CN103087891A - 减除发酵酒中尿素的装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种减除发酵酒中尿素的装置，其反应罐上部的敞口配有罐盖(3)，罐内有“丰”字形排列的固定化酶槽(7)和架杆(6)，下部有搅拌叶片(8)，搅拌叶片的转动轴与其上方的电机(5)及减速器(4)相连，反应罐下部有出酒口(9)，电机(5)、减速器(4)、罐盖(3)、串接的固定化酶槽(7)、架杆(6)和搅拌叶片(8)一起与升降机构(10)相连，采用本装置减除发酵酒中尿素的方法按如下步骤进行：一是备料及溶液的制备，二是固定化酶的制备，三是固定化酶在发酵酒中的加入，四是发酵酒的收集。在发酵酒生产中，尿素是氨基甲酸乙酯的前体物，减除尿素在源头上降低发酵酒中有害物氨基甲酸乙酯的生成量，以提高酒的品质有利饮者的键康。

Description

减除发酵酒中尿素的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种可作生产性应用的减除发酵酒中尿素的装置及方法。

背景技术

尿素是发酵酒中潜在致癌因子——氨基甲酸乙酯(EthyIcarbamate，IARC group2A，简称EC)的主要前体物。尿素已经成为发酵酒中涉及食品安全的重要检测指标之一。不少国家考虑到本国消费者和行业的利益，制订了发酵酒中EC的限量标准。

发酵酒中尿素的来源主要有三种：(1)由酿造原料带入：氮源是植物生长过程中不可或缺的营养元素，在原料生产过程中尿素已经成为一种普遍使用的氮源，尤其是在葡萄酒生产过程中。葡萄在生长及采摘过程中其表皮、枝叶都会残留尿素，在随后的压榨过程中就会被大量带入葡萄汁中，这是葡萄酒中尿素的主要来源。(2)发酵时作为氮源加入：在以谷物为原料的食用酒精的发酵过程中，由于原料中所含蛋白质不能被酵母直接利用，为达到提高发酵速率及酒精产量的目的，通常需要额外添加尿素或硫酸铵等无机氮源以补不足。依据原料的不同，尿素的添加量为400-800mg·L^-1。另外，在酿造高质量的白兰地原酒时，为了降低影响风味质量的杂醇油生成，也需要添加一定的尿素或硫酸铵等无机氮源。(3)由酿造过程中酵母菌代谢产生：在酿造过程中除了原料、辅料和水中会带入部分尿素外，在发酵过程中由酵母菌代谢也会产生尿素。酵母菌在生长繁殖和进行酒精发酵时，合成的大量尿素除了满足自身菌体需要外，多余的则被分泌到体外，从而使酒醪中的尿素含量增加，酵母菌细胞内的精氨酸的活力也会随之提高，进一步加速了尿素的生成。黄酒中尿素主要由精氨酸经酵母菌细胞内精氨酸酶-脲酶(AU)途径分解而来，酵母菌处于生长繁殖状态时精氨酸降解及尿素的形成过程如下：

尿素是EC形成的重要前体物质，所以发酵液的尿素含量必须受到严格控制。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题在于提供一种减除发酵酒中尿素的装置。

本发明要解决的第二个技术问题在于提供一种减除发酵酒中尿素的方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：

本减除发酵酒中尿素的装置，包括进酒管、反应罐和出酒口，反应罐上部的敞口配有罐盖，该反应罐内有轴向、多条互相平行串装的“丰”字形排列的固定化脲酶槽和架杆，下部有搅拌叶片，搅拌叶片的转动轴与其上方的电机及减速器相连，反应罐下部有带阀门的出酒口，电机、减速器、罐盖、串接的固定化脲酶槽(7)、架杆(6)和搅拌叶片(8)一起与升降机构(10)相连。

用上述装置进行减除发酵酒中尿素的方法按如下步骤进行：

(1)备料及溶液的制备：购得足量的活性≥1U·mg^-1的脲酶或具同等活性脲酶的动、植物可食材料、海藻酸钠、氯化钙、壳聚糖或纤维素、双醛纤维素和去离子水，分别配制成25g·L^-1的海藻酸钠水溶液、50g·L^-1的氯化钙水溶液和3g·L^-1的壳聚糖水溶液；

(2)固定化脲酶溶液的制备：将上述活性≥1U·mg^-1的脲酶、25g·L^-1的海藻酸钠水溶液、50g·L^-1的氯化钙水溶液和

3g·L^-1的壳聚糖水溶液，按照脲酶溶液∶海藻酸钠水溶液∶氯化钙水溶液∶壳聚糖水溶液＝1∶25∶50∶3的质量比混合制备成固定化脲酶溶液；

(3)固定化脲酶溶液在发酵酒中的加入：特制备好的固定化脲酶溶液按照1L发酵酒中加入100g固定化脲酶溶液的比例加入减除发酵酒中尿素的装置的各个固定化脲酶槽中，经升降机构使各个脲酶槽完全落入反应罐中，再将待处理的发酵酒经进酒管注入反应罐内至浸没各固定化脲酶槽止，后开动搅拌器进行搅拌，反应24h以上；

(4)发酵酒收集：待反应毕后，停止搅拌，经升降机构取出固定化脲酶槽，将反应罐内的发酵酒从出酒口收集后静置、沉淀和过滤即包装为成品。

本发明的有益效果是因尿素是发酵酒中潜在致癌因子-氨基甲酸乙酯的主要前体物，减除发酵酒中尿素的含量，就是从源头上降低发酵酒中存在安全健康隐患的因子-氨基甲酸乙酯的生成量，以提高发酵酒品质，有利于饮者的健康。

附图说明

附图为本发酵酒中尿素减除装置结构示意图。

具体实施方式

下面本发明将结合实施例并参照附图作进一步详述，参见附图，本减除发酵酒中尿素的装置，包括进酒管2、反应罐1和出酒口9，反应罐上部的敞口配有罐盖3，该反应罐内有轴向、多条互相平行串装的“丰”字形排列的固定化脲酶槽7和架杆6，下部有搅拌叶片8，搅拌叶片的转动轴与其上方的电机5及减速器4相连，反应罐下部有带阀门的出酒口9，电机5、减速器4、罐盖3、串接的固定化脲酶槽7、架杆6和搅拌叶片8一起与升降机构10相连。

本装置在使用时将发酵酒从进酒管2注入反应罐1内，后将固定化脲酶槽7经升降机构10浸入反应罐内至浸没各固定化脲酶槽，拧紧罐盖3，开动电机5和减速器4，使搅拌叶片8在反应罐内搅拌24h以上，待反应毕后，停止搅拌，经升降机构10取出固定化脲酶槽7，将反应罐内的发酵酒从出酒口9收集后静置、沉淀和过滤即包装为成品。

本减除发酵酒中尿素的装置，进行减除发酵酒中尿素的方法，按如下步骤进行：

(1)备料及溶液的制备：购得足量的活性≥1U·mg^-1的脲酶或具同等活性脲酶的动、植物可食材料、海藻酸钠、氯化钙、壳聚糖或纤维素、双醛纤维素和去离子水，分别配制成25g·L^-1的海藻酸钠水溶液、50g·L^-1的氯化钙水溶液和3g·L^-1的壳聚糖水溶液；

(2)固定化脲酶溶液的制备：将上述活性≥1U·mg^-1的脲酶、25g·L^-1的海藻酸钠水溶液、50g·L^-1的氯化钙水溶液和

3g·L^-1的壳聚糖水溶液，按照脲酶溶液∶海藻酸钠水溶液∶氯化钙水溶液∶壳聚糖水溶液＝1∶25∶50∶3的质量比混合制备成固定化脲酶溶液；

(3)固定化脲酶溶液在发酵酒中的加入：将制备好的固定化脲酶溶液按照1L发酵酒中加入100g固定化脲酶溶液的比例加入减除发酵酒中尿素的装置的各个固定化脲酶槽中，经升降机构使各个脲酶槽完全落入反应罐中，再将待处理的发酵酒经进酒管注入反应罐内至浸没各固定化脲酶槽止，后开动搅拌进行搅拌，反应24h以上；

(4)发酵酒收集：待反应毕后，停止搅拌，经升降机构取出固定化脲酶槽，将反应罐内的发酵酒从出酒口收集后静置、沉淀和过滤即包装为成品。

固定化酶去除尿素的化学原理：

尿素在溶液环境中经固定化脲酶作用分解成氨和二氧化碳，本发明中所用的材料海藻酸钠和壳聚糖等都是对人体无害的物质，通过本方法制备固定化酶，制备成本低，条件简单温和，制备的固定化脲酶在发酵酒类饮料中使用后不影响其口感、风味、理化指标等，可多次使用减除酒中的微量尿素，回收方便。

Claims (2)

1.一种减除发酵酒中尿素的装置，包括进酒管(2)、反应罐(1)和出酒口(9)，其特征是反应罐上部的敞口配有罐盖(3)，该反应罐内有轴向、多条互相平行串装的“丰”字形排列的固定化脲酶槽(7)和架杆(6)，下部有搅拌叶片(8)，搅拌叶片的转动轴与其上方的电机(5)及减速器(4)相连，反应罐下部有带阀门的出酒口(9)，电机(5)、减速器(4)、罐盖(3)、串接的固定化脲酶槽(7)、架杆(6)和搅拌叶片(8)一起与升降机构(10)相连。

2.用权利要求1所述的减除发酵酒中尿素的装置，进行减除发酵酒中尿素的方法，其特征是按如下步骤进行：

(1)备料及溶液的制备：购得足量的活性≥1U·mg^-1的脲酶或具同等活性脲酶的动、植物可食材料、海藻酸钠、氯化钙、壳聚糖或纤维素、双醛纤维素和去离子水，分别配制成25g·L^-1的海藻酸钠水溶液、50g·L^-1的氯化钙水溶液和3g·L^-1的壳聚糖水溶液；

(2)固定化脲酶溶液的制备：将上述活性≥1U·mg^-1的脲酶、25g·L^-1的海藻酸钠水溶液、50g·L^-1的氯化钙水溶液和3g·L^-1的壳聚糖水溶液，按照脲酶溶液∶海藻酸钠水溶液∶氯化钙水溶液∶壳聚糖水溶液＝1∶25∶50∶3的质量比混合制备成固定化脲酶溶液；

(3)固定化脲酶溶液在发酵酒中的加入：将制备好的固定化脲酶溶液按照1L发酵酒中加入100g固定化脲酶溶液的比例加入减除发酵酒中尿素的装置的各个固定化脲酶槽中，经升降机构使各个脲酶槽完全落入反应罐中，再将待处理的发酵酒经进酒管注入反应罐内至浸没各固定化脲酶槽止，后开动搅拌器进行搅拌，反应24h以上；

(4)发酵酒收集：待反应毕后，停止搅拌，经升降机构取出固定化脲酶槽，将反应罐内的发酵酒从出酒口收集后静置、沉淀和过滤即包装为成品。

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