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葡萄酒行业综合利用

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发表于 2014-3-19 17:44:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
    目前有不少葡萄酒厂将产生的废渣大多直接作肥料或饲料,来不及处理时就扔到沟边、路旁,污染环境。实际上,葡萄皮籽渣的综合利用不仅可消除环境污染,又可变废为宝。葡萄皮籽渣深加工,可生产一些高附加值的产品,如从葡萄籽中提取原花青素、葡萄籽油,从葡萄皮中提取白藜芦醇等,其中原花青素、白藜芦醇属于高科技生化产品,具有广阔的市场前景。下面介绍具体情况。
   一、葡萄皮渣
葡萄渣产生量与葡萄品种、酿造方法、压榨机分离工艺等有关。每100kg葡萄原料生产葡萄酒,即能产生40kg葡萄渣。葡萄酒厂需要处理大量的原料,就会产生大量的葡萄渣,成为副产品,堆积如山。
我国每年产葡萄500多万吨,而且还在逐年增加。其中80%用于酿酒,每年将有一百多万吨的葡萄皮渣。一般葡萄的出籽率为8%10%、梗10%15%、皮20%25%,也就是说一个年产万吨的葡萄酒厂,每年大约有几百吨的葡萄籽,上千吨的葡萄梗,10002000t的葡萄皮。大葡萄酒厂处理大量葡萄渣的方法,可见图1


⒈制备小酒或质量较次的葡萄酒
没有经过发酵的葡萄渣或葡萄皮渣,含有少量葡萄汁,可以回收,制成小酒。一般采用下列3种方法。
⑴ 加工白葡萄酒所得的葡萄皮渣,尚未经过发酵,含有少量葡萄汁及其糖分,可将其边喷水,边搅拌,使皮渣被水充分浸洗,将皮渣浸提液接入酒母发酵,即得小酒,其质量较葡萄汁发酵所得产品为差,仅供家庭自用或蒸馏白兰地。
⑵ 将白葡萄皮渣添加净水,任其自然发酵7d左右,使皮渣的残留糖分转为酒精,然后分离除去皮渣,滤液含有少量酒分,进行蒸馏回收酒精。
⑶ 将皮渣接入酒母,投入水泥池,进行固态发酵后蒸馏,回收酒精。
2. 生产配合饲料
葡萄皮渣可以替代部分牧草,作为家畜饲料。
⑴ 葡萄渣营养成分变化很大,它与生产工艺有关,经压榨,洗涤,去梗,去籽后的渣,粗蛋白质、粗脂肪、无氮抽出物、纤维素含量是不同的。
⑵ 洗涤前后葡萄渣的主要营养成分(粗蛋白质、脂肪、无氮抽出物等)尚无多大变化,但是残留酒精被洗去。因此,洗涤后葡萄渣的主要营养成分没有较大损失,并且没有残留酒精,十分有利于作家畜饲料。
⑶葡萄渣经过蒸馏与否,对营养成分没有什么影响。
⑷ 比较干牧草和葡萄渣的营养价值可见表1
1    干牧草和葡萄渣营养成分比较          /%(质量分数)

营养成分
粗蛋白质
纤维素
粗脂肪
干物质
无氮浸出物
干牧草
8.75
29.00
1.90
85.00
39.00
葡萄渣
3.53
8.59
1.87
30.00
14.13

由表1可见,干牧草营养价值较高,对反刍家畜十分适合。而葡萄渣并没有较高的营养价值,对于饲养牛马来说,绝对不可将它单独作饲料,必须添加其他饲料才行。
葡萄渣含有大量水分,任其堆放,即会生长霉菌或腐败细菌,甚至腐烂发酵,使葡萄渣不适合作饲料原料。为了避免新鲜葡萄渣变质,可采用窖藏法、堆藏法、晒干法、干燥法等设法使葡萄渣水份低于12%,以便逐渐使用,饲养家畜。
3 .直接作肥料或洗涤后作肥料
葡萄植枝含有肥料成分的三要素(氮、磷、钾)。因此可将葡萄渣作为肥料或堆肥。有人用它作为猪的饲料,效果较好。
4 .葡萄皮提取食用色素
⑴天然食用色素  葡萄皮中的天然红色素可广泛用于果酱、酸性饮料、果酒中,其色泽鲜艳,与合成色素相比,具有一定的营养和药理作用,且使用安全。葡萄皮提取物以花色苷或双糖苷形式存在,称仙客来苷(Enolianina),易溶于水、甲醇、乙醇等溶液,酸性条件下最稳定。
⑵提取  由于红色素在酸性条件下比较稳定,一般采用酸性乙醇溶液提取,其提取过程是将鲜葡萄压榨去梗,所得废渣(约占果25%)以适当浓度的乙醇(用盐酸调pH)在室温下提取,然后过滤纯化,再用真空薄膜蒸发器浓缩至适当浓度,即得浸膏,喷雾干燥可得粉剂。此方法的得率(对皮渣而言)为27%左右。
⑶葡萄皮色素稳定性  由于葡萄皮色素稳定性差,其影响因素有pH、温度、氧(空气)及食物中其他成分(如Vc、糖类、防腐剂等)。色素适合在酸性食品中使用,并允许短时间高温处理,食品中常见的蔗糖、苯甲酸钠防腐剂都不影响该色素的色调和色度。低浓度Vc对该色素无明显影响,但其抗氧化能力差,应避免与氧化物质接触。
5 .葡萄皮提取果胶
果胶是一种杂多糖的衍生物,即由半乳醛酸、L-鼠李糖等组成的杂多糖衍生物,在食品工业、医药、轻工业生产中具有很高的利用价值。果胶的提取工艺见图2



6.葡萄皮渣提取酒石酸
酒石酸是一种多羟基有机酸。由葡萄皮渣提取的酒石酸系d-酒石酸,是一种无色透明的白色结晶细粉,无嗅,有酸味,大部分用作食品添加剂(酸味剂、膨化剂),在纺织工业用作感光剂,在医药工业也有广泛的用途。酒石酸的提取工艺见图3



7. 山葡萄籽蛋白质的提取
将山葡萄籽进行粉碎(60目),除油,室温风干,加入NaCl水溶液,充分搅拌,离心分离。取溶液用火棉胶袋透析,得粗蛋白,进行纯化。蛋白质中氮的质量分数为14.92%,蛋白质质量分数为85.74%,其中含有人体所必需的8种氨基酸,可用作强化食品、滋补剂、保健药物等。
8. 葡萄籽油的开发利用
葡萄籽油生产工艺流程见图4,目前,有用超临界二氧化碳萃取工艺的。葡萄籽油的精炼可采用碱式双氧水法,以过氧化氢(30%,用NaOHPH10)为精炼剂,去除杂质,再在较高温度下进行蒸发与分解除去过氧化氢。


   葡萄籽在酿酒后的果渣中质量分数为20%26%,葡萄籽含油率为16%18%。而葡萄籽仁含油率为50%,其油色为淡黄绿色,凝固点为-1020℃,相对密度为0.925d420),折光率为1.47625℃),黏度为6.720℃),碘值(精制油)123142,乙酰值4350,皂化值179192,不皂化值3.9。它含有多种微量元素,如MgCaKNaCuFeZeMnCoVA、VC等,其中VE含量为360.2μg/g。葡萄籽油中不饱和脂肪酸的质量分数高达90%以上,其主要成分是亚油酸,质量分数为76.5%,无毒,无害。由于亚油酸和VE含量很高,因此,对预防和治疗脉管硬化症和促进油脂在体内新陈代谢的生理功能具有特殊疗效和意义,同时还能保护人的皮肤发育和促进皮肤的营养,使皮肤光滑细腻,具有美容功效。
9 .单宁的提取
提取葡萄籽油后的葡萄籽残渣,含有质量分数为10%的单宁(Tannin)。单宁系不同聚合度的黄烷-3-醇聚合物的混合物。它除供药用外,是皮革工业很好的鞣料,亦是制造墨水、日用化工和印染工业的原料。
单宁的提取可将葡萄籽残渣用50%的乙醇在常温常压下浸提2次,每次57d,过滤除去的滤渣可作饲料,合并滤液蒸馏,将乙醇蒸出回收利用,母液真空浓缩或直接加热浓缩,沉淀干燥后即为单宁。注意提取时隔氧操作,避免氧化使颜色变黑。
10 .皮渣发酵制白兰地
未经发酵的葡萄废渣可采用发酵法制取酒精。方法是用水浸泡皮渣,酒石酸调pH34,添加30%的酵母,补充糖至10%左右,于25℃下通风发酵78d,再蒸馏,取中馏分酒。中馏分酒近似白酒,度数高,无香气,辣味重,需老熟。因橡木会赋予白兰地独有的风味和色泽,故采用橡木桶密闭陈酿为宜。贮存时间越长,色泽越深,香味越浓,再经调配可得优良的白兰地酒。
11 .葡萄皮渣酿醋
葡萄皮渣中含有较多的糖分,可用固体发酵法制取醋酸。先将皮渣、麸皮、糠按502515的比例(质量比)配制搅拌均匀,蒸煮45min,降温至35℃,加入质量分数为10%的曲块,搅拌均匀后置于缸中。34℃发酵15min,再添加质量分数为2%的食盐、糖等,冷开水浸泡2h,补醋,灭菌,即可得食用醋。
12 .生产果胶酶
由果渣生产的果胶酶用于果汁澄清,具有不影响果汁风味的优点。目前,葡萄果渣已用于生产果胶酶。果渣经121℃、31min灭菌后,加入霉菌孢子进行培养。一般葡萄果渣用黑曲霉,培养温度在30℃左右,培养时间23d,至孢子出现为止。酶制剂可作成粗酶,抽提后即干燥成粉末,也可进一步纯化成精制酶,一般每g葡萄果渣可得到300400单位果胶酶。
13. 从葡萄皮渣中提取有效活性成分
从葡萄皮渣中提取附加值高的有效活性成分,具有特殊的抗衰老作用,其效果是VC、VE的多倍。葡萄皮渣中有效活性成分属低聚黄烷醇类化合物,其抗衰老机理类同黄烷酮。由于其结构中含有有效酚羟基,具有清除人体内自由基的功能,从而可达到防止老年性的退化、预防和延缓衰老的目的。
近年的医学研究证明:黄烷醇类化合物具有多种生理作用,可抑制红细胞膜和低密度脂蛋白过氧化,促进内皮细胞松弛因子NO的形成,防止血小板凝聚,可维持血管的弹性,从而缓解高血压、降低冠心病的发病率。因而,在医药工业可用作开发医药保健用品;在食品工业可作为天然抗氧化剂,开发绿色食品。低聚黄烷醇的提取工艺流程见图5




14 .从葡萄皮渣提取白藜芦醇
葡萄皮渣富含一种多羟基芪类化合物,就是白藜芦醇,属丹宁芪类多酚,是一种极具开发价值的天然保健品。它具有降血脂、抗血栓、预防动脉硬化、增强免疫能力等重要的生理活性功能。由于白藜芦醇对心血管疾病的治疗和预防具有明显效果,其研究与应用日益引起关注。从葡萄皮渣提取白藜芦醇工艺流程见图6所示。



6   葡萄皮渣提取白藜芦醇工艺
二、 葡萄酒糟
葡萄原料经发酵后,将发酵醪压榨分离出来的滤液生产葡萄酒,滤渣含有少量发酵醪和葡萄酒等,即为葡萄酒糟。
酿造红葡萄酒工艺中,从压榨机分离出来的葡萄酒糟,具有一定的价值。一般的利用方法是:从葡萄酒糟提取酒精、抽提酒石酸盐、回收葡萄籽榨取葡萄籽油。最常用的利用方法是将葡萄酒糟蒸馏酒精,蒸馏以后的残渣可用作燃料、饲料、肥料。
为从葡萄酒糟蒸馏酒精,可以采用直接蒸馏法(可像蒸馏烧酒那样,应用白酒厂普遍使用的蒸馏锅,也可利用连续蒸馏锅)。或者采用洗涤葡萄酒糟的方法,取得小酒,然后再蒸馏酒精。
三、 葡萄酒泥
葡萄发酵罐经过抽卸工艺,葡萄酒即被分离出去。剩下来的沉淀物主要是酵母细胞、葡萄果肉碎屑、蛋白质凝固物等,即为葡萄酒泥。一般的酿酒工艺,酒泥产生量约为葡萄酒产量的2%,它与原料性质与发酵藏酒的时间有关。抽卸酒后所得酒泥是有价值的,它含有酵母细胞、果胶物质、黏胶物质、重酒石酸钠、酒石酸钙等,这些物质都是在抽卸出罐以后的液体受到冷却以后沉淀下来的;加胶后所得酒泥是没有什么价值的,它只含有鞣酸精胶、鞣酸蛋白质,以及清净剂和酒中某些成分结合后所产生的沉淀。
不同时期的抽卸酒、酒泥酒其成分有些差别,但葡萄酒泥都可用来回收酒精和酒石酸。
1 .回收酒精
蒸馏酒泥,回收酒精有3种方法。
⑴与原来的葡萄酒混合以后,再行蒸馏;
⑵于第1次抽卸葡萄酒之后,直接进行蒸馏;
⑶ 添加少量的水分后,再进行蒸馏。应指出的是,葡萄酒泥的黏度很大,尤其是糊团状酒泥,应该谨慎,避免让酒泥接触蒸馏器的四壁边缘部分,以免产生焦化。当然,最好采用专门蒸馏酒泥的蒸馏器。
2. 回收酒石酸
从葡萄酒泥回收酒石酸可采用自然沉淀法、离心分离法、冷却结晶法。即将液体酒泥先放入蒸馏塔中,提取酒精;自蒸馏塔排出的废液,经自然沉淀法、离心分离法、冷却结晶法等除去不溶性的固形物(泥浆、滤渣)得到澄清的液体,然后回收结晶的酒石酸钾钠,或者以强酸处理后,从酒石酸钾钠中回收酒石酸。


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