[發明專利]一種機械預處理結合固態發酵提高啤酒糟生物利用度的方法

有效

• 申請號: 201310563030.9
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103589771A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 蔡國林;陸健;張麟
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12P21/06
• 分類號: C12P21/06;C12R1/865
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛;王玉松

技術領域

本發明涉及一種提高啤酒糟生物利用度的方法，特別是一種一種機械預處理結合固態發酵提高啤酒糟生物利用度的方法。

背景技術

啤酒糟是啤酒生產過程中產量最大的副產品，是麥芽經糖化后過濾剩余的濾渣，含有麥芽的外殼和殘留的胚乳，富含纖維素、阿拉伯木聚糖、木質素和蛋白質。雖然啤酒糟產量豐富，但現階段尚未實現啤酒糟的高值化利用，大部分啤酒廠以低價格出售，用作反芻動物的飼料；還有部分啤酒廠直接當廢棄物排放，不但浪費了蛋白質資源，還對環境帶來了嚴重的影響。

和優質蛋白飼料魚粉、豆粕相比，啤酒糟的蛋白含量低、蛋白質不容易被酶所降解，賴氨酸和精氨酸含量低，并且還存在大量抗營養因子，如纖維素和半纖維素，影響動物對營養物質的吸收利用。為了提高啤酒糟的附加值，研究人員進行了大量的探索，如以啤酒糟發酵制備酶制劑，添加微生態制劑制備發酵飼料，液態酶解提取制備蛋白質或多肽。然而，由于啤酒糟結構復雜，纖維素和木質素之間的互相交聯阻礙了酶和底物的接觸，阿拉伯糖、木糖、半乳糖等取代谷物中的木聚糖主鏈，這些導致酶的活力受到抑制，對啤酒糟的生物利用存在負面影響，生物利用度低，導致生產成本高，且存在市場容量等限制因素尚未實現大規模的生產應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種機械預處理結合固態發酵提高啤酒糟生物利用度的方法。啤酒糟的結構復雜，為了使啤酒糟更易被酶解，本發明通過機械方法對啤酒糟進行前處理，降低啤酒糟粒徑，打破啤酒糟結構屏障，提高酶的酶解效率和微生物代謝、轉化效率，從而提高啤酒糟生物利用度的方法。

所述機械方法為球磨，控制啤酒糟粉碎度在300目以上。

所述球磨的具體工藝為：磨球與啤酒糟的比例為10:1，球磨時間為6min，控制機械處理過程溫度。溫度為度40-50℃為宜，優選50℃。

由于酒糟的纖維素和半纖維素含量高，在機械處理過程中極易發生纖維束卷曲，產生熱量，局部過熱導致纖維碳化，從而降低其生物可利用度，上述溫度不能超過50℃。

本發明所采用的詳細技術方案為：

（1）將啤酒糟進行球磨，磨球與啤酒糟的比例約為10:1～5：1，球磨時間約6～10min，球磨處理過程采用水冷控制溫度40-50℃，采用激光粒度分析儀測定粒徑分布情況，通過粒徑確定球磨工藝；

（2）取球磨處理至300目以上的啤酒糟，加入1～1.2倍的水，添加半纖維素酶200U/g、纖維素酶20U/g和蛋白酶200U/g，接種4%～10%的啤酒酵母和2%～10%的戊糖片球菌固態發酵48h，60℃干燥，粉碎后得到高生物利用度的啤酒糟蛋白。

具體實施方式

稱取干燥后的啤酒糟50g，采用錘式粉碎機進行預粉碎，然后加入500g磨球，采用行星式球磨機處理6min，控制研磨維度為40-50℃之間，得到球磨后的啤酒糟。采用MICROTRAC激光粒度分析儀測定粒徑分布，95%的粒徑小于10μm。采用硫酸-氫氧化鉀法測定粗纖維含量，含量為9.8%，未經球磨的啤酒糟粗纖維含量為17.8%。球磨后啤酒糟的蛋白質含量為28.8%，采用TCA法測定多肽含量為1.2%，乳酸含量0.4%，可溶性總糖含量為4.1%。

取球磨粉碎后的啤酒糟100g，加入100g的水，添加半纖維素酶200U/g、纖維素酶20U/g和蛋白酶200U/g，接種4%的啤酒酵母（ATCC9763）和2%的戊糖片球菌（ATCC33316）發酵48h，60℃干燥，粉碎后產品。采用硫酸-氫氧化鉀法測定粗纖維含量為2.2%，蛋白質含量為31.8%，采用TCA法測定多肽含量為12%，可溶性總糖含量為18.2%，乳酸含量3.4%，有益微生物數量達到10⁹CFU/g。酒糟的抗營養因子（粗纖維）含量大大降低，有益物質含量得到明顯提高，同時富含有益功能微生物，產品的生物利用度得到有效提高。

上述使用的菌種啤酒酵母（ATCC9763）和的戊糖片球菌（ATCC33316）僅為舉例，并不限定本發明的保護范圍，采用同種的其它菌株均能實現本發明的技術效果。