葡萄酒和啤酒的低醇或無醇專利技術(shù)綜述

◎ 顏小平

（國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，廣東 廣州 510000）

啤酒和葡萄酒在消費(fèi)市場(chǎng)上占據(jù)重要位置，但在大眾越來越重視健康，且對(duì)于酒精對(duì)身體的傷害也越來越了解的背景下，低醇和無醇的產(chǎn)品正慢慢進(jìn)入消費(fèi)者的視野中，尤其是一些特殊人群：如司機(jī)、孕婦、對(duì)酒精過敏的人群。但是喜好啤酒和葡萄酒的消費(fèi)者，雖然能接受低醇或無醇產(chǎn)品；但希望既能享受啤酒和葡萄酒的美味和營(yíng)養(yǎng)，又可以避免酒精的負(fù)面作用。

1 國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)情況介紹

我國(guó)國(guó)內(nèi)首例低醇無醇啤酒的申請(qǐng)發(fā)生在1987年，申請(qǐng)人是上海技術(shù)師范學(xué)院，申請(qǐng)?zhí)枮镃N87101027，發(fā)明名稱為“一種無醇和低醇啤酒工藝制造方法”，本發(fā)明采用了與國(guó)外專利完全不同的工藝路線，在啤酒制造過程中，對(duì)大米或麥芽汁等原料進(jìn)行糖化、發(fā)酵、壓濾形成原酒，然后對(duì)原酒進(jìn)行蒸餾，控制殘余酒精含量，再與麥芽汁混合，添加或不添加酒花液，成為色、香、味與普通啤酒相同的無醇啤酒或低醇啤酒，比起國(guó)外常用的蒸餾法、反滲透法、限制發(fā)酵法和高溫糖化法、限制麥芽糖產(chǎn)生和分解等方法，本發(fā)明能源消耗更少。

2 專利技術(shù)改進(jìn)方向

開發(fā)低醇、無醇酒的核心，在于研究低醇、無醇的生產(chǎn)方法。由于啤酒和葡萄酒的發(fā)酵工藝互有異同。但總體而言，兩者的加工方法可以分為在發(fā)酵階段控制酒精的產(chǎn)生和發(fā)酵后對(duì)酒精成分的去除或減少。國(guó)內(nèi)外，關(guān)于發(fā)酵階段控制酒精的產(chǎn)生的研究較多，發(fā)酵后酒精成分的去除和減少的研究占10%左右，這主要是由于在去除乙醇的時(shí)候，不易區(qū)分乙醇和酒中的易揮發(fā)組分，尤其是芳香物質(zhì)也會(huì)隨著乙醇一起減少，如果采用加熱揮發(fā)的方法，還會(huì)破壞風(fēng)味物質(zhì)，產(chǎn)生不愉快的風(fēng)味[1]。

2.1 發(fā)酵原料的選擇

可發(fā)酵糖的含量降低，則發(fā)酵生成的酒精也相應(yīng)減少。在低醇葡萄酒的生產(chǎn)中，可以采摘早期生長(zhǎng)階段的葡萄進(jìn)行發(fā)酵，減少酒精含量。而啤酒生成過程中，糖化對(duì)象主要是大麥芽；因此選擇含糖量低的大麥芽進(jìn)行發(fā)酵加工制備低醇啤酒。但是，含糖量低的原料，會(huì)導(dǎo)致酒的香氣不足，酸度過高，品質(zhì)較差。因此，雖然發(fā)酵原料的選擇比較簡(jiǎn)單，易操作；但是現(xiàn)有技術(shù)中真正通過原料的選擇進(jìn)行低醇或無醇酒的生產(chǎn)的專利申請(qǐng)幾乎沒有[2]。

2.2 發(fā)酵過程中糖化物的控制

采用外源酶添加酶，如葡萄糖氧化酶，可以減少葡萄汁中的糖含量。生產(chǎn)無醇或低醇啤酒時(shí)，利用高溫糖化及分段糖化過程，鈍化可使淀粉轉(zhuǎn)化為糖的β-淀粉酶，從而抑制麥芽糖等發(fā)酵糖的產(chǎn)生。在1987年德國(guó)申請(qǐng)的公開號(hào)為GB 2181450A的專利中記載了通過使β-淀粉酶失活或者產(chǎn)生其他反應(yīng)，進(jìn)而減少糖含量，控制發(fā)酵過程中的酒精含量。該加工方法是較為經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)低醇或無醇酒的方法，而且可操作性較強(qiáng)，但是由于僅僅降低了可發(fā)酵成乙醇的糖的含量，對(duì)于總體的含糖量而言，并未發(fā)生實(shí)質(zhì)減少。因此產(chǎn)品中通常會(huì)富含糖份，不太適合糖尿病或糖不耐受患者。

2.3 發(fā)酵菌種的選擇

由于含乙醇酒的主要加工過程是采用菌種微生物對(duì)原料進(jìn)行發(fā)酵，進(jìn)而獲得含乙醇的產(chǎn)品。菌種的分解能力和產(chǎn)醇能力是低醇酒或無醇酒的關(guān)鍵。菌種的優(yōu)劣，能夠影響產(chǎn)品的乙醇含量，也會(huì)影響最終產(chǎn)品的風(fēng)味，相對(duì)于其他加工工藝的控制，成本低，控制條件簡(jiǎn)單，沒有負(fù)面影響。但是如何選擇到合適且效果好的微生物是關(guān)鍵。最早開始研究生產(chǎn)低醇酒的微生物的是一家日本公司，在1985年提出了利用酵母屬的一種真菌，能夠獲得較低醇含量的葡萄酒。1987年日本的另外一家公司，通過基因工程技術(shù)，對(duì)酵母菌進(jìn)行處理，使該酵母獲得高甘油、低醇的生產(chǎn)能力。

2.4 發(fā)酵條件和工藝的控制

發(fā)酵條件和工藝對(duì)于限制乙醇發(fā)酵有顯著效果，其中低溫發(fā)酵法、及時(shí)終止法和控制氧含量法等都能使發(fā)酵過程產(chǎn)生盡量少的酒精。主要是對(duì)發(fā)酵過程中的溫度條件、氧氣條件等進(jìn)行控制，在低溫和無氧環(huán)境中，發(fā)酵被終止或者進(jìn)行低發(fā)酵，進(jìn)而控制乙醇含量。而及時(shí)終止法是利用物理手段終止發(fā)酵，但不會(huì)對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生不良影響，通常的做法是低溫或過濾。通常為了獲得較好的控制結(jié)果，發(fā)明人會(huì)選擇多種方法組合利用，例如2007年山東輕工業(yè)學(xué)院申請(qǐng)的一種無醇啤酒的制備方法（公開號(hào)：CN101016503A），就是利用低溫發(fā)酵和及時(shí)終止的發(fā)酵方式，并將酵母過濾排盡，獲得了無醇啤酒。2013年燕京啤酒申請(qǐng)了一種無醇啤酒的加工方法（公開號(hào)：CN10371019A），主要采用較低溫發(fā)酵、控制氧含量等方法綜合控制發(fā)酵，進(jìn)而產(chǎn)生無醇啤酒。

2.5 發(fā)酵后酒精的去除

發(fā)酵后，脫去高含量的乙醇，通常需要較大型的設(shè)備或消耗較多的能量，而且由于在脫去乙醇的同時(shí)，會(huì)損失酒中的風(fēng)味物質(zhì)。因此，如何降低脫去乙醇的成本和改善酒的風(fēng)味是去除發(fā)酵后酒精的技術(shù)工藝的主要問題。英國(guó)的申請(qǐng)人在1981年提出將酒精飲料通過分餾塔，同時(shí)利用蒸汽分離酒精，從塔的下部回收低酒精飲料，塔上部的蒸汽被冷凝形成醇縮合物。法國(guó)申請(qǐng)人在1990年提出使用疏水性沸石吸附、分離、重組制成無醇酒；中國(guó)一直嘗試研究利用反滲透、物理方法、真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)等方法脫去發(fā)酵后的乙醇。例如，開發(fā)出一種具有高度選擇性的膜，對(duì)乙醇具有高度選擇性去除，而不會(huì)影響其他風(fēng)味物質(zhì)，且能夠降低工業(yè)成本，提交加工效率，將是本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

綜上所述，低醇或無醇酒具有較高的申請(qǐng)量和公開量，并在各技術(shù)分支上均有較多的技術(shù)更新，其中，控制多個(gè)發(fā)酵工藝條件對(duì)產(chǎn)醇發(fā)酵進(jìn)行控制是低醇或無醇酒加工的主要選擇，近年來此方面改進(jìn)的專利申請(qǐng)較多。而既能有效降低乙醇含量，又能很好地解決酒的風(fēng)味問題，是較好的技術(shù)發(fā)展路線，也是發(fā)展趨勢(shì)。

3 結(jié)語

分析通過對(duì)每個(gè)技術(shù)分支的申請(qǐng)的授權(quán)情況和駁回情況可以看出，無醇和低醇酒的生產(chǎn)方法中，涉及風(fēng)味和口感改良方面的授權(quán)率較高，例如：重點(diǎn)發(fā)展啤酒（葡萄酒）風(fēng)味修飾(勾兌或調(diào)整)技術(shù)，研究啤酒（葡萄酒）風(fēng)味物質(zhì)組成及特性，尋找消除異味的方法，尋找無毒的、有醇感的乙醇替代物，發(fā)展麥芽、酒花及酵母香味物質(zhì)提取技術(shù)，并使香味物質(zhì)濃縮物商品化。

分析根據(jù)過往專利的申請(qǐng)情況，特殊菌種的應(yīng)用技術(shù)也是低醇和無醇酒未來發(fā)展的重點(diǎn)。例如，應(yīng)用現(xiàn)代生物工程技術(shù)改善固定化酵母遺傳學(xué)特性，選育、構(gòu)建能吸附、吸收或分解乙醇的微生物菌種。

對(duì)已知方法的改進(jìn)和組合能顯著提高無醇或低醇酒的產(chǎn)品品質(zhì)，提高生產(chǎn)效率，這也是無醇和低醇酒的發(fā)展方向，例如改進(jìn)已有無醇啤酒（葡萄酒）生產(chǎn)工藝，病進(jìn)行合理的優(yōu)化組合，尋找最佳生產(chǎn)工藝流程，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)高速率低成本連續(xù)發(fā)酵。