葡萄酒工业废弃物的综合利用

葡萄酒工业废弃物的综合利用第一节概述葡萄，有“水果之神”的称号。在西方古老的传说中，葡萄果实是由乐善好施的神Osiris把它带到人间来的，葡萄酒“Vin一词，其实就是人们心中“神”的另一种说法。一、葡萄的来源大约在100万年以前，葡萄树就在地中海沿岸自然地生长着，法国南部阳光充沛的普罗旺斯地区就是葡萄的起源地，并从这里开始向东西方传播。在美洲新大陆，葡萄是由最早的殖民者传入的，尔后深入到美国东部各洲。后来，亚历山大东征把希腊文明带入中亚，从此种植葡萄、酿葡萄酒和对酒神崇拜，开始在粟特人中广为流传。在中国，葡萄是由汉朝张骞在公元前138年出使西域时从波斯引进的，后来经丝绸之路把这个绿色使者引向了不毛之地的戈壁。如今在全世界的果品生产中，葡萄的产量及栽培面积一直居于首位，成为人们心中真正的“水果之神”。二、我国的葡萄利用状况我国葡萄栽培地域广阔，产量逐年增加，1980年以来，我国葡萄酒工业进入了较为快速的发展阶段。从1996年至2004年，葡萄酒生产企业由240多家发展到超过500家，葡萄酒年产量从1万吨猛增到40万吨，年均增长率达11．3％，与此同时，葡萄废弃物的产量也逐年增长，现在我国每年约产生几十万吨的葡萄废弃物。葡萄酿酒工业中产生的废弃物约占鲜果总量的20％～30％，其中葡萄籽约占鲜果总量的7％～10％，具有很大的开发利用价值。国内外不断深入的研究发现，葡萄皮渣中存在着大量的、多种的有益成分，蕴含着巨大的经济效益，其中低聚原花青素、白藜芦醇、齐墩果酸、葡萄籽油等多种功能性成分，具有良好的医疗、保健作用目前我国的葡萄酒生产厂家对这些废弃物的综合利用率还比较低，有的是直接作为饲料使用，有的甚至来不及处理而丢弃。若对这些废弃物加以充分利用，提取具有生物功能活性的产品，如葡萄籽油、原花青素、单宁等，开发出多种相关产品，将能延长葡萄加工产业链，变废为宝，提高葡萄加工企业的综合效益和水平。第二节葡萄酒生产工艺制葡萄浆→色素和芳香物质提取→发酵→二次发酵→陈酿→澄清→出酒废水、噪声固废（酒脚）亚硫酸亚硫酸、废水、废水原料第三节葡萄酒固废的综合利用葡萄酒工业副产固体废物主要有果梗、皮渣、葡萄籽、酒石等。葡萄全身都是宝，所有葡萄酒生产过程中的副产物均能得到综合利用。葡萄籽可用来榨油或提取花青素，也可做饲料；皮渣可做饲料，也可提取单宁和色素，还可以制活性炭等；粗酒石用于提取酒石酸盐。一、葡萄籽的综合利用1、葡萄籽油葡萄籽油为低级脂肪酸类，其中游离脂肪酸占2.4～4％，亚麻酸占脂肪酸的54％左右。是具较高营养价值医疗价值的一种食用油。2、花青素从葡萄籽中提取的花青素具有抗氧化和抗弹性蛋白酶的活性，尤其原花青素，已被证实为超强的抗氧化性，可以清除人体内的自由基。目前已应用于血管紊乱（毛细血管阻塞和渗透性紊乱、静脉淋巴机能不全等症状）的治疗，是一种重要的制药专用产品的活性物质。其具有的超强抗氧化能力，能清除体内自由基，可起到预防、治疗多种疾病，延缓衰老、护肤美容等保健的功能作用。3、单宁单宁又叫鞣酸，是一类不同聚合度的黄烷一3一醇聚合的多酚类物质，主要存在于葡萄皮和籽中，是形成葡萄酒风味的主要成分。在提取油后的葡萄籽饼粕里含有约10％的单宁，单宁也具有一定的抗氧化功效，除可供药用外，还是皮革工业很好的鞣料，也是制造墨水、日用化工和印染工业的原料。4、葡萄籽蛋白葡萄籽榨油后的饼粕中含有13％～16％的蛋白质，是一种新的优质蛋白质资源，且葡萄籽蛋白含有谷氧酸、甘氨酸、丙氨酸等18种氨基酸，人体必需的8种氨基酸俱全，其中缬氨酸、精氨酸、蛋氨酸和苯丙氨酸含量都相当于大豆蛋白的含量，因此可利用葡萄籽饼粕中提取的蛋白质生产复合蛋白，用于强化食品和保健药品中，还可以作为制取味精的原料。5、饲料葡萄籽压榨取油后的残渣是很好的精饲料，含有6％左右的脂肪。30％左右的蛋白质及矿物质，与干草、谷物混合是一种很好的牲畜饲料，用量在5％-15％为宜。6、其他采用葡萄籽制成的活性炭质量好、无异味、脱色力强，是一种高级活性炭，在欧美国家的高级葡萄酒生产中，葡萄酒的脱色只能用葡萄籽活性炭，而不能用其他来源的活性炭。在精炼葡萄籽油过程中，碱炼工序产生的大量皂脚还可以制备成具有良好去污效果的肥皂和洗涤剂。二、葡萄皮渣的综合利用1、色素葡萄色素属于天然花色苷类色素，安全、无毒且含有一定的营养成分。可作为食品及化妆品等的着色剂，且葡萄色素具有抗氧化和清除自由基的作用．有一定的药用与保健价值。2、无色多芬葡萄中这些无色多酚如原花色素、白藜芦醇、单宁等，对保护心血管系统、清除自由基、抗氧化、抗突变、抗癌、抗辐射、促进细胞增殖等都有很好的生物学活性。3、果醋饮料以玉米、麸皮为主要原料，经酒精发酵后加入葡萄皮渣进行醋酸发酵制得葡萄果醋．再经调配，制成风味独特的葡萄果醋饮料。4、酒石酸利用葡萄皮生产的酒石酸是一种用途广泛的多羟基有机酸。主要用于医药、食品、精细化工等行业。5、利用葡萄皮渣制作白兰地酿制产生的葡萄皮渣主要有两类，一类是榨汁后未经发酵的葡萄皮渣，常见于白葡萄酒行业，另一类是经发酵过的红葡萄酒皮渣。后者因含50%的酒液，直接蒸馏酒可获得部分酒精。而未经发酵的葡萄皮渣，可采用加水发酵法制取酒精。方法是：加水浸没皮渣，酒石酸调pH值3~4之间，添加3%的酵母，补充糖至10%左右，于25℃下通风发酵7~8天，再蒸馏取中馏酒。中馏酒近似白酒，度数高，无香气，辣味重，须老熟。因橡木会赋予白兰地独有的风味和色泽，故采用橡木桶密封陈酿为宜。储存时间越长，酒的色泽月深，香味越浓，口感也越好。再经调配酒可得到优良的白兰地酒。6、活性炭葡萄的皮渣、核均可生产活性炭．并且生产出的活性炭质量高、无异味，具有低灰、多孔、吸附力和脱色力强等特点。在欧美的葡萄酒生产中，脱色活性炭仅指葡萄活性炭，其他来源的活性炭不能用于葡萄酒脱色。7、饲料葡萄酒生产中产生的皮渣可用来做饲料，皮渣中含有丰富的蛋白质、粗脂肪、各种氨基酸、维生素及矿物质等，可提供大量动物所需营养物质，皮渣中粗纤维有助于消化。因此，皮渣饲料是一种较好的牲畜饲料。三、酵母的综合利用1、酵母蛋白饲料葡萄酒发酵结束后，经离心分离得到的酵母，经压滤、烘干。蛋白质含量可达85％以上，且质量高，利于牲畜消化吸收．是一种蛋白质含量较高的精饲料。葡萄发酵后．沉淀于桶底的酵母由于混有大量的杂质沉淀物，其蛋白质含量在20％左右，磷含量在0．5％左右，钙含量较高。通过牲畜喂养试验证明，葡萄酒酵母可作为精饲料调合使用，是一种营养丰富价值很高的蛋白饲料。四、发展前景目前，我国葡萄酒工业具有良好的发展态势，葡萄酒工业副产固废具有广泛而重要利用价值，其提取物无论从医学上还是商业上，在国际、国内市场上都是供不应求的紧俏产品。因此，全面实现葡萄酒工业固废的综合利用，发展葡萄酒工业的循环经济，对我国经济的可持续发展具有重要的支持作用。1、葡萄籽综合利用的发展前景一方面，对葡萄籽功能性成分的提取和纯化研究还需进一步深入并开发出适合大规模工业化生产的工艺路线，以降低生产成本、得到纯度更高的产品，提高与国外同类产品的竞争力。另一方面，需拓宽葡萄籽功能性成分的应用范围，开发出多种产品，使其在更多的领域内得到更广泛的应用。2、葡萄皮渣综合利用的发展前景综合利用葡萄皮渣，变废为宝，保护环境又可节约资源，创造了很好的经济效益和社会效益。葡萄皮渣中多种功能性成分的提取依旧是葡萄皮渣综合利用的重点。从中高效充分地提取出各种多酚、葡萄籽油、蛋白质等，以及其他含量虽低但功能性强的营养物质，制成功能性食品或作为营养补充剂是对皮渣综合利用的一个大方向。当然合理安排葡萄皮渣综合利用的整个程序将对功能性物质的充分利用起到一定作用。比如葡萄籽在进行榨油后，将毛油炼成精油开发成高档食用油和医药用油，精炼下的皂角可用于制肥皂和洗涤剂；提取完原花青素的油饼也可再继续开发有机肥料和饲料。