CN114276885A - 一种用鲜罗汉果制备乙醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用鲜罗汉果制备乙醇的方法，包括以下步骤：(1)破碎，(2)水提，(3)提取液处理得浓缩液I，(4)提取渣处理得浓缩液II；(5)发酵：合并浓缩液I与浓缩液II，进行发酵，(6)蒸馏、精馏得到乙醇。本发明以新鲜成熟的罗汉果为原料，经破碎，水提，所得提取液再经过滤与澄清、大孔吸附树脂分离、膜浓缩树脂进料流出液与水洗液，所得提取渣再经加压酸水解、调节pH、膜浓缩，合并，发酵，蒸馏等步骤制备得到乙醇。本方法工艺简单、实用，产品安全，适合工业生产。

Description

一种用鲜罗汉果制备乙醇的方法

技术领域

本发明属于植物提取分离技术和食品加工技术领域，具体涉及一种用鲜罗汉果制备乙醇的方法。

背景技术

罗汉果(Siraitia grosvenorii(Swingle)C.Jeffrey)，英文名：fructusmomordicae，葫芦科多年生藤本植物的果实，被人们誉为“神仙果，主产于广西壮族自治区桂林市永福县龙江乡、百寿镇，龙胜各族自治县，以及湖南省怀化、永州、衡阳、邵阳等地。罗汉果是国家首批批准的药食两用材料之一，其主要功效是能润肺止咳、生津化痰。罗汉果及无籽罗汉果含有丰富的风味和营养成分，以及三萜皂苷类非糖甜味成分；果壳、果肉和种皮含有大量纤维素，是由葡萄糖组成的大分子多糖类成分。

1、挥发油成分。罗汉果果实含挥发油0.2％～0.3％，主要是n-十六烷酸(45.609％)和9,12-十八碳二烯酸(36.151％)；无籽罗汉果的挥发油组成与罗汉果相似，但是含量有所变化。

2、非糖甜味成分。含葫芦素烷型三萜皂苷，主要是罗汉果苷V、IV、11-O-罗汉果苷V、赛门苷等，鲜果含量0.3～0.5％。以罗汉果苷(Mogroside)Ⅴ、Ⅳ为代表，罗汉果苷Ⅴ的甜度是蔗糖的256-344倍，罗汉果苷Ⅳ的甜度为蔗糖的126倍。另含D-甘露醇(D-mannitol)，甜度为蔗糖的0.55～0.65倍。

3、糖类成分。含葡萄糖、果糖和蔗糖等还原糖，鲜果含量9～14％。

4、蛋白类成分。蛋白质、氨基酸等氨基化合物，干果含量7.1％-7.8％。

5、其他成分。脂肪酸、黄酮类化合物、维生素C以及锰、铁、镍、硒、锡、碘、钼等26种无机元素和微量元素等。

国内对罗汉果的研究很多，涉及罗汉果的种质资源、种苗、种植、管护、化学成分研究、主要生物活性成分如罗汉果甜苷等三萜皂苷的提取分离、罗汉果和罗汉果甜苷的药理毒理及终端应用等；对罗汉果的综合利用也有一定研究，比如从生产废液中制备罗汉果黄酮、益生元、膳食纤维等，从生产废渣中制备罗汉果籽油、蛋白质和氨基酸等；对罗汉果酒也有一定研究，比如以罗汉果干果或鲜果、萃余物为原料制备发酵型罗汉果酒等，但以制备较低度数的罗汉果酒并追求风味和营养为主要研究内容。用鲜罗汉果制备食用乙醇的本质就是通过各种技术手段将鲜罗汉果中的葡萄糖等糖类分离出来，再通过糖化酶与酿酒酵母的协同作用，使糖转化成乙醇。

现有公开的有关罗汉果制备罗汉果酒的技术内容，分述如下：

CN202011283921.5公开了一种应用溶菌酶制备发酵型罗汉果酒的方法，以提取罗汉果甜苷的萃余物为原料，用食品用溶菌酶将萃余物中的纤维素分解为可供发酵使用的葡萄糖，代替了纤维素酶的使用；同时溶菌酶还可替代二氧化硫作为杀菌剂，抑制对发酵有影响的杂菌的生长，然后用葡萄酒酵母接种发酵，制备发酵型罗汉果酒酒，发酵结束后，果酒中残余的溶菌酶还可继续抑制杂菌的生长，有利于延长货架期。

该方法以提取罗汉果甜苷的萃余物为原料，即是提取渣，主含纤维素，目前尚无科学数据表明纤维素酶或溶菌酶能将罗汉果提取渣中的纤维素高效水解成葡萄糖，实际中转化极低，无工业实用价值，即仅能实现少量转化，其科学性有待进一步求证。

CN201810885918.7公开了一种罗汉果果酒及其酿造工艺，其特征在于：所述的罗汉果果酒以罗汉果为原料，经过原料预处理、酶解、调配、酵母活化、发酵、混合、陈酿、澄清过滤、灌装灭菌等步骤酿造而成；本发明将罗汉果切块后放入高度白酒中进行浸泡，避免营养物质的流失，将浸泡后的罗汉果打浆并进行复合酶处理，有利于析出更多的罗汉果营养物质，能够提高罗汉果的利用效率，在陈酿后采用复合澄清剂澄清处理，使成品罗汉果果酒色泽稳定、酒体透明、口感柔和，还具有清热凉血、生津止咳等多种保健功效。

该方法制备所得罗汉果酒属于调制酒而非以高度食用乙醇为目的，但罗汉果经高度白酒浸泡后再用酶处理的操作，使得酒精对复合酶活性及效果有显著抑制，存在技术矛盾；且高度白酒即是罗汉果的高效提取溶媒，无须多余步骤即可溶出罗汉果中的生物活性成分及营养物质，操作上过于繁琐。

CN201510452996.4公开了一种罗汉果保健酒，涉及保健饮料领域，它由下列组分的原料组成：成熟鲜罗汉果1000份，山泉水或纯净水1500份，酒曲1.5至2份；将所述罗汉果捣碎后，与所述山泉水或纯净水搅拌再加入所述酒曲混合进行发酵，发酵温度15-30℃、发酵时间为40-45天后沉淀过滤即得。所述酒曲为根霉曲。本发明提供一种生产工艺简单、技术难度不大，适宜饮酒人群饮用，投资少，成本低，具有保健功能的罗汉果保健酒。该方法以鲜罗汉果为原料进行整体发酵制备罗汉果酒，在发酵的长期过程中，罗汉果甜苷等主要甜味成分以及营养成分大部分被破坏，仅实现了罗汉果中葡萄糖、果糖等糖转化成乙醇，难以达到声称的保健作用，且生产成本高，出酒率低，缺乏工业实用性。

CN201410311033.8公开了一种发酵型罗汉果酒的制备方法，包括以下步骤：1)将罗汉果干果破碎，加水煎煮，过滤，得到罗汉果汁；2)向罗汉果汁中加入纤维素酶酶解得到第一次酶解液；3)再向第一次酶解液加入糖化酶，酶解，酶灭活，得到第二次酶解液；4)调节第二次酶解液的糖度为22～26°Brix，加入酵母菌，在20～30℃下发酵6～10天，然后降温至15～20℃下发酵15～30天，澄清，过滤，滤液即为发酵型罗汉果酒。本发明能很好的保留罗汉果的营养成分，制得的发酵型罗汉果酒口感爽滑自然，香味浓郁，色泽透亮，回味悠长。该方法以罗汉果干果为原料，导致生产成本高；干罗汉果中的葡萄糖等还原糖在烘焙过程中已与蛋白质类发生严重的美拉德反应，制备所得罗汉果酒风味和营养欠缺；纤维素酶难以将提取液中的少量纤维素高效转化成葡萄糖等单糖，技术上的科学性有待于进一步求证。

CN201410311072.8公开了一种罗汉果果酒的制备方法，包括以下步骤：1)将罗汉果电热烘焙得到罗汉果干果；2)将罗汉果干果加水浸提，离心，过滤，滤液即为罗汉果汁；3)将菠萝切块，榨成菠萝汁；4)以罗汉果汁和菠萝汁为原料，调节糖度为22～26°Brix，加入酵母菌，在20～30℃下发酵6～10天，然后降温至15～20℃下发酵15～30天，即为罗汉果果酒。本发明采用罗汉果和菠萝的混合汁液生产果酒，既可以增强果酒的风味，又增加了果酒的营养成分，尤其是增加了维生素C和多酚物质的含量，从而增加了果酒的抗氧化性能，极具保健效果。该方法将鲜罗汉果电热烘焙得罗汉果干果，不仅显著增加生产成本，而且促成了葡萄糖等还原糖与蛋白质之间的严重的美拉德反应，影响罗汉果酒的滋味口感；在发酵的长期过程中，罗汉果甜苷等主要甜味成分以及营养成分大部分被破坏，仅实现了罗汉果中葡萄糖、果糖等糖转化成乙醇，且生产成本高，出酒率低，缺乏工业实用性。

CN200910114171.6公开了一种罗汉果酒。是用罗汉果生、干果作原料，将罗汉果捣碎，煮沸，冷却，加入酒曲发酵，蒸馏，冷却，得罗汉果酒。蒸馏时加入原料果生、干品3～10％进行蒸馏。酒曲采用根霉曲，加入量为原料量的1.5～6％。本发明生产工艺简单，技术难度不大，罗汉果酒乙醇度低，适宜瘾酒人群饮用，不会造成酒精积累中毒。罗汉果甜苷、黄酮、VC等有效成分损失较小，从而保证了罗汉果的保健功效。本发明不添加任何粮食，投资少，市场前景广阔，具有经济开发价值。该方法在发酵的长期过程中，罗汉果甜苷等主要甜味成分以及营养成分不参与发酵转化而大部分被破坏，仅实现了罗汉果中葡萄糖、果糖等糖转化成乙醇，且生产成本高，出酒率低，缺乏工业实用性。

CN200710049552.1公开了一种发酵型罗汉果酒及其酿造方法，它以成熟的鲜罗汉果为原料经破碎，热水浸提，浸提液加果胶酶，分解果胶，后加入蔗糖、K₂S₂O₅、果酒酵母发酵制成。这种发酵型罗汉果酒既有酒香味又有果香味，还含有罗汉果的多种成分，营养丰富，保健功能强。该方法利用鲜罗汉果提取液作为制备罗汉果酒的原料，提取液中含有罗汉果甜苷等生物活性成分及营养物质，不参与发酵转化而大部分被破坏，仅实现了罗汉果中葡萄糖、果糖等糖转化成乙醇，且生产成本高，出酒率低，缺乏工业实用性。

上述方法以制备保留罗汉果生物活性成分和营养物质的罗汉果酒为目的，但在发酵的长期过程中，罗汉果甜苷等主要非糖甜味成分、罗汉果酚酸等生物活性成分以及营养物质不参与发酵转化而大部分被破坏，仅实现了罗汉果中葡萄糖、果糖等糖转化成乙醇，造成了高价值的罗汉果甜苷的浪费；且生产成本高，出酒率低，缺乏工业实用性。因此，需要从生产实际出发，结合罗汉果与粮食酿酒的区别，将高价值的罗汉果甜苷类成分在发酵前分离，制备得到主要含有糖类物质的部分再进行发酵转化，是用罗汉果酿酒的关键。

目前国内尚无利用制备罗汉果甜苷过程中产生的提取渣和层析废水为原料，将提取渣通过加压与酸水解联用方式使纤维素类成分高效水解成葡萄糖等单糖，采用特殊规格型号纳滤膜分离使水解糖液中的单糖和盐类成分实现简单高效分离，所得单糖再与层析废液中的葡萄糖、果糖等单糖以及蔗糖等二糖合并，得到糖类物质混合液，再通过糖化酶使二糖等非单糖转变成单糖，通过酿酒酵母将单糖转变成食用乙醇，从而实现罗汉果甜苷生产过程中产生的废渣和废液同步综合利用的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供一种用鲜罗汉果制备乙醇的方法：以新鲜成熟的罗汉果为原料，改变现有技术用干罗汉果、鲜罗汉果提取液或整体发酵的方法，先将具有高价值的罗汉果甜苷等三萜皂苷类主要非糖甜味成分及罗汉果酚酸等生物活性成分分离，制备得到高价值的罗汉果提取物产品，再利用制备罗汉果甜苷和罗汉果酚酸过程中产生的提取渣和层析废水制备食用乙醇；将废渣中的纤维素等多糖采用加压酸水解而非纤维素酶解技术高效水解成葡萄糖等单糖，再将糖盐混合液在常温下用反渗透膜浓缩至一定程度，再与层析废水中的葡萄糖、果糖等单糖以及蔗糖等二糖合并，得到糖盐物质混合液，再通过糖化酶使二糖等非单糖转变成单糖，通过酿酒酵母将单糖转变成食用乙醇，从而实现罗汉果甜苷生产过程中产生的废渣和废液同时综合利用，降低生产成本，实现产业化。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种用鲜罗汉果制备乙醇的方法，包括以下步骤：

(1)破碎：保持种籽完好，对鲜罗汉果进行破壳不碎籽的破碎；

优选地，所述鲜罗汉果包括新鲜成熟的罗汉果、无籽罗汉果，或它们的任意组合；所述破碎，是保持鲜罗汉果种籽完整，只破壳不碎籽。碎籽会增加油脂和苦味成分的溶出，影响酿酒发酵酶作用效果，降低出酒率，且对最终成品食用乙醇的滋味口感产生不良影响。

(2)水提：破碎后的鲜罗汉果投入提取罐或逆流提取槽，用自来水提取；提取液和提取渣分开收集、分别处理；

所述提取方式包括提取罐提取和逆流提取槽提取。优选地，所述提取罐提取：提取2-5次，提取温度80～95℃，每次0.5～2.0h，最后一次提取液作为下批物料的第1次套用提取溶媒；加水总量是鲜罗汉果质量的10-15倍，提取时连续机械搅拌；所述逆流提取槽提取分2节提取，总加水量是倍鲜罗汉果质量的2-3倍，提取时间1～3h，提取温度：80～98℃。

(3)提取液处理：

(3.1)过滤与澄清：先将提取液离心处理去除固体杂质，离心液经陶瓷膜成套设备微滤，得澄清透明的陶瓷膜清液。

所述过滤与澄清中，离心包括但不限于卧式螺旋沉降离心、碟式离心、三足沉降/布袋离心；陶瓷膜的材质为氧化铝或氧化锆，孔径为200～500nm。

(3.2)大孔吸附树脂分离：将陶瓷膜清液进大孔吸附树脂柱，收集进料流出液；进完料后用纯化水洗树脂柱，收集0至2-3BV之间的水洗柱液；

所述大孔吸附树脂分离中，大孔吸附树脂的型号为非极性D101、LX-100B、LX-T28、LX-T81，弱极性AB-8；收集部分为树脂进料流出液与0～3BV之间的水洗柱液。这类树脂对罗汉果甜苷等非糖甜味成分和罗汉果酚酸等生物活性成分都具有良好的吸附，而对葡萄糖、果糖等还原糖和蛋白质类成分基本无吸附，从而实现高价值的罗汉果甜苷与酿酒发酵用的起始原料—糖的良好分离，通过多元化产品显著降低生产成本，提高工业实用性。

(3.3)膜浓缩树脂进料流出液与水洗液。合并树脂进料流出液与水洗液，浓缩至10～20Brix，得浓缩液I；

所述膜浓缩为反渗透膜浓缩，浓缩程度为10～20Brix。此浓度范围的固形物含量有利于发酵过程中酶、酵母充分发挥作用，提高二糖等酶解成单糖以及葡萄糖等转化成乙醇的效率。

(4)提取渣处理：

(4.1)加压酸水解：向提取渣中加入有机酸和无机酸，充氮气加压，升温水解；

进一步地，所述加压酸水解是向提取渣中先加入有机酸充氮气加压，升温水解1-1.5h，再加入无机酸，保持温度继续水解2-3h。按照先有机酸，再无机酸的水解顺序，能够提升最终乙醇的得率。

所述有机酸包括但不限于柠檬酸、枸椽酸中的至少一种，有机酸浓度为4-7wt％，有机酸水溶液的体积加入量是提取渣质量的1.5-3倍(L/kg)；所述无机酸包括但不限于盐酸、硫酸中的至少一种，无机酸浓度为1～2wt％，无机酸水溶液的加入量是取渣质量的0.8-1.2倍(L/kg)；通过充入氮气排除氧气，并且加压0.2～0.5MPa，所述升温水解是升温至70-90℃。

本发明加压酸水解步骤中通过无机酸和有机酸复配使用，并且增加水解体系压力，以及加氮气保护的方法，进一步提高溶液沸点和渗透性，减少或避免氧化反应而导致的破坏作用，从而协同显著提高酸水解效果，促使纤维素短时高效水解成葡萄糖。

(4.2)调节pH：用稀碱水溶液调节水解液的pH为5.0～7.0，得中和液；

所述调节pH中，碱包括但不限于氢氧化钠和/或氢氧化钾的浓度为1～5wt％水溶液；所调节的pH为4.0～6.0，优选pH为4.5-5.5，此范围是糖化酶、酿酒酵母和蛋白酶这3种物质发挥作用的较适pH。

(4.3)膜浓缩：浓缩中和液至10～20Brix，得浓缩液II；

所述膜浓缩为反渗透膜浓缩，浓缩程度为10～20Brix。此浓度范围的固形物含量有利于发酵过程中酶、酵母充分发挥作用，提高二糖等酶解成单糖以及葡萄糖等转化成乙醇的效率。另外，浓度与之前废水浓缩液的固形物含量基本一致，有利于生产控制。

优选地，浓缩液I和浓缩液II浓缩程度接近，所述浓缩程度接近是指浓缩液I和浓缩液II的糖度彼此相差不超过5Brix。

(5)发酵：合并浓缩液I与浓缩液II，投入发酵罐，进行两次发酵，第一次发酵是54-62℃，pH为4.0-5.0，加入糖化酶，发酵时间12～36h；第二次发酵是在27-32℃，pH为5.0-6.0，加入酿酒酵母和蛋白酶，发酵7～15天，至酒味浓郁；

(6)蒸馏：先用逐渐升温法蒸馏发酵物料，得高低度不等的食用乙醇，再用精馏塔分离，得到高度食用乙醇。

第一次发酵的温度为54～62℃，pH为4.0～5.0；糖化酶的加入量为合并的浓缩液固形物质量的0.1～2.0wt％，优选0.6-1.0wt％；酶解时间为12～36h。此条件是鲜罗汉果制备食用乙醇过程中糖化酶发挥优良性能的最适条件，有利于将浓缩液中的蔗糖等非单糖酶解成葡萄糖等单糖，显著提高酿酒酵母的发酵效果，提高出酒率；第二次发酵温度为27～32℃，pH为5.0～6.0；酵母的加入量为浓缩液固形物质量的0.05～0.5wt％，优选0.1-0.2wt％，蛋白酶加入量为浓缩液固形物质量的0.05～0.5wt％，优选0.15-0.3wt％，发酵时间为7～15天。此条件是鲜罗汉果制备食用乙醇过程中酿酒酵母发挥优良性能的最适条件，有利于将浓缩液中的葡萄糖等单糖高效转化成乙醇。

优选地，步骤(5)中，所述蒸馏没有特别的限定，本发明优选采用二步法：第一步为逐渐升温法蒸馏，得高低度不等的食用乙醇；第二步为精馏塔分离，得到高度食用乙醇。因发酵物料中具有一定固形物含量，第一步的逐渐升温法蒸馏可以将料液中的乙醇以及其他挥发性成分充分蒸馏出来，但所得食用乙醇度数高低不等，且具有一定浑浊；第二步的精馏塔分离可以将乙醇及其他挥发性成分与水进一步分离，不仅保留了罗汉果的芳香成分和风味，也显著提高了食用乙醇的浓度，并使所得食用乙醇澄清透明，提高酒品。

本发明提供了一种用鲜罗汉果制备食用乙醇的方法，以新鲜成熟的罗汉果为原料，其中含有罗汉果甜苷等三萜皂苷类非糖甜味成分、罗汉果酚酸等生物活性成分、葡萄糖等还原糖和蛋白质等营养成分，都可以被水提取出来。参与转化成乙醇的物质为葡萄糖等糖类成分，而具有高价值的罗汉果甜苷和生物活性的罗汉果酚酸不参与转化，反而在葡萄糖的转化过程中会大量损失，因此需要将这两类物质与糖、蛋白等营养物质分离。一定规格型号的大孔吸附树脂对罗汉果甜苷和罗汉果酚酸等成分都具有良好的吸附，而对葡萄糖、果糖等还原糖和蛋白质类成分基本无吸附，通过层析，收集树脂柱在进料过程中的流出液以及具有一定浓度的水洗液，可以实现罗汉果甜苷、罗汉果酚酸与糖、蛋白的良好分离，再通过浓缩达到一定固形物含量，有利于发酵过程中酶、酵母充分发挥作用，提高二糖等酶解成单糖以及葡萄糖等转化成乙醇的效率。

鲜罗汉果经水提取以后的提取渣，主要是罗汉果果皮、果肉纤维和种籽，富含纤维素，在一定条件下可以大部分转化成葡萄糖。通过先有机酸，再无机酸，在氮气加压条件下水解，进一步提高溶液沸点和渗透性，从而协同显著提高酸水解效果，避免或减少氧化破坏，促使纤维素短时高效水解成葡萄糖，提高糖类物质的稳定性。水解液酸性过强，需要调节pH以达到糖化酶、酿酒酵母和蛋白酶这3种物质发挥作用的较适pH。调节pH之后，体系浓度较低，为保持体系稳定性，在常温下用反渗透膜浓缩至一定固形物含量，可以达到适合酶解和发酵的较适浓度。

将经纯化处理且富含糖的废水浓缩液与废渣浓缩液浓缩至一定固形物含量，有利于发酵过程中酶、酵母充分发挥作用，提高二糖等酶解成单糖以及葡萄糖等转化成乙醇的效率。糖化酶可以将二糖等糖类高效转化成葡萄糖等单糖，控制糖化酶作用条件，将浓缩液中的蔗糖等非单糖酶解成葡萄糖等单糖，显著提高酿酒酵母的发酵效果，提高出酒率。由于层析废水中含有一定量的蛋白质，采用蛋白酶可以将蛋白质水解成氨基酸，同时为糖的酿酒发酵提供N源和一定能量，在糖化酶的基础上进一步提高出酒率。酿酒酵母可以将葡萄糖等单糖高效转化成乙醇，控制酿酒酵母的作用条件，可以充分将浓缩液中的葡萄糖等单糖高效转化成乙醇。

蒸馏是实现挥发性物质与难挥发物质分离的关键。发酵形成的乙醇，以及罗汉果中的芳香物质随水一起蒸馏，再通过精馏塔将乙醇及其他挥发性成分与水进一步分离，从而不仅保留了罗汉果的芳香成分和风味，也显著提高了食用乙醇的浓度，并使所得食用乙醇澄清透明，提高酒品。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供了一种用鲜罗汉果制备乙醇的方法。以新鲜成熟的罗汉果为原料，经破碎，水提，所得提取液再经过滤与澄清、大孔吸附树脂分离、膜浓缩树脂进料流出液与水洗液，所得提取渣再经加压酸水解、调节pH、膜浓缩，合并，发酵，蒸馏等步骤制备得到食用乙醇。本方法工艺简单、实用，产品安全，适合工业生产。

(2)本发明同时实现了罗汉果生产废渣和废水的同步资源化再利用，创造性地制备了鲜罗汉果来源的纯天然、无添加、无调制的食用乙醇，消减了废水的COD和BOD，通过多元化产品进一步降低了罗汉果提取物的生产成本。

(3)本发明提供了一种氮气加压与保护条件下的先有机酸后无机酸水解罗汉果提取渣的方法。进一步提高溶液沸点和渗透性，避免或减少氧化破坏，提高稳定性，从而协同显著提高酸水解效果，促使纤维素短时高效水解成葡萄糖。

(4)本发明提供了糖化酶酶解与蛋白酶酶解协同提高出酒率的方法。即通过糖化酶将鲜罗汉果中的蔗糖等糖转化成葡萄糖等单糖初步提高出酒率，之后在酿酒发酵过程中采用蛋白酶将鲜罗汉果中原生蛋白质水解成氨基酸，为糖的酿酒发酵提供N源和一定能量，进一步提高出酒率。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行进一步的说明。

本发明实施例所使用的鲜罗汉果，购于广西壮族自治区桂林市龙胜各族自治县。

所使用纯化水为生产车间用二级纯水设备制备，所使用的大孔吸附树脂、盐酸、氢氧化钠以及其他原辅材料，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

食用乙醇的浓度用气相色谱法(GC)测定。

实施例1

(1)破碎。取1500kg新鲜成熟的罗汉果，在保持种籽完好条件下进行破壳破碎。

(2)水提。将鲜罗汉果碎料通过投料平台投入6m³提取罐，用自来水提取3次：加水量分别为4500L、3000L、4500L；时间：2.0、1.5、1.0h；温度：80℃、25℃、85℃；搅拌：每隔15min开空压反冲5min。合并第1、2次提取液，得7000L提取液；第3次提取液套提，作为下批物料第1次提取液。提取液和提取渣分开收集、分别处理。

(3)提取液处理：

(3.1)过滤与澄清。先将7000L提取液过卧式螺旋沉降离心机，后过碟式离心机，所得离心液再过材质为氧化锆、孔径500nm的陶瓷膜成套设备，进完料后，加500L纯化水稀释上游液，继续过膜，收集共7000L澄清透明的陶瓷膜清液。

(3.2)大孔吸附树脂分离。预先在不锈钢层析柱内装750kg型号D101的大孔吸附树脂，按树脂处理标准程序用酸碱处理好待用。将7000L陶瓷膜清液进大孔吸附树脂柱，收集进料流出液；进完料后用纯化水洗树脂柱，至流出液澄清透明，收集自加纯化水洗柱起的2000L水洗柱液。

(3.3)膜浓缩树脂进料流出液与水洗液。合并树脂进料流出液与水洗液，共约8800L，用反渗透膜浓缩至15Brix，得1100kg废水浓缩液。

(4)提取渣处理：

(4.1)加压酸水解。收集提取渣，得810kg，固形物含量42％。向提取渣中加入2000L浓度5wt％的柠檬酸水溶液，充入氮气排除氧气并且加压0.3Mpa，加热温度85℃，水解1.5h；再加入900L 1.5wt％稀盐酸，继续水解3h，过滤，收集水解液。

(4.2)调节pH。用浓度3％的氢氧化钠水溶液调节水解液的pH为5.5，得中和液。

(4.3)膜浓缩。用反渗透膜浓缩中和液至15Brix，得230kg废渣浓缩液。

(5)发酵。合并废水浓缩液与废渣浓缩液，共约1330kg糖度15Brix的浓缩液，投入发酵罐。第1次调节体系的温度为59℃、pH为4.5，加入1.2kg糖化酶，酶解24h；第2次调节体系的温度为29℃、pH为5.5，加入0.4kg酿酒酵母和0.3kg蛋白酶，发酵11天，至酒味浓郁。

(6)蒸馏。先用逐渐升温法蒸馏发酵物料，在5h内温度均匀从30℃升至95℃，再用精馏塔分离，得到58.7kg高度食用乙醇，浓度为95.6％。

实施例2

其他条件和操作和实施例1相同，区别在于步骤(4.1)中，向提取渣中加入3000L含有浓度3.3wt％的柠檬酸和1wt％盐酸的混合酸水溶液，充入氮气排除氧气并且加压0.3Mpa，加热温度85℃，水解5h，过滤，收集水解液最终得到52.4kg高度食用乙醇，浓度为95.5％。

实施例3

其他条件和操作和实施例1相同，区别在于步骤(4.1)中，先加入1600L1.5wt％稀盐酸水溶液，充入氮气排除氧气加压0.3MPa，升温至85℃，水解1.5h，再加入1300L5wt％的柠檬酸水溶液，保持温度继续水解3h。最终得到53.1kg高度食用乙醇，浓度为96.1％。

实施例4

其他条件和操作和实施例1相同，区别在于步骤(3.2)中，收集自加纯化水洗柱起的1500L水洗柱液。最终得到54.5kg高度食用乙醇，浓度为95.3％。

对比例1

其他条件和操作和实施例1相同，区别在于步骤(4.1)中通入氧气加压，最终得到46.2kg高度食用乙醇，浓度为95.4％。

对比例2

其他条件和操作和实施例1相同，区别在于于步骤(4.1)中加入3000L浓度5wt％的柠檬酸水溶液水解，不加入稀盐酸，最终得到43.1kg高度食用乙醇，浓度为95.4％。

对比例3

其他条件和操作和实施例1相同，区别在于于步骤(4.1)中加入2000L浓度1.5wt％的盐酸水溶液水解，不加入柠檬酸，最终得到49.8kg高度食用乙醇，浓度为95.2％。

Claims (10)

1.一种用鲜罗汉果制备乙醇的方法，包括以下步骤：

(1)破碎：保持种籽完好，对鲜罗汉果进行破壳不碎籽的破碎；

(2)水提：破碎后的鲜罗汉果进行水提；提取液和提取渣分开收集、分别处理；

(3)提取液处理：

(3.1)过滤与澄清：提取液离心，经陶瓷膜成套设备微滤，得澄清透明的陶瓷膜清液；

(3.2)大孔吸附树脂分离：将陶瓷膜清液进大孔吸附树脂柱，收集进料流出液；进完料后水洗树脂柱，收集0至2-3BV之间的水洗柱液；

(3.3)膜浓缩：合并树脂进料流出液与水洗液，浓缩至10～20Brix，得浓缩液I；

(4)提取渣处理：

(4.1)加压酸水解：向提取渣中加入有机酸和无机酸，充氮气加压，升温水解；

(4.2)调节pH：用稀碱水溶液调节水解液的pH为5.0～7.0，得中和液；

(4.3)膜浓缩：浓缩中和液至10～20Brix，得浓缩液II；

(5)发酵：合并浓缩液I与浓缩液II，投入发酵罐，进行两次发酵，第一次发酵是54-62℃，pH为4.0-5.0，加入糖化酶，发酵时间12～36h；第二次发酵是在27-32℃，pH为5.0-6.0，加入酿酒酵母和蛋白酶，发酵7～15天；

(6)蒸馏、精馏：发酵物料经过蒸馏，精馏得到乙醇。

2.根据权利要求1所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，步骤(1)中所述鲜罗汉果包括新鲜成熟的罗汉果、无籽罗汉果，或它们的任意组合；所述破碎，是保持鲜罗汉果种籽完整，只破壳不碎籽。

3.根据权利要求1所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，步骤(2)中所述提取方式包括提取罐提取和逆流提取槽提取；优选地，所述提取罐提取：提取2-5次，提取温度80～95℃，每次0.5～2.0h，最后一次提取液作为下批物料的第1次套用提取溶媒；加水总量是鲜罗汉果质量的10-15倍。

4.根据权利要求1所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，步骤(3.1)中离心包括但不限于卧式螺旋沉降离心、碟式离心、三足沉降/布袋离心；陶瓷膜的材质为氧化铝或氧化锆，孔径为200～500nm；和/或

步骤(3.2)中所述大孔吸附树脂分离中，大孔吸附树脂的型号为非极性D101、LX-100B、LX-T28、LX-T81，弱极性AB-8；收集部分为树脂进料流出液与0～3BV之间的水洗柱液；和/或

步骤(3.3)中所述膜浓缩为反渗透膜浓缩，浓缩程度为10～20Brix。

5.根据权利要求1所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，步骤(4.1)中，所述加压酸水解是向提取渣中先加入有机酸充氮气加压，升温水解1-1.5h，再加入无机酸，保持温度继续水解2-3h。

6.根据权利要求5所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，所述有机酸包括但不限于柠檬酸、枸椽酸中的至少一种，有机酸浓度为4-7wt％，有机酸水溶液的体积加入量是提取渣质量的1.5-3倍(L/kg)；所述无机酸包括但不限于盐酸、硫酸中的至少一种，无机酸浓度为1～2wt％，无机酸水溶液的加入量是取渣质量的0.8-1.2倍(L/kg)。

7.根据权利要求1所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，通过充入氮气排除氧气，并且加压0.2～0.5MPa，所述升温水解是升温至70-90℃。

8.根据权利要求1所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，步骤(4.2)中，所述调节pH中，碱包括但不限于氢氧化钠和/或氢氧化钾的浓度为1～5wt％水溶液；所调节的pH为4.0～6.0，优选pH为4.5-5.5；和/或

步骤(4.3)中，所述膜浓缩为反渗透膜浓缩，浓缩程度为10～20Brix；优选地，浓缩液I和浓缩液II浓缩程度接近，所述浓缩程度接近是指浓缩液I和浓缩液II的糖度彼此相差不超过5Brix。

9.根据权利要求1所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，第一次发酵的温度为54～62℃，pH为4.0～5.0；糖化酶的加入量为合并的浓缩液固形物质量的0.1～2.0wt％，优选0.6-1.0wt％；酶解时间为12～36h。

10.根据权利要求1所述的用鲜罗汉果制备乙醇的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述蒸馏采用二步法：第一步为逐渐升温法蒸馏，得高低度不等的食用乙醇；第二步为精馏塔分离，得到高度食用乙醇。