啤酒酿造过程中废弃物的综合利用

啤酒酿造过程中废弃物的综合利用啤酒是以谷物为原料，经麦汁糖化和酵母发酵而成，在整个酿制过程中不可避免的会产生一定量的副产物或者称之为废弃物。

啤酒酿制过程中的废弃物主要是啤酒糟和废酵母，也有硅藻土污泥和少量废蛋白沉淀物，另外还有废CO：气体等。

据统计，2000年中国啤酒产量已达2000万t左右，2005年中国啤酒产量首次突破3000万t大关，达到306l万t，产销量已连续四年位居世界第一。

随着中国啤酒产量的连年增加，啤酒酿造过程中的废弃物如啤酒糟、废酵母也迅速增加。

啤酒酿造所产牛的大量副产品及废弃物如果没有很好地被利用，将造成资源的巨大浪费和对周围环境的严重污染。

在欧美发达国家，由于受环境保护法的严格制约，啤酒副产品及废弃物的开发利用获得高度重视。

住中国，人们也逐步重视这个问题，近几年，啤酒企业和高校、研究所联手，共同寻找出了许多啤酒副产品及废弃物的应用领域和综合回收利用途径。

对啤酒废弃物回收利用不仪可以减轻对环境的污染，还能开发出潜在的高附加值的产品，可以大大提高企业的经济效益。

1啤酒酿造过程中的废弃物概述啤酒整个生产过程中主要的副产品及废弃物…有：制麦过程中的麦根，糖化过程中的糖化糟、酒化糟、沉淀蛋白，发酵过程中的剩余酵母，以及各工艺中排出的废水和废水处理沉淀下来的活性污泥等。

啤洒废酵母全身都是宝，它含有50％左右的蛋白质，6％～8％的核糖核酸，2％的B族维生素，1％的谷胱苷肽及辅酶A，还有人体必需的8种氨基酸等多种营养成分。

啤酒糟的主要成分是麦芽壳，其粗蛋白含量在25％左右，。

粗纤维含量在17％以t。

啤酒糟是啤酒生产中最主要的副产品，占废弃物总量的80％以上。

废泊花糟中舍有芦草酮5％，异萍草酮5Y，蛇麻灵酮1％，蛇味酮2000，总树脂34％。

啤酒生产中产生的酒花糟，对一个中型厂来说，每年约有几百吨的数量。

麦根的主要成分为：含N物质24.4％、无N浸出物42.2％、粗纤维14.2％。

麦根内还含有多种酶类，主要是磷酸酯酶。

麦根的数量约占大麦原料投入量的3%左右。

啤酒废水含有酒糟、酵母、废啤酒液、麦汁等等成分相当复杂。

各工艺排放的废水特性不同，糖化麦糟水固形物含量高，是高浓度的有机废水。

活性污泥粗蛋白含量46％左右，高于三级鱼粉。

污水处理产生的污泥的量约占污水量的0.3％～0.5％(体积)，故污泥量较大。

2啤酒酿造过程中的废弃物在食品工业中的应用2.1啤酒废酵母在食品工业中的应用2.1.1用于生产酵母浸膏酵母浸膏是借酵母菌体的内源酶(蛋白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等)将菌体的高分子物质水解成小分子而溶解所得的物质。

酵母浸膏可用于生物培养、食品工业调味滋补剂及医药工业高级营养制品等。

酵母浸膏的生产工艺流程：啤酒废酵母→预处理→自溶→浓缩调配→成品。

为了提高成品的感官质量，成品中α-NH2，含量及收率，去除酵母泥中残余的酒花苦味，须对废弃啤酒酵母进行预处理，使细胞壁组织疏松，便于提取。

Shotipruk.A等人㈦发现采用旋转式微滤装置对啤酒废酵母进行脱苦处理，效果较好，并且可以通过调整旋转速率来平衡蛋白质提取率及脱苦效率。

2.1.2生产营养调味品利用废酵母可以生产富含多种氨基酸、多肽、呈味核苷酸、维生素、多种微量元素的调味品，产品不仅滋味鲜美，而且营养丰富，是当今市场较流行的集调味、营养功能于一体的大然食品。

啤酒酵母泥生产的调味品，通过可食用的啤酒废酵母经自溶作用，即借助菌体的内源酶如蛋白酶、核酸酶、碳水化合物水解酶等，将菌体内高分子物质分解成小分子可溶性物质，其中包括游离氯基酸(20种)、核苷酸、多肽、糖分、B族维生素、麦角甾醇、有机酸、矿物顾及降解后独特的芳香类物质，同时又不含胆固醇及饱和脂肪酸。

其中氨基酸的含量丰富、组分平衡，必需氨基酸之间的比例与人体需要模式非常接近，特别是赖氨酸的含量较高，有利于弥补谷物食品中赖氯酸量的不足。

氯基酸中的天门冬氨酸和谷氨酸具有鲜味，丝氨酸、苏氨酸、丙氨酸等具有甜味，使酵母抽提物具有增鲜、增香赋予食品醇厚味的功能，并能掩盖食品中的异味和异臭，从而将独特的营养性与呈味性融为一体，成为一种天然、营养型调味料，在食品行业中将具有广泛的应用前景。

2.1.2.1酵母抽提物酵母抽提物，又称为酵母精、酵母味素，是通过白溶、加酶水解等方法将酵母细胞内的蛋白质降解成氨基酸、核酸降解成核苷酸，并将它们和其他有效成分，如B族维生素、谷胱苷肽(GSH)、微量元素等一起从酵母细胞中抽提出来，所制得的一种兼具调味、营养和保健3大功能干一体的大然复合调味品。

它广泛应用于食品加工的各个领域。

它的加入能显著增加食品鲜味，改善风味，使食品的味道更加浓厚、圆顺。

在国外，酵母抽提物被誉为第三代味精。

美国一位食品专家曾经预言：21世纪，需要用食盐的地方，必有酵母抽提物的影子。

从世界范围来看，酵母抽提物占整个鲜味剂销量的37％，且以每年2％的速度增长。

酵母抽提物富含多种氨基酸，其中以谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸为主，故比单一谷氨酸(即普通味精)鲜味浓厚。

酵母抽提物由于采用现代生化技术精制而成，所以不含动物蛋白水解液(HAP)、植物蛋白水解液(HVP)中有害的氯丙醇，是目前认为最安全的鲜味剂。

目前，一般采用白溶法生产酵母抽提物。

虽然各生产厂家具体的生产工艺流程有所差异，但其主要工艺流程基本一致。

啤酒酵母泥，过筛、洗涤、分离→预处理(脱苦)→分离→酵母悬浮物→白溶→加热灭酶→分离→浓缩→酵母抽提物→喷雾干燥→粉状产品。

2.1.2.2营养酱油近年来酱油生产的主要蛋白质原料豆粕(豆饼)价格持续上升，很多企业为了降低成本积极寻找新的蛋白质原料，这在中国酱油生产中具有十分重要的意义。

利用啤酒废酵母生产酱油，既可解决啤酒厂的污染问题，同时又节约了能源，降低了酱油生产成本。

显然，这对于中国酱油酿造业是有很大意义的。

酵母蛋白质降解后，可得人体必要的8种氨基酸，不但含量丰富，而且比例合理，从营养角度上讲，是普通酱油所不及的。

用啤酒废酵母生产营养酱油还具有成本低、工艺简单的优点，很多厂家已经投入生产。

根据酵母细胞的自溶特性，利用啤酒酵母细胞内的降解酶，添加部分酶制剂，在一定的温度和pH条件下，可将酵母细胞内富含的蛋白质、碳水化台物、核酸等大分子营养物质分解成易于被人体吸收的小分子营养物质并扩散到酵母细胞外的溶液，然后经过盐析、过滤、煮沸等工艺，辅以适当的调配，即可生产出色、香、味、营养俱佳的优质酱油。

其关键技术有以下三个方面：(1)采用物理、化学和生物化学的方法，破坏酵母菌的细胞壁及细胞膜，使酵母菌中的蛋白质、核酸、B 族维生素等营养物质释放出来。

(2)采用水解方法将蛋白质转化为多种氨基酸，将核酸转化为呈味核苷酸，从而使水解液具有浓烈的鲜味并富含营养。

(3)采用勾兑技术，开发出适合不同人口味的和各种用途的多品种超鲜酱油。

2.1.3生产胞壁多糖酵母细胞壁由85％～90％的碳水化合物及10％～15％的蛋白质组成，约一半的碳水化合物主要为葡聚糖和甘露聚糖，细胞壁巾还含有大量甘露糖蛋白。

葡聚糖和甘露聚糖在人的消化道中难以被消化，可作为膳食纤维发挥作用，并具有增强细胞免疫力、提高巨噬细胞活性及冶癌等功效。

刘娘新吲等采用酵母自溶与机械破碎相结合的方法提取胞壁多糖，使得胞壁多糖得率达到10％，纯度达83％。

其提取工艺为：酵母沉淀→白溶→机械破碎→碱溶→中和→沉淀→洗涤→分离→烘干。

张玉香、尹卓容用酶法从啤酒酵母中提取的甘露糖蛋白，经乙醇沉淀和层析提纯，样品中含多糖88％，含蛋白质12％，薄层层析表明单糖组分中只有甘露糖。

2.1.4其他在啤酒酵母泥中添加一定的双歧因子可发酵生产双歧酵母保健食品。

最近较多利用啤酒废酵母泥生产营养果醋、发酵酸奶饮料、生产营养蛋白粉等。

2.2啤酒糟在食品工业的应鞭2.2.1生产啤酒干糟，制作食品啤酒糟经压榨机部分脱水，再在回转式干燥机中干燥至6%～7%的含水量，然后传送至磨粉机中研磨，直至粒度约为600至50μm。

研碎的啤酒糟输至连续式悬吊鼓筛分选机，上层筛孔为130μm底层筛筛孔为120μm，筛得细啤酒糟粉含40％的蛋白质和35％的纤维，粗磨部分含20％的蛋白质与67％的膳食纤维。

此高纤维部分含植酸量极低，而膳食纤维，蛋白质含量比麦麸更高，可取代麦麸作面包和饼干。

啤酒糟还可直接制作食品。

日本一专利采用新鲜啤酒糟，在100-114℃条件下干燥lOs-lOmin后，调制面团一发酵一成型一烘焙一冷却一包装，即可得到香味独特的啤酒糟食品。

2.2.2生产食品添加剂和调味品啤酒糟加酵母和胶凝剂还可制备医疗食品、食品添加剂与药剂。

德国专利用65g卵磷脂、91g明胶、250g脱脂牛奶粉、1480g番茄与小麦粉混合物，加入65L湿啤酒糟与酵母混和物，加热、搅拌，趁热灌装，冷却后即成凝胶状食品。

胶凝剂还可用琼脂、褐藻酸盐、角又菜聚糖或果胶等，用来中和酵母与啤酒糟的风味。

另外，还可根据不同需要，添加醋栗、草莓、柠檬酸、山梨酸、乳清粉、维生素、葡萄糖、香化剂等，以制备风味不同的食品添加剂和药品。

这种产品膳食纤维含量高，可防止便秘，降低血浆胆固醇，能吸附药物、洗涤剂及食品添加剂的有害因素，在防治糖尿病、动脉硬化、结肠炎、肥胖症等方面也有良效，是不可多得的天然药剂。

啤酒糟含有蛋白质、脂肪、淀粉、粗纤维等微生物生长所必需的成分，所以可用于调味品的生产，酿制酱油㈩。

日本一公司发明了将啤酒糟直接酶水解制作调味品的方法。

啤酒糟稀释后，加蛋白酶和纤维素酶在40℃下保温水解30h，有3/4的啤酒糟分解为氨基酸，过滤分离，将清液浓缩，再加酒精与糖，变成与料酒味道相同的调味品。

3啤酒酿造过程中的废弃物在饲料工业中的应用3.1 啤酒废酵母在饲料工业的应用3.1.1直接作为鱼虾饵料啤酒酵母是单细胞微生物，废酵母中除有活体酵母菌外，还包括白溶的酵母和死亡的酵母细胞，在水生生态系统物质循环中，活体酵母成为鱼虾类的；自溶及死亡细胞类似于水体中的有机碎屑，滤食性鱼类和甲壳类均能直接摄食。

其次，含水分高的酵母泥可以直接作为颗粒饲料配制中部分原料。

亦可将湿酵母泥制成干燥酵母粉，作为配制颗粒饲料中的蛋白源，代替常用作提高鱼用饲料蛋白质水平的鱼粉或鱼油。

另外，废酵母也可和啤酒生产中排除的其它废渣，如麦糟、硅藻土滤泥、碎麦粒、麦芽根及污泥等混合制成不同养殖对象所需的颗粒饲料。

3.1.2开发营养型发酵饲料通常作为饲料的啤酒干酵母粉，是利用啤酒酿造过程中排出的废酵母泥经脱水干燥而成。

然而，酵母泥的脱水干操工艺设备投资大、耗能大、成本高，酵母作为副产品数量又有限，缺乏规模生产的效益。

为了充分发挥啤酒酵母的饲料营养功能，国家海洋局第三海洋研究所开发研究利用啤酒厂废酵母泥作菌种，培养为菌母，以廉价的谷物糠鼓为原料，采用同体发酵工艺，开发营养型的发酵饲料。