CN107047921B - 一种利用各种酒糟制备蛋白粉和多肽粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用各种酒糟制备蛋白粉和多肽粉的方法，属于酒糟的处理技术领域，包括如下步骤：(1)酒糟预处理；(2)酶解并灭酶；(3)微生物发酵；(4)物料浓缩、水洗；(5)调浆后二次酶解；(6)灭酶后固液分离；(7)干燥；物料干燥后即得成品蛋白粉与多肽粉；多肽分子量分布在500～1500Da的比例＞80％。该产品可以用于食品中作为蛋白营养补充剂，其中多肽粉为全可溶，可以用于蛋白饮料作为蛋白源。本发明利用发酵与酶解协同作用于各种酒糟，解决了酿酒行业酒糟的深加工利用问题，提高了酒糟的利用价值。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工技术领域，尤其是涉及一种利用各种酒糟制备蛋白粉和多肽粉的方法。
背景技术
酒糟，又名红糟、酒醅糟、粕等等，是米、麦、高梁等酿酒后剩余的残渣。酒糟中含有丰富的蛋白质，是一种很高的蛋白质的来源。长期以来，大多数厂家主要是将湿糟作为粗饲料直接低价出售，其收益甚微；有少数厂家则是将啤酒糟直接排放，不仅造成严重的环境污染，还导致资源的浪费。因此开发综合利用啤酒糟成为研究人员的重要任务。
申请号为CN201610953571.6的专利文献提供了一种从酒糟中提取多肽的方法。但此专利没有将蛋白完全利用，只是将多肽提取出来，也没有详述剩下的蛋白渣如何处理；另外，在此专利中提到用真空冷冻干燥法对湿酒糟进行干燥，真空干燥法成本较高、处理量较低，此专利中还提到用有机溶剂对酒糟进行脱脂，用凝胶柱进行分离多肽，处理量只有5ml，从以上步骤中使用的方法可以看出，此专利的发明内容仍然停留在实验室研究阶段，离大规模生产还有一段距离，实施难度较大。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请人提供了一种利用各种酒糟制备蛋白粉和多肽粉的方法。本发明利用酒糟制备蛋白粉与多肽粉，提高了利用率和附加值。
本发明的技术方案如下：
一种利用各种酒糟制备蛋白粉和多肽粉的方法，包括如下步骤：
(1)酒糟预处理：选择没有霉变、酸臭和明显质变的、经过发酵工艺处理后的酒糟渣，水洗去除残余酒精；
(2)粉碎：将预处理后的固渣经过粗粉碎、细粉碎、筛分后实现浆渣分离；
(3)一次酶解：调整浆液浓度为10％～20％、pH为5.5～6.5、物料温度为90℃～100℃，加入淀粉酶，搅拌反应0.5h～2h，反应结束后灭酶；
(4)微生物发酵：将酵母干粉加入到步骤(3)得到的反应液中，保温28-32℃，发酵10-12h；
(5)灭菌、浓缩与水洗：将发酵好的反应液进行灭菌，再利用板框压滤将反应液趁热过滤，压滤后用80-90℃热水反冲滤饼10-30min；
(6)调浆后二次酶解：将步骤(5)得到的滤饼调浆至浓度15％-18％，加碱调节至pH为7.5-8.0，在55-60℃条件下加入碱性蛋白酶，30-60min后测定pH，待pH降至中性后加入中性蛋白酶，反应8-10h；
(7)灭酶、固液分离：将二次酶解后的料液灭菌后利用卧螺离心机实现固液分离；
(8)干燥：将液态部分喷雾干燥，固态部分气流干燥，分别得到可溶多肽粉、蛋白质。
步骤(1)所述的酒糟包括以下三大类：第一类为黄酒酒糟，该原料是糯米、大米、黍米；第二类为白酒酒曲，该原料是高粱、大米、糯米、玉米、小麦、甘薯；第三类为啤酒酒糟，该原料是大麦、小麦。
优选的，步骤(2)中经过粉碎后筛分时，筛网目数为60-80目，细粉碎后物料细度为300目通过率达到98％以上。
优选的，步骤(3)中加入的淀粉酶为高温淀粉酶，添加量为0.2‰-0.5‰g/g干物质。
优选的，步骤(4)中所用酵母为酿酒酵母，添加量为2‰-5‰g/g干物质。
优选的，步骤(5)中使用的板框压滤，压力为0.6-0.8Mpa。
优选的，步骤(6)中使用的碱性蛋白酶的添加量为0.2％-0.3％，中性蛋白酶的添加量为0.1％-0.2％。
优选的，步骤(7)中的离心转速为3000-4000rpm。
优选的，步骤(8)中，喷雾干燥条件：进风温度180-220℃，出风温度70-80℃；气流干燥条件：进风温度120-140℃，中风温度75-85℃，出风温度75-85℃。
本发明所得的多肽粉水分含量2％-3％，纯度大于95％，多肽分子量分布在500～1500Da的比例＞80％；蛋白粉水分含量5％-8％，蛋白含量＞90％、得率＞85％。
其中，步骤(3)中一次酶解反应结束后的灭酶条件为：高压灭菌锅135℃、灭酶5min；步骤(5)灭菌、浓缩与水洗中的灭菌条件为121℃15min；步骤(7)将二次酶解后的料液灭菌的条件为：在85℃条件下灭菌15min。
本发明有益的技术效果在于：
本发明利用酶法和发酵法协同除去各种酒糟中的淀粉、糖、脂肪等成分，保留蛋白质；本发明还首次使用二次酶解的方法，淀粉酶与蛋白酶协同作用精制酒糟蛋白；传统酒糟深加工仅限于生产蛋白质，本发明利用几种蛋白酶深度水解蛋白质，丰富了产品组成，所得产品为可溶性多肽和不可溶蛋白质，提高了附加值。本发明首次使用了在两次酶解中间加一次微生物发酵的方法，相当于酶法与微生物法结合，提高了精制效率和产品纯度。同时，本方法适用于几乎所有的酒糟渣的处理和精制。
与CN201610953571.6相比，本发明将可溶部分分离出来进行干燥生成多肽粉，不可溶部分也进行干燥处理制成高品质蛋白，而且本发明首次使用了二次发酵的方法，在微生物方面，采用了可控性强的酵母，也大大降低了多种微生物发酵不易控制的风险，另外专利CN201610953571.6中碱性条件pH较高，研究发现，较强的碱性环境会使植物蛋白变性，降低营养价值，本发明中所述的方法在弱碱环境下，大大降低了植物蛋白的损伤；并且本发明的所有步骤都是以生产实现为前提的，生产实施可实现。
用本发明所述的方法制备所得的多肽粉有“不苦”的显著特点，且抗氧化活性高，通过测定清除自由基(DPPH)能力得到该产品的抗氧化活性为70％～80％，该产品可以用于食品中作为蛋白营养补充剂或起到抗氧化作用。而用此方法制得的蛋白粉较传统酒糟蛋白精制，有得率高，蛋白含量高的特点，且两款产品口感顺滑有天然香味。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行具体描述。
实施例1：
按照以下步骤制备酒糟多肽和蛋白粉，步骤如下：
(1)酒糟预处理：选择没有霉变、酸臭和明显质变的、经过发酵工艺处理后的黄酒糟渣，水洗去除残余酒精；
(2)粉碎：将预处理后的固渣经过粗粉碎、细粉碎、筛分后实现浆渣分离；筛分时，筛网目数为60目，细粉碎后物料细度为300目。
(3)一次酶解：调整浆液浓度为10％、pH为5.5、物料温度为90℃，加入高温淀粉酶，添加量为0.2‰g/g干物质，搅拌反应0.5h，反应结束后85℃灭酶10min；
(4)微生物发酵：将酵母干粉加入到步骤(3)得到的反应液中，所用酵母为酿酒酵母，添加量为2‰g/g干物质，保温28℃，发酵10h；
(5)灭菌、浓缩与水洗：将发酵好的反应液进行灭菌，再利用板框压滤将反应液趁热过滤，板框压滤，压力为0.6Mpa，压滤后用80℃热水反冲滤饼10min；
(6)调浆后二次酶解：将步骤(5)得到的滤饼调浆至浓度15％，加碱调节至pH为7.5，在55℃条件下加入碱性蛋白酶，30min后测定pH，待pH降至中性后加入中性蛋白酶，使用的碱性蛋白酶的添加量为0.2％，中性蛋白酶的添加量为0.1％，反应8h；
(7)灭酶、固液分离：将二次酶解后的料液灭菌后利用卧螺离心机实现固液分离，离心转速为3000rpm；
(8)干燥：将液态部分喷雾干燥，固态部分气流干燥，分别得到可溶多肽粉、蛋白质，喷雾干燥条件：进风温度180℃，出风温度70℃；气流干燥条件：进风温度120℃，中风温度75℃，出风温度75℃。
所得的多肽粉水分含量3％，纯度95％，多肽分子量分布在500-1500Da的比例80％；蛋白粉水分含量5％，蛋白含量90％、得率85％。
实施例2
按照以下步骤制备酒糟多肽和蛋白粉，步骤如下：
(1)酒糟预处理：选择没有霉变、酸臭和明显质变的、经过发酵工艺处理后的白酒糟渣，水洗去除残余酒精；
(2)粉碎：将预处理后的固渣经过粗粉碎、细粉碎、筛分后实现浆渣分离；筛分时，筛网目数为60目，细粉碎后物料细度为300目。
(3)一次酶解：调整浆液浓度为15％、pH为6.0、物料温度为95℃，加入高温淀粉酶，添加量为0.4‰g/g干物质，搅拌反应1h，反应结束后85℃灭酶10min；
(4)微生物发酵：将酵母干粉加入到步骤(3)得到的反应液中，所用酵母为酿酒酵母，添加量为3‰g/g干物质，保温30℃，发酵11h；
(5)灭菌、浓缩与水洗：将发酵好的反应液进行灭菌，再利用板框压滤将反应液趁热过滤，板框压滤，压力为0.7Mpa，压滤后用85℃热水反冲滤饼20min；
(6)调浆后二次酶解：将步骤(5)得到的滤饼调浆至浓度17％，加碱调节至pH为7.8，在58℃条件下加入碱性蛋白酶，45min后测定pH，待pH降至中性后加入中性蛋白酶，使用的碱性蛋白酶的添加量为0.25％，中性蛋白酶的添加量为0.15％，反应9h；
(7)灭酶、固液分离：将二次酶解后的料液灭菌后利用卧螺离心机实现固液分离，离心转速为3500rpm；
(8)干燥：将液态部分喷雾干燥，固态部分气流干燥，分别得到可溶多肽粉、蛋白质，喷雾干燥条件：进风温度200℃，出风温度75℃；气流干燥条件：进风温度130℃，中风温度80℃，出风温度80℃。
所得的多肽粉水分含量2.8％，纯度97％，多肽分子量分布在500-1500Da的比例82％；蛋白粉水分含量5％，蛋白含量93％、得率86％。
实施例3
按照以下步骤制备酒糟多肽和蛋白粉，步骤如下：
(1)酒糟预处理：选择没有霉变、酸臭和明显质变的、经过发酵工艺处理后的啤酒糟渣，水洗去除残余酒精；
(2)粉碎：将预处理后的固渣经过粗粉碎、细粉碎、筛分后实现浆渣分离；筛分时，筛网目数为80目，细粉碎后物料细度为300目。
(3)一次酶解：调整浆液浓度为20％、pH为6.5、物料温度为100℃，加入高温淀粉酶，添加量为0.5‰g/g干物质，搅拌反应2h，反应结束后85℃灭酶10min；
(4)微生物发酵：将酵母干粉加入到步骤(3)得到的反应液中，所用酵母为酿酒酵母，添加量为5‰g/g干物质，保温32℃，发酵12h；
(5)灭菌、浓缩与水洗：将发酵好的反应液进行灭菌，再利用板框压滤将反应液趁热过滤，板框压滤，压力为0.8Mpa，压滤后用90℃热水反冲滤饼30min；
(6)调浆后二次酶解：将步骤(5)得到的滤饼调浆至浓度18％，加碱调节至pH为8.0，在60℃条件下加入碱性蛋白酶，60min后测定pH，待pH降至中性后加入中性蛋白酶，使用的碱性蛋白酶的添加量为0.3％，中性蛋白酶的添加量为0.2％，反应10h；
(7)灭酶、固液分离：将二次酶解后的料液灭菌后利用卧螺离心机实现固液分离，离心转速为4000rpm；
(8)干燥：将液态部分喷雾干燥，固态部分气流干燥，分别得到可溶多肽粉、蛋白质，喷雾干燥条件：进风温度220℃，出风温度80℃；气流干燥条件：进风温度140℃，中风温度85℃，出风温度85℃。
所得的多肽粉水分含量3％，纯度97％，多肽分子量分布在500-1500Da的比例81％；蛋白粉水分含量6％，蛋白含量90％、得率87％。
测试例：
将实施例1～3制备得到的产品进行性能测试，结果如表1所示。
表1
| 多肽产品 | 对照样 | 实例1 | 实例2 | 实例3 |
| 得率 | 37％ | 42％ | 47％ | 45％ |
| DPPH | 45％ | 73％ | 76％ | 74％ |
| 苦味 | 较苦 | 几乎不苦 | 不苦 | 不苦 |
备注：对照样为按照CN201610953571.6方法制备的多肽。
本文所描述的具体实施案例仅作为对本发明精神和部分实验做举例说明。本发明所述领域的技术人员可以对所描述的具体实施案例做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种利用各种酒糟制备蛋白粉和多肽粉的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）酒糟预处理：选择没有霉变、酸臭和明显质变的、经过发酵工艺处理后的酒糟渣，水洗去除残余酒精；
（2）粉碎：将预处理后的固渣经过粗粉碎、细粉碎、筛分后实现浆渣分离；
（3）一次酶解：调整浆液浓度为10%~20%、pH为5.5~6.5、物料温度为90℃~100℃，加入淀粉酶，搅拌反应0.5h~2h，反应结束后灭酶；
（4）微生物发酵：将酵母干粉加入到步骤（3）得到的反应液中，保温28-32℃，发酵10-12h；
（5）灭菌、浓缩与水洗：将发酵好的反应液进行灭菌，再利用板框压滤将反应液趁热过滤，压滤后用80-90℃热水反冲滤饼10-30min；
（6）调浆后二次酶解：将步骤（5）得到的滤饼调浆至浓度15%-18%，加碱调节至pH为7.5-8.0，在55-60℃条件下加入碱性蛋白酶，30-60min后测定pH，待pH降至中性后加入中性蛋白酶，反应8-10h；
（7）灭酶、固液分离：将二次酶解后的料液灭菌后利用卧螺离心机实现固液分离；
（8）干燥：将液态部分喷雾干燥，固态部分气流干燥，分别得到可溶多肽粉、蛋白质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述的酒糟包括以下三大类中的任一类：第一类为黄酒酒糟，该原料是糯米、大米、黍米；第二类为白酒酒曲，该原料是高粱、大米、糯米、玉米、小麦、甘薯；第三类为啤酒酒糟，该原料是大麦、小麦。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中经过粉碎后筛分时，筛网目数为60-80目，细粉碎后物料细度为300目通过率达到98%以上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中加入的淀粉酶为高温淀粉酶，添加量为0.2‰-0.5‰g/g干物质。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所用酵母为酿酒酵母，添加量为2‰-5‰g/g干物质。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（5）中使用的板框压滤，压力为0.6-0.8Mpa。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（6）中使用的碱性蛋白酶的添加量为0.2%-0.3%，中性蛋白酶的添加量为0.1%-0.2%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（7）中的离心转速为3000-4000rpm。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（8）中，喷雾干燥条件：进风温度180-220℃，出风温度70-80℃；气流干燥条件：进风温度120-140℃，中风温度75-85℃，出风温度75-85℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所得的多肽粉水分含量2%-3%，纯度大于95%，多肽分子量分布在500~1500Da的比例＞80%；蛋白粉水分含量5%-8%，蛋白含量＞90%、得率＞85%。
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