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国外利用生物技术对麦糟进行高值化开发利用的新进展

2022-06-22张德勇郑志航许晓路

中国粮油学报 2022年4期
关键词:木糖醇水解酵母

张德勇, 郑志航, 许晓路

(浙江树人大学生物与环境工程学院1,杭州 310015)(宁波大学体育学院2,宁波 315211)

酿酒行业普遍使用大麦作为原料,因此会持续产生大量以大麦渣为主要成分的固体废物——麦糟,例如欧洲每年产生3 400~3 500万t麦糟(一般每生产1 t啤酒,会产生0.8~1 t麦糟)。而且麦糟是酿酒工艺中最大的副产物,约占总副产物重量的85%。因此,解决了麦糟的综合利用问题就基本相当于解决了整个产业的废弃物问题。欧盟早在1999年就立法通过了相关法令提出要减少垃圾填埋场处理的有机废物占比。各国近年来也都越发重视工业废物的资源化利用。对于麦糟,许多国家传统的处理方式是堆肥和用于动物饲料。不过,由于麦糟含有丰富的营养物质,具有增值化潜力。近年来,国外也一直在积极探索开拓麦糟的新的高附加值的利用方式(图1)。例如利用其丰富的纤维素开发基于膳食纤维的功能性食品;还可以作为微生物发酵的原料,用于培养有营养价值的微生物;或者转化制备出酶、乙醇、木糖醇、蛋白质、乳酸、柠檬酸、抗氧化剂等产品等;还可以直接作为吸附剂用来去除或固定废水中的各种有机污染物、作为基质用于固定酵母细胞,制备发酵剂等。

图1 当前国外对麦糟综合利用的主要方式

由于麦糟在动物饲料、人类功能食品等方面的应用众所周知,不再赘述。本文主要综述国外对麦糟的高值化利用情况,重点关注微生物产品领域近五年内的新报道。其中有些思路虽然早已被提出,但在实际应用中尚面临大量具体问题,所以近年来仍有不少学者在此领域精耕细作。及时了解国外的新动向,无疑对国内相关行业有重要的借鉴意义。

1 简单处理后提取有营养健康价值的物质

1.1 麦糟的主要成分

国外学者对当地麦糟的分析显示,其富含半纤维素、木聚糖、阿拉伯糖等,主要成分构成见表1[1]。因此,通过简单的预处理后,即可以从麦糟中直接提取低聚糖、氨基酸、脂类、多酚等有营养健康价值的成分。另外还可以通过微生物的转化作用,进一步增加这些活性物质的产量。

表1 麦糟中的主要有机成分含量

1.2 抗氧化物质

酒糟中含量较多的抗氧化多酚有阿魏酸(FA)和对香豆酸(p-CA),前者在麦糟中的含量为35~490 mg/100 g干基,后者则为6.7~180 mg/100 g干基[2]。阿魏酸有抗氧化、抗衰老功能,还可以作为食品的防腐剂,应用广泛,属研究热点。近年的相关研究主要围绕提取工艺方面的优化,酚类提取主要用微波辅助萃取法(MAE)和碱水解法(1~4 mol/L NaOH)。使用1 mol/L NaOH提取到的阿魏酸浓度为(27.31±0.69) g/mL,酚酸为(0.732±0.020) mg/mL。提取酚类的其他方法还有酸水解、酶水解、超声波萃取、液-液萃取或固液萃取、水浴萃取溶、超临界CO2-乙醇萃取(40 ℃、240 min、35 MPa CO2压力、60%乙醇)[2]。其中酸水解法效率低、成本高,微波辅助萃取(MAE)则是一种高效快捷的新技术,很有前景。溶剂是决定酚类提取效果最重要的因素之一。Meneses等[3]使用60%丙酮时提取到的产量为0.41 mg/g干物质,而改用乙酸乙酯时产量则为2.14 mg/g,提取率提高了4.6倍。另外,使用丙酮提取时,得到的黄酮含量在0.51~2.12 mg/g。

不同颜色的麦糟(取决于麦芽的品种及酿酒工艺)也有差异。如Guido等[4]的研究显示,使用酸化甲醇(HCl/甲醇/水1∶80∶10)作为溶剂分别从浅色麦糟和深色麦糟中提取酚类,得到的产量分别为(1.26±0.10)、(4.53±0.16) mg/g干物质,即深色的产量更高。

提取次数也影响产量,如Vellingiri等[5]用80%乙醇首次提取得到多酚产量167.07 mg/L,但用同样的溶剂再提取1次,又得到了66.75 mg/L的产量。

选择提取剂时还需要考虑对人类的安全问题,如甲醇提取效果不错,但难应用于食品、药品领域。麦糟的多酚含量(28~51 mg/g)虽比一般的浆果低,但比常见的蔬菜高,例如洋葱2.5 mg/g、土豆皮4.3 mg/g、西红柿2.0 mg/g,因此仍有开发价值。

除了直接提取,还可以通过微生物发酵转化出更多抗氧化物质。例如Gupta等[6]用麦糟为原料,开发了一种基于植物乳酸杆菌发酵的液体保健品,具有显著的抗氧化能力,冷藏保存期为15 d。在最佳条件下,乳酸产量为2.95 g/L,同时释放135 mg/mL的类黄酮化合物。

1.3 益生低聚糖

低聚木糖(XOS)和阿拉伯糖基低聚糖(AXOS)被认为是益生元,能选择性地促进某些肠道有益菌的生长,还有利于预防糖尿病、神经毒性、结肠炎、便秘,利于解毒、减肥等。麦糟中含16.5%半纤维素,主要由木聚糖(10.3%)、阿拉伯多糖(5.1%)和乙酰基(1.1%)构成,故可以作为生产XOS和AXOS的原料。Sajib等[7]研究使用各种木聚糖酶对麦糟中的糖类进行酶解,通过其中的阿拉伯木聚糖的酶解,可以制备出长度适宜的AXOS。Amorim等[8]也将麦糟用于发酵生产AXOS和XOS。用枯草杆菌一步发酵法生产AXOS,最大产量54.2 mg/g;用里氏木霉(Trichodermareesei)一步发酵法生产XOS,在最优条件下收率为38.3 mg/g。食品领域还有将益生产品搭配使用的发展趋势,如益生菌和益生元低聚糖联合使用,对健康有多种益处,其中不易消化的低聚糖还能改善食品风味。

1.4 脂类

麦糟作为提取脂类的原料也有很好的前景,从这一角度说,麦糟将来在食品工业领域或许会大有可为。Del Río等[9]研究显示,麦糟中含有的脂类主要是甘油三酯(占总提取物的67%),其次是一系列游离脂肪酸(18%),然后就是少量的单甘酯(1.6%)和甘油二酯(7.7%)。Niemi等[10]将大麦进行酶解后,用GC/MS分析其中的脂质,发现最丰富的是亚油酸(18∶2)、棕榈酸(16∶0)和油酸(18∶1)以及少量的其他脂肪酸,如硬脂酸(18∶0)和亚麻酸(18∶3)。结果显示,麦糟作为脂质的来源在食品领域潜力巨大。

1.5 蛋白水解液

麦糟中含有10%~24%的蛋白质(干重),可用于制备蛋白水解液。但是这些蛋白质的溶解性很差,很大程度上限制了其在食品行业推广应用。通常可采用酶法或碱法对麦糟进行处理,使其中的蛋白质释放出来。对麦糟粉碎后再使用来自特异腐质霉菌(Humicolainsolens)的腐殖酸酶混合液进行处理,可显著提高蛋白质从基质中的溶出效率。另外,用碱性蛋白酶处理后,76%的蛋白质可以被溶解。使用凝胶渗透高效液相色谱法对碱处理后的富含蛋白的分离物进行分析显示,氨基酸中以谷氨酰胺(或谷氨酸)和脯氨酸占比最高。Vieira等[11]设计了一种连续提取工艺,从麦糟中提取蛋白质。随着碱浓度增高,蛋白质总得率为82%~85%。

2 通过发酵生产微生物产品

2.1 生物乙醇

纤维素是生产生物乙醇的重要原料,传统工艺主要使用小麦、玉米、甜菜、甘蔗等作物及糖蜜中提取的糖来发酵生产乙醇,这种方式势必要与人类争夺粮食资源。近年来出现的第二代工艺开始使用玉米芯、甘蔗渣、玉米秸秆和麦秸(麦秸)等废弃物来生产乙醇。麦糟富含可发酵的糖(15%~30%的纤维素及10%~25%的半纤维素),使麦糟成为生产乙醇的理想原料。但是,麦糟中除了纤维素、半纤维素,还有大量木质素,后者会严重影响糖类的释放。所以如何通过预处理去除木质素、解离出糖类,对整个工艺的成本及效益至关重要。所以酒糟的预处理也成为近年来的研究重点之一。主流的酒糟预处理技术是用酸处理法或碱处理法。Wilkinson等[12]研究证实用5% NaOH、25%料液比预处理麦糟,可最大程度解离出葡萄糖,用该水解物发酵所产生的乙醇质量浓度达到17.3 g/L。另一项研究使用热的稀酸和稀碱溶液对麦糟预46处理,结果显示当料液比为25%时,用1%的HCl和3%的NaOH取得较理想的效果,乙醇产量为12~15 g/L。Rojas等[13]使用酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae),比较了糖化、发酵连续进行与同步进行2种不同的工艺,结果显示连续工艺更易获得高产量的乙醇,特别是在料液比为15%时,乙醇的最高转化率为37 g/100 g。Broeker等[14]使用活性氯建立了一种温和的湿法脱木质素,酒糟被处理后木质素含量显著降低、葡萄糖含量显著增加。Pinheiro等[15]研究了一种麦糟在高料液比(25%)条件下自我水解的预处理方法,20%和25% 2种料液比条件下可取得较好的糖化效果,葡萄糖得率分别为85.9%和70.6%。后续经过酿酒酵母发酵,酒精产量最高为42.27 g/L。

Heredia-Olea等[16]尝试采用热塑挤压法对酒糟进行预处理以破坏其结构,再经酶解后再用于酿酒酵母来发酵生产乙醇,但最终乙醇产量仅为5.43 mL/L。排除了各种因素后,乙醇产率低的原因是因为酵母只能利用葡萄糖及少量游离的α-氨基氮。酒糟酶解液则既含己糖又含戊糖,而酵母不能代谢戊糖。Mata等[17]使用酸预处理加酶解方法,再分别使用可利用戊糖的毕赤酵母和克鲁维酵母进行发酵,结果乙醇产量分别仅为0.085 6、0.030 8 g/g,这是因为发酵体系中可能存在不明的发酵抑制剂。

为了提高酒糟到乙醇的生物转化率,Hassan等[18]还研究了超声波预处理法。结果超声预处理(20%强度,60 min,26.3 ℃,17.3%料液比)使还原糖含量增加了2.1倍,用酿酒酵母发酵后乙醇含量为17.73 g/100 g麦糟。Ravindran等[19]使用非热等离子体预处理提高酒糟的酶解效果,以利于后续的乙醇发酵。经介质阻挡放电等离子体处理后(28 kV),还原糖的产量提高了2.14倍,再经酿酒酵母发酵后,乙醇产量达25.06 g/L。

整合生物处理法(CBP)则是一种能极大降低生产成本的生物处理工艺。在CBP工艺中,从木质纤维素到乙醇的整个过程,包括糖化酶的制备、多糖的水解、戊糖和己糖的发酵等环节,直接在一个反应器中完成。Agarwal等[20]以麦糟为原料,通过引入CBP工艺,提高了镰刀菌(Fusarium)和酵母菌的乙醇产量,最高达122 g/kg。Wilkinson等[21]以麦糟为原料,使用米曲霉(A.oryzae)和酿酒酵母发酵乙醇时,通过引入CBP工艺,乙醇产量在10 d内最高可达37 g/L。尽管产物生成速率较低,但此过程中对水和能量的需求极低。Carrillo-Nieves等[22]则报道了以麦糟为原料利用白腐菌(Trametes)发酵来生产乙醇的CBP工艺,发酵周期为4 d,产量为0.3 g/L。

如果能同时利用戊糖和己糖发酵生产乙醇,会有很多优势,如简化工艺步骤、降低能耗、提高产量等。Rojas-Chamorro等[23]优化了用磷酸或硫酸对麦糟预处理。使用磷酸(2% H3PO4、155 ℃)预处理再酶解,总糖回收率达92%。随后用这些混合糖(淀粉产生的葡萄糖加上半纤维素糖)以大肠杆菌发酵,乙醇产量达0.40 g/g,总产量为17.9 g/100 g生麦糟。使用硫酸(130 ℃、1% H2SO4、26 min)预处理麦糟,半纤维素和纤维素的最大得率分别达到94%和90%,淀粉则全部可回收。随后使用大肠杆菌发酵,乙醇产量达18.1 g/100 g干麦糟。这些研究均表明,产乙醇的大肠杆菌可以使用经过酸预处理和酶解后的麦糟作为单一碳源,且不需任何脱毒处理,即能生产出乙醇。

2.2 生物丁醇

能用于发酵生产乙醇的原料一般同样可以用于生产丁醇。梭状芽胞杆菌(Clostridiumbeijerinckii)曾被用于丙酮、丁醇、乙醇(ABE)的共同发酵。Plaza等[24]研究显示,使用处理过的麦糟为原料,使用梭状芽胞杆菌进行发酵,可产生ABE,其总产量为95 g/kg,其中丁醇产量为75 g/kg。微波辅助热水预处理法(无需酸或碱)被证实能有效从麦糟中解离得到可发酵的糖。研究表明,在最佳的预处理条件下(192.7 ℃、5.4 min),酒糟中可发酵糖的总得率达82%。随后用梭状芽胞杆菌发酵后,ABE总产量为62 kg/t,其中丁醇为46 kg/t。Plaza等[25]使用稀酸预处理、酶解及梭状芽胞杆菌发酵后,获得了99.8 g/kg的丁醇产量和146.5 g/kg的ABE产量。Delgado等[26]比较了麦糟的不同预处理方法及发酵方式对丁醇产量的影响。结果表明,臭氧预处理对木质素的分解、可发酵糖的回收均无改善;而NaOH碱法和过氧化氢-碱性法则均可作为麦糟的预处理剂用于ABE发酵。NaOH预处理(15%麦糟,1% NaOH)后丁醇产量44.4 g/kg,ABE产量54 g/kg;H2O2预处理(5%麦糟、60 min)后,丁醇产量45.1 g/kg,ABE产量为56.1 g/kg。酚类物质经漆酶预处理后还原率高达94%,随后经糖化及使用醋酸丁醇梭菌(Clostridiumacetobutilycum)菌发酵,发酵190 h,丁醇产量达7.83 g/L,ABE产量达12.6 g/L[27]。

2.3 微生物脂类(生物柴油)

微生物脂类是潜在的生物柴油生产来源。Sae-ngae等[28]研究了以麦糟为营养源培养酵母菌。在所研究的各类酵母菌中,以解脂耶罗维亚酵母(Trichosporonoidesspathulata)产脂肪最多,含量达到62.9 mg/g基质。Alok等[29]使用水解及有机溶解剂预处理过的麦糟培养圆红冬孢酵母(Rhodosporidiumtoruloides)生产脂质,最优条件下,脂质累积量为10.41 g/L(脂质质量分数为56.45%),细胞干重达18.44 g/L。

2.4 乳酸

乳酸(2-羟基丙酸)在食品、医药、化工等领域应用广泛,尤其在可降解塑料领域,聚乳酸(PLA)塑料由于具有突出优势,正在成为传统塑料的替代品,市场潜力巨大。木质纤维材料经过处理均可用来生产乳酸,一般需经化学处理(使酶更容易接近纤维素)、酶解(获得葡萄糖等可发酵的糖)、发酵(主要使用乳酸菌类)几个步骤。工业上生产乳酸要求原料价格便宜、来源稳定等,麦糟显然是个不错的选择。

麦糟在基于乳酸杆菌的乳酸发酵工艺中已经获得初步应用,不过微生物产乳酸时会受各种因素影响,如pH值、摇动速度、碳源、温度、培养基成分、种子接种量及发育阶段、通气量、初始糖浓度和发酵模式等。在真菌中,根霉(Rhizopussp.)的使用最为广泛。固态发酵生产乳酸所需的时间通常为120~200 h。有研究者在鼓泡塔反应器中研究了各种培养条件对根霉菌的形态结构及乳酸产量的影响。对于深层培养乳酸发酵而言,使用细菌效率会更高。据报道,干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)产乳酸的产量比乳酸杆菌(Lactobacillushelveticus)和嗜热链球菌(Streptococcusthermophiles)都要高。有研究使用德氏乳杆菌(Lactobacillusdelbrueckii),以麦糟水解液为原料来发酵生产L-乳酸。酒糟先进行了化学法预处理,然后用纤维素酶进行糖化,不添加任何其他营养物。结果显示,乳酸的最大产率可达到73%。Juodeikiene等[30]研究了乳杆菌(Lactobacillussakei)和2株片球菌(Pediococcusspp.)发酵转化麦糟生产乳酸的情况。在经过酶解(纤维素酶和半纤维素酶)、发酵48 h后,一株戊糖片球菌(Pediococcuspentosaceus)产L-乳酸的浓度最高达48.71 g/kg麦糟。Mussatto等[1]通过往麦糟水解物中添加酵母提取物和无碳源的MRS肉汤培养基成分,可提高乳酸产量。乳酸产量最高为35.54 g/L。Pejin等[31]研究显示,在麦糟水解物中分别增加添加酵母提取物(0.5%~5.0%)和碳酸钙(2%)后,发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)所产的乳酸,产量分别提高了4%~26%和13%。而在鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)中,2种物质的添加分别使乳酸产量提高了6%~8%和17%。添加酵母抽提物并对发酵过程中的pH进行控制,也被证明能增加乳酸产量。控制pH值后,还原糖的利用度获得了显著的升高。当酵母提取物的添加浓度为50 g/L、还原糖为54 g/L时,L-(+)-乳酸的浓度最大为39.38 g/L,单位体积产率为1.69 g/L/h,L-(+)-乳酸产量为91.29%,鼠李糖乳杆菌的细胞密度达到109.67CFU/mL。与分批发酵相比,进行酵母提取物和葡萄糖补料的分批发酵显著提高了乳酸浓度、单位体积率和总产量。

Liguori等[32]测试了不同菌株的乳杆菌发酵麦糟产乳酸的能力大小,发现一株嗜酸杆菌(L.acidophilus)表现最佳。他们还发现麦糟在水解前用氨水浸泡进行预处理、麦糟水解物中添加酵母提取物,这样该菌株发酵的乳酸产量可达22.16 g/L。

Pejin等[33]使用鼠李糖乳杆菌,以麦糟水解物、麦芽根提取物(MRE)和豆粕提取物(SME)为原料生产L-(+)-乳酸,发现添加MRE和SME提高了游离氮和矿物质(Fe、Mg、Mn和Zn)含量。分批发酵中,添加50%的MRE后乳酸浓度最高达25.73 g/L,产量达86.31%,产率达0.95 g/(L·h)。补料分批发酵时,添加50%MRE则乳酸的3个指标分别进一步提高到58.01 g/L、88.54%和1.19 g/(L·h)。Radosavljevic等[34]利用麦糟、啤酒酵母(BY)、麦芽根(MR)和大豆卵磷脂(SL)为原料,进行L-(+)-乳酸的发酵。发现麦糟和麦芽根水解液,加上SL和BY提取物可用于鼠李糖杆菌的分批发酵。以麦糟为基质载体,可实现乳酸的最大产量和产率。他们还发现吐温80和酵母抽提物还可被更廉价的麦糟、BY、MR和SL所替代,用于乳酸发酵。分批发酵模式下乳酸浓度最高为70.17 g/L,产率为1.22 g/(L·h)。Akermann等[35]发现压榨法制备的麦糟汁,可用于德氏乳杆菌(L.delbrueckiisubsp.lactis.)的产乳酸发酵,在酒糟汁中添加一些啤酒酵母提取物进行发酵,乳酸浓度最高为79.06 g/L,产率为4.93 g/(L·h)。

2.5 木糖醇

木糖醇是一种应用广泛的甜味剂,除了传统的化学法合成,还可以采用微生物法生产。原理是以木糖为底物,让微生物将木糖转化出木糖醇,而木糖则可以通过对麦糟进行酸解而获得,麦糟中木糖含量很高,用来生产木糖醇独具优势。

汉森德巴利酵母(Debaryomyceshansenii)就可以利用麦糟转化生产木糖醇和阿拉伯糖醇,并且是其发酵的主产物,同时还能产生少量乙醇和甘油。通过优化麦渣的酸水解条件,在酵母菌使用酸解物进行发酵时,木糖醇的产量和产率分别达到0.70 g/g和0.45 g/(L·h)。以麦糟水解物为原料,利用假丝酵母(Candidaguilliermondii)生产木糖醇,从成本和效益角度考虑具有可行性。采用基于微生物的生物合成法来生产木糖醇,可以实现更高效、更高产。半纤维素能转化成出木糖醇,这意味着酿酒、蒸酒行业所产生的大量麦糟都可以成为生产木糖醇的原料。Davila等[36]提出了以麦糟为原料,采用生物法生产乙醇、木糖醇和聚羟基丁酸酯的工艺。通过热集成策略,减少麦糟加工过程的环保成本,使得这些产品的总体生产成本降低了43%。Silva等[37]使用谢弗氏酵母菌(Scheffersomycesstipitis)和嗜鞣管囊酵母(Pachysolentannophilus),以麦糟的半纤维素为原料,发酵生产乙醇和木糖醇。其中对于谢弗氏酵母,通过限制发酵时的供氧可以选择性地优先产木糖醇而不是乙醇。

尽管已经证实生物法可以高效生产木糖醇,但要想实现规模化推广,仍需深入研究生产过程中各种条件因素对木糖醇的合成产生的影响。

2.6 微生物酶

酶的工业化大规模生产需要消耗专用培养基,这往往是造成生产成本高企不下的重要原因。因此,如果能改用麦糟这种废弃物做廉价的原料,有望大幅度降低整体成本。麦糟含有的糖类成分使得它非常适合作为底物来生产各种酶。

见表2,麦糟已经被广泛应用于产酶发酵。许多研究证明多种真菌(侧耳属、香菇属、曲霉属、茶树菇属、栓菌属、神经孢菌)和细菌类(枯草芽孢杆菌、链霉菌等)在大多数情况下均可生长良好,且不需额外添加营养。研究成功生产的各种微生物酶有淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶、蛋白酶、漆酶、阿魏酰酯酶和α-L-阿拉伯呋喃糖苷酶。如有学者从巴西的土壤里分离到的一种产木聚糖酶的链霉菌,研究证实该菌可以以麦糟为底物,实现高效地生产木聚糖酶。阿魏链霉菌(Streptomycesavermitilis)则可以利用麦糟来生产木聚糖酶和阿魏酰酯酶[1]。此外,酒糟还可以被平菇(Pleurotusostreatus)、詹司克氏青霉菌(Penicilliumjanczewskii)等真菌高效利用,用以生产多种酶。

表2 麦糟在发酵生产各种微生物酶方面的应用情况

2.7 单细胞蛋白

可食用微生物将来有望作为提取蛋白、脂肪、维生素等成分的来源,在食品和动物饲料方面很有前途。Serba等[38]用麦糟为原料培养米曲霉(Aspergillusoryzae),以提高微生物中的蛋白质及多糖的含量。该研究显示,含麦糟的这种固体培养基上生长的微生物,蛋白质含量较高,是深层发酵培养法中蛋白浓度的3倍。Ogunjobi等[39]报道,米曲霉用麦糟固态发酵35 d与未发酵组相比,蛋白含量显著提高、糖含量显著减少、纤维和灰分含量增加。为了提高麦糟的营养价值,Ibarruri等[40]研究了根霉菌(Rhizopussp.)固态发酵,发现使用麦糟于30 ℃发酵9 d,根霉的总蛋白、可溶性蛋白、生物量均显著增加。而且合成氨基酸谱有改善(必需氨基酸比例提高)、总多酚含量提高,从而抗氧化能力有提高。食品级的根霉被用来进行固态发酵以提高麦糟中的营养成分,氨基酸、维生素、柠檬酸和抗氧化物的量均得到提升。Tan等[41]研究表明麦糟经枯草芽孢杆菌固态发酵后,提高了不饱和氨基酸(2倍)、脂肪酸(1.7倍)和抗氧化剂(5.8倍)的含量,表明微生物能将各类复杂的物质降解成有用的成分。Aggelopoulos等[42]研究表明,添加麦糟用于生产单细胞蛋白质,可实现微生物生物量的增加:酿酒酵母产量提高了2倍,马克斯克鲁维酵母(K.marxianus)产量则提高了3倍。麦糟及各种工农业废物均能用于培养食用平菇,麦糟被认为是一种真菌生长促进剂。培养的菌丝体富含蛋白质、芳香物质及矿物质。

3 其他

如细菌素方面,有报道称乳球菌、肠球菌用添加了吐温80的麦糟水解液发酵,发现细菌素的生成增多了。免疫调节剂方面,有报道用麦糟作为低成本的基质生产裸藻淀粉(一种高效免疫调节剂),产物质量分数达32.3%、产率为0.11 g/g。食用色素方面,有报道以麦糟作为基质用红曲霉发酵生产红色素,深层发酵工艺中色素含量达22.25 UA500。吸附剂方面,麦糟还可以作为吸附剂用于去除废气中的挥发性物质以及水中重金属。如对水中镉、铅、铬的吸附容量分别为17.3、35.5、18.94 mg/g。热解后的麦糟在吸收挥发性有机物方面则能与碳化的椰壳材料相当。麦糟还能吸附废水中的橙酸染料。30 ℃条件下的吸附能力为30.5 mg/mg。而且麦糟还能制成活性炭,用于更广泛地净化空气和水体。

4 展望

国外在麦糟的高值化开发利用方面已经取得多方面的成果,能够通过生物转化生产出各种高附加值的产品,这些技术和产品在未来有着广阔的市场前景。国内可以根据当地的技术水平和硬件设施配备情况,选择适合自己的方案,实现废弃物的资源化利用。具体采用哪种方案合适,还需充分考虑当地的麦糟实际产出情况、市场对不同产品的需求程度等。

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