果酒生产工艺研究进展_科普知识_中国百科网
果酒生产工艺研究进展
    果酒是以为原料，经酵母发酵酿制而成的一类低度酒精饮料。果酒营养丰富，除乙醇外，还有糖、有机酸、酚类及维生素等，因而也具有保健功能。果酒不仅可以 促进血液循环和机体的新陈代谢，控制体内胆固醇水平，改善心脑血管功能，具有利尿、激发肝功能和抗衰老的功能，而且其中大量的多酚物质也能起到抑制脂肪在 人体中的堆积作用。我国是世界水果生产第一大国，2009年，我国水果总产量为1.2亿吨，同比增长9%。目前我国水果深加工能力有限，加工成的果汁、果类制品、果酒等产品只占水果总量的10%左右，未能及时消化造成的水果损失高达20%～25%。以苹果为例，损失率占到总产量的20%左右。大力发展果酒产业，不仅可以降低水果的高损失率，节约资源，也能带动我国种植业的升级，创造新的就业机会，特别是能增加农业人口的收入。果酒酵母选育新技术传统发酵法利用的是环境中的微生物，而使用筛选的纯种酵母进行发酵不仅可以提高生产效率，并且使酒的酿造便于控制，保证安全高效生产。世界上一些果酒生产大国（美国、澳大利亚、南非等）都进行了这发面的研究。1.1自然酵母的筛选方法纯种酿酒酵母酿制的果酒风味平淡，果香味不充分，因此选育水果上存在的一些产香酵母、产酯酵母，如孢汉逊酵母属（hanseniaspora）、克勒克酵母属（kloedkera）、假丝酵母属（candida）、毕赤酵母属（pichia）等，可以很好的改善果酒的风味。李剑芳等从自然发酵的称猴桃汁中分离得到一株产香酵母为柠檬形克氏酵母天（kloeckeraapiculata），耐酸能力强且能改善猕猴桃汁的品质。人们也通过特殊的采样环境分离酵母菌株，如rainieri等，从帕尔马干酪的乳清中分离得到一株酿酒酵母, 降解苹果酸的能力极强, 尤其是对于酸度较高的果汁的酿酒发酵非常需要的一项发酵特征。c.a.uthurry等，从红葡萄酒中筛选出一株能高产氨基甲酸乙酷的酵母菌。1.2现代育种手段筛选果酒酵母诱变育种、杂交育种、原生质体融合、基因克隆和转化技术等一些现代育种技术可使菌种的生产性状有明显的改善和较大幅度的提高。比如，romano完成一株絮凝性强的酵母与一株不产so2的酵母杂交, 获得了既不产同时凝聚性也较强的酵母用于葡萄酒的生产。rainien完成筛自乳清的酿酒酵母与葡萄汁酵母的杂交, 获得了同时具有两个亲本优良特性的杂合子, 该株菌分解苹果酸的能力强和生成乙酸能力弱。文铁桥等用酿酒酵母和克鲁维酵母进行属间原生质体融合，获得的融合子在45℃下能产酒精。高玉荣等利用原生质体融合技术得到用于葡萄酒降解的酵母。lilly等让乙酰转移基因在酵母中高效表达，使果酒和白兰地中的果香味保持的时间更长。果酒酿造新工艺2.1冷冻浓缩技术传统的葡萄酒冷冻浓缩技术是让葡萄在葡萄树上自然冷冻，然后手工采摘、榨汁，得到极少量糖度较高的葡萄汁，最后接入酵母进行低温发酵。ina细菌是一类能产生冰核活性很强的特异性冰蛋白的细菌。该蛋白先以冰核活性很低的单体形式合成，然后在细胞中聚合成冰核活性很强的蛋白复合物，作为水分子冷冻的模板,在零下较高温度下诱发和加速水的冷冻过程，获得高质量的浓缩果汁。虽然目前这种技术处于实验阶段，但是与传统技术相比它的工艺简单，劳动量小，效率高，因此在冷冻浓缩果汁生产中应用ina细菌一定会有美好的前景。2.2固定化酵母技术目前，关于固定化技术在果酒发酵中应用的研究非常广泛。比如，叶日英进行了固定化酵母低温发酵菠萝酒研究，实验结果显示固定化酵母发酵速度比游离酵母快，在一定的低温条件下可以克服发酵速度过于缓慢的缺点，利用固定化酵母低温发酵法能获得高档次质量的菠萝酒。汪钊等进行了固定化生长酵母桔子酒发酵的研究，实验采用搅拌罐反应器对桔子酒连续发酵进行了探索，取得了较好的结果。陈化新工艺果酒酿造中陈酿工序非常重要，陈酿时间必须充分，果酒品质才能得以保证，为了提高生产效率，加速果酒陈化，可采用的物理方法有电催陈、光催陈、磁化催陈，化学方法有微氧化和采用催化剂。杨华峰、曾新安等研究了采用高强电磁场人工催陈新鲜葡萄酒，通过采用高强电场处理对2002年产新鲜干红葡萄酒进行了人工催陈研究，发现当处理电场强度为3kv/cm，频率为1000hz，处理时间5min时，与对照相比，酒体变得陈香明显加强，口感柔和协调，更加饱满。李镇钦发明了电催化加速酒老熟的方法，采用有催化活性的pt-pt电极和参比及恒电位极化电源系统进行电催化，促进酒进行氧化还原反应、酯化反应和缔合反应。控制合适的电位、加热温度和处理时间，可大大缩短酒的陈酿期，酒的色、味、香俱佳。符本立发明了用光催熟酒的方法，对刚酿出的酒进行照射，可以明显的减轻生酒味，只需短期存放就能去掉生酒味，代替了传统的用窖酒池长期存放去掉生酒味的方法。龙建新发明了一种酒类快速崔陈新材料，将多种功能材料配合成型后，,经煅烧及熔化而成的两种制造工艺制成，泡入酒中可以使酒类加速催陈，使酒味达到香醇可口，并对人体有益，减轻了酒味中的苦、辣、酸、涩、麻的异味。赵波发明了磁化矿化老熟酒类、饮料催陈技术，它由磁化催陈机与电解矿化催陈机组成，其原理采用磁化、矿化和通过电解制取臭氧热物理过程，达到催陈老熟酒类、饮料目的，其内胆及磁化盘肠管由汝铁硼永磁材料与磁性不锈钢卜板按比例配制，矿化层由麦饭石烧结球组成，过滤层由导电纤维配制。该发明能广泛用于各种酒类、饮料、、醋等发酵后需贮存自然老熟的流体饮料食品，具有高效、安全、卫生、自动化程度高等优点。澄清新工艺硅藻土助滤剂和支撑板过滤系统是食品饮料过滤中的传统方法，上世纪70年代末，膜过滤系统开始使用，80年代中期，错流技术被应用于葡萄酒行业来代替硅藻土粗滤及纸板和圆盘精滤。继王朝之后，华夏葡萄酒公司也于2002年底引进了德国sarto-rius公司的大型葡萄酒错流过滤设备。动态过滤又称错流过滤，循环泵产生的切线力使未滤液在膜表面形成强烈的湍流效果，使滤液透过膜，浑浊颗粒物质被截流并冲走，不会在膜表面积累，避免了形成滤饼，阻塞膜孔，保证了通量不会大幅度下降。与静态过滤相比，其孔径更小，可达到微滤效果，而且其结垢倾向较低，通量下降趋势相对较小，适用于较大规模的应用。对过滤料液的悬浮粒子大小、浓度没有要求，可过滤固性物含量多的液体。刘淑华发明了一种解决果酒沉淀的方法，采用糖浆作为澄清剂进行下胶，其具体过程是，在配置果酒的化糖工序中，将糖浆充分煮沸，静止至少11h，是糖浆自然冷却，温度不低于30℃，加入酒中，过滤至澄清。这种方法不改变原果酒工艺流程，对果酒的品质、口味无任何影响，果香味保持完整，放置数年或\30℃以下仍不浑浊。果酒与啤酒工艺结合啤酒在我国深受广大消费者的喜爱，将啤酒和果酒的酿造工艺相结合，生产出既具有啤酒清爽的口感，又具有果酒特殊香味的果啤酒。果啤酒的生产工艺主要有3种，,一种是果汁与麦芽汁共同发酵生产果啤，一种是果酒与啤酒勾兑生产果啤酒，第三种是在啤酒中添加果汁及其他调味剂调配而成。史经略研究了蓝莓啤酒的生产工艺，将冷却后的麦汁泵入发酵罐，添加活化后的啤酒干酵母菌，添加量为0.5％。满罐后24h和36h各排1次冷凝固物。起发温度为8℃，主发酵温度为12℃，当残糖降为4obx左右时加入5%的蓝莓汁保压进入后酵，灌压维持在 0.12mpa，贮酒时间不少于15天。
收录时间:日 11:41:44 来源:中国农业信息 作者:匿名
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生物发酵工程是生物工程的一个重要组成部分。
生物发酵生物发酵工程简介
生物发酵工程是生物工程的一个重要组成部分。
生物发酵生物工程
所谓生物工程，一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、遗传学、生物化学和)的理论和技术为基础，结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术，充分运用分子生物学的最新成就，自觉地操纵，定向地改造生物或其功能，短期内创造出具有超 远缘性状的新物种，再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程”进行大规模的培养，以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术。
包括五大工程，即(基因工程)、细胞工程、微生物工程()、酶工程(生化工程)和。在这五大领域中，前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定受体，使它们获得外来，成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件，进行大规模的培养，以充分发挥其内在潜力，为人们提供巨大的经济效益 和社会效益。
生物工程的应用领域非常广泛，包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、、化工原料等。它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大的影响，为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景。
21世纪，与的迅速发展，基于系统生物学原理的 - 开发、细胞制药厂、生物太阳能技术，将产生新的一轮产业化变革。
生物发酵发酵工程
是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。
（1）“发酵”有“严格定义的发酵”和“”，词条“”中的“发酵”应该是“工业发酵”。
（2）工业生产上通过“”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的的问题，因此，就有了“发酵工程”。
（3）发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和。
（4）微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。
（5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。
（6）发酵工程有三个发展阶段。
现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——”三个发展阶段。
生物发酵生物发酵工程的发展
发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作（农产手工加工），后来借鉴于实现了工业化生产（近代发酵工程），最后返璞归真以微生物为中心研究、设计和指导工业发酵生产（现代发酵工程），跨入的行列。
生物发酵农产手工加工
原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品，体力劳动繁重，生产规模受到限制，难以实现工业化的生产。于是，发酵界的前人首先求教于化学和，向和化学工程学习，对发酵生产工艺进行了规范，用泵和管道等输送方式替代了肩挑手提的人力搬运，以机器生产代替了手工操作，把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。发酵生产与化学和的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。
生物发酵近代发酵工程
通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的（时变的）、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照的模式来处理发酵工业生产（特别是）的问题，往往难以收到预期的效果。从的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核（），返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。发酵工程的生物学属性的认定，使发酵工程的发展有了明确的方向，发酵工程进入了的范畴。
是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。人们熟知的利用酵母菌发酵制造、果酒、，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的阶段。作为的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的并且提高其产量；利用生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。
已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、和微生物等农用生产资料，在上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。
生物发酵现代发酵工程
上游工程，中游工程和
从广义上讲，由三部分组成：是上游工程，中游工程和。其中上游工程包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。中游工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的； ：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。由于的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。指从发酵液中分离和纯化产品的技术：包括固液分离技术（，过滤分离，沉淀分离等工艺），细胞破壁技术（超声、高压剪切、、表面活性剂和等），（、法和法等），最后还有产品的包装处理技术（真空干燥和冰冻干事燥等）。
此外，在生产药物和食品的发酵工业中，需要严格遵守美国联邦食品和药物管理局所公布的cGMPs的规定，并要定时接受有关当局的检查监督。
生物发酵生物发酵的应用
利用碳水化合物发酵生产各种工业溶剂和化工原料的乙醇、-、丁醇-、丙酮-乙醇、2,3-丁二醇和是微生物进行溶剂发酵的几种形式。
生物发酵乙醇发酵(酒精发酵)
以和糖蜜做原料的乙醇发酵菌种是酿酒酵母，它能发酵葡萄糖、、蔗糖生产乙醇。酿酒酵母生长发酵的适宜温度约为30℃，pH为4.2～4.5。中国乙醇发酵工业主要以甘薯为原料，用含高淀粉酶活性曲霉制成的固体曲或液体曲糖化，以优良酿酒酵母发酵，乙醇产率为淀粉的92%以上。
用可动酵菌进行乙醇发酵比用酵母优越，表现为高糖利用率、高乙醇生产率、耐高浓度糖和乙醇、低能量消耗、乙醇产率接近理论数字等。酵母菌和酵单胞菌也能发酵果糖产生乙醇。乳制品工业的副产品乳清含乳糖5%,现在工业上已利用乳胞壁克氏酵母或热带假丝酵母发酵乳糖产生乙醇。是廉价的碳水化合物。有些盛产木材的国家，早已在工业中采用将纤维素经酸成单糖生产乙醇的方法。一类发酵是用纤维素酶和酵母菌或好热纤维梭菌混合发酵用碱处理过的纤维素,使酶水解生成的糖立即被发酵成乙醇;另一类发酵是不经酶水解糖化，用好热纤维梭菌和解糖梭菌在55℃混合发酵不经碱处理的纤维素，好热纤维梭菌产生乙醇、和，解糖梭菌将生成的木糖再发酵成乙醇。白色瘤胃球菌也曾用于纤维素的直接发酵。直接发酵法成本较高，现在工业上还没有使用。
生物发酵丙酮-丁醇发酵
在工业生产中，丙酮-丁醇发酵常用的菌种有：以发酵为主的丙酮-丁醇梭菌,细胞中具有，不需要预先就可以直接发酵；另一种是用于、纤维素水解液或亚硫酸纸浆废液等糖质原料发酵的糖丙酮-丁醇梭菌，为严格的厌氧细菌,特别是在出芽阶段。梭菌多次以后，菌种的发酵能力往往减弱,所以常用加热菌种芽孢悬液(100℃,1～2分钟)的办法，保持和提高菌种的发酵力。
淀粉质原料含有梭菌生长必需的全部营养物质，原料中缺乏氮源，可用动物或植物蛋白或加以补充。碳水化合物的浓度对梭菌的生长无明显影响，但丁醇浓度达到1.5%时，对发酵产生毒害,如果把丁醇浓度不断稀释并控制在1.5%以下,发酵即可正常进行。生产已取得良好结果，将梭菌细胞固定在藻酸钠胶体颗粒上，进行生物化学反应，产物以丁醇为主，丁醇产率至少可保持1周不变。
生物发酵丁醇-异丙醇发酵
酪酸梭菌是主要的丁醇-异丙醇发酵细菌发酵条件与丙酮-丁醇相近。发酵产物还有少量和丁酸。异丙醇化工合成的成本远比发酵便宜，因此这一发酵未用于工业生产。
生物发酵丙酮－乙醇发酵
软腐芽孢杆菌是进行这一发酵的细菌，它能利用各种碳水化合物发酵。发酵中要加碳酸钙保持pH中性。温度40～43℃。发酵过程需5～6天。原料转化率较高，丙酮和乙醇产量的比例为1:3～4。这一发酵在工业上已不应用。
生物发酵2，3-丁二醇发酵
许多细菌和酵母菌能发酵生产2,3-丁二醇,产量较高的有能利用蔗糖的产气杆菌和能利用淀粉、蔗糖、葡萄糖的多粘芽孢杆菌。前者生产的2,3-丁二醇中，90%是光学消旋异构型，10%为右旋型；后者产生的几乎全是左旋型。发酵产物还有有机酸、乙醇、二氧化碳。
生物发酵甘油发酵
在酵母菌进行的乙醇发酵中添加，亚硫酸钠与乙醛结合，干扰，使甘油成为主要产物。这是第一次世界大战中为生产炸药取得甘油原料的一种方法，战后不再使用。以后有人培育耐高渗透压酵母菌，如鲁氏酵母、蜂蜜酵母等，发酵高浓度糖，而不需要添加亚硫酸钠。中国用230～250克/升的糖可得100克/升以上的甘油。甘油发酵不是工业甘油的主要生产方法。《苹果酒酿造工艺实验》实验报告_百度文库
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《苹果酒酿造工艺实验》实验报告
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