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啤酒糟综合利用研究现状

2015-04-29叶春苗王子丹

农业科技与装备 2015年3期
关键词:营养成分综合利用酶制剂

叶春苗 王子丹

摘要:概述啤酒糟的主要营养成分,论述其在食用菌栽培、酶制剂、食品工业、饲料工业中的研究进展及综合利用现状,旨在为啤酒糟的综合利用及相关研究提供技术参考。

关键词:啤酒糟;营养成分;食用菌;酶制剂;综合利用

中图分类号:TS261.9 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2015)03-0063-02

啤酒糟是啤酒工业的主要副产物,是以大麦为原料,经发酵提取子实中可溶性碳水化合物后的残渣。啤酒糟含水量比较高,不利于长途运输,因此,其加工利用受到极大地限制。除部分作为饲料外,大部分啤酒糟被倒掉,给环境保护带来压力。啤酒糟富含蛋白质、糖、维生素、矿物质等成分,是微生物良好的培养基。近年来,一些学者探索啤酒糟的再利用,并取得很大的成绩。现归纳啤酒糟综合利用方面的研究进展,旨在为有关企业和科研技术人员提供参考。

1 啤酒糟营养成分及食用菌栽培现状

1.1 啤酒糟的营养成分

谢幼梅等通过试验分析指出,啤酒糟的干物质成分含量为:粗蛋白25.13%、粗脂肪7.13%、纤维素13.81%、灰分3.64%、钙0.4%、磷0.57%;在氨基酸组成上,赖氨酸占0.95%、蛋氨酸占0.51%、胱氨酸占0.30%、精氨酸占1.52%、异亮氨酸占1.40%、亮氨酸占1.67%、苯丙氨酸占1.31%、酪氨酸占1.15%;另外,锰、铁、铜等微量元素含量丰富。

邓启华等对燕京啤酒厂的啤酒糟进行分析,结果显示:啤酒糟中含纤维素13.4%、中性洗涤纤维49.2%、半纤维素31.5%、纤维素14.7%。Prenticen等的分析结果显示:啤酒糟(干基)含蛋白质31%、戊聚糖19%、木质素16%、纤维素9%、脂肪9%、灰分4%、淀粉和葡聚糖12%。总的来看,啤酒糟中的各项营养成分指标均高于麦麸和米糠,营养价值可与谷物粮食相媲美。

1.2 食用菌生长营养条件

1.2.1 食用菌的营养类型 食用菌是异养微生物,自身不能合成养料,只能通过菌丝细胞从环境中摄取营养物质。根据自然状态下食用菌营养物质的来源,可将食用菌分为3种类型。

1) 腐生性食用菌。该菌能够分泌各种胞外酶和胞内酶,分解已经死亡的有机体,从中吸收养料。根据适宜分解的植物尸体和生活环境,腐生性食用菌可分为木腐型(木生型)、土生型和粪草生型3个生态类群。香菇、柱状田头菇、草菇等都属于腐生性食用菌。

2) 寄生性食用菌。该菌寄生在活的有机体上,从寄主细胞中吸收营养而生长发育。

3) 共生性食用菌。该菌能与高等植物、昆虫、原生动物或其他菌类相互依存、互利共生。松口蘑、美味牛肝菌等菌根菌,以及银耳,香灰菌丝都属于此类。

1.2.2 食用菌生长需要的营养物质 碳素、氮素、矿物元素和生长素是食用菌生长必需的营养物质。木材、木屑等富含纤维素、半纤维素、木质素,是食用菌需要的碳素营养物质;麦麸、米糠、豆饼粉、玉米粉、尿素等含有丰富的氮素,是食用菌需要的重要营养素。食用菌还需要磷、钙、镁、钾、锌、钼等矿物元素。另外,食用菌在生长发育过程中还需要一定量的生长素,如维生素B1、B2、B6等。这些生长素在马铃薯、米糠等物质中含量较高。

1.3 啤酒糟栽培食用菌的研究进展

1.3.1 啤酒糟栽培双孢菇 朱斌等以啤酒糟为栽培原料,研究灭菌过程及不同配方对双孢菇菌丝生长、子实体性状及产量的影响。结果表明:装袋灭菌法可降低栽培的染菌率;配方中加入啤酒糟可以提高菌丝生长速度;啤酒糟与牛粪、玉米芯共同栽培双孢菇,子实体性状较好且产量最高。

1.3.2 啤酒糟栽培金针菇 邵伟熊等利用啤酒糟栽培金针菇。结果表明,啤酒糟可以完全代替棉子壳、木屑等栽培原料。利用啤酒糟栽培金针菇,既可以降低生产成本,又可以减少对环境的污染。

1.3.3 啤酒糟栽培平菇 谭永忠等设计5个以啤酒糟为主料的栽培料配方,采用熟料袋栽法进行平菇栽培试验,筛选得到最佳栽培料配方:啤酒糟40%、棉子壳45%、木屑5%、玉米粉4%、石灰粉3%、石膏粉1%、过磷酸钙1%。该配方生物转化率达99%,投入产出比为1.00‥3.39。夏艳云利用啤酒糟栽培平菇发现,啤酒糟50%、棉子壳20%、杂木屑20%、麦麸5%的主料配比,生物转化率最高。

2 啤酒糟在酶制剂方面的应用

以啤酒糟为主要原料,通过微生物发酵得到粗酶制品,可以提高经济效益和环境效益。

李雄研究不同营养条件和培养条件对黑曲霉固态发酵啤酒糟产生纤维素酶、酸性蛋白酶和木聚糖酶的影响,以及纤维素酶、酸性蛋白酶和木聚糖酶的酶学性质,并对复合酶在3种常见畜禽日粮类型中的应用进行初步研究。通过三角瓶培养,研究不同营养条件和培养条件对黑曲霉h-1产酶的影响。试验结果表明:改变碳、氮源或者添加一定量的无机盐,都可以影响黑曲霉h-1产酶;发酵时间、培养基料水比、装料量对黑曲霉h-1产酶也存在影响。曾莹等以黑曲霉An54-2-1为菌种,经过固态发酵制备木聚糖酶的浸提工艺和盐析工艺,并对提取的木聚糖酶进行部分酶学特性研究。

3 啤酒糟在食品工业中的应用

张徐兰等初步研究MP1104在啤酒糟生产GABA的发酵条件过程中,得出最佳发酵条件:装瓶量35 g、发酵温度26 ℃、发酵周期8.08 d,预测的GABA最佳条件下产量为0.174 3 mg/g。李娜等通过醇一碱法进行蛋白质提取研究,对影响蛋白质提取的因素如醇碱比选择、提取温度、提取时间、料液比进行正交试验,获得的最大提取量条件为:醇碱比1∶2作为提取剂,提取温度30 ℃,提取时间为70 min,提取料液比为1∶30。啤酒糟中含有大量的膳食纤维,是很好的天然膳食纤维源,添加在焙烤制品中可产生良好的褐变效应。王异静等采用正交设计,得到碱法和酶法提取啤酒糟中水溶性膳食纤维的最佳工艺。

4 啤酒糟在饲料工业中的应用

吕建良等报道以啤酒糟为主要原料,适量添加废酵母、碎麦、麦根等富含营养的啤酒副产品,经脱水干燥制成颗粒饲料,可以达到一举两得的效果。郭建华等报道用糖糟和啤酒糟发酵制作饲料。以啤酒糟为原料发酵生产单细胞蛋白,既缓解蛋白质资源的紧缺,又极大地增加了啤酒糟的附加值。

5 结论与展望

综上所述,啤酒糟在食用菌栽培、酶制剂、食品工业、饲料工业中的应用前景十分广阔。综合利用啤酒糟,不仅可以减少啤酒厂的废物排放压力,而且可提高酒厂的经济效益。需要指出的是,以上应用还只局限于研究阶段,若想实现大规模生产,还需对工艺参数做进一步优化。

参考文献

[1] 谢幼梅,刘玉民,等.啤酒糟颗粒饲喂鲁西黄牛生长牛试验报告[J].山东畜牧兽医,1995(3):1-3.

[2] 邓启华,傅力,王德良,等.啤酒糟预处理技术[J].食品与发酵工业,2010,36(4):116-121.

[3] 朱斌,颜延宁.啤酒发酵牛粪栽培双孢菇的研究[J].食用菌,2010(9):199-200.

[4] 邵伟熊,泽周媛.酒糟料栽培金针菇初探[J].食用菌,2000(4):25.

[5] 谭永忠,陈今朝.啤酒糟栽培平菇配方研究[J].中国食用菌,2010,31(6):26-27.

[6] 梁向忠,占文辉.啤酒糟栽培金针菇技术[J].食用菌,1996(4):25-26.

[7] 夏艳云.啤酒糟栽培平菇技术[J].食用菌,1999(4):22.

Abstract: The article provides the overview of main nutrition components of brewery mash, expounds the research development and comprehensive utilization status in edible mushroom culture, zymin, food industry and feeding industry, in order to provide a technical reference for comprehensive utilization of brewery mash and relative research.

Key words: brewery mash; nutrition components; edible mushroom; zymin; comprehensive utilization

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