述酒石酸溶液的質量比為1:1 1:4 ；依據葡萄含糖量而定，將新鮮葡萄皮渣與酒石酸溶液的質量比規定在1:1 1:4之間。 3)加熱及酶反應將步驟2)中得到的發酵醪先進行加熱，保持10 20分鐘后，再進行冷卻，主要目的可提高發酵醪中糖分和香氣等物質的浸出，同時，可殺死發酵醪中含有的微生物，除去部分不良氣味；
然后再添加果膠酶及纖維素酶，進行酶解反應，分解果膠和果皮纖維素，得到酶解后的發酵醪，其中，所述果膠酶及纖維素酶的添加量為所述發酵醪的0.03%。 0.05%。(為質量百分比)；4)酒精發酵將釀酒酵母添加到所述酶解后的發酵醪中，進行發酵，至糖度低于3g/L，結束發酵，得到原料酒，其中，所述釀酒酵母的添加量為所述酶解后的發酵醪的0.02% 0.05%(為質量百分比)；所述原料酒包括未分離皮渣的原料酒和/或發酵結束后分離皮渣得到的清汁；5)蒸餾將步驟4)中得到的原料酒進行蒸餾，即得到所述酒精。本發明的有益效果是:1、原料選用葡萄飲料和葡萄酒生產中產生的新鮮壓榨的葡萄皮渣，降低了生產成本，減少了自然資源浪費，可部分代替糧食酒精的生產；2、開發了一種綠色、簡便、經濟的葡萄皮渣原料酒的生產方法；( I)采用綠色生物發酵工藝首先模擬葡萄汁的環境，利用酒石酸(葡萄中特有的主要有機酸)調整葡萄皮渣發酵醪的PH環境。采用加熱和生物酶解(果膠酶和纖維素酶)方法，分解葡萄皮渣中果膠和纖維素等物質，降低葡萄皮渣發酵醪的粘稠度，提高發酵醪的糖度和香氣濃度等；(2)操作工藝簡便，生產投入低本發明主要生產步驟包括葡萄皮渣勻漿破碎一加熱一酶解一酒精發酵一蒸餾，操作工藝簡單，設備投入低，具有極好的推廣前景。(3)生產周期短，設備利用率高皮渣酒精的生產周期主要制約于酒精發酵過程中，由于皮渣發酵醪營養不足，通常酵母發酵時間在10 15天。本發明通過皮渣發酵醪的pH、氮源、糖度的調整、發酵溫度控制、循環通氧等工藝，為酵母提高適宜的生長環境，可將酒精發酵時間縮短到4 6天，極大提高生產效率，增強了設備的利用率。(4)綜合利用率高發酵原料酒經過酒精蒸餾后，由于含有大量死酵母，蛋白含量豐富，可作為飼料和輔料使用。3、生產出的酒精產品，醇香濃郁，帶有葡萄果實香氣，可用于白蘭地和果酒等產品的生產，帶來極高的經濟價值。在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。進一步，在步驟3)及步驟4)之間還包括糖濃度調整步驟及氮濃度調整步驟；其中，所述糖濃度調整步驟的具體工藝流程為:將步驟3)中得到酶解后的發酵醪進行糖濃度測定，發酵醪中糖度應在100 150g/L，對于糖濃度低于100g/L的發酵醪，利用蔗糖調整，使其糖濃度在100 110g/L之間；
所述氮濃度調整步驟的具體工藝流程為:將步驟3)中得到酶解后的發酵醪進行葡萄發酵醪的α-氨基氮含量，發酵醪中α -氨基氮含量應大于150mg/L，對于α -氨基氮對于氮濃度低于150g/L的發酵醪，利用磷酸氫二銨調整，使其氮濃度高于150g/L。采用上述進一步方案的有益效果是，采用釀酒酵母進行酒精發酵，調整葡萄皮渣糖度和氮源含量，為酵母發提供適宜的環境，提高酵母發酵速率，并得到理想酒度的發酵原料酒。進一步，所述蒸餾包括塔式蒸餾及壺式蒸餾。進一步，采用所述塔式蒸餾的原料酒為未分離皮渣的原料酒和/或發酵結束后分離皮渣得到的清汁；采用壺式蒸餾的原料酒為發酵結束后分離皮渣得到的清汁。采用上述進一步方案的有益效果是，按照酒精的生產目的，分別采用塔式蒸餾和壺式蒸餾兩種方式。如需得到純度較高的酒精，采用塔式蒸餾，可將發酵原料酒帶皮渣一起蒸餾，也可將原料酒皮渣分離后只蒸餾發酵汁；如需得到果香濃郁的酒精，采用壺式蒸餾，采用二次蒸餾方法，只蒸餾原料酒皮渣分離后的發酵汁。進一步，在步驟2)中，所述酒石酸溶液的pH為3.0 4.0。采用上述進一步方案的有益效果是，模擬葡萄汁的環境，利用酒石酸(葡萄中特有的主要有機酸)將葡萄皮渣發酵醪PH環境調到3.0 4.0。進一步，在步驟3)中，所述加熱后的溫度為120°C ;所述冷卻后的溫度為40 45。。。進一步，在步驟3)中，所述進行酶解反應的時間為10 12小時。進一步，在步驟4)中，所述進行發酵的發酵溫度為20 25°C。進一步,在步驟5)中，所述酒精的酒精度為68 72%v/v。
圖1為本發明利用葡萄皮渣生產酒精的方法的工藝流程具體實施例方式以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。一種利用葡萄皮渣生產酒精的方法，包括以下步驟:I)葡萄原料除梗破碎將葡萄原料除梗破碎后進行壓榨，收集分離出新鮮葡萄皮渣；2)勻漿破碎將步驟I)中得到的新鮮葡萄皮渣加入到pH為3.0 4.0的酒石酸溶液中，進行勻漿破碎，得到發酵醪，其中，所述新鮮葡萄皮渣與所述酒石酸溶液的質量比為1:1 1:4 ；依據葡萄含糖量而定，將新鮮葡萄皮渣與酒石酸溶液的質量比規定在1:1 1:4之間。3)加熱及酶反應將步驟2)中得到的發酵醪先加熱到120°C，保持10 20分鐘后，再冷卻到40 45°C，主要目的可提高發酵 醪中糖分和香氣等物質的浸出，同時，可殺死發酵醪中含有的微生物，除去部分不良氣味；
然后再添加果膠酶及纖維素酶，酶解10 12小時，分解果膠和果皮纖維素，得到酶解后的發酵醪，其中，所述果膠酶及纖維素酶的添加量為所述發酵醪的0.03%。 0.05%o(為質量百分比)；4)酒精發酵將釀酒酵母添加到所述酶解后的發酵醪中，進行發酵，通過循環攪拌、降溫等方式，將發酵溫度控制在20 25°C。每日監測發酵醪糖度、溫度，糖度低于3g/L，發酵結束，得到原料酒，其中，所述釀酒酵母的添加量為所述酶解后的發酵醪的0.02% 0.05% ；所述原料酒包括未分離皮渣的原料酒和/或發酵結束后分離皮渣得到的清汁；5)蒸餾將原料酒進行蒸餾，所述蒸餾包括塔式蒸餾及壺式蒸餾，采用所述塔式蒸餾的原料酒為未分離皮渣的原料酒和/或發酵結束后分離皮渣得到的清汁；采用壺式蒸餾的原料酒為發酵結束后分離皮渣得到的清汁，蒸餾得到酒精度為68 72%v/v的酒精。在步驟3)及步驟4)之間還包括糖濃度調整步驟及氮濃度調整步驟；其中，所述糖濃度調整步驟的具體工藝流程為:將步驟3)中得到酶解后的發酵醪進行糖濃度測定，發酵醪中糖度應在100 150g/L，對于糖濃度低于100g/L的發酵醪，利用蔗糖調整，使其糖濃度在100 110g/L之間；所述氮濃度調整步驟的具體工藝流程為:將步驟3)中得到酶解后的發酵醪進行葡萄發酵醪的α-氨基氮含量，發酵醪中α -氨基氮含量應大于150mg/L，對于α -氨基氮對于氮濃度低于150g/L的發酵醪，利用磷酸氫二銨調整，使其氮濃度高于150g/L。以下通過幾個具體的實施例以具體對本發明進行說明。實施例1將IOOOkg玫瑰香葡萄(Muscat)除梗破碎，得到清汁約700kg，分離得到約200kg新鮮的葡萄皮渣；按物液料比為1:1加入200L酒石酸溶液(pH=3.0)，進行勻漿破碎，得到約400kg發酵醪；將發酵醪加熱到120°C，保持10分鐘后，熱交換冷卻到30°C后，分別添加0.05%的果膠酶和纖維素酶，即各添加20g，反應10小時；測定發酵醪的糖度為97g/L，用蔗糖將糖度調整為105g/L，即添加蔗糖3.2kg ;測定發酵醪中α-氨基氮含量為121mg/L，用磷酸氫二銨將糖度調整為150mg/L，即添加磷酸氫二銨 54.8g ；接種商業化活性干釀酒酵母，用量250mg/L，即需要IOOg干酵母，使用前將酵母經過活化后，添加到發酵醪中，酒精發酵溫度控制在20 25度；酒精發酵過程中，每8小時監測發酵溫度和糖度I次；每4小時攪拌I次，每次攪拌時間5分鐘；當糖度低于3g/L時，即發酵結束，浸潰2天；得到酒精度為5.8%v/v原料酒。將原料酒直接進入酒精蒸餾塔中進行酒精蒸餾，得到33.2L酒精度為68%v/v酒精產品ο上述實施例1得到的葡萄皮渣酒精產品，呈無色透明液體，醇香純正、濃郁，并具有典型葡萄品種香氣；口感純凈、微甜。實施例2
將1000kg貴人香葡萄(Italy Riesling),除梗破碎后進行壓榨,收集分離出的新鮮葡萄皮渣200kg ;按物液料比為1:2加入400L酒石酸溶液(pH=3.5)，進行勻漿破碎，得到約600kg發酵醪；將發酵醪加熱到120°C，保持10分鐘后，熱交換冷卻到35°C后分別添加0.02%的果膠酶和纖維素酶，即各添加12g，反應12小時；測定發酵醪的糖度為114g/L，不需添加蔗糖調整糖度；測定發酵醪中α -氨基氮含量為131mg/L，用磷酸氫二銨將糖度調整為160mg/L，即添加磷酸氫二銨82.2g ；接種商業化活性干釀酒酵母，用量250mg/L，即需要150g干酵母，使用前將酵母經過活化后，添加到發酵醪中，酒精發酵溫度控制在20 25度。酒精發酵過程中，每8小時監測發酵溫度和糖度I次；每4小時攪拌循環I次，每次循環時間8分鐘。當糖度低于3g/L時，即發酵結束，浸潰2天。得到酒精度為6.2%v/v原料酒。將原料酒直接進入酒精蒸餾塔中進行酒精蒸餾，得到約50L酒精度為70%v/v酒
不目ο上述實施例2得到的葡萄皮渣酒精，呈無色透明液體，醇香純正、濃郁，并具有典型葡萄品種香氣；口感純凈、微甜。實施例3將IOOOkg霞多麗葡萄 (Chardonnay),除梗破碎后進行壓榨,收集分離出的新鮮葡萄皮渣200kg ;按物液料比為1:4加入800L酒石酸溶液(pH=4.0)，進行勻漿破碎，得到約IOOOkg發酵醪；將發酵醪加熱到120°C，保持20分鐘后，熱交換冷卻到40°C后分別添加0.03%的果膠酶和纖維素酶，即各添加30g，反應12小時；測定發酵醪的糖度為104g/L，不需添加蔗糖調整糖度；測定發酵醪中α -氨基氮含量為106.5mg/L，用磷酸氫二銨將糖度調整為150mg/L，即添加磷酸氫二銨205.5g ；接種商業化活性干釀酒酵母，用量250mg/L，使用前將酵母經過活化后，添加到發酵醪中，酒精發酵溫度控制在20 25度。酒精發酵過程中，每8小時監測發酵溫度和糖度I次；每4小時攪拌循環I次，每次循環時間10分鐘。當糖度低于3g/L時，即發酵結束，浸潰2天，分離皮渣取清汁，得到酒精度為5.7%v/v原料酒。將原料酒入壺式鍋中進行酒精蒸餾，經過二次蒸餾后，得到約70L酒精度為72%v/V酒精。上述實施例3得到的葡萄皮渣酒精，呈無色透明液體，醇香純正、濃郁，并具有濃郁葡萄品種香氣；口感純凈、微甜。以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將葡萄原料除梗破碎后進行壓榨，收集分離出新鮮葡萄皮渣； 2)將步驟I)中得到的新鮮葡萄皮渣加入酒石酸溶液中，進行勻漿破碎，得到發酵醪，其中，所述新鮮葡萄皮渣與所述酒石酸溶液的質量比為1:1 1:4 ； 3)將步驟2)中得到的發酵醪先進行加熱，保持10 20分鐘后，再進行冷卻；然后再添加果膠酶及纖維素酶，進行酶解反應，得到酶解后的發酵醪，其中，所述果膠酶及纖維素酶的添加量為所述發酵醪的0.03%。 0.05% ； 4)將釀酒酵母添加到所述酶解后的發酵醪中，進行發酵，至糖度低于3g/L，結束發酵，得到原料酒，其中， 所述釀酒酵母 的添加量為所述酶解后的發酵醪的0.02% 0.05% ； 所述原料酒包括未分離皮渣的原料酒和/或發酵結束后分離皮渣得到的清汁； 5)將步驟4)中得到的原料酒進行蒸餾，即得到所述酒精。
2.根據權利要求1所述的利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于:在步驟3)及步驟4)之間還包括糖濃度調整步驟及氮濃度調整步驟；其中， 所述糖濃度調整步驟的具體工藝流程為:將步驟3)中得到酶解后的發酵醪進行糖濃度測定，發酵醪中糖度應在100 150g/L，對于糖濃度低于100g/L的發酵醪，利用蔗糖調整，使其糖濃度在100 110g/L之間； 所述氮濃度調整步驟的具體工藝流程為:將步驟3)中得到酶解后的發酵醪進行葡萄發酵醪的α -氨基氮含量，發酵醪中α -氨基氮含量應大于150mg/L，對于α -氨基氮對于氮濃度低于150g/L的發酵醪，利用磷酸氫二銨調整，使其氮濃度高于150g/L。
3.根據權利要求1所述的利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于:在步驟5)中，所述蒸餾包括塔式蒸餾法及壺式蒸餾法。
4.根據權利要求3所述的利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于:采用所述塔式蒸餾的原料酒為未分離皮渣的原料酒和/或發酵結束后分離皮渣得到的清汁；采用壺式蒸餾的原料酒為發酵結束后分離皮渣得到的清汁。
5.根據權利要求1至4任一項所述的利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于:在步驟2)中，所述酒石酸溶液的pH為3.0 4.0。
6.根據權利要求1至4任一項所述的利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于:在步驟3)中，所述加熱后的溫度為120°C ;所述冷卻后的溫度為40 45°C。
7.根據權利要求1至4任一項所述的利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于:在步驟3)中，所述進行酶解反應的時間為10 12小時。
8.根據權利要求1至4任一項所述的利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于:在步驟4)中，所述進行發酵的發酵溫度為20 25°C。
9.根據權利要求1至4任一項所述的利用葡萄皮渣生產酒精的方法，其特征在于:在步驟5)中，所述酒精的酒精度為68 72%v/v。
全文摘要
本發明涉及一種利用葡萄皮渣生產酒精的方法，包括葡萄皮渣的榨取、稀釋勻漿、加熱、酶解、調整糖度和氮源、酵母發酵、蒸餾等工藝步驟。該方法采用葡萄皮渣為原料生產酒精，通過簡便、合理、無污染的生產工藝實現了對葡萄皮渣資源的變廢為寶，高值化利用。采用該方法得到的酒精帶有典型的葡萄果香。
文檔編號C12R1/865GK103194492SQ201310072020
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月6日 優先權日2013年3月6日
發明者孫舒揚 申請人:魯東大學