一种高营养价值的酒糟产品及其加工工艺的制作方法

文档序号:29647976发布日期:2022-04-13 21:34阅读:511来源:国知局

1.本发明涉及一种提高酒糟营养价值的加工工艺,具体而言,涉及一种联合利用高温亚临界处理和生物处理方法使得酒糟营养价值得以大幅提升的加工工艺。
技术背景
2.酿酒与酒精行业通过微生物发酵各类谷物(高粱、小麦、大麦、玉米等)来获得乙醇。谷物经发酵提取乙醇后,剩余残渣俗称酒糟。酒糟中仍然含有在发酵过程中未被利用的谷物蛋白、纤维、脂肪等营养成分,因此酒糟中的有机物含量很高,具有一定的利用价值,如随意排放不但可能造成环境污染,而且浪费大量资源。由于酒糟含有大量的水分,不易长期保存,目前主要的利用方式是就近直接作为饲料,或者是通过烘干处理后,直接作为饲料原料加以利用。
3.酒糟中含有谷物淀粉发酵后的各种营养成分,其中主要营养成分是蛋白和纤维。根据不同的酿酒原料和酿造工艺,酒糟中通常含有15-30%的植物蛋白和40-70%的纤维,一般酒糟的含水率为40-85%。酒糟中的蛋白和纤维紧密相连,不易分离,且由于酒糟中的蛋白和纤维的分子量较大,如直接利用的话,均很难被动物和人体有效地消化和吸收。因此,酒糟直接作为饲料和食品原料,乃至其他需要动物或人体吸收的原料的营养价值十分有限,这极大限制了酒糟的高价值利用。
4.目前,国内外的对于酒糟的深加工常常着眼于从酒糟中先提取出酒糟蛋白和纤维,然后再进一步纯化或改性。这些工艺虽然能够提高酒糟的利用价值,但由于操作步骤复杂以及在分离和纯化过程中酒糟蛋白和纤维的产率受到限制,其加工和生产成本往往很高,从而影响了酒糟蛋白与纤维的市场竞争力。


技术实现要素:

5.本发明的目的是提供一种高营养价值的酒糟产品及其加工工艺,该工艺从针对酒糟的结构和成分特点入手,通过联合多种工艺对酒糟整体进行有效加工,使得其营养成分转变为更利于动物与人体消化吸收的产物,从而大幅提高酒糟的再利用价值。
6.本发明的技术方案:一种高营养价值的酒糟产品,它是酒糟经过粒径优化、浆液调节、高温亚临界处理、生物加工处理以及脱水处理制成的营养成分转变为更利于动物与人体消化吸收的产物。
7.所述的一种高营养价值的酒糟产品的加工工艺,包括以下步骤:(1)酒糟粒径优化:通过湿磨的方式将酒糟颗粒变小,控制物料的含固率在10-30%;(2)酒糟浆液调节:使用酸碱使酒糟物料的ph值达到5-11之间,再加入0.1-5%的小分子有机物丙酮或乙醇至调节好ph的酒糟浆液中;(3)高温亚临界处理:将制备好的酒糟浆液放入密闭的反应罐中,加温至180-250
摄氏度,搅拌速度为20-200rpm,使得浆液中的水进入亚临界状态,从而破坏酒糟结构;(4)生物加工处理:通过加入酸或碱对高温亚临界处理后的酒糟浆液调节ph,而后加入生物酶或微生物,调节温度至25-35摄氏度之间,进行搅拌反应;所述生物酶为0.01至0.1%的碱性蛋白酶alacalase或胃蛋白酶pepsin或中性蛋白酶neutrase,0.1至1%纤维素酶cellulase或半纤维素酶hemicellulase;微生物为0.1%-0.5%的芽孢杆菌或曲霉菌;(5)脱水处理:采用热风烘干、喷雾烘干或冷冻烘干方式对酒糟中的水分进行移除。
8.进一步地,所述步骤(2)的酸碱为柠檬酸或氢氧化钠或氢氧化钾。
9.进一步地,所述步骤(3)的加工时间在0.5-120 分钟之间。
10.进一步地,所述步骤(4),根据不同的酒糟,反应温度在25-35摄氏度之间,具体的反应时间在0.5-72小时之间,加入的酸或碱为柠檬酸或氢氧化钠或氢氧化钾。
11.进一步地,所述步骤(5),根据应用场景的不同,使得高营养价值酒糟产品的水分含量降低至3-30%之间。
12.本发明具有以下特点:1、步骤(1)优化粒径,便于后续加工。
13.2、步骤(2)调节ph值后进一步加入了少量的小分子有机物(丙酮或乙醇)能够有效促进后续亚临界处理的效果。
14.3、步骤(3)有效破坏酒糟中各种成分的原有结构,使得处理后的酒糟能在后续的生物处理步骤中处理效率更高,从而增进最终得到的酒糟高附加值产品在人体和动物体内的消化与吸收。
15.4、步骤(4)将经亚临界处理后的酒糟蛋白水解成容易吸收、具有生物活性的小分子多肽,将酒糟纤维转化成具有生物活性的小分子寡糖和芳香化合物。
16.5、步骤(5)将反应后的酒糟浆液进行脱水烘干,从而制得高营养价值酒糟产品。
附图说明
17.图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
18.本文中描述和请求保护的发明专利包括很多的实施方案以及流程工艺。本文中描述和请求保护的发明不限于以下描述中的实施例,也不受这些实施例的限制。之所以包括这些实施例,仅仅是出于说明的目的而不是为了限制。
19.参见图1,一种高营养价值的酒糟产品,它是酒糟经过粒径优化、浆液调节、高温亚临界处理、生物加工处理以及脱水处理制成的营养成分转变为更利于动物与人体消化吸收的产物。
20.所述的一种高营养价值的酒糟产品的加工工艺,包括以下步骤:(1)酒糟粒径优化:通过湿磨的方式将酒糟颗粒变小,控制物料的含固率在10-30%;(2)酒糟浆液调节:使用酸碱使酒糟物料的ph值达到5-11之间,再加入0.1-5%的小分子有机物丙酮或乙醇至调节好ph的酒糟浆液中;
(3)高温亚临界处理:将制备好的酒糟浆液放入密闭的反应罐中,加温至180-250摄氏度,搅拌速度为20-200rpm,使得浆液中的水进入亚临界状态,从而破坏酒糟结构;(4)生物加工处理:通过加入酸或碱对高温亚临界处理后的酒糟浆液调节ph,而后加入生物酶或微生物,调节温度至25-35摄氏度之间,进行搅拌反应;所述生物酶为0.01至0.1%的碱性蛋白酶alacalase或胃蛋白酶pepsin或中性蛋白酶neutrase,0.1至1%纤维素酶cellulase或半纤维素酶hemicellulase;微生物为0.1%-0.5%的芽孢杆菌或曲霉菌;(5)脱水处理:采用热风烘干、喷雾烘干或冷冻烘干方式对酒糟中的水分进行移除;所述步骤(2)的酸碱为柠檬酸或氢氧化钠或氢氧化钾;所述步骤(3)的加工时间在0.5-120 分钟之间;所述步骤(4),根据不同的酒糟,反应温度在25-35摄氏度之间,具体的反应时间在0.5-72小时之间,加入的酸或碱为柠檬酸或氢氧化钠或氢氧化钾;所述步骤(5),根据应用场景的不同,使得高营养价值酒糟产品的水分含量降低至3-30%之间。
21.实施例1:酒糟来自于一家主要以大麦为原料的啤酒生产厂家,具体的实施步骤包括:1)使用盘式碾磨机在常温环境下对湿酒糟进行碾磨,使其平均粒径在1毫米以下。
22.2)在300克酒糟(含水率68%)加入400克蒸馏水制作酒糟浆液,加入氢氧化钠调节ph值至5.8,然后加入21毫升乙醇。
23.3)将制作好的酒糟浆液转移至2l容积的高温高压反应釜中,加热至210摄氏度,压力提高至2.2兆帕,搅拌速度为60rpm,反应时间为10分钟。
24.4)调节反应器温度至30摄氏度,然后加入0.05毫升蛋白酶(pepsin)和0.2毫升纤维素酶(cellulase),然后继续搅拌反应,搅拌速度为60rpm,反应时间为2小时。
25.5)待反应完成后使用热风(60摄氏度)烘干方式将酒糟浆液烘干至水分含量14.3%。
26.6)使用锤式碾磨机对进行进一步碾磨至粉末,得到高营养酒糟粉末。
27.7)对高营养酒糟进行称量和主要成分分析如下:300克湿酒糟(含96克干物质)能生产出111.3克高营养酒糟(水分含量14.3%,干物质含量96.9克);另外,根据成分分析,高营养酒糟含有31%的蛋白,38%的纤维,以及其他高价值的矿物元素;同时酒糟蛋白的平均分子量从50-100 kda降低至10-20 kda。
28.实施例2:此次实验的目的是验证本工艺是否适用于主要以高粱和小麦为原料的白酒酒糟,并且将处理量从实验室规模(300克)扩大10倍,达到3千克。因此,酒糟是来自于一家以高粱和小麦为原材料的白酒厂家,具体的实施步骤包括:1)使用针式碾磨机对白酒酒糟进行碾磨,使得酒糟的粒径低于0.5毫米。
29.2)取3千克碾磨好的湿酒糟加入到20升的搅拌罐中,加入4升的水制作酒糟浆液,然后加入氢氧化钾缓慢调节酒糟浆液ph值到5.8,然后加入15毫升丙酮。
30.3)转移制作好的酒糟浆液到高温高压反应器中,加热至200摄氏度,搅拌速度为75rpm,反应时间为30分钟。
31.4)将反应好的酒糟浆液冷却至35摄氏度,再加入氢氧化钾将浆液ph提高到8.0,进而加入0.5毫升蛋白酶(alcalase),然后恒温(35摄氏度)搅拌反应1小时,搅拌速度为75rpm。
32.5)加入柠檬酸将浆液ph降低至5.0,加入2毫升纤维素酶(cellulase)和3毫升半纤维素酶(hemicellulase),然后进行恒温(35摄氏度)搅拌反应2小时,搅拌速度为60rpm。
33.)待反应完成后使用冷冻烘干方式将酒糟浆液烘干至水分含量5.8%。
34.)使用锤式碾磨机对进行进一步碾磨至粉末,得到高营养酒糟粉末。对高营养酒糟进行称量、主要化学成分、和营养价值分析如下:3千克湿酒糟(含1.2千克干物质)能生产出约1.3千克高营养酒糟(水分含量5.8%,干物质含量1.2千克)。根据化学成分分析,高营养酒糟含有23%的蛋白,43%的纤维,7.1%的油脂,以及其它矿物元素;此外,高营养酒糟中含有5%具有生物活性的寡糖;同时此高营养酒糟的蛋白相对于原酒糟而言更容易被消化吸收。根据体外蛋白消化试验,高营养酒糟的蛋白消化率(77%)比原酒糟蛋白消化率(53%)提高了24%。另外,根据体外纤维消化试验,高营养酒糟的纤维消化率为30%,明显高于原酒糟的纤维消化率(8%)。
35.以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对发明型作任何形式上的限制,任何未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
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