專利名稱：一種菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種熱帶水果菠蘿蜜的處理方法，具體說，是一種將菠蘿 蜜制備成燃料乙醇和酒糟蛋白飼料的工業(yè)化處理方法。
背景技術(shù)：
菠蘿蜜又稱木本菠蘿，是一種高糖熱帶水果，在我國熱帶地區(qū)，如海南、 廣西、云南西雙版納等地區(qū)適合種植，是豐產(chǎn)作物。近年從馬來西亞引進(jìn)的新
品種，單株產(chǎn)量可達(dá)150到250公斤，畝產(chǎn)在3到5噸，是促進(jìn)農(nóng)民增收的好 品種。但是，由于鮮果市場難以打開，深加工無法上規(guī)模，致使菠蘿蜜產(chǎn)業(yè)難 以帶動(dòng)農(nóng)民致富。以往菠蘿蜜的加工方法主要有蜜餞、干片、果汁、釀酒等幾 種，其產(chǎn)品主要走食品消費(fèi)路線。由于水果加工產(chǎn)品十分豐富，人們的消費(fèi)選 擇多種多樣，菠蘿蜜的加工品市場容量十分有限。迄今為止，其加工始終停留 在小型作坊的水平，無法上規(guī)模，從而制約著菠蘿蜜種植業(yè)的發(fā)展。如果能找 到一種新的工業(yè)化處理方案，使菠蘿蜜成為大型工業(yè)的原料，將極大地推動(dòng)菠 蘿蜜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)民增收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種新的菠蘿蜜工業(yè)化處理方法，以拓寬菠蘿蜜 的應(yīng)用領(lǐng)域，提升菠蘿蜜的增值空間，強(qiáng)有力地推進(jìn)菠蘿蜜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 為了達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案 提供一種新的菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法，即以菠蘿蜜為原料，制備燃料乙 醇和酒糟蛋白飼料，包括以下步驟
1) 將采集的菠蘿蜜粉碎制漿，制漿過程中按鮮料含100至200 ppm S02的 重量比例加入偏重亞硫酸鈉，并常溫下放置2 5小時(shí)，以抑制大批量加工過程 原料染菌消耗糖分；
2) 在步驟l)制得的菠蘿蜜漿料中，按0.4至0.6g/kg原料的比例加入果膠 酶，并且加溫至45至50'C，酶解120至150分鐘，降解果膠，以降低果漿粘稠 度；
3) 在步驟2)處理過的菠蘿蜜漿料中，按20至40萬單位/噸鮮料的比例， 添加耐高溫a淀粉酶，并加溫至95至100'C,煮30至60分鐘，將漿料中的淀 粉降解為糖；
4) 將步驟3)處理的菠蘿蜜漿進(jìn)行糖汁和糟渣分離；
35) 對(duì)步驟4)處理得到的糖汁加酒精酵母常溫發(fā)酵12至18小時(shí)，使糖轉(zhuǎn) 化為乙醇；
6) 將步驟5)發(fā)酵的產(chǎn)物進(jìn)行粗餾，獲得40%至45%(\^)的粗酒和醪液；
7) 將步驟6)提取的粗酒精餾、脫水得到燃料乙醇；
8) 將步驟4)分離得到的糟渣與步驟6)得到的醪液混合、干燥，得酒糟 蛋白飼料。
所述以菠蘿蜜為原料是以整個(gè)菠蘿蜜鮮果為原料，包括果皮、果肉、種子 和果芯。制漿過程要把菠蘿蜜種子同時(shí)粉碎到40至60目的粉末。
各種菠蘿蜜果均可采用，但以濕苞菠蘿蜜最佳。干苞菠蘿蜜水果價(jià)值較高， 目前市場價(jià)格大約為2至5元/公斤，建議用之于水果。而濕苞菠蘿蜜不被水果 市場接受，但產(chǎn)量高，是上好的工業(yè)原料。
所述菠蘿蜜鮮果，可以是自然熟透的菠蘿蜜果實(shí)，也可以是八至九成熟的 菠蘿蜜果實(shí)用乙烯利催熟。
菠蘿蜜熟透后，果皮加果芯、果肉和種子重量分別約占鮮果的32.9%、 56.0% 和12.68%;可轉(zhuǎn)化為燃料乙醇的物質(zhì)約為18.13%，其中總糖(13.77%)、淀 粉(4.36%)，分別集中儲(chǔ)存在果肉(21.7%)和種子(34.4%)中?？赊D(zhuǎn)化為飼 料的物質(zhì)為果膠(11.33%)、纖維質(zhì)(2.61%)、粗蛋白(3.59%)、粗脂肪(0.68%)、 礦物質(zhì)(1.03%)、維生素C (38.2mg/kg)、有機(jī)酸(0.26%)等，總量大約為鮮 果的15.15%。纖維質(zhì)集中于果皮和果芯(2.61%):膳食纖維占70%，粗纖維占 30%;粗蛋白集中于種子(6.60%)和果皮(4.24%)。礦物質(zhì)Mg為1431ppm、 Cal395ppm、 Na232ppm、 Fe 168ppm、 Mn 76ppm、 Zn 130ppm。
以上成分表明，菠蘿蜜的營養(yǎng)豐富。按干基，糖+淀粉含量為54.5%，粗蛋 白10.8%，脂肪2.04%，果膠34.04%，纖維質(zhì)7.85%，礦物質(zhì)3.11%。大約每產(chǎn) l噸乙醇，可產(chǎn)2噸高蛋白糟渣。糖和淀粉發(fā)酵提取乙醇后，糟渣干物質(zhì)營養(yǎng)成 分粗蛋白含量高達(dá)23.71%，脂肪4.33%，果膠72.21%，纖維質(zhì)16.63%，礦物 質(zhì)6.56%。各項(xiàng)營養(yǎng)指標(biāo)與豆粕比相近粗蛋白42.5%，脂肪2.1%，碳水化合 物37.9%，膳食纖維7.6%，灰分6.0%。因此，利用菠蘿蜜糟渣開發(fā)蛋白飼料完 全可行。
所述發(fā)酵可以是常規(guī)發(fā)酵工藝，發(fā)酵持續(xù)時(shí)間優(yōu)選12小時(shí)，屆時(shí)以測(cè)定漿 料含糖量為準(zhǔn)，直至漿料汁液垂度保持在小于1.5低值范圍內(nèi)，即為發(fā)酵結(jié)束。 所述的粗餾、精餾和脫水均為常規(guī)工藝。
菠蘿蜜可在我國熱帶地區(qū)廣泛種植，以高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、營養(yǎng)豐富而著稱。以菠 蘿蜜為原料，開發(fā)燃料乙醇和蛋白飼料，可以為我國大規(guī)模發(fā)展燃料乙醇產(chǎn)業(yè) 和畜牧業(yè)，再開劈新的原料來源。
4本發(fā)明提出以菠蘿蜜加工燃料乙醇和飼料的工藝，同現(xiàn)有加工技術(shù)相比， 有如下優(yōu)勢(shì)
與菠蘿蜜的傳統(tǒng)加工方案比，本發(fā)明的產(chǎn)品為燃料乙醇和蛋白飼料。燃料 乙醇和蛋白飼料的市場容量遠(yuǎn)比果汁、果脯、果干、果酒大。隨著石化燃料的 瀕臨枯竭，燃料乙醇生產(chǎn)成本降低，乙醇汽油與普通汽油價(jià)格接近，其市場容 量幾近無限。飼料是全球大規(guī)模發(fā)展畜牧業(yè)的瓶頸，我國是飼料缺乏國家，而 海南、廣東、廣西、云南等熱區(qū)，非糧食主產(chǎn)區(qū)，飼用糧更加短缺。因此，燃 料乙醇和飼料，均可成長為大型產(chǎn)業(yè)。以高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的菠蘿蜜為原料，可以為其 提供充足穩(wěn)定的原料。而燃料乙醇和飼料生產(chǎn)，又可帶動(dòng)菠蘿蜜種植業(yè)大規(guī)模 發(fā)展，為農(nóng)民增收，開創(chuàng)一條新的途徑。
與燃料乙醇的其它生產(chǎn)方法比較，本發(fā)明在熱帶地區(qū)有明顯的優(yōu)勢(shì)
① 菠蘿蜜是非糧食作物亦非糖料作物，以其為原料生產(chǎn)燃料乙醇，完全可 符合不與人畜爭糧，不與糧爭地的政策；
② 菠蘿蜜可在我國熱帶地區(qū)廣泛種植，以其為原料制備燃料乙醇的產(chǎn)業(yè)， 在我國南方有巨大的發(fā)展空間；
③ 菠蘿蜜果實(shí)全部都有利用價(jià)值，中能夠有效轉(zhuǎn)化為乙醇的物質(zhì)含量高， 干物質(zhì)的淀粉、糖的總含量可達(dá)54.5%;其它干物質(zhì)含粗蛋白高達(dá)23.7%，可用 于飼料；
④ 菠蘿蜜是難得的耐風(fēng)、高產(chǎn)木本作物，產(chǎn)量受臺(tái)風(fēng)影響較小，即使在海 南等臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)，產(chǎn)量相對(duì)比較穩(wěn)定。
⑤ 菠蘿蜜一種可收30年以上，每年5月到10月收成，收獲季節(jié)長達(dá)半年。
耐儲(chǔ)存，收后可儲(chǔ)存月余。
⑥ 菠蘿蜜是常綠喬木，廣泛種植，具有良好的生態(tài)效益。
與木薯、紅薯等淀粉質(zhì)原料和甜高粱、香蕉、芭蕉等糖質(zhì)原料比較，菠蘿 蜜提取乙醇的主要物質(zhì)為糖和淀粉。木薯、紅薯在熱帶、亞熱帶畝產(chǎn)一般不超 過3噸，畝產(chǎn)出燃料乙醇在400公斤以下，需要每年種植，種苗成本較高，采 收薯塊過程比較費(fèi)工。甜高粱不耐風(fēng)，不耐儲(chǔ)存，每年種植管理成本較高。香 蕉、芭蕉球莖的采收也比較費(fèi)力。而同樣的土地，菠蘿蜜的產(chǎn)量可以高達(dá)5噸 以上，畝產(chǎn)出乙醇可達(dá)450公斤，種植成本低， 一種收獲數(shù)十年，每年收獲季 節(jié)長，過程簡單，勞動(dòng)成本低。
與其它飼料生產(chǎn)比較，本發(fā)明的飼料原料來源于菠蘿蜜下腳料利用，生產(chǎn) 成本比較低。所含大量果膠物質(zhì)，經(jīng)降解為半乳糖醛酸，有利于動(dòng)物消化吸收。
具體實(shí)施例方式
采集八至九成熟菠蘿蜜果，稱重為35kg，用乙烯利催熟，用磨漿機(jī)整體粉 碎，包括將種子粉碎成40至60目的粉末，制漿得34.36kg，測(cè)定汁液垂度為14， 加130g偏重亞硫酸鈉，以抑制加工過程中染菌消耗糖分，常溫下置放3小時(shí)， 加15g果膠酶，升溫至45r恒溫130分鐘，再加入0.1萬單位的耐高溫a淀粉 酶，加溫至95-C，煮30分鐘。壓榨取得含水45%的渣4.5kg、垂度19的糖汁 29.4kg。取糖汁自然冷卻至40'C，加0.17kg酒精酵母，發(fā)酵15小時(shí)，測(cè)得汁液 垂度穩(wěn)定在1.3不變，酒精度8.9%。發(fā)酵液直接粗餾得42%(v/v)的粗酒6.60kg、 醪液17kg。粗酒精餾獲得80%的酒精3.4kg，脫水得99.8。/。的燃料乙醇2.70kg。 將醪液與酒渣混合，得含水77M的漿21.5kg。烘干得5.7kg蛋白飼料，含粗蛋白 1.2kg，纖維質(zhì)0.9kg,半乳糖醛酸4.0kg。
根據(jù)以上實(shí)例可知，每噸鮮菠蘿蜜果，可產(chǎn)燃料乙醇77kg、蛋白飼料163kg。 每生產(chǎn)l噸燃料乙醇，大約需要13噸菠蘿蜜，副產(chǎn)品為2117kg的蛋白飼料。 按燃料乙醇4850元/噸、蛋白飼料2500元/噸計(jì)價(jià)，13噸菠蘿蜜果的產(chǎn)值為10142 元。如果菠蘿蜜果原料按600元/噸計(jì)價(jià)，則原料成本為7800元。加工成本500 元，則加工13噸菠蘿蜜可獲利潤總額為1842元，利潤率22.19%。農(nóng)戶按種植 IO畝菠蘿蜜，產(chǎn)量每畝5000kg計(jì)算，則每畝年收入3000元，年總收入可達(dá)到 3萬元。
權(quán)利要求
1.一種新的菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法，即以菠蘿蜜為原料，制備燃料乙醇和酒糟蛋白飼料，包括以下步驟1)將采集的菠蘿蜜粉碎制漿，制漿過程中按鮮料含100至200ppm SO2的重量比例加入偏重亞硫酸鈉，并常溫下放置2～5小時(shí)，以抑制大批量加工過程原料染菌消耗糖分；2)在步驟1)制得的菠蘿蜜漿料中，按0.4至0.6g/kg原料的比例加入果膠酶，并且加溫至45至50℃，酶解120至150分鐘，降解果膠，以降低果漿粘稠度；3)在步驟2)處理過的菠蘿蜜漿料中，按20至40萬單位/噸鮮料的比例，添加耐高溫α淀粉酶，并加溫至95至100℃，煮30至60分鐘，將漿料中的淀粉降解為糖；4)將步驟3)處理的菠蘿蜜漿進(jìn)行糖汁和糟渣分離；5)對(duì)步驟4)處理得到的糖汁加酒精酵母常溫發(fā)酵12至18小時(shí)，使糖轉(zhuǎn)化為乙醇；6)將步驟5)發(fā)酵的產(chǎn)物進(jìn)行粗餾，獲得40％至45％體積百分比的粗酒和醪液；7)將步驟6)提取的粗酒精餾、脫水得到燃料乙醇；8)將步驟4)分離得到的糟渣與步驟6)得到的醪液混合、干燥，得酒糟蛋白飼料。
2. 權(quán)利要求1所述的菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法，其特征在于所述以菠蘿 蜜為原料是以整個(gè)菠蘿蜜鮮果為原料，包括果皮、果肉、種子和果芯；且步驟1) 所述粉碎制漿過程要把菠蘿蜜種子粉碎成40至60目的粉末。
3. 權(quán)利要求1所述的菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法，其特征在于作為原料的 菠蘿蜜果為濕苞菠蘿蜜。
4. 權(quán)利要求1所述的菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法，其特征在于作為原料的 菠蘿蜜是自然熟透的菠蘿蜜果實(shí)。
5. 權(quán)利要求1所述的菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法，其特征在于作為原料的 菠蘿蜜是采集八至九成熟的菠蘿蜜果實(shí)后用乙烯利催至全熟的菠蘿蜜果。
6. 權(quán)利要求1所述的菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法，其特征在于步驟5)所 述發(fā)酵時(shí)間為12小時(shí)，屆時(shí)以測(cè)定漿料含糖量為準(zhǔn)，直至漿料汁液垂度保持在 小于1.5低值范圍內(nèi)，即為發(fā)酵結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明提供一種菠蘿蜜的工業(yè)化處理方法，即以菠蘿蜜為原料，制備燃料乙醇和酒糟蛋白飼料，包括制漿、降解果膠、糖化、汁渣分離、發(fā)酵等步驟，最終得到高高純度的燃料乙醇和高品質(zhì)的酒糟蛋白飼料。本發(fā)明的工業(yè)化處理方法可以使菠蘿蜜作為工業(yè)原料，轉(zhuǎn)化為燃料乙醇和飼料，大大提升了菠蘿蜜的增值空間，能夠推動(dòng)菠蘿蜜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)農(nóng)民增收。
文檔編號(hào)C10L1/02GK101591678SQ20091014849
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月1日
發(fā)明者張永北 申請(qǐng)人:張永北