專利名稱：基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法。
背景技術(shù)：
白酒糟是白酒生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)生的廢渣，目前僅作為家畜的飼料使用，利用率及附加值較低，而且會(huì)占用場(chǎng)地，夏季會(huì)產(chǎn)生異味，污染環(huán)境。我國(guó)是一個(gè)釀酒大國(guó)，酒糟資源十分豐富，但是酒糟的利用率卻很低，限制白酒糟 資源充分利用的制約因素有兩個(gè)一是鮮糟酸度大(PH約為3. 8)，水分高60% -65%，易腐敗變質(zhì)，不利于保存和運(yùn)輸。二是由于白酒在制酒過(guò)程中加入了大量的稻殼，經(jīng)測(cè)定，在風(fēng)干物中稻殼的重量占30%左右，體積占50%左右，粗纖維含量高達(dá)17. 8%以上，作為飼料消化率低、適口性差，難于吸收利用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種變廢為寶，工藝簡(jiǎn)單、易操作的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是包括下列步驟(I)以白酒糟為原料，經(jīng)過(guò)糟渣分離，基本培養(yǎng)基培養(yǎng)，再依次進(jìn)行一級(jí)水解、二級(jí)水解、同步連續(xù)糖化發(fā)酵，陰離子樹脂吸附、減壓濃縮、脫水、干燥得到丁二酸；(2)以步驟(I)生產(chǎn)丁二酸后產(chǎn)生的糟渣為原料，加入輔助碳源，調(diào)節(jié)pH為5. 3 5. 9，接種白地霉液體菌種進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵培養(yǎng)，然后進(jìn)行分離、干燥、粉碎而得到菌體蛋白飼料。步驟(I)中基本培養(yǎng)基的配料如下=K2HPO4.3H201. 0-10. Og/L,CaCl2L 0-10. Og/L、NaH2PO4. 2Η201· 0-10. Og/L, NaAcO. 1-5. Og/L、MgCl2. 6Η201· 0-10. 0g/L，培養(yǎng)基 pH2_9。一級(jí)水解的酶用α -淀粉酶，其添加量為10_50U/g干酒糟，酶解溫度70_90°C，作用時(shí)間0. 5-2. Oh。二級(jí)水解采用下列組分的復(fù)合纖維素酶纖維素二糖酶I lou/g干酒糟、木聚糖酶10 50U/g干酒糟、FPU纖維素酶I 20U/g干酒糟；二級(jí)水解溫度45 65°C，ρΗ4· 0-6. 5，水解時(shí)間為0. 5 8h。步驟(I)中同步連續(xù)糖化發(fā)酵接入的菌株為琥珀酸放線桿菌，溫度35_45°C，培養(yǎng)時(shí)間24-72小時(shí)。步驟(I)中陰離子樹脂吸附是將白酒糟發(fā)酵結(jié)束后的發(fā)酵液，用板框壓濾得到發(fā)酵清液，調(diào)節(jié)PH為1-4，加入w/v發(fā)酵清液計(jì)0.2% -3.0%活性炭進(jìn)行脫色，用陰離子交換樹脂脫鹽。步驟(2)中加入輔助碳源是在脫水分離后的糟渣中添加相當(dāng)于干糟渣重量12%-17%的麥麩作為補(bǔ)充碳源；所述調(diào)pH是用1-2%的石灰粉調(diào)節(jié)糟渣的pH至5. 3-5.9，同時(shí)添加相當(dāng)于干糟渣重量I % -I. 5%的尿素作為氮源，調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的水分至含水率60% -70%。
步驟(2)所述接種白地霉液體菌種進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵培養(yǎng)，是接種白地霉液體菌種，接種量為相當(dāng)于干糟渣重量6 % -10 %，發(fā)酵溫度保持在29-33 °C，發(fā)酵24-36小時(shí)。步驟(2)所述分離、干燥、粉碎，是將發(fā)酵后的菌體蛋白飼料用板框壓濾的方式進(jìn)行分離，濾渣進(jìn)行氣流干燥，物料溫度60 65°C，再將干燥后的菌體蛋白飼料進(jìn)行粉碎并過(guò)40目篩，包裝后即得成品。本發(fā)明利用工業(yè)廢棄物白酒糟為原料發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸，用酒糟替代葡萄糖作為碳源，且發(fā)酵培養(yǎng)基中不需外加氮源，既緩解了化學(xué)合成丁二酸的石化資源緊張問(wèn)題，又防止酒糟污染環(huán)境，提升了酒糟的使用價(jià)值。本發(fā)明生產(chǎn)出丁二酸純度>99.5%，可廣泛應(yīng)用于調(diào)味劑、酸度劑中。本發(fā)明生產(chǎn)的菌體蛋白飼料粗蛋白含量在35%以上，氨基酸含量在23%以上。不僅可以開(kāi)發(fā)新的飼料蛋白源，促進(jìn)飼養(yǎng)業(yè)的發(fā)展，而且還可解決白酒廠家酒糟處理的窘境。故該聯(lián)產(chǎn)工藝及方法具有很好的推廣價(jià)值。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :一種基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，包括下列步驟(I)以白酒糟為原料，經(jīng)過(guò)糟渣分離，基本培養(yǎng)基培養(yǎng)24小時(shí)，再依次進(jìn)行一級(jí)水解、二級(jí)水解、同步連續(xù)糖化發(fā)酵，陰離子樹脂吸附、減壓濃縮、脫水、干燥得到丁二酸；(2)以步驟(I)生產(chǎn)丁二酸后產(chǎn)生的糟渣為原料，加入輔助碳源，調(diào)節(jié)pH為5. 3
5.9(例5. 3,5. 6,5. 9)，接種白地霉液體菌種進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵培養(yǎng)，然后進(jìn)行分離、干燥、粉碎而得到菌體蛋白飼料。步驟(I)中基本培養(yǎng)基的配料如下=K2HPO4.3H201. 0-10. Og/L (例 lg/L、5g/L、IOg/L)、CaCl2L 0-10. 0g/L(例 lg/L、5g/L、10g/L)、NaH2PO4. 2Η201· 0-10. 0g/L(例 lg/L、5g/L、lOg/L)、NaAcO. 1-5. Og/L (例 0. lg/L、3g/L、5g/L)、MgCl2. 6H201. 0-10. Og/L (例 lg/L、5g/L、lOg/L)，培養(yǎng)基 pH2-9 (例 2、5、9)。一級(jí)水解的酶用α -淀粉酶，其添加量為10_50U/g干酒糟(例10U/g干酒糟、30U/g干酒糟、50U/g干酒糟)，酶解溫度70-90 V (例70 V、80°C、90°C )，作用時(shí)間O. 5-2. Oh (例
0.5小時(shí)、I小時(shí)、2小時(shí))。二級(jí)水解采用下列組分的復(fù)合纖維素酶纖維素二糖酶I 10U/g干酒糟(例IU/g干酒糟、5U/g干酒糟、10U/g干酒糟)、木聚糖酶10 50U/g干酒糟(例10U/g干酒糟、25U/g干酒糟、50U/g干酒糟)、FPU纖維素酶I 20U/g干酒糟(例lU/g干酒糟、10U/g干酒糟、20U/g 干酒糟)；二級(jí)水解溫度 45 65°C (例 45°C、55°C、65°C )，ρΗ4· 0-6. 5 (例 4、
5、6. 5)，水解時(shí)間為0. 5 8h (例0. 5小時(shí)、4小時(shí)、8小時(shí))。步驟(I)中同步連續(xù)糖化發(fā)酵接入的菌株為琥珀酸放線桿菌，溫度35_45°C (例35°C、40°C、45°C )，培養(yǎng)時(shí)間24-72小時(shí)(例24小時(shí)、48小時(shí)、72小時(shí))。步驟(I)中陰離子樹脂吸附是將白酒糟發(fā)酵結(jié)束后的發(fā)酵液，用板框壓濾得到發(fā)酵清液，調(diào)節(jié)pH為1-4 (例I、3、4)，加入w/v發(fā)酵清液計(jì)0. 2 % -3. O % (例0. 2 %、2 %、3 % )活性炭進(jìn)行脫色，用陰離子交換樹脂脫鹽。步驟(2)中加入輔助碳源是在脫水分離后的糟渣中添加相當(dāng)于干糟渣重量12% -17% (例12^^15^^17% )的麥麩作為補(bǔ)充碳源；所述調(diào)pH是用1_2%的石灰粉調(diào)節(jié)糟渣的pH至5. 3-5. 9(例5. 3、5. 6、5. 9)，同時(shí)添加相當(dāng)于干糟渣重量1% -I. 5%的尿素作為氮源，調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的水分至含水率60% -70%。步驟(2)所述接種白地霉液體菌種進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵培養(yǎng)，是接種白地霉液體菌種，接種量為相當(dāng)于干糟渣重量6% -10% (例)，發(fā)酵溫度保持在29-33°C，發(fā)酵24-36小時(shí)。步驟(2)所述分離、干燥、粉碎，是將發(fā)酵后的菌體蛋白飼料用板框壓濾的方式進(jìn)行分離，濾渣進(jìn)行氣流干燥，物料溫度60 65°C，再將干燥后的菌體蛋白飼料進(jìn)行粉碎并過(guò)40目篩，包裝后即得成品。實(shí)施例2:取IOOkg白酒糟，先進(jìn)行糟渣分離，取糟渣經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)壓濾，烘干，粉碎后待用。培養(yǎng)基料配制Κ2ΗΡ04· 3Η205. Og/L、CaCl23. Og/L, NaH2PO4. 2H205. Og/L, NaAc 2. Og/L,MgCl2. 6H203. Og/L,培養(yǎng)基pH5. 5。將溫度調(diào)節(jié)至80°C用α -淀粉酶水解，然后將溫度降至55°C，pH調(diào)為5. 5，加入復(fù)合纖維素酶(以每克干酒糟渣計(jì))纖維素二糖酶15U、木聚糖酶25U、FPU纖維素酶25U。經(jīng)兩級(jí)預(yù)水解后的發(fā)酵培養(yǎng)基，冷卻到35°C，接入琥珀酸放線桿菌，在充滿CO2的環(huán)境中，震蕩培養(yǎng)36小時(shí)，并用碳酸鹽調(diào)節(jié)維持發(fā)酵液pH6. O。酒糟發(fā)酵結(jié)束后的發(fā)酵液，用板框壓濾得到發(fā)酵清液，調(diào)節(jié)PH為2. 4，加入w/v發(fā)酵清液計(jì)1.0%活性炭進(jìn)行脫色，用陰離子交換樹脂脫鹽，然后經(jīng)過(guò)減壓濃縮，脫水，干燥后即得丁二酸成品。取IOOkg白酒糟生產(chǎn)丁二酸產(chǎn)生的廢渣，在其中中添加約15%的麥麩作為補(bǔ)充碳源，再用I %的石灰粉調(diào)節(jié)糟渣的PH至5. 5，同時(shí)添加5%的尿素作為氮源，調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的水分至含水率65%，加入12%的白地霉進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵36小時(shí)，發(fā)酵后的菌體蛋白飼料用板框壓濾的方式進(jìn)行分離，將濾渣進(jìn)行氣流干燥，物料溫度不超過(guò)65°C，菌體飼料蛋白水分 小于12%，將干燥后的菌體蛋白飼料進(jìn)行粉碎并過(guò)40目篩即得成品。
權(quán)利要求
1.一種基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是包括下列步驟 (1)以白酒糟為原料，經(jīng)過(guò)糟渣分離，基本培養(yǎng)基培養(yǎng)，再依次進(jìn)行一級(jí)水解、二級(jí)水解、同步連續(xù)糖化發(fā)酵，陰離子樹脂吸附、減壓濃縮、脫水、干燥得到丁二酸； (2)以步驟(I)生產(chǎn)丁二酸后產(chǎn)生的糟渣為原料，加入輔助碳源，調(diào)節(jié)pH為5.3 5. 9，接種白地霉液體菌種進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵培養(yǎng)，然后進(jìn)行分離、干燥、粉碎而得到菌體蛋白飼料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是步驟(I)中基本培養(yǎng)基的配料如下K2HPO4. 3Η201· 0-10. Og/L、CaCl2L 0-10. Og/L、NaH2PO4. 2Η201· 0-10. Og/L, NaAcO. 1-5. Og/L、MgCl2. 6Η201· 0-10. 0g/L，培養(yǎng)基 pH2_9。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是一級(jí)水解的酶用α-淀粉酶，其添加量為10_50U/g干酒糟，酶解溫度70_90°C，作用時(shí)間O.5-2. Oh0
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是二級(jí)水解采用下列組分的復(fù)合纖維素酶纖維素二糖酶I 10U/g干酒糟、木聚糖酶10 50U/g干酒糟、FPU纖維素酶I 20U/g干酒糟；二級(jí)水解溫度45 65°C，pH4. 0-6. 5，水解時(shí)間為0. 5 8h。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是步驟(I)中同步連續(xù)糖化發(fā)酵接入的菌株為琥珀酸放線桿菌，溫度35-45°C，培養(yǎng)時(shí)間24-72小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是步驟(1)中陰離子樹脂吸附是將白酒糟發(fā)酵結(jié)束后的發(fā)酵液，用板框壓濾得到發(fā)酵清液，調(diào)節(jié)pH為1-4，加入w/v發(fā)酵清液計(jì)0.2% -3.0%活性炭進(jìn)行脫色，用陰離子交換樹脂脫鹽。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是步驟(2)中加入輔助碳源是在脫水分離后的糟渣中添加相當(dāng)于干糟渣重量12%-17%的麥麩作為補(bǔ)充碳源；所述調(diào)PH是用1-2%的石灰粉調(diào)節(jié)糟渣的pH至5. 3-5. 9，同時(shí)添加相當(dāng)于干糟渣重量1% -I. 5%的尿素作為氮源，調(diào)節(jié)培養(yǎng)料的水分至含水率60% -70%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是步驟(2)所述接種白地霉液體菌種進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵培養(yǎng)，是接種白地霉液體菌種，接種量為相當(dāng)于干糟渣重量6% -10%，發(fā)酵溫度保持在29-33°C，發(fā)酵24-36小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，其特征是步驟(2)所述分離、干燥、粉碎，是將發(fā)酵后的菌體蛋白飼料用板框壓濾的方式進(jìn)行分離，濾渣進(jìn)行氣流干燥，物料溫度60 65°C，再將干燥后的菌體蛋白飼料進(jìn)行粉碎并過(guò)40目篩，包裝后即得成品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于生物技術(shù)的白酒糟綜合利用方法，以白酒糟為原料，經(jīng)過(guò)糟渣分離，基本培養(yǎng)基培養(yǎng)，再依次進(jìn)行一級(jí)水解、二級(jí)水解、同步連續(xù)糖化發(fā)酵，陰離子樹脂吸附、減壓濃縮、脫水、干燥得到丁二酸；以步驟(1)生產(chǎn)丁二酸后產(chǎn)生的糟渣為原料，加入輔助碳源，調(diào)節(jié)pH為5.3~5.9，接種白地霉液體菌種進(jìn)行固態(tài)好氧發(fā)酵培養(yǎng)，然后進(jìn)行分離、干燥、粉碎而得到菌體蛋白飼料。本發(fā)明利用工業(yè)廢棄物白酒糟為原料發(fā)酵生產(chǎn)丁二酸，用酒糟替代葡萄糖作為碳源，且發(fā)酵培養(yǎng)基中不需外加氮源，既緩解了化學(xué)合成丁二酸的石化資源緊張問(wèn)題，又防止酒糟污染環(huán)境，提升了酒糟的使用價(jià)值。
文檔編號(hào)A23K1/06GK102643872SQ20121009842
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者萬(wàn)建華, 曹軒承, 曹鏡明 申請(qǐng)人:江蘇谷硅新材料股份有限公司