一種機(jī)械預(yù)處理結(jié)合固態(tài)發(fā)酵提高啤酒糟生物利用度的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種機(jī)械預(yù)處理結(jié)合固態(tài)發(fā)酵提高啤酒糟生物利用度的方法，通過機(jī)械方法處理啤酒糟粒徑至微米級別，有效打開細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)后，通過生物酶處理，降低啤酒糟中粗纖維含量，提高蛋白利用率。磨球與啤酒糟的比例為10:1，球磨時間為6min，對磨碎后的啤酒糟添加半纖維素酶200U/g、纖維素酶20U/g和蛋白酶200U/g，接種4%的啤酒酵母和2%的戊糖片球菌發(fā)酵48h，最后60℃干燥、粉碎成成品，通過微生物進(jìn)行酶解產(chǎn)物的代謝、轉(zhuǎn)化成有益物質(zhì)，提高啤酒糟的生物利用度，有效提高利用價值，為提高啤酒糟的附加值提供了一種切實(shí)可行的方法。
【專利說明】一種機(jī)械預(yù)處理結(jié)合固態(tài)發(fā)酵提高啤酒糟生物利用度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(jī)械預(yù)處理結(jié)合固態(tài)發(fā)酵提高啤酒糟生物利用度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]啤酒糟是啤酒生產(chǎn)過程中產(chǎn)量最大的副產(chǎn)品，是麥芽經(jīng)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(zhì)素和蛋白質(zhì)。雖然啤酒糟產(chǎn)量豐富，但現(xiàn)階段尚未實(shí)現(xiàn)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(dāng)廢棄物排放，不但浪費(fèi)了蛋白質(zhì)資源，還對環(huán)境帶來了嚴(yán)重的影響。
[0003]和優(yōu)質(zhì)蛋白飼料魚粉、豆柏相比，啤酒糟的蛋白含量低、蛋白質(zhì)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?fàn)I養(yǎng)因子，如纖維素和半纖維素，影響動物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用。為了提高啤酒糟的附加值，研究人員進(jìn)行了大量的探索，如以啤酒糟發(fā)酵制備酶制劑，添加微生態(tài)制劑制備發(fā)酵飼料，液態(tài)酶解提取制備蛋白質(zhì)或多肽。然而，由于啤酒糟結(jié)構(gòu)復(fù)雜，纖維素和木質(zhì)素之間的互相交聯(lián)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(dǎo)致酶的活力受到抑制，對啤酒糟的生物利用存在負(fù)面影響，生物利用度低，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，且存在市場容量等限制因素尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種機(jī)械預(yù)處理結(jié)合固態(tài)發(fā)酵提高啤酒糟生物利用度的方法。啤酒糟的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，為了使啤酒糟更易被酶解，本發(fā)明通過機(jī)械方法對啤酒糟進(jìn)行前處理，降低啤酒糟粒`徑，打破啤酒糟結(jié)構(gòu)屏障，提高酶的酶解效率和微生物代謝、轉(zhuǎn)化效率，從而提高啤酒糟生物利用度的方法。
[0005]所述機(jī)械方法為球磨，控制啤酒糟粉碎度在300目以上。
[0006]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(jī)械處理過程溫度。溫度為度40-50°C為宜，優(yōu)選50°C。
[0007]由于酒糟的纖維素和半纖維素含量高，在機(jī)械處理過程中極易發(fā)生纖維束卷曲，產(chǎn)生熱量，局部過熱導(dǎo)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°C。
[0008]本發(fā)明所采用的詳細(xì)技術(shù)方案為:
[0009](I)將啤酒糟進(jìn)行球磨，磨球與啤酒糟的比例約為10:1~5:1，球磨時間約6~IOmin,球磨處理過程采用水冷控制溫度40-50°C，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；
[0010](2)取球磨處理至300目以上的啤酒糟，加入I~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(tài)發(fā)酵48h，60 V干燥，粉碎后得到高生物利用度的啤酒糟蛋白。
【具體實(shí)施方式】
[0011]稱取干燥后的啤酒糟50g，采用錘式粉碎機(jī)進(jìn)行預(yù)粉碎，然后加入500g磨球，采用行星式球磨機(jī)處理6min，控制研磨維度為40-50°C之間，得到球磨后的啤酒糟。采用MICR0TRAC激光粒度分析儀測定粒徑分布，95%的粒徑小于10 μ m。采用硫酸-氫氧化鉀法測定粗纖維含量，含量為9.8%，未經(jīng)球磨的啤酒糟粗纖維含量為17.8%。球磨后啤酒糟的蛋白質(zhì)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%。
[0012]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(fā)酵48h，60°C干燥，粉碎后產(chǎn)品。采用硫酸-氫氧化鉀法測定粗纖維含量為2.2%，蛋白質(zhì)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(shù)量達(dá)到109CFU/g。酒糟的抗?fàn)I養(yǎng)因子(粗纖維)含量大大降低，有益物質(zhì)含量得到明顯提高，同時富含有益功能微生物，產(chǎn)品的生物利用度得到有效提高。
[0013]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(fā)明的保護(hù)范圍，采用同種 的其它菌株均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效果。
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)械預(yù)處理結(jié)合固態(tài)發(fā)酵提高啤酒糟生物利用度的方法，其特征在于通過機(jī)械方法處理啤酒糟粒徑至微米級別，有效打開細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)后，通過生物酶處理，降低啤酒糟中粗纖維含量，提高蛋白利用率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述機(jī)械方法為球磨，控制啤酒糟粉碎度在300目以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于球磨方法為:磨球與啤酒糟的質(zhì)量比例為10:1，球磨時間為6min，控制機(jī)械處理過程溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述溫度40-50°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述溫度50°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的的，其特征在于采用磨球處理啤酒糟，球磨粉碎過的啤酒糟，加入相同質(zhì)量的水，添加半纖維素酶150-200U/g、纖維素酶12-25U/g和蛋白酶200-300U/g，接種4%的啤酒酵母和2%的戊糖片球菌發(fā)酵48h，60°C干燥，粉碎后得到高生物利用度的啤酒糟蛋白。`
【文檔編號】C12P21/06GK103589771SQ201310563030
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】蔡國林, 陸健, 張麟 申請人:江南大學(xué)