專利名稱：基于酒糟制備腐植酸的方法及其應(yīng)用的制作方法
基于酒糟制備腐植酸的方法及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于發(fā)酵領(lǐng)域，特別涉及酒糟的再利用方法。
背景技術(shù)：
本發(fā)明所指腐植酸，為生物腐植酸，是由作物或木屑及一些輔助原料合理搭配，在不同溫度和濕度條件下，由不同的微生物種群發(fā)酵、轉(zhuǎn)化，經(jīng)萃取和濃縮，再絡(luò)合微量元素等形成的生物化學(xué)產(chǎn)品。腐植酸作為飼料添加劑應(yīng)用方面，礦源腐植酸用作飼料添加劑和畜禽醫(yī)療已有多年歷史，它具有消炎、止血、收斂、調(diào)節(jié)腸道功能、提高免疫力的功能，對多種疾病有防治作用。據(jù)試驗分析，礦源腐植酸分子量大，生物活性物質(zhì)少，營養(yǎng)成分低，不適宜做生物飼料培養(yǎng)基質(zhì)。利用微生物發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)飼料酵母蛋白和生物腐植酸復(fù)合物，既可用于畜禽水產(chǎn)飼料添加劑，也可采用不同配料比生產(chǎn)多種畜禽、水產(chǎn)用生物飼料，我們將這一技術(shù)獲得的產(chǎn)物，定義為腐植酸基生物飼料。
有研究報道，在豬飼料中添加天然腐植酸養(yǎng)豬，有如下作用:腐植酸可調(diào)整體內(nèi)的鹽分和堿，中和糠醛。降低青綠飼料中的有害物質(zhì)，防止腹瀉，增強體質(zhì)，提高抗病力，降低死亡率。減輕排泄物的臭 味，對防止公害有利。能促進(jìn)豬的消化功能，促進(jìn)新陳代謝，提高飼料利用率；提高豬日增重，促進(jìn)發(fā)育，縮短育肥期。促進(jìn)消化酶的生命力，有效的分解營養(yǎng)物質(zhì)，游離出芳香烴，從而提高適口性，增進(jìn)食欲。消除應(yīng)激影響，不出現(xiàn)咬尾和狂暴狀態(tài)。
關(guān)于腐植酸制備飼料的報道很多，但是，基于食品生產(chǎn)廢棄物制備腐植酸，特別是用酒渣制備腐植酸的報道相對較少。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種酒糟的再利用方法，該方法為制備生物腐植酸提供了很好的解決思路。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
基于酒糟制備腐植酸的方法，具體包括以下步驟:
A酒糟的預(yù)處理
將酒糟烘干后，粉碎為粒徑不小于20目的粉末，加入相當(dāng)于所述干燥后的酒糟體積0.5-2倍的水介質(zhì)充分浸泡，并進(jìn)行蒸汽爆破預(yù)處理，得蒸汽爆破預(yù)處理料；所述蒸汽爆破預(yù)處理的壓力不低于1.0MPa，蒸汽爆破預(yù)處理時間不低于2分鐘；
B酶處理
將所述蒸汽爆破預(yù)處理料用纖維素酶和半纖維素酶酶解處理，得酶解產(chǎn)物，將所述酶解產(chǎn)物作固體培養(yǎng)基；所述纖維素酶為葡聚糖內(nèi)切酶、葡聚糖外切酶和纖維二糖酶和β -葡萄糖苷酶中任一種或多種，所述半纖維素酶為木聚糖酶和甘露聚糖酶中任一種或兩種，所述纖維素酶和/或半纖維素酶的質(zhì)量相當(dāng)于所述蒸汽爆破預(yù)處理料的5-10%。；
C 發(fā)酵
按數(shù)量計將米酒酵母、枯草芽孢桿菌、植物乳酸桿菌按4-6: 2-3: 8-12的比混合，得混合菌，將混合菌以按3-5%的接種量接種至步驟B所得酶解產(chǎn)物中，在38-42°C條件下發(fā)酵80-120小時，得發(fā)酵產(chǎn)物；所述發(fā)酵產(chǎn)物中含有腐植酸。
進(jìn)一步，所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，在步驟C所得發(fā)酵產(chǎn)物中加入相當(dāng)于所述發(fā)酵產(chǎn)物3-6倍體積的水介質(zhì)，并調(diào)節(jié)pH值至8-13，攪拌8-18小時后，進(jìn)行固液分離，保留液體，制成相當(dāng)于所述水介質(zhì)0.3-0.5倍體積的濃縮液，所述濃縮液中富含腐植酸。
進(jìn)一步，所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，步驟A中，所述蒸汽爆破預(yù)處理的壓力為1.5MPa，蒸汽爆破預(yù)處理時間為8分鐘，所述酒糟具體為大麥、豌豆、高粱、大米、糯米、小麥和玉米為原料，通過白酒固體發(fā)酵工藝及蒸餾白酒后的剩余渣子。
進(jìn)一步，所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，步驟C中，所述混合菌種中，米酒酵母、枯草芽孢桿菌、植物乳酸桿菌的數(shù)量比為5: 3: 10。
進(jìn)一步，所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，步驟C中，所述的發(fā)酵時間為110小時。
進(jìn)一步，所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，在所得發(fā)酵產(chǎn)物中加入相當(dāng)于所述發(fā)酵產(chǎn)物3倍體積的0.1M的碳酸氫鈉緩沖液浸泡2小時，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至13，攪拌12小時。
所述的方法制備的腐植酸原料。
本發(fā)明的目的之二在于提供上述腐植酸原料的應(yīng)用，該應(yīng)用為制備動物飼料和綠色飼養(yǎng)提供了解決方案。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
所述的腐植酸原料在制備飼料原料中的應(yīng)用。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明涉及酒渣的再利用工藝，綠色環(huán)保，無二次污染；通過對蒸汽爆破條件的優(yōu)化，適用于各類糧食釀酒工藝的剩余物的再利用，其處理效率高；應(yīng)用優(yōu)良的益生菌菌株以及酶工程/發(fā)酵工程核心技術(shù)，以白酒丟糟為處理原料，開發(fā)一條以復(fù)合酶-益生菌生物轉(zhuǎn)化為主、物理和化學(xué)處理為輔的創(chuàng)新技術(shù)路線，明顯提高白酒丟糟附加值，變費為寶，使白酒生產(chǎn)達(dá)到零排放，進(jìn)入循環(huán)經(jīng)濟軌道。
更多的有益效果，詳見具體實施方式
。
具體實施方式
實施例中，纖維素含量的檢測方式為范氏纖維素含量檢測方法。
一纖維素含量:
I原理:用沸騰的質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為80%硝酸鈣溶液使淀粉溶解，同時將干擾測定半纖維素的溶于水的其它碳水化合物除掉。將沉淀用蒸餾水沖洗以后，用較高濃度的鹽酸，大大縮短半纖維素的水解時間，水解得到的糖溶液，稀釋到一定體積，用氫氧化鈉溶液中和，其中的總糖量用銅碘法測定。
2纖維素含量的測定所需溶液`
(I)質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為80%硝酸鈣溶液(2)2mol/l鹽酸(3)酚酞指示劑(4)2mol/I氫氧化鈉溶液(5)堿性銅試劑(配置方法:稱取無水Na2C0340g,溶于IOOml蒸懼水中，溶后加酒石酸7.5g若不易溶解可稍加熱，冷卻后移入IOOOml的容量瓶中。另取純結(jié)晶CuS044.5g溶200ml蒸餾水中，溶后再將此溶液傾入上述容量瓶內(nèi)，加蒸餾水至IOOOml刻度，放置備用)(6)草酸-硫酸混合液(7)質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)為0.5%的淀粉溶液(8)0.lmol/L硫代硫酸鈉溶液。
3實驗步驟(3個平行)
I)稱取自然風(fēng)干的生物質(zhì)粉末0.1-0.2g，數(shù)值為η ;2)裝入IOml離心管中，加入10mL80 %的硝酸鈣溶液，蓋好加熱至沸騰，在慢慢沸騰的情況下加熱5min ；3)分步離心，分別用IOmL熱水洗滌沉淀3次，之后 加5mL丙酮再洗3次；4)在沉淀中加入10mL2mol/l的鹽酸，攪勻，沸水浴中不停攪拌情況下微沸45min ；5)離心,殘洛分別用IOmL蒸懼水沖洗三次，沖洗后的水溶液合并在離心液中；6)加入I滴酚酞，用2mol/l氫氧化鈉溶液中和到顯橙紅色；7)轉(zhuǎn)入IOOmL的容量瓶，稀釋到刻度；8)用干燥濾紙過濾到干燥燒杯中；9)移液管吸取IOmL濾液裝入大試管中,加入IOmL堿性銅試劑,蓋好在沸水中煮15min ；10)冷卻,加入5mL草酸-硫酸混合液(加酸混合的時候必須在不斷攪拌的情況下加入)，再加入0.5mL0.5%淀粉，用0.lmol/1硫代硫酸鈉溶液滴定至藍(lán)色消失,用去b mL ；11)取IOmL堿性銅試劑，加5mL草酸-硫酸混合液，再加IOmL濾液，加入0.5mL0.5 %的淀粉，0.0lN硫代硫酸鈉溶液滴定至藍(lán)色消失，用去a mL；12)纖維素的百分含量為=0.9X 100X [248-(a_b) ] (a_b)/(IOOOXn)。
二腐植酸的測定方法
I 原理
用焦磷酸鈉堿液或氫氧化鈉溶液從樣品中抽提腐植酸；再在強酸性溶液中，用重鉻酸鉀將腐值酸中的碳氧化成二氧化碳，根據(jù)重鉻酸鉀消耗量和腐植酸含碳比.計算腐植酸的產(chǎn)率。
2 試劑
I)焦磷酸鈉堿抽提液:稱取15g化學(xué)純焦磷酸鈉(Na4P2O7.IOH2O) (HG3-1288)和7g化學(xué)純氫氧化鈉(GB/T629)，溶解到IL蒸餾水中，密閉保存。2)氫氧化鈉抽提液1%:稱取IOg化學(xué)純氫氧化鈉，溶解到IL蒸餾水中，密閉保存。3)重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液c(l/6K2Cr207)=0.lmol/L:將優(yōu)級純重鉻酸鉀(GB/T642)在130C下干燥3h，置于干燥器中冷卻，然后準(zhǔn)確稱取4.9036g放入燒杯中，加入蒸餾水溶解，再轉(zhuǎn)入IOOOmL容量瓶中，用蒸餾水稀釋到刻度，搖勻。4)重鉻酸鉀溶液c(l/6K2Cr207) = 0.4mol/L:稱取20g重鉻酸鉀溶于少量水中，將溶液轉(zhuǎn)入IOOOml容量瓶中，用蒸餾水稀釋到刻度，搖勻。5)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液c [FeSO4 (NH4)2SO4] = 0.lmol/L。6)鄰菲羅啉指示劑:稱取 1.5g 鄰菲羅啉(GB/T1293)及 Ig硫酸亞鐵銨或0.7g硫酸亞鐵(GB/T664)溶于IOOml蒸餾水中，用棕色瓶保存。7) 二苯胺指示劑(GB/T681):稱取0.5g 二苯胺溶于20ml蒸餾水中，加入IOOml濃硫酸。8)硫酸(GB/T625):化學(xué)純，95%。
4測定步驟
I)樣品中總腐植酸的測定
稱取樣品0.2g于250ml三角瓶中，加入焦磷酸鈉堿抽提液100ml，在三角瓶口蓋一小漏斗，置于(100±l)°c的水浴中(溫度達(dá)不到時，加適量甘油調(diào)節(jié))，加熱抽提2小時。
取出三角瓶，冷卻到室溫，將抽提液及殘渣全部轉(zhuǎn)入200ml容量瓶中，用蒸餾水稀釋到刻度，搖勻。用中速定性濾紙干過濾，棄去最初的約IOml溶液，隨后濾出50-100ml濾液，供測定用。
準(zhǔn)確吸取濾液5ml于250ml三角瓶中，用移液管準(zhǔn)確加入5ml0.4mol/L重鉻酸鉀溶液和15ml濃硫酸，于(100 ± I) 1:水浴中加熱氧化30min，取下冷到室溫，用蒸餾水稀釋到IOOml左右，冷卻后加3滴鄰菲羅啉指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至磚紅色。另外準(zhǔn)確吸取2份0.4mol/L重鉻酸鉀，每份5ml，各加5ml焦磷酸鈉堿抽提液和15ml濃硫酸，按本條的規(guī)定氧化和滴定，測定空白值。
2)樣品中游離腐植酸的測定
除用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %氫氧化鈉溶液代替焦磷酸鈉堿液進(jìn)行抽提外，其余參照上述步驟。
4.5測定結(jié)果按下述公示計算: [
權(quán)利要求
1.基于酒糟制備腐植酸的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: A酒糟的預(yù)處理 將酒糟烘干后，粉碎為粒徑不小于20目的粉末，加入相當(dāng)于所述干燥后的酒糟體積0.5-2倍的水介質(zhì)充分浸泡，并進(jìn)行蒸汽爆破預(yù)處理，得蒸汽爆破預(yù)處理料；所述蒸汽爆破預(yù)處理的壓力不低于1.0MPa，蒸汽爆破預(yù)處理時間不低于2分鐘； B酶處理 將所述蒸汽爆破預(yù)處理料用纖維素酶、半纖維素酶酶解處理，得酶解產(chǎn)物，將所述酶解產(chǎn)物作固體培養(yǎng)基；所述纖維素酶為葡聚糖內(nèi)切酶、葡聚糖外切酶和纖維二糖酶和β-葡萄糖苷酶中任一種或多種，所述半纖維素酶為木聚糖酶和甘露聚糖酶中任一種或兩種，所述纖維素酶和/或半纖維素酶的質(zhì)量相當(dāng)于所述蒸汽爆破預(yù)處理料的5-10%。； C發(fā)酵 按數(shù)量計，將米酒酵母、枯草芽孢桿菌、植物乳酸桿菌按4-6: 2-3: 8-12的比混合，得混合菌，將混合菌按3-5%的接種量，接種至步驟B所得酶解產(chǎn)物中，在38-42°C條件下發(fā)酵80-120小時，得發(fā)酵產(chǎn)物；所述發(fā)酵產(chǎn)物中含有腐植酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，其特征在于:在步驟C所得發(fā)酵產(chǎn)物中，加入相當(dāng)于所述發(fā)酵產(chǎn)物體積3-6倍的水介質(zhì)，并調(diào)節(jié)pH值至8-13，攪拌8-18小時后，進(jìn)行固液分離，保留液體，制成相當(dāng)于所述水介質(zhì)0.3-0.5倍體積的濃縮液，所述濃縮液中富含腐植酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，其特征在于:步驟A中，所述蒸汽爆破預(yù)處理的壓力為1.5MPa，蒸汽爆破預(yù)處理時間為8分鐘，所述酒糟具體為大麥、豌豆、高粱、大米、糯米、小麥和玉米為原料，通過白酒固體發(fā)酵工藝及蒸餾白酒后的剩余渣子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，其特征在于:步驟C中，所述混合菌種中，米酒酵母、枯草芽孢桿菌、植物乳酸桿菌的數(shù)量比為5: 3: 10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，其特征在于:步驟C中，所述的發(fā)酵時間為110小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于酒糟制備腐植酸的方法，其特征在于:在所得發(fā)酵產(chǎn)物中加入相當(dāng)于所述發(fā)酵產(chǎn)物3倍體積的0.1M的碳酸氫鈉緩沖液浸泡2小時，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值至13，攪拌12小時 。
7.權(quán)利要求1-6任一項所述的方法制備的腐植酸原料。
8.權(quán)利要求7所述的腐植酸原料在制備飼料原料中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明屬于發(fā)酵領(lǐng)域，特別涉及酒糟的再利用方法，具體為將酒渣經(jīng)蒸汽爆破，并通過酶解處理所得的產(chǎn)品做為固體培養(yǎng)基，按數(shù)量計，將米酒酵母、枯草芽孢桿菌、植物乳酸桿菌以4-6∶2-3∶8-12的比混合，得混合菌，將混合菌以按3-5％的接種量接種至步驟B所得酶解產(chǎn)物中，在38-42℃條件下發(fā)酵80-120小時，得發(fā)酵產(chǎn)物；所述發(fā)酵產(chǎn)物中含有腐植酸；本發(fā)明通過對蒸汽爆破條件的優(yōu)化，應(yīng)用優(yōu)良的益生菌菌株混菌配比，以及酶工程/發(fā)酵工程核心技術(shù)，以酒渣為處理原料，開發(fā)一條以復(fù)合酶-益生菌生物轉(zhuǎn)化為主、物理和化學(xué)處理為輔的創(chuàng)新技術(shù)路線，明顯提高白酒丟糟的附加值，變費為寶，使白酒生產(chǎn)達(dá)到零排放，進(jìn)入循環(huán)經(jīng)濟軌道。
文檔編號C12P39/00GK103146796SQ20131004378
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者陳丙波, 吳力克, 稅朝毅, 張娟, 張維, 劉洋 申請人:重慶百奧帝克微生態(tài)科技有限公司