CN111053183A - 糖蜜的处理方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种糖蜜的处理方法及其应用。该处理方法包括：将糖蜜进行第一次喷射及沉降过程，去除胶体、灰分以及重金属离子等杂质，得到一级糖蜜和糖渣，第一次喷射过程的温度为78～82℃，压力为1～4bar；自然沉降2～4h；将一级糖蜜进行第二次喷射，以去除一级糖蜜中的微生物，得到净化糖蜜。第一喷射过程在特定温度下进行能够提高糖蜜中糖类物质的流动性，并使非糖蜜物质发生离散。在随后的沉降过程中，使绝大部分杂质、胶体、金属或非金属有害物质以糖渣的形式排出；然后通过第二次喷射过程能够杀灭一级糖蜜中的微生物。经上述处理方法得到的净化糖蜜还能够保留糖蜜中丰富的维生素、金属盐等有益物质，进而能够提高产品品质。
Description
技术领域
本发明涉及发酵领域，具体而言，涉及一种糖蜜的处理方法及其应用。
背景技术
将提纯的甘蔗汁或甜菜汁蒸浓至带有晶体的糖膏，然后用离心机分出结晶糖后剩余的母液是制糖工业的副产品，因这种母液无法再蒸浓结晶，称废糖蜜。废糖蜜的组成因制糖原料和加工条件的不同而有差异，主要的成分为大量可发酵糖(主要是蔗糖)。废糖蜜是很好的发酵原料，可用作酵母、味精、有机酸等发酵制品的底物或基料，也可用作某些食品的原料和动物饲料。
酵母等生物制品的生产过程会使用大量糖蜜作为主要原料，但不同糖厂糖蜜成分差异大、杂质含量多、富含各类微生物等不利条件，给酵母生产带来不稳定性影响。通常来说，糖厂在榨取糖分后，剩余糖渣(糖蜜)中含有砷(0.0001-0.1ppm)、铅(0.01-1ppm)、汞(0.001-0.1ppm)、铬(0.01-10ppm)、镉(0.001-0.1ppm)等毒性物质，同时含有胶体(1-50％)、硝酸盐(或亚硝酸盐)等不利于微生物生长的毒害因子，另含有菌落总数(1000-100000cfu/g)影响生物制品产品品质。
鉴于上述问题的存在，有必要提供一种新的糖蜜的处理方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种糖蜜的处理方法及其应用，以解决现有糖蜜中含有不利于发酵微生物生长的有害元素和有害菌的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种糖蜜的处理方法，该处理方法包括：将糖蜜进行第一次喷射及沉降过程，得到一级糖蜜和糖渣，其中第一次喷射过程的温度为78～82℃，压力为1～4bar，沉降时间为2～4h；将一级糖蜜进行第二次喷射，以去除一级糖蜜中的微生物，得到净化糖蜜。
进一步地，上述处理方法还包括：使多种糖蜜进行预混，得到混合糖蜜，同时监测混合糖蜜的糖锤度和粘度值；当混合糖蜜的糖锤度和粘度值达到预定值后，将混合糖蜜进行第一次喷射及沉降过程，得到一级糖蜜和糖渣。
进一步地，在第二次喷射过程之后，处理方法还包括：将第二次喷射过程的产物进行闪蒸冷凝处理，得到净化糖蜜。
进一步地，闪蒸冷凝处理的压力为0.3～0.6bar。
进一步地，第二次喷射过程的温度为125～135℃，压力为2.5～3.5bar。
进一步地，混合糖蜜的糖锤度为72～80°Bx，粘度2000～6000cP。
进一步地，上述处理方法还包括：实时监测第二次喷射过程的产物体系中大肠菌群MPN、大肠杆菌EC和菌落总数；当第二次喷射过程的产物体系中大肠菌群MPN、大肠杆菌EC和菌落总数不符合预定标准时，将第二次喷射过程的产物体系作为第一次喷射沉降过程的原料。
本申请的另一方面还提供了一种上述处理方法在发酵领域中的应用。
应用本发明的技术方案，第一喷射过程在上述特定的温度下进行能够提高糖蜜中糖类物质的流动性，并使非糖蜜物质发生离散。并在随后的沉降过程中，使绝大部分杂质、胶体、金属或非金属有害物质以糖渣的形式排出；然后通过第二次喷射过程能够杀灭一级糖蜜中的微生物。此外，经上述处理方法得到的净化糖蜜还能够保留糖蜜中丰富的维生素、金属盐等有益物质，进而能够提高产品品质。在此基础上，采用上述处理方法能够有效去除糖蜜中的有害物质和有害菌落，进而有利于提高净化糖蜜在后续发酵过程中的综合性能。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术所描述的，现有糖蜜中含有不利于发酵微生物生长的有害物质和有害菌的问题。为了解决上述技术问题，本申请提供了一种糖蜜的处理方法，该处理方法包括：将糖蜜进行第一次喷射过程及沉降过程，得到一级糖蜜和糖渣，其中第一次喷射过程的温度为78～82℃，压力为1～4bar，沉降时间为2～4h；及将一级糖蜜进行第二次喷射，以去除一级糖蜜中的微生物，得到净化糖蜜。
糖蜜中包括杂质、胶体、金属或非金属有害物质。第一喷射过程在上述特定的温度下进行能够提高糖蜜中糖类物质的流动性，同时也能够使非糖蜜物质发生离散。并在随后的沉降过程中，使绝大部分杂质、胶体、金属或非金属有害物质以糖渣的形式排出；然后通过第二次喷射过程能够杀灭一级糖蜜中的微生物。此外，经上述处理方法得到的净化糖蜜还能够保留糖蜜中丰富的维生素、金属盐等有益物质，进而能够提高产品品质。在此基础上，采用上述处理方法能够有效去除糖蜜中的有害物质和有害菌落，进而有利于提高净化糖蜜在后续发酵过程中的综合性能。
经上述方法得到的净化糖蜜可直接用于各种生物发酵领域，丰富企业生产原料类型，降低成本。
由于不同糖厂的糖蜜成分差异大，为了提高净化糖蜜产品的品质稳定性，在一种优选的实施方式中，上述处理方法还包括：使多种糖蜜进行预混，得到混合糖蜜，同时监测混合糖蜜的糖锤度和粘度值；当混合糖蜜的糖锤度和粘度值达到预定值后，将混合糖蜜进行第一次喷射及沉降过程，得到一级糖蜜和糖渣。
在一种优选的实施方式中，在第二次喷射过程之后，上述处理方法还包括：将第二次喷射过程的产物进行闪蒸冷凝处理，得到净化糖蜜。第二次喷射过程在较高的温度下进行，将较高温度的产物体系进行闪蒸冷凝处理，不仅能够实现快速降温的效果，还能够在最大程度上保护一级糖蜜中的糖分不过分炭化，进而有利于提高其在后续发酵过程的综合性能。同时闪蒸冷凝过程还能够进一步降低净化糖蜜中的有害物质。更优选地，闪蒸冷凝处理的压力为0.3～0.6bar。
为了进一步提高第二次喷射过程的灭菌率，优选地，第二次喷射过程的温度为125～135℃，压力为2.5～3.5bar。
在一种优选的实施方式中，混合糖蜜的糖锤度为72～80°Bx，粘度2000～6000cP。将混合糖蜜的糖锤度和粘度限定在上述范围内不仅有利于提高混合糖蜜的流动性，并提高混合糖蜜的均一性，还有利于提高糖蜜的处理效率。
在一种优选的实施方式中，上述处理方法还包括：实时监测第二次喷射过程的产物体系中大肠菌群MPN、大肠杆菌EC和菌落总数；当第二次喷射过程的产物体系中大肠菌群MPN、大肠杆菌EC和菌落总数不符合预定标准时，将第二次喷射过程的产物体系作为第一次喷射沉降过程的原料。上述实时监测过程，能够对第二次喷射过程的产物实时进行检测，以进一步保证净化糖蜜的产品稳定性。
本申请的另一方面还提供了一种上述处理方法在发酵领域中的应用。
采用上述处理方法能够有效去除糖蜜中的有害物质和有害菌落，进而有利于提高净化糖蜜在后续发酵过程中的综合性能。因而将其应用于发酵领域有利于降低酵母发酵过程中酵母染菌的可能性，同时为发酵过程提供稳定的碳源，生产出优质的酵母产品；此外还能够极大地丰富生产原料类型，并降低成本，同时降低发酵产品的质量波动性。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
本发明中，我们采用糖蜜来源包括新疆新源、博乐、新宁糖厂。
使多种糖蜜在具有喷射器的预混装置(德国GEA)中进行预混，且糖蜜经喷射器输入预混装置中，混合后得到混合糖蜜，同时监测混合糖蜜的糖锤度和粘度值。当混合糖蜜的糖锤度为73°Bx和粘度值为2600cP时，将上述混合糖蜜输送至糖蜜缓存管中待用。
将混合糖蜜进行第一次喷射及沉降过程，得到一级糖蜜和糖渣，其中第一次喷射过程的温度为78℃，压力为2bar，喷射时间为3h，自然沉降时间为3h；
将一级糖蜜进行第二次喷射，以去除一级糖蜜中的微生物，其中第二次喷射过程的温度为131℃，压力为3.0bar；
将第二次喷射过程的产物进行闪蒸冷凝处理，得到净化糖蜜，其中闪蒸冷凝过程的压力为0.4bar。将上述净化糖蜜冷凝至85℃，以便于后续发酵过程使用。
混合糖蜜1至4和经实施例1中方法得到对应的4种净化糖蜜的各项指标进行测试，测试方法参见：
砷：按照GB 5009.11方法检测；铅：按照GB 5009.12方法检测；汞：按照GB 5009.17方法检测；镉：按照GB 5009.15方法检测；硝酸盐：按照GB 5009.33方法测定；
垂度值检测如下：
(1)于500mL烧杯中称取100.0g糖蜜，然后加水至总重为400.0g，搅拌使混合均匀，即为4倍稀释液。
(2)取250mL量筒，用少量稀释液冲洗2次，将稀释液注满量筒，静止约5-10min待内部汽泡全部逸出，拂去上层气泡，徐徐放入用水冲洗干净并已擦去水分的勃力克斯糖度计，静止5min后读取数值，(读取弯面的上缘)。同时放一温度计，待温度稳定后读取锤度及温度。
(3)结果计算
若温度等于20℃，糖锤度(°Bx)＝读取数值×4
若温度不等于20℃，应查附录B求出温度校正值，再进行计算。
糖锤度(oBx)＝(读取数值±温度校正值)×4
混合糖蜜的性能指标见表1，净化糖蜜的各项指标见表2。
表1
表2
| 净化糖蜜 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| 外观 | 深棕红色粘稀液 | 深棕红色粘稀液 | 深棕红色粘稀液 | 深棕红色粘稀液 |
| 总糖，％ | 49.7 | 49.97 | 49.79 | 49.29 |
| 胶体，％ | 3.06 | 5.05 | 2.04 | 4.04 |
| 锤度°Bx | 81 | 80 | 78.52 | 79.64 |
| 总P，％ | 0.06 | 0.03 | 0.05 | 0.04 |
| 可利用氮％ | 0.99 | 0.91 | 0.97 | 1.08 |
| PH | 6.34 | 7.09 | 6.4 | 7.01 |
| 可发糖 | 47.98 | 48.28 | 48.13 | 47.6 |
| 非发糖 | 1.72 | 1.69 | 1.66 | 1.69 |
| PQ值 | 61.36 | 62.46 | 63.41 | 61.89 |
| OD值 | 0.48 | 0.5 | 0.48 | 0.45 |
| 杂质g/L | 61 | 58 | 59 | 60 |
| AS,mg/kg | 0.0037 | 0.0087 | 0.0038 | 0.0024 |
| Hg,mg/kg | 0.0045 | 0.0045 | 0.0028 | 0.0022 |
| 密度(kg/l) | 1.484 | 1.4221 | 1.3908 | 1.4166 |
| Cu,mg/kg | 0.2634 | 0.8876 | 0.4194 | 0.674 |
| Zn,mg/kg | 5.15 | 8.77 | 7.39 | 6.45 |
| K,mg/kg | 22596.95 | 24430.36 | 23480.77 | 24734.98 |
| 菌落总数 | ＜100 | ＜100 | ＜100 | ＜100 |
| Cr,mg/kg | 0.2347 | 0.378 | 0.4006 | 0.636 |
| Pb,mg/kg | 0.0321 | 0.0176 | 0.2007 | 0.1321 |
| Cd,mg/kg | 0.0087 | 0.0877 | 0.0128 | 0.0247 |
| Mg,mg/kg | 112.26 | 108.69 | 110.38 | 101.15 |
| Ca,mg/kg | 2680.05 | 1733.96 | 5781.89 | 2516.56 |
| 硝酸盐，mg/kg | 6794.75 | 6065.31 | 8057.27 | 7000.25 |
| 亚硝酸盐，mg/kg | 未检出 | 未检出 | 未检出 | 未检出 |
| 粘度值cp | 4500 | 5400 | 4800 | 5100 |
实施例2
以混合糖蜜1为原料，该净化方法与实施例1的区别为：净化处理过程中，第二次喷射过程的温度为115℃，压力为2bar。得到的净化糖蜜5的性能指标的检测方法与实施例1相同，检测结果见表3。
相比于混合糖蜜1，经此方法处理后净化糖蜜中杂质含量和金属离子含量明显降低，但是经第二喷射过程后，菌落总数为6.0×105，与混合糖蜜1中的菌落总数1.05×106相比，效果不太明显。
实施例3
以混合糖蜜1为原料，该净化方法与实施例1的区别为：净化处理过程中，不进行闪蒸冷凝过程。得到的净化糖蜜6的性能指标的检测方法与实施例1相同，检测结果见表3。
相比于混合糖蜜1，经此方法处理后净化糖蜜中杂质含量和金属离子含量明显降低，菌落总数也大幅降低，但是与净化糖蜜1相比，由于第二次喷射得到的产物度较高，不进行闪蒸冷凝后，高温下糖蜜出现严重炭化，形成焦糖色素，影响发酵应用和产品品质。
实施例4
以混合糖蜜1为原料，该净化方法与实施例1的区别为：净化处理过程中，第一次喷射过程的温度为82℃，压力为1bar。得到的净化糖蜜7的性能指标的检测方法与实施例1相同，检测结果见表3。
相比于混合糖蜜1，经此方法处理后净化糖蜜中杂质含量和金属离子含量明显降低，菌落总数也大幅降低，但是与净化糖蜜1相比，在糖分上仍旧出现较大损失。此外，由于净化糖蜜的粘度较高，其在设备维护保养上，也要花费更大成本。
实施例5
以混合糖蜜1为原料，该净化方法与实施例1的区别为：净化处理过程中，第二次喷射过程的温度为125℃，压力为3.5bar。得到的净化糖蜜8的性能指标的检测方法与实施例1相同，检测结果见表3。
相比于混合糖蜜1，经此方法处理后净化糖蜜中杂质含量和金属离子含量明显降低，糖蜜成本几乎变化不大，但是与净化糖蜜1相比，菌落总数较高。
实施例6
以混合糖蜜1为原料，该净化方法与实施例1的区别为：净化处理过程中，第二次喷射过程的温度为138℃，压力为2.5bar。得到的净化糖蜜9的性能指标的检测方法与实施例1相同，检测结果见表3。
相比于混合糖蜜1，经此方法处理后净化糖蜜中杂质含量和金属离子含量明显降低，菌落总数指标基本满足要求，但是与净化糖蜜1相比，糖分损失略大，且对锅炉压力要求高，运行成本高。
对比例1
以混合糖蜜1为原料，该净化方法与实施例3的区别为：净化处理过程中，第一次喷射过程的温度为72℃；及自然沉降3h。得到的净化糖蜜10的性能指标的检测方法与实施例1相同，检测结果见表3。
相比于混合糖蜜1，经此方法处理后净化糖蜜中糖分、粘度值等无较大影响，但是净化糖蜜10中的杂质含量、金属离子含量、菌落总数仍较高，并没达到预期。
表3
其中需要说明的是：
PQ值为总糖量与锤度之比，以体现糖蜜中纯糖的含量，PQ值越大，说明纯糖含量越高；光密度值(OD)为通过分光光度计测得，通过检测糖蜜透光率继而得到糖浓度等趋势，但影响光密度值因素还包括溶剂成分、温度等，故不能直接表征其糖分浓度。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：采用上述处理方法能够有效去除糖蜜中的有害物质和有害菌落，进而有利于提高净化糖蜜在后续发酵过程中的综合性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种糖蜜的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：
将所述糖蜜进行第一次喷射及沉降过程，得到一级糖蜜和糖渣，其中所述第一次喷射过程的温度为78～82℃，压力为1～4bar，沉降时间为2～4h；
将所述一级糖蜜进行第二次喷射，以去除所述一级糖蜜中的微生物，得到净化糖蜜。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：
使多种所述糖蜜进行预混，得到混合糖蜜，同时监测所述混合糖蜜的糖锤度和粘度值；
当所述混合糖蜜的糖锤度和粘度值达到预定值后，将所述混合糖蜜进行所述第一次喷射及沉降过程，得到所述一级糖蜜和所述糖渣。
3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，在所述第二次喷射过程之后，所述处理方法还包括：将所述第二次喷射过程的产物进行闪蒸冷凝处理，得到所述净化糖蜜。
4.根据权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述闪蒸冷凝处理的压力为0.3～0.6bar。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述第二次喷射过程的温度为125～135℃，压力为2.5～3.5bar。
6.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述混合糖蜜的糖锤度为72～80°Bx，粘度2000～6000cP。
7.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：
实时监测所述第二次喷射过程的产物体系中大肠菌群MPN、大肠杆菌EC和菌落总数；
当所述第二次喷射过程的产物体系中大肠菌群MPN、大肠杆菌EC和菌落总数不符合预定标准时，将所述第二次喷射过程的产物体系作为所述第一次喷射沉降过程的原料。
8.一种权利要求1至7中任一项所述的处理方法在发酵领域中的应用。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201911295482.7A CN111053183A (zh) | 2019-12-16 | 2019-12-16 | 糖蜜的处理方法及其应用 |
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| Country | Link |
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| CN (1) | CN111053183A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105219804A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-06 | 青岛美能达生物科技有限公司 | 一种糖蜜发酵制备微生物絮凝剂的方法 |
-
2019
- 2019-12-16 CN CN201911295482.7A patent/CN111053183A/zh active Pending
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