白酒糟綜合利用的研究進展

白酒糟綜合利用的研究進展

表1顯示了中國酒精生產的1992年至2000年的年產量。自1997年以來，由于國內葡萄酒市場的增加和啤酒在飲料市場中的份額增加，酒精飲料市場的傳統(tǒng)主導地位發(fā)生了變化，酒精市場本身也呈現(xiàn)飽和狀態(tài)。從白酒年總產量來看,1997年年產量僅比1995年略有減少,比其它年份還有所增加。但是在1997年之后白酒產量逐年減少。與1992年和1993年相比,年產量也均在500萬噸左右。我國白酒采用固態(tài)發(fā)酵和固態(tài)蒸餾傳統(tǒng)操作,是世界上獨特的釀酒工藝。白酒糟是這種釀造工藝的副產品,其中殘存許多未能完全利用的營養(yǎng)物質,并且含有豐富的發(fā)酵副產物,可進行多方面的綜合利用。根據(jù)目前的研究報道,酒槽綜合利用可分為以下四個方面:利用酒糟生產化工產品;利用酒糟培養(yǎng)食用菌;利用酒糟釀醋;利用酒糟生產飼料。1酒露用于生產化工產品1.1復合氨基酸的提取從酒糟中提取復合氨基酸及微量元素,是酒糟綜合利用的一個側面,其優(yōu)點是原料來源豐富,價廉,工藝簡便,設備簡單。原料來源于酒糟,節(jié)約糧食,而且作為食品、藥品、化妝品添加劑安全可靠。另一方面由于精品中谷氨酸含量較高約占1/4,因此味道鮮美。提取的復合氨基酸精品中,還含有鈣、鋅、錳、鐵、銅、鎘和錫等微量元素,其中特別是鈣、鐵與氨基酸混合,利于人體腸道吸收。據(jù)有關醫(yī)學報道,用酒糟制取的復合氨基酸中支鏈氨基酸與芳香族氨基酸分子比值遠遠大于正常人2.6～3.5的比值,更適合于肝臟、腎臟疾病的治療。其缺點是氨基酸提取后,剩余的殘渣及廢液仍將嚴重地污染環(huán)境。利用酒糟提取復合氨基酸及微量元素的具體方法是,用工業(yè)H2SO4水解酒糟蛋白質,再用石灰乳中和除酸,提取復合氨基酸及微量元素。氨基酸的生成率為18.00%～23.00%,精品氨基酸種類17種,其中包括7種人體必需氨基酸及多種微量元素。1.2甘油ro在白酒生產中,甘油是以淀粉為原料發(fā)酵釀酒的后期產物,當乙醇蒸出后,少量甘油則留在酒糟中,一般含量為每噸酒糟中含甘油1.3公斤左右。若單純對酒糟中含有的如此少量的甘油進行提取,從提取設備,工藝技術和成本效益上考慮是沒有經濟價值和實際意義的,但酒糟中尚含有在釀酒過程中沒有完全利用的淀粉,占酒糟的10%左右,可經過再發(fā)酵,制取甘油產品。主要工藝流程見文獻。制取甘油的主要技術要點:用10%麥芽漿作糖化劑,60℃保溫攪拌糖化3h,再用清水配成2%糖液,加入0.4%～0.5%的酒曲作發(fā)酵劑,同時加入總液量0.8%Na2SO3作固定劑,于30～32℃保溫發(fā)酵72h,用Ca(OH)2中和,然后過濾和濃縮,得粗品;再經精制脫色即得精制甘油。但是此種從酒糟中制取甘油的方法,也有不同觀點,認為利用當前研究水平的菌種和現(xiàn)有的技術水平,用酒糟制取甘油不盡合理,其主要原因是,醪液中甘油含量低,Na2SO3用量過大,雜質多,提制困難,發(fā)酵劑不適宜,成本高等。酒糟為原料制取甘油,有待進一步研究,可以繼續(xù)培養(yǎng)優(yōu)良菌種,改進工藝,一旦技術條件更加成熟,當市場對甘油需求量大,價格高時,即可用于生產。1.3從酒糟中提取菲汀植酸和植酸鈣鎂(菲汀)是制取肌醇(環(huán)已六醇)的原料,肌醇具有獨特的生理、藥理功能和化學性能。因而菲汀在醫(yī)藥領域有重要應用。植酸和菲汀除在醫(yī)藥方面的應用外,還在化學、化工、輕工、食品及燃料的防爆等領域內有較多的應用,所以制取菲汀有重要的應用價值。早在1994年甘克奉等人和1995年顧宏幫等人就有論文提出,從酒糟中提取植酸或菲汀。菲汀又是一種抗營養(yǎng)物質,如果給畜類、禽類(反芻動物除外)喂不脫菲汀的酒糟飼料,會降低對鈣、鎂、鋅等元素的生理效應并影響發(fā)育,因此提取了菲汀后的酒糟是具有更高營養(yǎng)價值的飼料。如果將提取菲汀后的剩余酒糟發(fā)酵,制取高蛋白多酶菌體飼料,這樣減少了抗營養(yǎng)物質菲汀,會得到更高質量的菌體蛋白飼料。由此可見從酒糟中提取菲汀后可獲得更高的經濟效益和更好的環(huán)境效益,將為酒糟資源化開辟一條新途徑。從酒糟中提取菲汀的工藝流程見圖1:2食用菌的制備利用酒糟可栽培多種食用菌例如平菇、金針菇、香菇、鳳尾菇、黃背木耳、黑木耳、猴頭菌等。酒糟栽培食用菌的技術,通常是首先將酒糟進行預處理,用日光曝曬法除去酒糟中含有的醇類、醛類及易揮發(fā)有機酸類,然后加4%左右(鮮酒糟加1.5%左右)石灰粉降低酒糟酸度,再添加一定比例的輔料如木屑、米糠、磷酸鈣等,經裝袋滅菌,接種和發(fā)菌,并按規(guī)程管理,控制好溫度、濕度,即可取得較好的收益。3酒糟酒糟,以酒糟和白砂糖等原料生產食一般白酒酒糟中含有一定量的粗淀粉、粗蛋白、糖和有機酸,因而作為釀醋原料,是酒糟綜合利用的途徑之一。所用菌種為:甘薯曲霉As.3.324,米曲霉3.811,自然曲,K40酵母菌,醋酸菌As.1.41。主要工藝流程見文獻。其原料的配比為在酒糟原料中添加配料麩皮、大米、米粉或面粉等。各酒廠的酒糟所含成分略有差別,一般情況下,其配比為:酒糟70%左右,添加配料30%左右。具體操作方法為,大米浸泡后蒸熟,入池加水調溫,加入菌種,經24h后加入酒母,經48h酒化,為成熟醪。成熟醪與混合糧、鮮酒糟拌料進行醋酸發(fā)酵,品溫27～38℃。根據(jù)品溫每隔2～3d翻醅一次,至酸度不再升高,結束醋酸發(fā)酵。然后將醋酸轉入發(fā)酵池,壓緊,加蓋塑料布,加鹽封池,后熟約30d。再對醋醅浸淋,滅菌、經檢驗即得成品。用此方法生產的酒糟醋質量指標中酒糟醋氨基酸的含量可參見文獻。利用酒糟作原料,1kg酒糟,0.33kg其它配料,可生產符合國家標準的二級食醋0.8～1.0kg,而醋的色澤、口味、衛(wèi)生標準、理化指標都符合國家標準,而且減少環(huán)境污染。另有文獻報道,可利用優(yōu)質酒糟萃取液生產食醋。其主要工藝流程和制作方法為,首先在優(yōu)質大曲酒糟中加入2～3倍酒糟重量的飲用水,浸泡攪拌0.5～1h,然后檢測pH值。根據(jù)檢測結果,按食醋標準要求,配制二級醋,添加冰醋酸,加入食鹽0.84%,味精0.1%,焦糖0.1%,苯甲酸0.5%,混合均勻,過濾清液加溫90℃,滅菌后,成品包裝。4飼料營養(yǎng)配比的確定通常每生產1噸白酒可產3噸酒糟,經研究分析一個年產萬噸的白酒廠,酒糟全部利用,一年可生產飼料7700t(僅采用干燥技術),全國年產白酒若按500萬t計,年產飼料385萬t。將白酒糟的營養(yǎng)成分與玉米的營養(yǎng)成分比較,其比較數(shù)據(jù)見表2,氨基酸、維生素和無機元素的含量見文獻。利用白酒糟直接干燥生產飼料全國每年可節(jié)約飼料用糧至少350多萬t,若將全部白酒糟轉化為高蛋白多酶菌體飼料,高蛋白多酶菌體飼料比僅用干燥技術生產的飼料的營養(yǎng)成分和營養(yǎng)配比要好得多,將產生更大的經濟效益,會節(jié)約更多的飼料糧。近幾年,世界糧食短缺,導致飼料供應日趨緊張,因而引起很多國家對飼用微生物蛋白飼料的重視。自1990年以來,我國配混飼料逐年增加10%～20%左右,據(jù)1996年統(tǒng)計配混飼料總產量為5500萬t。由以上分析可知,全國若將白酒糟全部轉化為高蛋白多酶菌體飼料,可年產生物蛋白飼料至少530萬t(按1996年計)以上,相當于全國配混飼料的10%左右?？梢妼拙圃戕D化為營養(yǎng)豐富的高蛋白多酶菌體飼料的研究是非常有意義的,對我國飼料生產的貢獻是相當可觀的。白酒糟顯酸性易腐敗變質,若不及時處理,將嚴重污染環(huán)境。另一方面白酒糟中含有豐富的營養(yǎng)成分,多種氨基酸和維生素是生產飼料的優(yōu)質原料。若及時將白酒糟轉化為高蛋白多酶菌體飼料,既解決了環(huán)境污染問題,又取得顯著的經濟效益,因而是白酒糟綜合利用的最優(yōu)選擇。近十年來歸納白酒糟營養(yǎng)成分,氨基酸和維生素含量的有關文獻報道,可見各廠家由于工藝條件和所用原料的不同,酒糟成分含量有一定的差別,尤其是無機元素的含量差別更大,有關數(shù)據(jù)從略,可參看文獻[25,26,27,28,29,30,31,32]。白酒糟制飼料,主要可分為三大類,一是白酒糟的青貯;二是將鮮糟干燥制成粉狀或粒狀飼料;三是對白酒糟進行深層處理生產菌體蛋白飼料。4.1酒糟的貯藏和貯藏將白酒糟加入輔料(秕谷或碾碎粗料)按3∶1混合,在厭氧條件下,讓乳酸菌大量繁殖,使其中的淀粉和可溶性糖變?yōu)槿樗?當濃度增加到一定程度后,霉菌和腐敗菌的生長就被抑制,這樣含水量高的酒糟,可以保存其營養(yǎng)成分,使殘留的乙醇揮發(fā)掉,從而使酒糟保存時間可達6～7個月。一般貯存方法是,將酒糟置于窖中2～3d,待上面滲出液體時將清液除去,再加鮮酒糟。如此反復,最后一次留有一定量的清液,以隔絕空氣,然后用板蓋好,用塑料布封好。當飼喂前用石灰水中和酸即可。前蘇聯(lián)也有類似的報道,只是輔料用桔桿,比例按1.5∶1。黑龍江北安市城郊畜牧站,四川筠連縣畜牧站,都有此類報道,用缸,窖或塑料袋封裝貯存鮮酒糟,作為營養(yǎng)較為豐富的青貯飼料。4.2稻殼的處理和酒糟的加工固態(tài)法釀造白酒,酒糟含水量60%左右,酸度高,易腐敗。酒糟中含有大量稻殼,稻殼是釀酒生產極好的疏松填充劑,在發(fā)酵過程中其形狀基本沒有變化,但作為飼料,由于稻殼粗纖維含量甚高,若不分離稻殼直接干燥,雖然工藝簡單,但對飼料品質影響極大,因而需設法將稻殼除掉,回收再利用或用于肥料,然后烘干制成粉狀或顆粒狀酒糟飼料。常用的方法是直接烘干,再分離稻殼,然后粉碎制成飼料。利用酒糟干燥,再加工酒糟制取飼料,主要生產兩類飼料,不分離稻殼的為酒糟干粉,分離稻殼的為酒糟蛋白粉。酒糟干粉可用做牛用混合飼料;酒糟蛋白粉可用做豬用混合飼料。4.3白酒糟飼料制備的檢測利用白酒糟制取高蛋白多酶菌體飼料,液態(tài)法的檢測結果比固態(tài)法略好,液態(tài)法的蛋白質比固態(tài)法提高了3.61%,粗纖維降低了1%,氨基酸總量增長幅度相差不大,均為60%以上。從各項氨基酸比較結果來看,各有高低,相關數(shù)據(jù)從略,請參見文獻。加之白酒糟含水率60%,用固態(tài)法發(fā)酵一般不用再額外加水,因而綜合分析固態(tài)法制取高蛋白多酶菌體飼料方法較簡單