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酒糟是酿酒工业的核心副产品,根据不同的酒种类和酿酒原料可得到不同种类的酒糟。按照酿酒的种类区分,酒糟可分为白酒糟、啤酒糟、黄酒糟。作为世界最大的白酒生产国,我国白酒糟年产量约达7000 万吨,这一规模与覆盖全国的白酒生产网络直接相关,其原料多采用高粱、小麦等谷物混合发酵工艺。啤酒糟则以大麦芽为核心原料,在麦汁制备、煮沸过滤等工序中产生,年产量约1000万吨。黄酒糟源于江南地区传统酿造工艺,以稻米、黍米为原料经酒曲糖化发酵形成,近年统计显示其年产量稳定在48万吨左右。
酒糟的主要成分
酒糟中含有粗蛋白、粗脂肪、粗纤维等营养成分,具有较高的营养价值。其中粗蛋白含量较高,这主要源于酿酒过程中营养物质的浓缩以及底物蛋白质的分解转化。研究显示,白酒糟、啤酒糟和黄酒糟均属于高蛋白饲料,其中白酒糟与啤酒糟的粗蛋白含量可达20%-28%,而黄酒糟粗蛋白含量约为10%-14%。受谷物外壳影响,酒糟粗纤维含量普遍维持在15%左右,但高纤维素特性既降低了其营养价值,也为饲料化应用带来挑战,通常需通过添加发酵菌剂进行纤维素降解。酒糟中粗脂肪含量较低,但能够提供满足动物生产所需的必要脂肪酸。
此外,酒糟还含有淀粉、粗灰分等营养物质,数据显示干白酒糟的淀粉含量为10%-13%,粗灰分含量介于3.9%-15.1%之间。由于酿酒过程本质是微生物代谢活动,酒糟中普遍存在微生物蛋白(即单细胞蛋白),这种高品质蛋白使其具备替代传统蛋白饲料的潜力,如黄酒糟中富含酵母菌、细菌及霉菌等微生物菌群。
当然,除了营养物质,酒糟也含有乙酸、乙醇、甲醛等对动物生长和健康不利的的物质,实验表明,添加1%氧化镁对酒糟中乙酸、乙醇、甲醛等物质具有拮抗作用,能防止动物饲料化利用时出现中毒现象。
此外,酒糟中还存在单宁和硅等抗营养因子,其中单宁会影响蛋白质吸收,硅会导致纤维不易降解,研究显示酱香型、浓香型高粱酒糟的抗营养因子含量显著高于玉米酒糟、啤酒糟及青稞酒糟。
酒糟综合利用
1、动物饲料化利用
① 直接饲喂。直接饲喂是动物饲料化利用最早采用的方式,但容易导致畜禽酸中毒等不良反应,并且由于未经过处理,酒糟中能被畜禽利用的营养物质含量低、适口性差。未经处理的酒糟还存在含水量高的特点,不易运输,而且易发酵腐败导致畜禽采食后中毒。如未经处理的鲜酒糟因 pH 值低且含大量挥发性脂肪酸,直接投喂易引发反刍动物酸中毒。研究显示,通过日粮配比调整,将酒糟占比控制在30%以内并搭配碳酸氢钠缓冲剂,可显著降低代谢紊乱风险。
② 干酒糟饲喂。干酒糟及其可溶物是由酒糟去除水分后所得,其组分被浓缩,营养物质浓度升高,饲用价值较鲜酒糟有较大提高,更容易运输和保存,不易腐败变质。干燥处理工艺通过热风或气流,可将鲜酒糟水分从65%降至12%以下,使粗蛋白含量浓缩至28%。相关研究表明,干酒糟大多用于饲喂反刍动物。酒糟干燥过程中会出现原料中的毒素残存、非酶棕色化反应导致干酒糟褐变程度加深和营养价值降低等问题,不过通过添加酶制剂、抗氧化剂、絮凝剂、脱霉剂等外源添加剂和采用发酵及氨纤维膨胀等加工技术可以解决此类问题。
③ 发酵酒糟饲喂。酒糟纤维素含量高,经微生物发酵后可提高酶活性,降低酒糟的纤维素含量,提高氨基酸和脂肪酸含量,增加酒糟作为动物饲料的适口性和营养价值,在生产实践中常用的微生物主要有乳酸菌、酵母菌、曲霉菌、芽孢杆菌,此外添加酶制剂也可提高酒糟品质。相关研究表明,发酵酒糟作为蛋白质饲料的替代品应用于动物生产中,在提高动物的生长性能、增强免疫力、促进健康的同时,一定程度上可解决蛋白质饲料昂贵和资源不足的问题,符合国家实施饲用豆粕减量替代行动的发展要求。
④ 酒糟与农作物秸秆混合青贮利用。秸秆粗纤维含量高,粗蛋白含量低,饲喂动物适口性差,青贮是秸秆用于动物生产的主要方式,将高水分的酒糟与农作物秸秆进行混合青贮,可以提高粗蛋白含量,降低粗纤维含量,实现营养互补,减少资源浪费。如建立酒糟-玉米秸秆-麸皮(6:3:1)三元混合体系,通过调节乳酸菌接种量和密封压实度,使青贮料 pH 值稳定在 4.0-4.2 区间,该技术可使饲料粗蛋白含量达11.2%,较传统青贮饲料提高42%,贮藏期延长至15个月,霉变率控制在3%以下。
2、提取活性物质与培养基质
酒糟存续了酿酒过程形成的多种活性有机组分。通过预处理、生物及物理化学方法可以从酒糟中提取与生产有机酸、蛋白质、多糖、醇类、酚类等活性物质,以及用酒糟培养食用菌。酶解协同超声波处理能突破结合蛋白的提取瓶颈,使蛋白得率提升40%以上。通过梯度分离工艺可同步获取β-葡聚糖和水溶性膳食纤维,其中β-葡聚糖纯度可达 92%。这些提取物已成功应用于保健食品开发,部分提取工艺实现工业化生产。
黄酒、米酒、米香型白酒在发酵过程中可产生β‐苯乙醇、辛酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、乙醛、月桂酸乙酯、乙缩醛及二甲基三硫等大量风味物质,这些物质对于米酒整体香气成分的构成具有重要影响,在酿造结束后也会有部分残留在酒糟中。因此还可以通过酒糟原料成分的直接提取或化学反应生产获得多种功能性产品,主要包括多酚、蛋白质、低聚糖、多肽、酯类等米酒糟中含量丰富的物质。此外,米酒糟营养成分丰富,不仅可以用作菌种培养基,而且通过添加菌种发酵可以生产生物材料和化工产品,例如制备微生物蛋白、细菌纤维素、抗氧化物、生物柴油等。
3、制备有机肥
酒糟来自于粮食谷物,含有酿酒后残留的有机组分和氮磷钾等营养元素,通过堆肥将其制备成有机肥用于作物种植。堆肥是酒糟单独或者与其他有机物料在微生物的作用下,经过高温好氧发酵作用,其中有机质分解转化形成腐殖质,有机氮等养分矿化成无机态,病原菌、虫卵等被杀灭,堆肥物料充分稳定化、腐熟化的过程。
施用有机肥能够提供作物生长必须的养分,提高土壤有机质含量,调节土壤性状与微生物群落。酒糟是一种良好的有机肥生产原料,通过使用菌剂、投加辅料、与其他物料混合堆肥、进行预处理等手段能够缩短堆肥时间、加快腐熟进程、提高有机肥的品质和功效。
4、制备功能材料
酒糟制备功能材料是近些年新兴的资源化技术。通过限氧碳化,可将酒糟制备成生物炭,同时通过预处理、活化、改性等方式可进一步制备成活性炭及碳基功能材料。碳基材料经济附加值高,在多个领域表现出较好效果,包括催化、污染物去除与固定、温室气体减排等。碳化工艺不仅处理速度快、节约占地面积,且反应条件稳定可控,同时经过碳化的有机物料得到彻底无害化、稳定化处理,减量化程度很高。另外碳化中生成的生物焦油和热解气可以回收再利用。
采用碳酸氢钾活化联合硝酸浸渍的酸改性工艺制备的生物炭,对水中六价铬的吸附效率可达95%以上。将酒糟与市政污泥复合制备的生物炭材料,对磷酸盐的去除率是传统材料的2.3倍。农业领域应用发现,酒糟生物炭不仅能改善土壤氮素有效性,其特殊孔隙结构更有利于微生物群落的多样性发展。对比实验显示,稻壳基酒糟生物炭对邻苯二甲酸二丁酯的吸附容量达到商业活性炭的 1.8 倍,在红缨子高粱种植中施用可减少 62%的养分流失,实现17%的增产效果。
参考资料:
[1]向清华,何娜,罗伟,等.酒糟利用研究进展[J].贵州畜牧兽医,2024,48(06):19-21.
[2]唐哲仁,高勇,师雄,等.白酒酒糟资源化利用技术研究进展[J].中国酿造,2024,43(08):13-19.
[3]陈玉琴,张钰霜,徐爽,等.米酒糟综合利用的研究进展[J].食品研究与开发,2024,45(24):202-208.
作者简介:
小泥沙,食品科技工作者,食品科学硕士,现就职于国内某大型药物研发公司,从事营养食品的开发与研究。
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