CN103589771A - 一种机械预处理结合固态发酵提高啤酒糟生物利用度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械预处理结合固态发酵提高啤酒糟生物利用度的方法，通过机械方法处理啤酒糟粒径至微米级别，有效打开细胞壁结构后，通过生物酶处理，降低啤酒糟中粗纤维含量，提高蛋白利用率。磨球与啤酒糟的比例为10:1，球磨时间为6min，对磨碎后的啤酒糟添加半纤维素酶200U/g、纤维素酶20U/g和蛋白酶200U/g，接种4%的啤酒酵母和2%的戊糖片球菌发酵48h，最后60℃干燥、粉碎成成品，通过微生物进行酶解产物的代谢、转化成有益物质，提高啤酒糟的生物利用度，有效提高利用价值，为提高啤酒糟的附加值提供了一种切实可行的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高啤酒糟生物利用度的方法，特别是一种一种机械预处理结合固态发酵提高啤酒糟生物利用度的方法。
背景技术
啤酒糟是啤酒生产过程中产量最大的副产品，是麦芽经糖化后过滤剩余的滤渣，含有麦芽的外壳和残留的胚乳，富含纤维素、阿拉伯木聚糖、木质素和蛋白质。虽然啤酒糟产量丰富，但现阶段尚未实现啤酒糟的高值化利用，大部分啤酒厂以低价格出售，用作反刍动物的饲料；还有部分啤酒厂直接当废弃物排放，不但浪费了蛋白质资源，还对环境带来了严重的影响。
和优质蛋白饲料鱼粉、豆粕相比，啤酒糟的蛋白含量低、蛋白质不容易被酶所降解，赖氨酸和精氨酸含量低，并且还存在大量抗营养因子，如纤维素和半纤维素，影响动物对营养物质的吸收利用。为了提高啤酒糟的附加值，研究人员进行了大量的探索，如以啤酒糟发酵制备酶制剂，添加微生态制剂制备发酵饲料，液态酶解提取制备蛋白质或多肽。然而，由于啤酒糟结构复杂，纤维素和木质素之间的互相交联阻碍了酶和底物的接触，阿拉伯糖、木糖、半乳糖等取代谷物中的木聚糖主链，这些导致酶的活力受到抑制，对啤酒糟的生物利用存在负面影响，生物利用度低，导致生产成本高，且存在市场容量等限制因素尚未实现大规模的生产应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种机械预处理结合固态发酵提高啤酒糟生物利用度的方法。啤酒糟的结构复杂，为了使啤酒糟更易被酶解，本发明通过机械方法对啤酒糟进行前处理，降低啤酒糟粒径，打破啤酒糟结构屏障，提高酶的酶解效率和微生物代谢、转化效率，从而提高啤酒糟生物利用度的方法。
所述机械方法为球磨，控制啤酒糟粉碎度在300目以上。
所述球磨的具体工艺为：磨球与啤酒糟的比例为10:1，球磨时间为6min，控制机械处理过程温度。温度为度40-50℃为宜，优选50℃。
由于酒糟的纤维素和半纤维素含量高，在机械处理过程中极易发生纤维束卷曲，产生热量，局部过热导致纤维碳化，从而降低其生物可利用度，上述温度不能超过50℃。
本发明所采用的详细技术方案为：
（1）将啤酒糟进行球磨，磨球与啤酒糟的比例约为10:1～5：1，球磨时间约6～10min，球磨处理过程采用水冷控制温度40-50℃，采用激光粒度分析仪测定粒径分布情况，通过粒径确定球磨工艺；
（2）取球磨处理至300目以上的啤酒糟，加入1～1.2倍的水，添加半纤维素酶200U/g、纤维素酶20U/g和蛋白酶200U/g，接种4%～10%的啤酒酵母和2%～10%的戊糖片球菌固态发酵48h，60℃干燥，粉碎后得到高生物利用度的啤酒糟蛋白。
具体实施方式
称取干燥后的啤酒糟50g，采用锤式粉碎机进行预粉碎，然后加入500g磨球，采用行星式球磨机处理6min，控制研磨维度为40-50℃之间，得到球磨后的啤酒糟。采用MICROTRAC激光粒度分析仪测定粒径分布，95%的粒径小于10μm。采用硫酸-氢氧化钾法测定粗纤维含量，含量为9.8%，未经球磨的啤酒糟粗纤维含量为17.8%。球磨后啤酒糟的蛋白质含量为28.8%，采用TCA法测定多肽含量为1.2%，乳酸含量0.4%，可溶性总糖含量为4.1%。
取球磨粉碎后的啤酒糟100g，加入100g的水，添加半纤维素酶200U/g、纤维素酶20U/g和蛋白酶200U/g，接种4%的啤酒酵母（ATCC9763）和2%的戊糖片球菌（ATCC33316）发酵48h，60℃干燥，粉碎后产品。采用硫酸-氢氧化钾法测定粗纤维含量为2.2%，蛋白质含量为31.8%，采用TCA法测定多肽含量为12%，可溶性总糖含量为18.2%，乳酸含量3.4%，有益微生物数量达到109CFU/g。酒糟的抗营养因子（粗纤维）含量大大降低，有益物质含量得到明显提高，同时富含有益功能微生物，产品的生物利用度得到有效提高。
上述使用的菌种啤酒酵母（ATCC9763）和的戊糖片球菌（ATCC33316）仅为举例，并不限定本发明的保护范围，采用同种的其它菌株均能实现本发明的技术效果。
Claims (6)
1.一种机械预处理结合固态发酵提高啤酒糟生物利用度的方法，其特征在于通过机械方法处理啤酒糟粒径至微米级别，有效打开细胞壁结构后，通过生物酶处理，降低啤酒糟中粗纤维含量，提高蛋白利用率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述机械方法为球磨，控制啤酒糟粉碎度在300目以上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于球磨方法为：磨球与啤酒糟的质量比例为10:1，球磨时间为6min，控制机械处理过程温度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述温度40-50℃。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述温度50℃。
6.根据权利要求3所述的的，其特征在于采用磨球处理啤酒糟，球磨粉碎过的啤酒糟，加入相同质量的水，添加半纤维素酶150-200U/g、纤维素酶12-25U/g和蛋白酶200-300U/g，接种4%的啤酒酵母和2%的戊糖片球菌发酵48h，60℃干燥，粉碎后得到高生物利用度的啤酒糟蛋白。
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