白酒糟综合利用研究

第21卷第1期2003年3月北京工商大学学报(自然科学版)Journal of Beijing Techno logy and Business U niversity (N atural Science Editi on )V o l 121N o 11M ar 12003 文章编号:167121513(2003)0120009205白酒糟综合利用研究李政一(北京工商大学化学与环境工程学院,北京　100037)摘　要:叙述了白酒糟综合利用的发展与现状,包括利用白酒糟提取复合氨基酸及微量元素、制取甘油、提取植酸和植酸钙镁(菲汀)、培养食用菌、酿醋和生产饲料技术。

通过已报道技术的对比分析,可见在解决酒糟对环境污染的同时又取得较大的经济效益的最优技术是首先提取植酸和植酸钙镁(菲汀),然后再利用酒糟生产高蛋白多酶菌体饲料。

关键词:酒糟;综合利用;饲料;菲汀;食用菌中图分类号:T S 26119 文献标识码:A 收稿日期:20021220作者简介:李政一(1948-),男,河北博野人,副教授,博士,主要从事环境生物工程和绿色化学等方面的研究。

中国白酒生产1992年至2000年年产量参见表1,自1997年以来,由于国内葡萄酒市场的升温和啤酒份额在饮料市场的加大,白酒在饮料市场中的传统的主导地位发生动摇,而白酒市场本身也趋于饱和。

从白酒年总产量来看,1997年年产量仅比1995年略有减少,比其它年份还有所增加。

但是在1997年之后白酒产量逐年减少。

与1992年和1993年相比,年产量也均在500万吨左右。

表1　我国白酒自1992年到2000年生产情况年份1992[1]1993[2]1994[3]1995[4]1996[5]1997[6]1998[7]1999[8]2000[9]白酒(万吨 年)547143543142657121791101690196708168573133502126476111 我国白酒采用固态发酵和固态蒸馏传统操作,是世界上独特的酿酒工艺。

白酒糟是这种酿造工艺的副产品,其中残存许多未能完全利用的营养物质,并且含有丰富的发酵副产物,可进行多方面的综合利用。

根据目前的研究报道,酒槽综合利用可分为以下四个方面:利用酒糟生产化工产品;利用酒糟培养食用菌;利用酒糟酿醋;利用酒糟生产饲料。

1　利用酒糟生产化工产品111　提取复合氨基酸及微量元素从酒糟中提取复合氨基酸及微量元素[10],是酒糟综合利用的一个侧面,其优点是原料来源丰富,价廉,工艺简便,设备简单。

原料来源于酒糟,节约粮食,而且作为食品、药品、化妆品添加剂安全可靠。

另一方面由于精品中谷氨酸含量较高约占1 4,因此味道鲜美。

提取的复合氨基酸精品中,还含有钙、锌、锰、铁、铜、镉和锡等微量元素,其中特别是钙、铁与氨基酸混合,利于人体肠道吸收。

据有关医学报道,用酒糟制取的复合氨基酸中支链氨基酸与芳香族氨基酸分子比值远远大于正常人216～315的比值,更适合于肝脏、肾脏疾病的治疗。

其缺点是氨基酸提取后,剩余的残渣及废液仍将严重地污染环境。

利用酒糟提取复合氨基酸及微量元素的具体方法是,用工业H 2SO 4水解酒糟蛋白质,再用石灰乳中和除酸,提取复合氨基酸及微量元素。

氨基酸的生成率为18100%～23100%,精品氨基酸种类17种,其中包括7种人体必需氨基酸及多种微量元素。

112　制取甘油在白酒生产中,甘油是以淀粉为原料发酵酿酒的后期产物,当乙醇蒸出后,少量甘油则留在酒糟9中,一般含量为每吨酒糟中含甘油113公斤左右。

若单纯对酒糟中含有的如此少量的甘油进行提取,从提取设备,工艺技术和成本效益上考虑是没有经济价值和实际意义的,但酒糟中尚含有在酿酒过程中没有完全利用的淀粉,占酒糟的10%左右,可经过再发酵,制取甘油产品。

主要工艺流程见文献[11～12]。

制取甘油的主要技术要点:用10%麦芽浆作糖化剂,60℃保温搅拌糖化3h ,再用清水配成2%糖液,加入014%～015%的酒曲作发酵剂,同时加入总液量018%N a 2SO 3作固定剂,于30～32℃保温发酵72h ,用Ca (O H )2中和,然后过滤和浓缩,得粗品;再经精制脱色即得精制甘油。

但是此种从酒糟中制取甘油的方法,也有不同观点,认为利用当前研究水平的菌种和现有的技术水平,用酒糟制取甘油不尽合理[13],其主要原因是,醪液中甘油含量低,N a 2SO 3用量过大,杂质多,提制困难,发酵剂不适宜,成本高等。

酒糟为原料制取甘油,有待进一步研究,可以继续培养优良菌种,改进工艺,一旦技术条件更加成熟,当市场对甘油需求量大,价格高时,即可用于生产。

113　提取植酸和植酸钙镁(菲汀)植酸和植酸钙镁(菲汀)是制取肌醇(环已六醇)的原料,肌醇具有独特的生理、药理功能和化学性能。

因而菲汀在医药领域有重要应用。

植酸和菲汀除在医药方面的应用外,还在化学、化工、轻工、食品及燃料的防爆等领域内有较多的应用,所以制取菲汀有重要的应用价值。

早在1994年甘克奉等人和1995年顾宏帮等人就有论文提出,从酒糟中提取植酸或菲汀[14～15]。

菲汀又是一种抗营养物质,如果给畜类、禽类(反刍动物除外)喂不脱菲汀的酒糟饲料,会降低对钙、镁、锌等元素的生理效应并影响发育,因此提取了菲汀后的酒糟是具有更高营养价值的饲料。

如果将提取菲汀后的剩余酒糟发酵,制取高蛋白多酶菌体饲料,这样减少了抗营养物质菲汀,会得到更高质量的菌体蛋白饲料。

由此可见从酒糟中提取菲汀后可获得更高的经济效益和更好的环境效益,将为酒糟资源化开辟一条新途径。

从酒糟中提取菲汀的工艺流程见图1:图1　从酒糟中提取菲汀的工艺流程2　培养食用菌利用酒糟可栽培多种食用菌[9]例如平菇[16～17]、金针菇[18]、香菇[19]、凤尾菇[16]、黄背木耳[16]、黑木耳[16]、猴头菌[20]等。

酒糟栽培食用菌的技术,通常是首先将酒糟进行预处理,用日光曝晒法除去酒糟中含有的醇类、醛类及易挥发有机酸类,然后加4%左右(鲜酒糟加115%左右)石灰粉降低酒糟酸度,再添加一定比例的辅料如木屑、米糠、磷酸钙等,经装袋灭菌,接种和发菌,并按规程管理,控制好温度、湿度,即可取得较好的收益。

3　酒糟酿醋一般白酒酒糟中含有一定量的粗淀粉、粗蛋白、糖和有机酸,因而作为酿醋原料,是酒糟综合利用的途径之一。

所用菌种为:甘薯曲霉A s .31324,米曲霉31811,自然曲,K 40酵母菌,醋酸菌A s .1141。

主要工艺流程见文献[21,23]。

其原料的配比为在酒糟原料中添加配料麸皮、大米、米粉或面粉等。

各酒厂的酒糟所含成分略有差别,一般情况下,其配比为:酒糟70%左右,添加配料30%左右。

具体操作方法为,大米浸泡后蒸熟,入池加水调温,加入菌种,经24h 后加入酒母,经48h 酒化,为1北京工商大学学报(自然科学版)2003年3月　成熟醪。

成熟醪与混合粮、鲜酒糟拌料进行醋酸发酵,品温27～38℃。

根据品温每隔2～3d翻醅一次,至酸度不再升高,结束醋酸发酵。

然后将醋酸转入发酵池,压紧,加盖塑料布,加盐封池,后熟约30 d。

再对醋醅浸淋,灭菌、经检验即得成品。

用此方法生产的酒糟醋质量指标中酒糟醋氨基酸的含量可参见文献[22]。

利用酒糟作原料,1kg酒糟,0133kg其它配料[22],可生产符合国家标准的二级食醋018～110 kg,而醋的色泽、口味、卫生标准、理化指标都符合国家标准,而且减少环境污染。

另有文献报道,可利用优质酒糟萃取液生产食醋[23]。

其主要工艺流程和制作方法为,首先在优质大曲酒糟中加入2～3倍酒糟重量的饮用水,浸泡搅拌015～1h,然后检测pH值。

根据检测结果,按食醋标准要求,配制二级醋,添加冰醋酸,加入食盐0184%,味精011%,焦糖011%,苯甲酸015%,混合均匀,过滤清液加温90℃,灭菌后,成品包装。

4　白酒糟生产饲料通常每生产1吨白酒可产3吨酒糟,经研究分析一个年产万吨的白酒厂,酒糟全部利用,一年可生产饲料7700t(仅采用干燥技术)[24],全国年产白酒若按500万t计,年产饲料385万t。

将白酒糟的营养成分与玉米的营养成分比较,其比较数据见表2,氨基酸、维生素和无机元素的含量见文献[10]。

利用白酒糟直接干燥生产饲料全国每年可节约饲料用粮至少350多万t,若将全部白酒糟转化为高蛋白多酶菌体饲料,高蛋白多酶菌体饲料比仅用干燥技术生产的饲料的营养成分和营养配比要好得多,将产生更大的经济效益,会节约更多的饲料粮。

表2　白酒糟与玉米常规营养成分的比较单位:%项目白酒糟玉米(对照)水分7～107～23粗淀粉10～1364～78粗蛋白1413～21188～14粗脂肪412～619311～517粗纤维1618～2112118～315灰分319～1511111～319无氮浸出物4117～4518-酸度3-近几年,世界粮食短缺,导致饲料供应日趋紧张,因而引起很多国家对饲用微生物蛋白饲料的重视。

自1990年以来,我国配混饲料逐年增加10%～20%左右,据1996年统计配混饲料总产量为5500万t。

由以上分析可知,全国若将白酒糟全部转化为高蛋白多酶菌体饲料,可年产生物蛋白饲料至少530万t(按1996年计)以上,相当于全国配混饲料的10%左右。

可见将白酒糟转化为营养丰富的高蛋白多酶菌体饲料的研究是非常有意义的,对我国饲料生产的贡献是相当可观的。

白酒糟显酸性易腐败变质,若不及时处理,将严重污染环境。

另一方面白酒糟中含有丰富的营养成分,多种氨基酸和维生素是生产饲料的优质原料。

若及时将白酒糟转化为高蛋白多酶菌体饲料,既解决了环境污染问题,又取得显著的经济效益,因而是白酒糟综合利用的最优选择。

近十年来归纳白酒糟营养成分,氨基酸和维生素含量的有关文献报道,可见各厂家由于工艺条件和所用原料的不同,酒糟成分含量有一定的差别,尤其是无机元素的含量差别更大,有关数据从略,可参看文献[25～32]。

白酒糟制饲料,主要可分为三大类,一是白酒糟的青贮;二是将鲜糟干燥制成粉状或粒状饲料;三是对白酒糟进行深层处理生产菌体蛋白饲料。

411　白酒糟制青贮饲料将白酒糟加入辅料(秕谷或碾碎粗料)按3∶1混合,在厌氧条件下,让乳酸菌大量繁殖,使其中的淀粉和可溶性糖变为乳酸,当浓度增加到一定程度后,霉菌和腐败菌的生长就被抑制,这样含水量高的酒糟,可以保存其营养成分,使残留的乙醇挥发掉,从而使酒糟保存时间可达6～7个月。

一般贮存方法是,将酒糟置于窖中2～3d,待上面渗出液体时将清液除去,再加鲜酒糟。

如此反复,最后一次留有一定量的清液,以隔绝空气,然后用板盖好,用塑料布封好。

当饲喂前用石灰水中和酸即可。

前苏联也有类似的报道,只是辅料用桔杆,比例按115∶1。

黑龙江北安市城郊畜牧站,四川筠连县畜牧站,都有此类报道,用缸,窖或塑料袋封装贮存鲜酒糟,作为营养较为丰富的青贮饲料。