用残次红枣浓醪高温发酵生产食用酒精的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用残次红枣浓醪高温发酵生产食用酒精的方法，依据残次红枣含糖量高的优势，以残次红枣为原料，采用高温耐酒精的粟酒裂殖酵母菌，将红枣浓醪高温酒精发酵生产红枣食用酒精。该方法使红枣中的糖类物质转化酒精的转化率达80％以上，生产的红枣食用酒精符合国家食用酒精的卫生标准。
【专利说明】用残次红枣浓醪高温发酵生产食用酒精的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品发酵【技术领域】，具体涉及将残、次红枣用浓醪高温发酵生产食用 酒精的方法。
【背景技术】
[0002] 红枣是人们喜爱的果品之一。红枣原产于中国，世界90 %的红枣都来自于中国。 近年来，随着我国退耕还林政策的实施，枣树在黄河流域进一步成为生态和经济兼用树种， 栽培面积和产量急剧增加。红枣除鲜食之外，市场上销售的产品主要是干制品，枣农和企 业将外观和质量好的干品销售后，每年都会剩余大量不能销售的残次红枣。所谓残次红枣 主要指裂枣、落枣、未成熟的黄皮枣、黑头枣和虫蛀枣等。残次红枣在生产上约占干红枣的 25%?30%，若在生产区红枣成熟季节再遭遇连绵阴雨，残次红枣的产量更高。这些枣因市 场价格低廉而大量丢弃，甚至造成环境的污染，故如何处理和利用好残次红枣资源、提高其 经济价值是亟待解决的红枣产业问题。
[0003] 红枣与其它果品相比较含糖量高，绝大多数鲜枣含糖量都在20%以上，干红枣在 55%以上，甚至有的高达65%以上，残次红枣同样含有较高的糖类等物质。含糖量高的原料 适合于生产发酵制品。
[0004] 食用酒精又叫做发酵性蒸馏酒，是一种在食品工业中应用的含水乙醇，主要原料 为粮食和糖类，包括谷物和薯类等，很少以水果为原料生产。将这些原料进行蒸煮、糖化、发 酵、蒸馏等加工工序即可得到食用酒精。一般酒精发酵采用啤酒酵母菌为发酵菌种，发酵温 度控制在25?30°C之间，超过此温度，酵母菌发酵能力迅速下降，甚至死亡，糖变为酒精的 转化率减低。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题在于克服现有残次红枣利用率低的缺点，提供一种一 种以残次红枣为原料，高温发酵生产食用酒精的方法。
[0006] 解决上述技术问题所采用的技术方案包括下述步骤：
[0007] 1、破碎红枣
[0008] 将除杂后的残次红枣清洗干净，破碎至粒径小于10_。
[0009] 2、蒸煮
[0010] 将破碎后的红枣加入蒸汽蒸煮罐中，密封，通入蒸汽，保持罐内蒸汽压力为〇? 0. 05MPa，在罐内物料中心温度为100°C下蒸煮20?30分钟，停止通蒸汽，待罐内压力变为 〇时，加入自来水或深井水，加水量为红枣质量的1. 5?2倍，混合均匀，得到红枣浓醪。
[0011] 3、酶解
[0012] 将红枣浓醪置于糖化酶解罐中，加入红枣浓醪质量3. 5%?4. 5%的酶活力为 3000?4000U/g的麸曲，搅拌均匀，60?65°C糖化4?5小时，然后转入果胶酶解罐中，力口 入红枣浓醪质量0. 3%?0. 4%的酶活力为15000?25000U/g的果胶酶，搅拌均匀，45? 50°C酶解3?4小时，得到可溶性固形物为20%?25%的红枣浓醪。
[0013] 4、接种
[0014] 将步骤3得到的可溶性固形物为20%?25%的红枣浓醪降温至35?40°C，接入 已扩大培养好的粟酒裂殖酵母菌，接种量为红枣浓醪质量的3%?4%。
[0015] 上述的粟酒裂殖酵母菌的扩大培养方法为：将粟酒裂殖酵母菌用麦芽汁琼脂培养 基在30°C活化后，转接于小三角瓶中35°C振荡培养24小时，培养基为可溶性固形物10%的 红枣汁和红枣汁质量1 %的蛋白胨的混合物，然后将小三角瓶中的培养液转接于大三角瓶 中40°C振荡培养24?36小时，培养基为可溶性固形物25%的红枣汁和红枣汁质量1. 5% 的蛋白胨的混合物，得到菌数为1X108个/mL以上的培养液，再用卡氏罐和种子罐经过两 次扩大培养，培养基与大三角瓶的培养基相同，培养温度为40°C，培养时间为36小时。
[0016] 5、酒精发酵
[0017] 将步骤4中接入酵母菌的红枣浓醪送入酒精发酵罐中，并加入红枣浓醪质量 1. 5%的蛋白胨，充分搅拌，在发酵醪液中心温度为35?40°C条件下发酵4?5天，停止发 酵，得到酒精含量为12%?14%的发酵醪液。
[0018] 6、酒精蒸馏
[0019] 将步骤5得到的酒精含量为12%?14%的发酵醪液用液相过塔双塔酒精蒸馏设 备进行蒸馏，粗馏塔蒸馏条件为：进料温度65?75°C、塔底压力15?25kPa、塔底温度65? 75°C、塔顶温度92?98°C，蒸馏至废醪液中酒精的体积浓度低于0. 5% ;精馏塔蒸馏条件 为：塔底压力18?25kPa、塔底温度103?106°C、塔顶温度78?79°C，蒸馏出的酒精体积 浓度不小于95%，食用酒精从精馏塔由下往上数的第13?18层塔板取出。
[0020] 上述的红枣为干红枣时，在步骤2蒸煮之前优选将破碎后的干红枣用自来水或深 井水浸泡3?5小时，用水量与干红枣质量相同，浸泡期间翻动红枣1?2次，在蒸煮步骤 2中，优选加水量为干红枣质量的2倍。
[0021] 上述的红枣为鲜红枣时，在蒸煮步骤2中，优选加水量为鲜红枣质量的1. 5倍。
[0022] 上述的酶活力为3000?4000U/g的麸曲优选采用厚层机械通风制曲法制备而成， 使用的曲霉菌种为黑曲霉AS3. 4309或甘薯曲霉AS3. 342。
[0023] 本发明依据残次红枣含糖量高的优势，以残次红枣为原料，采用高温耐酒精的粟 酒裂殖酵母菌，将红枣浓醪高温酒精发酵生产红枣食用酒精。该方法使红枣中的糖类物质 转化酒精的转化率达80 %以上，生产的红枣食用酒精符合国家食用酒精的卫生标准。
【专利附图】
【附图说明】
[0024] 图1是甲醇和杂醇油混合标品色谱分离图，图中1为甲醇，2为正丙醇，3为正丁 醇，4为异丁醇，5为异戊醇。
[0025] 图2是第一次粗蒸馏所得酒精液的色谱分离图。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于 这些实施例。
[0027] 实施例1
[0028] 1、破碎红枣
[0029] 将残次干红枣倒入挑选台面上，人工剔除霉变和腐烂的果实，挑选出婁果中的石 块、金属及其它破坏加工机械及影响加工的杂物，将除杂的红枣倒入链带式鼓泡清洗槽中， 除去液面漂浮的树叶、木枝，充分清洗婁果表面的泥土、沙子等不洁物，用不锈钢锤式粉碎 机粉碎婁果，破碎至破碎粒直径小于l〇mm。
[0030] 2、蒸煮
[0031] 将破碎后的干红枣放入浸泡池中，添加干红枣相同质量的自来水，常温浸泡4 小时，使干红枣充分吸水，浸泡期间翻动红枣1?2次，然后将润水后的干红枣用斗式提 升机加入到带有锥形底的立式蒸汽蒸煮罐中，密封，通入蒸汽，保持罐内蒸汽压力为0? 0. 05MPa，待罐内物料中心温度上升为KKTC时开始计时，蒸煮25分钟后停止通蒸汽，待蒸 煮罐内压力变为0时，加入自来水，加水重量为干红枣重量的2倍，混合均匀后得到红枣浓 醪。
[0032] 3、酶解
[0033] 将红枣浓醪用离心式料浆泵加入到带搅拌的糖化酶解罐中，调节酶解罐温度为 60?65°C，加入酶活力为3020U/g的麸曲，麸曲的加入量为红枣浓醪质量的4. 5%，搅拌均 匀后保温4小时，所述的酶活力为3020U/g的麸曲是采用厚层机械通风制曲法制备而成，使 用的曲霉菌种为黑曲霉AS3. 4309。然后将红枣浓醪用料浆泵加入到带搅拌的果胶酶解罐 中，调节酶解罐温度为45?50°C，加入酶活力为20000U/g的果胶酶，加入量为红枣浓醪质 量的0. 4%，搅拌均匀后保温3小时，得到可溶性固形物为25%的红枣浓醪。
[0034] 4、接种
[0035] 将步骤3得到的可溶性固形物为25%的红枣浓醪降温至40°C，接入已扩大培养好 的粟酒裂殖酵母菌（Shizosaccharomyces pombe)，接种量为红麥浓醪质量的3%。
[0036] 粟酒裂殖酵母菌的扩大培养方法为：将粟酒裂殖酵母菌用麦芽汁琼脂培养基在 30°C活化后，转接于小三角瓶中35°C振荡培养24小时，培养基为20mL可溶性固形物10% 的红枣汁和红枣汁质量1 %的蛋白胨的混合物，然后将小三角瓶中的培养液转接于大三角 瓶中40°C振荡培养36小时，培养基为100mL可溶性固形物25%的红枣汁和红枣汁质量 1. 5%的蛋白胨的混合物，得到菌数为IX 108个/mL以上的培养液，再用卡氏罐和种子罐经 过两次扩大培养，培养基与大三角瓶的培养基相同，培养温度为40°C，培养时间为36小时。
[0037] 5、酒精发酵
[0038] 将步骤4中接入酵母菌的红枣浓醪用离心式料浆泵送入锥底酒精发酵罐中，并加 入红枣浓醪质量1. 5%的蛋白胨，充分搅拌，发酵罐罐身直径与高度之比为1 :1，在发酵醪 液中心温度为40°C条件下发酵5天，停止发酵，得到酒精含量为14%的发酵醪液。
[0039] 6、酒精蒸馏
[0040] 将步骤5得到的酒精含量为14%的发酵醪液用液相过塔双塔酒精蒸馏设备进行 蒸馏，粗馏塔蒸馏条件为：进料温度65?75°C、塔底压力20kPa、塔底温度65?75°C、塔顶 温度92?98°C，蒸馏至废醪液中酒精的体积浓度低于0. 5%;精馏塔蒸馏条件为：塔底压力 20kPa、塔底温度103?106°C、塔顶温度78?79°C，蒸馏出的酒精体积浓度不小于95%，食 用酒精从精馏塔由下往上数的第13?18层塔板取出。经检测，红枣中的糖类物质转化为 酒精的转化率达82. 75%。
[0041] 实施例2
[0042] 1、破碎红枣
[0043] 将残次鲜红枣倒入挑选台面上，人工剔除霉变和腐烂的果实，挑选出婁果中的石 块、金属及其它破坏加工机械及影响加工的杂物，将除杂的红枣倒入链带式鼓泡清洗槽中， 除去液面漂浮的树叶、木枝，充分清洗婁果表面的泥土、沙子等不洁物，用不锈钢锤式粉碎 机粉碎婁果，破碎至破碎粒直径小于l〇mm。
[0044] 2、蒸煮
[0045] 将破碎后的鲜红枣用斗式提升机加入到带有锥形底的立式蒸汽蒸煮罐中，密封， 通入蒸汽，保持罐内蒸汽压力为〇?〇. 〇5MPa，待罐内物料中心温度上升为100°C时开始计 时，蒸煮30分钟后停止通蒸汽，待蒸煮罐内压力变为0时，加入自来水，加水重量为鲜红枣 重量的1. 5倍，混合均匀后得到红枣浓醪。
[0046] 3、酶解
[0047] 将红枣浓醪用离心式料浆泵加入到带搅拌的糖化酶解罐中，调节酶解罐温度为 60?65°C，加入酶活力为3020U/g的麸曲，麸曲的加入量为红枣浓醪质量的3. 5%，搅拌均 匀后保温5小时，所述的酶活力为3500U/g的麸曲是采用厚层机械通风制曲法制备而成，使 用的曲霉菌种为甘薯曲霉AS3. 342。然后将红枣浓醪用料浆泵加入到带搅拌的果胶酶解罐 中，调节酶解罐温度为45?50°C，加入酶活力为20000U/g的果胶酶，加入量为红枣浓醪质 量的0. 3%，搅拌均匀后保温4小时，得到可溶性固形物为20%的红枣浓醪。
[0048] 4、接种
[0049] 将步骤3得到的可溶性固形物为20%的红枣浓醪降温至35°C，接入已扩大培养好 的粟酒裂殖酵母菌（Shizosaccharomyces pombe)，接种量为红麥浓醪质量的4%。
[0050] 粟酒裂殖酵母菌的扩大培养方法为：将粟酒裂殖酵母菌用麦芽汁琼脂培养基在 30°C活化后，转接于小三角瓶中35°C振荡培养24小时，培养基为20mL可溶性固形物10% 的红枣汁和红枣汁质量1 %的蛋白胨的混合物，然后将小三角瓶中的培养液转接于大三角 瓶中40°C振荡培养24小时，培养基为100mL可溶性固形物25%的红枣汁和红枣汁质量 1. 5%的蛋白胨的混合物，得到菌数为IX 108个/mL以上的培养液，再用卡氏罐和种子罐经 过两次扩大培养，培养基与大三角瓶的培养基相同，培养温度为40°C，培养时间为36小时。
[0051] 5、酒精发酵
[0052] 将步骤4中接入酵母菌的红枣浓醪用离心式料浆泵送入锥底酒精发酵罐中，并加 入红枣浓醪质量1. 5%的蛋白胨，充分搅拌，发酵罐罐身直径与高度之比为1 :1，在发酵醪 液中心温度为35°C条件下发酵4天，停止发酵，得到酒精含量为12%的发酵醪液。
[0053] 6、酒精蒸馏
[0054] 将步骤5得到的酒精含量为12%的发酵醪液用液相过塔双塔酒精蒸馏设备进行 蒸馏，粗馏塔蒸馏条件为：进料温度65?75°C、塔底压力25kPa、塔底温度65?75°C、塔顶 温度92?98°C，蒸馏至废醪液中酒精的体积浓度低于0. 5%;精馏塔蒸馏条件为：塔底压力 25kPa、塔底温度103?106°C、塔顶温度78?79°C，蒸馏出的酒精体积浓度不小于95%，食 用酒精从精馏塔由下往上数的第13?18层塔板取出。经检测，红枣中的糖类物质转化为 酒精的转化率达80. 15%。
[0055] 为了确定本发明的工艺条件，发明人进行了大量的实验室研究试验，具体试验情 况如下：
[0056] 测定方法：酒精浓度采用酒精计法测定；还原糖含量采用费林试剂滴定法测定； 麸曲糖化酶活力采用次碘酸钠法测定；酵母菌数量采用血球计数板法测定；可溶性固形物 采用手持折光计法测定；甲醇和杂醇油采用气相色谱法测定；有机酸采用液相色谱法测 定；其它指标按照国家标准GB/T394. 2- 2008酒精通用分析方法中的规定方法进行检测。
[0057] 1、不同前处理对红枣酒精发酵的影响
[0058] 将破碎后的红枣经酶解、酸解、蒸煮、蒸煮并酶解、蒸煮并酸解等不同处理，分别称 取2kg处理后的红枣浓醪置于玻璃瓶发酵罐中，接入3%经活化的葡萄酒酵母菌，再加水至 料液比（红枣泥与水的质量比）为1:3,于室温下进行发酵。同时做两个平行。发酵情况见 表1。
[0059] 表1不同前处理对红枣酒精发酵的影响
【权利要求】
1. 一种用残次红枣浓醪高温发酵生产食用酒精的方法，其特征在于它包括下述步骤： (1) 破碎红枣 将除杂后的残次红枣清洗干净，破碎至粒径小于1〇_ ; (2) 蒸煮 将破碎后的红枣加入蒸汽蒸煮罐中，密封，通入蒸汽，保持罐内蒸汽压力为0? 0. 05MPa，在罐内物料中心温度为100°C下蒸煮20?30分钟，停止通蒸汽，待罐内压力变为 〇时，加入自来水或深井水，加水量为红枣质量的1. 5?2倍，混合均匀，得到红枣浓醪； (3) 酶解 将红枣浓醪置于糖化酶解罐中，加入红枣浓醪质量3. 5%?4. 5%的酶活力为3000? 4000U/g的麸曲，搅拌均匀，60?65°C糖化4?5小时，然后转入果胶酶解罐中，加入红枣浓 醪质量0.3%?0.4%的酶活力为15000?2500(^/^的果胶酶，搅拌均匀，45?501：酶解 3?4小时，得到可溶性固形物为20%?25%的红枣浓醪； (4) 接种 将步骤（3)得到的可溶性固形物为20%?25%的红枣浓醪降温至35?40°C，接入已 扩大培养好的粟酒裂殖酵母菌，接种量为红枣浓醪质量的3%?4% ; 上述的粟酒裂殖酵母菌的扩大培养方法为：将粟酒裂殖酵母菌用麦芽汁琼脂培养基在 30°C活化后，转接于小三角瓶中35°C振荡培养24小时，培养基为可溶性固形物10 %的红 枣汁和红枣汁质量1 %的蛋白胨的混合物，然后将小三角瓶中的培养液转接于大三角瓶中 40°C振荡培养24?36小时，培养基为可溶性固形物25%的红枣汁和红枣汁质量1. 5%的 蛋白胨的混合物，得到菌数为1X 1〇8个/mL以上的培养液，再用卡氏罐和种子罐经过两次 扩大培养，培养基与大三角瓶的培养基相同，培养温度为40°C，培养时间为36小时； (5) 酒精发酵 将步骤（4)中接入酵母菌的红枣浓醪送入酒精发酵罐中，并加入红枣浓醪质量1.5% 的蛋白胨，充分搅拌，在发酵醪液中心温度为35?40°C条件下发酵4?5天，停止发酵，得 到酒精含量为12 %?14%的发酵醪液； (6) 酒精蒸馏 将步骤（5)得到的酒精含量为12%?14%的发酵醪液用液相过塔双塔酒精蒸馏设备 进行蒸馏，粗馏塔蒸馏条件为：进料温度65?75°C、塔底压力15?25kPa、塔底温度65? 75°C、塔顶温度92?98°C，蒸馏至废醪液中酒精的体积浓度低于0. 5% ;精馏塔蒸馏条件 为：塔底压力18?25kPa、塔底温度103?106°C、塔顶温度78?79°C，蒸馏出的酒精体积 浓度不小于95%，食用酒精从精馏塔由下往上数的第13?18层塔板取出。
2. 根据权利要求1所述的用残次红枣浓醪高温发酵生产食用酒精的方法，其特征在 于：所述的红枣为干红枣，在蒸煮步骤（2)之前还包括将破碎后的干红枣用自来水或深井 水浸泡3?5小时，用水量与干红枣质量相同，浸泡期间翻动红枣1?2次。
3. 根据权利要求2所述的用残次红枣浓醪高温发酵生产食用酒精的方法，其特征在 于：所述的蒸煮步骤（2)中，加水量为干红枣质量的2倍。
4. 根据权利要求1所述的用残次红枣浓醪高温发酵生产食用酒精的方法，其特征在 于：在蒸煮步骤（2)中，所述的红枣为鲜红枣，加水量为鲜红枣质量的1.5倍。
5. 根据权利要求1所述的用残次红枣浓醪高温发酵生产食用酒精的方法，其特征在 于：所述的酶活力为3000?4000U/g的麸曲是采用厚层机械通风制曲法制备而成，使用的 曲霉菌种为黑曲霉AS3. 4309或甘薯曲霉AS3. 342。
【文档编号】C12G3/02GK104046542SQ201410293089
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】张宝善, 李艺伟, 陈锦屏, 王军 申请人:陕西师范大学