课程设计 葡萄酒发酵工艺.doc

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1、课 程 设 计 说 明 书课程名称：新编生物工艺学设计题目：赤霞珠干红葡萄酒发酵工艺院 系：生物与食品工程学院学生姓名：学 号：专业班级：08生物技术指导教师： 年 月 日课 程 设 计 任 务 书设计题目赤霞珠干红葡萄酒发酵工艺学生姓名所在院系生物院专业、年级、班08生物技术设计要求：控制合适的原料采集，及严格的检测，通过设计的工艺流程完成赤霞珠干红葡萄酒酒精度12%，月产50吨的目的学生应完成的工作：通过总结以往发酵经验与研究相关文献的发酵流程。确定以浸渍和酒精主体发酵一体化，后期采用苹乳发酵达到降酸，采取添加酵母营养盐的途径提高酵母的功效，来提高干红酒的品质的发酵工艺。参考文献阅读：赵军

2、 王凡 干红山葡萄酒发酵主艺条件的研究 齐齐哈尔. 沈阳农业大学学报 2007高畅 高树贤 张艳芳 杨凌 葡萄酒发酵罐分析综述 陕西 西北农林科技大学葡萄酒学院 2009陈长武 昌友权 郑鸿雁 爽口型山葡萄酒的生产工艺研究 吉林职业师范学院生物与食品工程系 吉林农业大学食品工程学院 长春 2008查巧玲 李新榜 杨贻功 朱虹 葡萄酒发酵过程中异常现象的发生及预防 上海杰兔工贸有限公司，上海 烟台市葡萄酒有限公司，山东烟台 2006工作计划：用开始两周的时间进行课程设计的实验，包括实验设计、实验准备、实验实施、实验结果的记录、实验的后续补充。实验全部完成后，进行课程设计的撰写，讨论实验结果，提出

3、问题、解决问题、得出结论与探索的新方向，完成本次课程设计。任务下达日期： 年 月 日 任务完成日期： 年 月 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 赤霞珠干红葡萄酒发酵工艺摘 要：干红葡萄酒具有极高的经济及社会价值，然而在我国干红葡萄酒的生产却是差强人意，本文就赤霞珠干红葡萄酒的生产工艺作出探讨，就干红葡萄酒酒精主体发酵与浸渍过程同步进行的发酵策略，通过适当延长发酵时间达到增加干红葡萄酒中多酚及有益色素如单宁的含量，同时采用苹乳发酵策略处理原料酒，达到降糖和增加酒肥硕感的目的，通过该工艺的探讨以期为赤霞珠干红葡萄酒的生产提出有益建议。 关键字：干红葡萄酒 发酵工艺目 录 第一章：赤霞珠干红葡萄

4、酒的历史与现状 第二章：赤霞珠干红葡萄酒的生产工艺 2.1：材料与准备 2.2：入灌酒精发酵 2.3：草乳发酵 第三章：结果与讨论 3.1: 1450菌株 3.2： 辅料的添加3.3： 科学管理第四章：致谢第五章：参考文献第一章 1.1：红葡萄酒的历史 历史上认为，最早开始酿造葡萄酒的国家是波斯，也就是现在的伊朗。后来葡萄酒酿造的方法，从波斯、埃及传到希腊、罗马、高卢(即法国)。然后，葡萄酒的酿造技术和消费习惯由希腊、意大利和法国，传到欧洲各国。 葡萄酒罗马帝国的经济做出了巨大的贡献。当罗马帝国于公元五世纪灭亡以后，分裂出的西罗马帝国（法国、意大利北部和部分德国地区）里的基督教修道院详细记载了

5、关于葡萄的收成和酿酒的过程。这些巨细靡遗的记录有助于培植出在特定农作区最适合栽种的葡萄品种。西多会的修士，培育了欧洲最好的葡萄品种。十七、十八世纪前后，法国便开始雄霸了整个葡萄酒王国，波尔多和勃艮第两大产区的葡萄酒始终是两大梁柱，代表了两个主要不同类型的高级葡萄酒：波尔多的厚实和勃艮第的优雅，并成为酿制葡萄酒的基本准绳。 新世界国家的葡萄栽培和葡萄酒酿造技术基本都是在十五、十六世纪才开始的。新世界葡萄酒国家打破了传统的人工的方式，将工业化带入葡萄酒的生产中。开始实行大规模、机械化的葡萄种植和葡萄酒生产。 中国葡萄酒的发展 在汉朝时期，张骞出使西域就带回了葡萄和酿制葡萄酒的工匠，那时，中国就开始

6、了葡萄栽培和葡萄酒的酿造。但是由于战争、朝代更替等历史原因，虽然葡萄栽培与葡萄酒酿造在唐代和元代时曾取得过比较辉煌的成绩，但是，在近两千年的时间里，中国的葡萄栽培与葡萄酒酿造历史几乎是空白的，直到1892年，爱国华侨张弼士在烟台创办了张裕,直到新中国成立以后，中国才开始有了比较好的发展葡萄栽培和葡萄酒酿造的环境，中国的葡萄酒行业也才开始了真正意义上的发展。 1.2：赤霞珠(Cabernet Sauvignon)来源：欧亚种。世界著名的红色酿酒葡萄品种。原产法国。 酿酒特性：酒体口感严密紧涩，典型的香味十分强烈，酒精度中等，单宁含量高，味道复杂丰富。在美国四种最好的佐餐红葡萄酒中位列榜首。在不同

7、条件下表现不同，可表现出黑莓的果香或薄荷、青菜、青叶、青豆、青椒、破碎的紫罗兰的香气和烟熏味。未成熟时具典型的使人愉快的青椒味。 1.3：干红葡萄酒的功效 研究人员发现，葡萄酒，尤其是干红葡萄酒中的花色素苷和丹宁等多酚类化合物具有活性氧消除功能。在适量饮用葡萄酒的条件下，防止固醇沉积于血管内膜，从而防治动脉硬化. 由于红葡萄酒中的多酚含量最高，因此，在适量饮用红葡萄酒的条件下，能防治各种心血管疾病，降低血压。 红葡萄酒中具有良好的抗氧化作用的多酚和寡糖，还能直接保护肌肤，促进肌肤的新陈代谢.糖尿病人在选用葡萄酒时，千万注意，只能饮用不含糖的葡萄酒，即干型葡萄酒。 当然葡萄酒的保健作用不在这里展

8、开。第二章：赤霞珠干红葡萄酒的生产工艺 对于葡萄酒而言，虽然有“七分原料三分工艺”之说，但这“三分工艺”却决定着“七分原料”在最终葡萄酒产品质量风格中的发挥和体现。发酵是原料进入加工环节的第一道重要关卡，也是整个生产过程中的核心工艺，这一步骤的细微疏漏将会给后期工艺处理带来沉重的压力，直接的代价便是生产成本的升高和产品质量的下降。葡萄酒生产工艺中需要贯彻“以防为主”的原则，尽量避免问题的发生。红葡萄发酵的主要特点是浸渍发酵。然而目前在红葡萄酒的发酵过程中，酒精发酵作用和固体物质的浸渍作用同时存在，前者将糖转化为酒精，后者将固体物质中的丹宁、色素等酚类物质溶解在葡萄酒中。，出汁率为65%-75%

9、酿成酒呈紫红色，色艳、口感肥硕，具有干红葡萄的典型性。2.1：工艺流程图所选发酵罐如下图所示： 月产能力在50T。 2.2: 副料与准备 2.2.1: 设备,材料及测定方法 当日采收赤霞珠葡萄,含糖量=200克每升,生青粒小=2%,无霉烂，共采收71.4吨;钢瓶装液体二氧化硫; 葡萄酒活性酵母 1450菌株轻工业部食品发酵研究所1；白砂糖卫生标准一级品要求，产地云南昆明；柱体锥体发酵罐80m3 碳钢，内衬树脂（自制）; 后发酵罐白钢70m3；硅藻土过滤机、板框压滤机、酒泵、化糖罐、葡萄破碎机、除梗机、压榨机-江苏连云港。 测定方法： 酒精度检验酒精计法;总糖还原糖直接滴定法;总酸指示剂法;总二

10、氧化硫、游离二氧化硫氧化法;铁磺基水杨酸法;菌落总数-食品微生物学检验；大肠菌群生物学检验 2.2.2: 预料处理与平衡调整 破碎除梗要求: 每粒葡萄都要破碎梗要除净；避免带入色素和涩味 ； 籽实不能压破 ；梗不能压碎 ；皮不能压扁.葡萄浆的改良: 生葡萄冻加适量果胶酶产于美国,没活力单位300,在30-35度以下保持三小时,降解葡萄汁中的果胶、果肉，最终酶浓度达到0.35%2。 糖度的调整: 理论上17克每升糖可发酵生成百分之一体积分数的酒精,但实际加糖量应大于该值,本次发酵预计酒精度为12,则葡萄浆糖浓度为206g/l,所以适量加糖即可。 酸度调整: 葡萄汁发酵前酸度不低于6g/l,ph3

11、.3-3.5.因赤霞珠葡萄自身含糖量大，为206g/l,发酵前需加入酒石酸钾、碳酸钙等降酸剂进行降酸. 2.2：主题酒精发酵 2.2.1：二氧化硫辅料的添加 二氧化硫的添加二氧化硫能使葡萄酒发酵顺利进行 ,并有利于葡萄酒的储存，按一定量加入葡萄浆后，具有较强的杀菌作用,可抑制细菌、尖端酵母等不利微生物的异常发酵。而葡萄酒则有较强的耐二氧化硫能力，适量添加利于葡萄酒的澄清，防止葡萄汁过早褐变，还可以增加浸出物的含量和酒的色度，增加不挥发酸的含量。二氧化硫的添加应在葡萄破碎后、发酵之前加入葡萄汁中，因葡萄汁较清洁，无病害且酸度较高。加入量为 60毫克每升发酵液,加入亚硫酸试剂，加入后充分搅拌，使之

12、与葡萄汁完全混合均匀。 2.2.2活性干酵母活化与添加 在清洁不锈钢容器中将干酵母按1:1020的比例投放于3638的温水中复水1520分钟,在活化好的酵母原液中缓慢添加葡萄汁或白砂糖,以增加酵母的快速繁殖或在24%的糖水复水活化3090分钟制成酵母乳液，即可添加到醅料中进行发酵.将母液用清洁物料泵加入到欲接种处理的葡萄汁中,用密闭式循环方式混匀,循环容量为罐容量的二分之一.酶添加量按每万公升葡萄汁或葡萄浆一公斤活性酵母，所以总共添加6.55kg酵母。 2.2.3：主体发酵 葡萄汁的主发酵葡萄汁在发酵罐内的装填系数为百分之八十左右 ，添加酵母后,加上压板 ,压板缝隙 0.5cm，将皮盖压入液面

13、下 10-15cm，保温发酵开始 。主发酵时间 通常为30天，通常入池 8h，液面即有发酵气泡，并拌有吱吱声 ，发酵旺盛时产生大量二氧化碳，使酒液出现翻腾现象，旺盛期过后，声音逐渐变小，整个发酵过程中泡沫的多少和发酵的激烈程度是相应的。泡沫的色泽是由浅变深。主发酵后期，二氧化碳将皮和其它较轻的固状物带至酒液表面，形成一层厚的醪盖。山葡萄色素、单宁含量高，在主发酵时期，进行酒醪固液分离。主发酵结束时，酒液呈深红色，浑浊而含悬浮酵母，有酒精、二氧化碳和酵母味。酒精体积分数达10.8，残糖0.5%以下。初始循环喷淋量大，每天23次，以获得尽量多的色素，45天后，减少喷淋量，每天1次，以获得我们需要的

14、稳定性较高的酚类物质，发酵温度的高低，亦可影响浸渍效果。温度低(24)则不利于有效成份的提取，过高的温度(32)就会增强酒的粗糙感，加快了酒精与芳香成分的挥发，又有酒精发酵中止的危险。主发酵过程中，要着重进行温度控制、比重测定和成分管理。 2.2.3.1：温度控制 温度控制在葡萄酒发酵过程中的一个重要指标。过程尤为重要 ，在温度过高时，及时打开冷却水降温。主发酵温度一般控制在 27土1c3之间。是不能够超过30C。温度对于酵母细胞的酒精发酵有很大影响（28-30 有利于酿造丹宁含量高，需较长陈酿时间的葡萄酒，而25-27 则适宜于酿造果香味浓，丹宁含量相对较低的新鲜葡萄酒）主发酵期间，发酵进入

15、旺盛后，进行倒灌及喷淋。每天早晚各测品温一次，循环装置倒汁一次，母细胞内发酵温度过高，容易造成酵母细胞提前老化，还易造成杂菌滋生，妨碍葡萄酒色、香、产生，风味的形成。 所以应十分注意发酵罐温度的稳定。 2.2.3.2：比重控制 葡萄汁的比重一般在 1.060-1.090g/cm3之间 。葡萄浆比重随主发酵所生成的酒精的增加而降低 ，一般认为含糖量 0.5%左右时，主发酵基本结束，此时酒液相对密度下降为 1.020。比重大小决定于葡萄酒中酒精和干浸出物的含量，酒度越高干浸出物含量越少，比重越低。但对于甜型或加强型葡萄酒，由于干浸出物含量高，其比重大于1；对于赤霞珠葡萄酒，当酒度密度上升到为7-8

16、时，即可进行皮渣分离，否则成品酒会因溶入过量色素和单宁而产生涩味。 成分管理每天测定糖分变化状况，并记录于表中，画出糖度变化曲线。葡萄酒发酵的糖度变化类似于葡萄酒的密度变化，即随着酵母生长繁殖，代谢速度的加快，糖转化为酒精的速度也相应加快，直至残糖 4g/l以下，表示主发酵的结束，整个发酵过程中糖的消耗与酒精的生成成相互对应关系 3。 糖的测定采用蓝一艾农法，酒精用酒精计测定。 2.3：草乳发酵 2.3.1：原料酒分灌与检测 主发酵结束后，自流原酒，压榨原酒分开贮酒，供生产不同档次成酒。主酵结束后，原酒利用硅藻土过滤机过滤除酵母，并测得残糖 3.8g/l酒度10.8 酸度为7.0，酒中残唐必须

17、低于4g/l，否则乳酸菌会优先分解糖而产生病害。葡萄酒分离至经过杀菌处理的洁净的罐中，调整温度18-25C。 2.3.2：乳酸菌活化与添加 通过添加二氧化硫可以达到抑菌和调整PH值的作用，但他会严重的抑制乳酸菌的活性。为防止不可预知的多菌参与导致酒风味的不可预知性，可以采用上次同样平乳发酵的母液来启动该程序，在本次发酵中采用酒用明串株菌发酵剂人工启动发酵，以产生需要的风味。酒用明串株菌的活化： 2.3.3：发酵条件控制与终止 在该过程中要保持温度在18-25C.同时要实时监测该过程中苹果酸的含量,当苹果酸含量消失后,立即添加60mg/l的二氧化硫，并分离转罐，乳酸菌酒精发酵结束后，葡萄酒分离至

18、经过杀菌处理的洁净的罐中，调整pH320，温度1825，酒需要满罐，以防止醋酸菌等好氧菌的侵蚀。检测方法是纸层析法（显微镜监测也可以作为辅助手段）：第三章:结果与讨论 3.1:选定的酵母菌1450菌株 3.1.1：代谢方式 酵母菌是一些单细胞真菌，属于营养专一性和兼性厌氧型菌，主要存在2种代谢方式: （1）在有氧条件下进行有氧呼吸，将糖完全氧化分解产生CO 2和水，并获得能量，使自身大量繁殖，却不能产生人类所需要的发酵功能； （2）在无氧条件下，酵母菌通过对糖的不完全分解形成乙醇和CO 2，同时获得能量，维持自身体能，以实现持续代谢功能，即人们常说的发酵过程。 3.1.2：对渗透压的反应 (1

19、)渗透压偏高或偏低起酵缓慢或困难； (2)渗透压偏高或偏低发酵过程迟缓或中止； 3.1.3：对酸度的反应 pH 38的范围内酵母菌都能生长，但最适 pH为4，pH值过高或过低都可能导致杂菌感染、挥发酸偏高、副产物含量增加香气质量被破坏、残糖偏高（微生物不稳定性）等一系列不良感观质量缺陷，因此在葡萄酒质量风格允许的情况下，尽量保证pH3.1。另外，葡萄汁中的胺态氮含量与总酸可能存在一定的相关性，总酸偏低的发酵液酒精发酵启动相对比较困难，这时在发酵前期补充一定的发酵助剂是非常必要的。 3.1.4：对温度的温度 酵母一般在045时生长。耐热能力较差，酵母细胞5556几分钟就被杀死。若营养充足，酵母细

20、胞机能强健，对温度的适应范围也会相应地扩展。 3.1.5：酵母菌的活化 酵母菌活化和制备不科学酵母在启动发酵过程之前必须进入良好的生理代谢状态，才能按照酒师预期的发酵曲线完成发酵过程，减少副产物的产生，优化产品质量风格。基本上都应用商业化生产的活性干酵母，但干酵母的使用技术性较强，目前，国内很多酒师都采用传统的糖水或葡萄汁作为活化基质，但是实际上酵母的活化更需要有充足的营养补给，甚至比发酵期间的营养补充更加重。 3.2：辅料的使用 3.2.1：二氧化硫的利用 想保持葡萄酒的果味和鲜度，就必须在发酵过程后立刻添加二氧化硫处理，因葡萄汁较清洁，无病害且酸度较高，加入量为60mgl。二氧化硫可以阻止

21、由空气中的氧使葡萄酒所引起的氧化作用。新酒在发酵后大约3周左右，必须进行第一次沉淀与换桶。第二次沉淀要4至6周。沉淀的次数和时间上的顺序，完全就是所要达到的口味。SO2在葡萄酒发酵过程中具有特殊的作用。如果发酵前期SO 2添加量太小，则不能完全抑制原料和周围环境中带来的野生菌，会阻碍接种酵母的快速繁殖，影响发酵曲线的方向（即发酵的纯正性）。但是，如果添加量过大也会抑制酵母的繁殖和代谢，严重时会对酵母造成毒害作用，从而导致起酵迟缓或困难。 3.2.2：酵母营养盐的利用 环境土壤、栽培管理、设备工艺等导致的葡萄汁中酵母营养物的缺乏，造成发酵启动慢、中止、不彻底，就必须添加发酵助剂。笔者试验表明，在

22、相同的红葡萄醪中添加不同量的发酵助剂，采用同种酵母发酵后酒的成份亦不相同(见表2)。可以看出，添加助剂后酒的风味物质含量有所提高。挥发酸应尽量地少，添加助剂是酵母活力增加，更有效地拮抗了杂菌的繁殖，降低了挥发酸的生成量。 按照活性干酵母的建议接种量，合理选用酵母活化激活剂（如GO-FERM），顺利保障酵母快速活化并使机能达到最佳代谢状态，正式接种的前、中、后期，需要视原料状况分阶段补充酵母所需营养物质，如发酵助剂FERMAID K等，以防止酵母在发酵过程中因营养不足或不平衡而导致的各种异常风险，如发酵疲软、迟缓和中止等. 3.3：科学管理发酵过程 在发酵过程中作好科学跟踪监测工作，预防发酵温度

23、超标，有规律地进行循环搅拌和开放式倒罐，以维持酵母的微氧发酵环境，而且还能及时排放聚集其中的CO2.增加发酵安全性。一旦出现发酵异常问题，切忌坐视不管，应及时重新补加酵母并补足发酵助剂和营养剂。问题严重时应选用专业重启动酵母（如UV43）或具有再启动功能的酵母（如DV10、EC1118和FC9），并配合使用酵母活化剂和发酵助剂，使发酵迅速重启和完成发酵。. 第四章:收获与致谢经过两周的实验和之前的选题与最后的课程设计撰写，本课题最终形成了定稿。在这样的过程中，我得到了很多人的帮助，特在此感谢。在选题及进行过程中得到关现军老师的悉心指导。论文行文过程中，关老师又多次帮助我分析思路，开拓视角，在我

24、遇到困难的时候给予我最大的支持和鼓励。关老师严谨求实的治学态度，踏实坚韧的工作精神，使我终生受益。在此，谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 感谢我院实验室所有老师对我进行实验时的帮助和关怀，正是您们的辛勤工作，认真指导才使我得以顺利地完成实验，完成对本课题的探索。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。其次，我要感谢我们组的全体成员，没有大家的相互配合、相互帮助，也就没有我们最后的成功。我们共同思考解决了不少难题，为我以后在求学生活的道路上打好了坚实的基础。最后再一次诚挚的感谢所有在设计中帮助过我的良师益友和亲爱的同学们。第五章：参考文献朱宝镛主编 葡萄酒

25、工业手册 北京 中国轻工业出版社 顾国贤主编 酿造酒工艺学 北京 中国轻工业出版社 康明宫编著 葡萄酒生产技术及饮用指南 北京 化学工业出版社 李华等编 葡萄酒实验技术与操作方法 陕西 西北农大出版社 靳玉正 河北科技报/ 2002 年/ 07 月/ 23 日/ 第003 版/ 赵军 王凡 干红山葡萄酒发酵主艺条件的研究 齐齐哈尔. 沈阳农业大学学报, 查巧玲 李新榜 杨贻功 朱虹葡萄酒发酵过程中异常现象的发生及预防高畅 高树贤 张艳芳 杨凌 葡萄酒发酵罐分析综述 陕西 西北农林科技大学葡萄酒学院 王建钧，李志平 干红葡萄酒发酵工艺的探讨 山西仙童葡萄酒有限责任公司陈光。廉英杰 赤霞珠干红葡萄

26、洒教酵工艺 新疆吐鲁 新疆维吾尔自治区葡萄瓜果开发研究中心 李景明 倪元颖 菜同一 梁学军 发酵工艺条件对葡萄酒中白藜芦醇的影响 北京 中国农大食品科学与营养工程学院陈长武 昌友权 郑鸿雁 爽口型（加气起泡）山葡萄酒的生产工艺研究 吉林职业师范学院生物与食品工程系 吉林农业大学食品工程学院 长春查巧玲 李新榜 杨贻功 朱虹 葡萄酒发酵过程中异常现象的发生及预防 上海杰兔工贸有限公司，上海 烟台市葡萄酒有限公司，山东烟台王颉 葡萄酒酿造技术 河北科技报/ 2002 年/ 07 月/ 23 日/ 第003 版/ 河北农大食品学院附件在于选定发酵温度和菌株【1】发酵过程变化【2】成分含量【3】选用果胶酶浓度【4】 指导教师评语：课程设计报告成绩： ，占总成绩比例： 课程设计其它环节成绩：环节名称： ，成绩： ，占总成绩比例： 环节名称： ，成绩： ，占总成绩比例： 环节名称： ，成绩： ，占总成绩比例： 总 成 绩： 指导教师签字：年 月 日本次课程设计负责人意见：负责人签字：年 月 日