酒糟綜合利用現(xiàn)狀及存在的關鍵問題

張 銀，任廷遠

（1.貴州茅臺酒廠集團技術開發(fā)公司，貴州 仁懷 564500；2.貴州大學 釀酒與食品工程學院，貴州 貴陽 550025）

酒糟是酒精或釀酒行業(yè)的主要副產(chǎn)物，它富含大量的營養(yǎng)物質(zhì)，如粗纖維、脂肪、氨基酸、粗淀粉、礦物質(zhì)、酶類和多種微生素。每年各種酒廠和酒精生產(chǎn)等發(fā)酵企業(yè)，其生產(chǎn)1 t酒精類產(chǎn)品的同時會產(chǎn)生數(shù)噸的酒糟。目前，絕大多數(shù)企業(yè)或個體均對酒糟的處理方法比較簡單粗爆，基本上是簡單干燥處理后用作飼料或肥料直接出售，甚至直接填埋掉。然而，酒糟中豐富的營養(yǎng)成分未被利用，不僅造成資源的嚴重浪費，而且還會造成環(huán)境污染。因此，如何提升酒糟高值化綜合利用，不論是對釀酒行業(yè)經(jīng)濟效益還是環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展都具有深遠意義。

1 酒糟的分類及其主要營養(yǎng)成分

酒糟主要包括啤酒糟、白酒糟、黃酒糟和酒精糟等。黃酒的平均出糟率為20%～30%，其中含有30%左右的蛋白質(zhì)，谷氨酸含量為55.8 g/（kg·DW），亮氨酸和天冬氨酸分別占氨基酸總量的9.54%和9.11%，谷氨酸和天冬氨酸占氨基酸總量的27.41%，絲氨酸、甘氨酸和丙氨酸占氨基酸總量的16.15%[1-3]。啤酒糟是啤酒加工糖化工序中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物，主要為麥芽皮殼類物質(zhì)，占啤酒加工總副產(chǎn)物的85%。其中含有蛋白質(zhì)24%～28%，膳食纖維55%～61%，脂肪8%～11%，糖分1%～3%，灰分3%～5%[4]。白酒糟是以高粱、大米或薯類為原料生產(chǎn)白酒后的副產(chǎn)品，粗蛋白含量為14.35%，粗纖維24.06%，粗脂肪3.05%，粗淀粉16.46%，粗灰分16.74%，無氮浸出物34.25%[5]。酒精糟主要是以玉米、木薯等原料通過發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇產(chǎn)生的主要副產(chǎn)物，美國和巴西是世界上最大的燃料乙醇生產(chǎn)和消費國，從2000年到2014年，全球燃料乙醇產(chǎn)量年均增長超過16%，2014年產(chǎn)量達到7 338×104t[6]。李倩等人[7]對不同類型酒糟營養(yǎng)成分進行比較研究。結果表明，不同類型酒糟營養(yǎng)成分組成差異較大。玉米酒糟提供優(yōu)質(zhì)的碳水化合物組分，啤酒糟可提供優(yōu)質(zhì)的蛋白質(zhì)組分，其中青稞酒糟和醬香型高粱酒糟品質(zhì)較優(yōu)，濃香型高粱酒糟品質(zhì)最差。綜上所述，在以酒糟進行生產(chǎn)利用時，應根據(jù)實際生產(chǎn)需求選取合適的原料。

2 酒糟在飼料工業(yè)的研究現(xiàn)狀

孫銳鋒[8]研究了粗纖維分解劑和益生菌復合劑處理方法對肉牛增重效果的影響。結果表明，粗纖維分解劑組肉牛的日增重1.24 kg，益生菌復合劑組肉牛的日增重1.14 kg，分別比對照組增加27.84%和17.53%（p＜0.05），而粗纖維分解劑處理過的酒糟較好于益生菌處理過的，但用粗纖維分解劑和益生菌復合劑處理的酒糟飼喂牛均可取得較好的增重效果。李學釗等人[9]利用酒糟育肥肉牛的試驗，試驗組日增重1.73 kg，比對照組日增重1.42 kg多出0.31 kg，日多投入3.8元的成本帶來日多增加11.7元的收益。孟杰[10]研究表明，白酒糟對肉牛在糖代謝方面優(yōu)于玉米秸，而大豆秸組在促進氮沉積方面要優(yōu)于玉米秸組和白酒糟組。白酒糟的氨態(tài)氮、丙酸、異戊酸和戊酸含量顯著高于其他飼料（p＜0.05），但其乙酸含量顯著低于其他組 （p＜0.05）。 秦向陽[11]研究表明，在育肥初期每天每頭牛喂4 kg，育肥中期喂6 kg，育肥后期喂5.5 kg。同時指出不宜長時間大劑量給予酒糟飼喂，還得注意補充維A，以防止肉牛發(fā)生維A缺乏癥。另外，易宗容等人[12]研究表明，飼喂酒糟型日糧肉牛需要配制相應的預混料配方才能有效提高肉牛生產(chǎn)性能。而陳應波等人[13]研究表示，飼喂白酒糟（占比30%） 全混合顆粒飼糧，可顯著提高黔北麻羊斷奶羔羊生長性能，對血漿生化指標沒有顯著影響。王斌星等人[14]研究表明，藏綿羊的短期快速育肥飼糧配方中可用17%發(fā)酵酒糟替代精料，能顯著提高藏綿羊日增重，降低料重比，提高飼糧養(yǎng)分表觀消化率和經(jīng)濟效益。黎智華等人[15]研究了用6%的發(fā)酵白酒糟代替以纖維類為主的飼料原料可提高育肥豬生長性能增加經(jīng)濟效益。另外，在飼喂酒糟時要定時、定量、定質(zhì)，用科學化、合理化的飼喂方法確保動物身體機能可以維持在正常的水平當中，避免出現(xiàn)大面積死亡事件的發(fā)生[11，16]。

3 酒糟在肥料的加工利用現(xiàn)狀

宋揚等人[17]以白酒糟循環(huán)流化床燃燒灰直接作為肥料的研究，并考查了油菜在5種土壤中發(fā)芽和生長情況。結果表明，白酒糟燃燒灰對不同生長階段的油菜有不同影響，對壤質(zhì)土中的油菜發(fā)芽有抑制作用，但能明顯改善黏性土壤中油菜的生長環(huán)境，油菜的凈增量和產(chǎn)量都有明顯增加。李文剛等人[18]研究表明，40%的NPK化肥+1 500 kg/hm2酒糟有機肥與常規(guī)施肥處理中云煙97號，其生長情況較為接近，產(chǎn)值有所提高；同時也指出酒糟有機肥太多或者太少對烤煙生長和品質(zhì)的形成大多達不到常規(guī)施肥的指標。黃亞東等人[19]以白酒糟和小麥秸稈為主要原料接入多種微生物菌株進行堆制發(fā)酵腐熟制成有機肥。結果表明，該有機肥經(jīng)3年高粱施肥試驗后，供試土壤的有機質(zhì)、全氮、全磷及全鉀含量平均增加了34.2%，35.9%，23.7%，30.8%；pH值平均下降了10.8%。高粱平均株高232.7 cm，穗長37.6 cm，莖粗1.82 cm，成穗率為88.6%，產(chǎn)量達5 656.5 kg/hm2，均超過對照組。林金新等人[20]以白酒丟糟為主要原料，4種芽孢桿菌、2種霉菌與釀酒酵母為混菌發(fā)酵菌株，進行多菌種混菌固態(tài)發(fā)酵，其最佳工藝為初始含水量為60.54%，酒糟量為52.06%，初始pH值為7.03，接種量為3%～5%，發(fā)酵時間為6 d，發(fā)酵產(chǎn)物中腐殖質(zhì)含量達到17.50%，種子發(fā)芽指數(shù)GI值達到93.2%，E4/E6值為2.19。綜合相關文獻可知，酒糟在肥料中的利用和加工研究非常少，而其處理方法也相對簡單，如何解決其在肥料中的應用，特別是有機肥、特種肥料生產(chǎn)中的應用，將能更好地解決酒糟產(chǎn)量過大等問題。

4 酒糟在食品工業(yè)的研究現(xiàn)狀

4.1 酒糟在傳統(tǒng)食品中的研究現(xiàn)狀

萬吉志等人[21]用傳統(tǒng)香醋的發(fā)酵工藝，以黃酒糟為主要原料生產(chǎn)香醋。結果表明，黃酒糟生產(chǎn)食醋最佳時間為17 d，醋坯最高酸度為7.56 g/100 mL。其中乙醇含量增加1.21%，酯類含量增加1.02%，氨基酸含量提高1.51%，營養(yǎng)價值大大提升。付曉等人[22]以酒糟為原料，以傳統(tǒng)釀造工藝生產(chǎn)酒糟醬油，并研究了其后熟過程中的主要理化變化及風味形成。結果表明，溫度對后熟過程中醬油的理化變化有重要影響，溫度越高變化越明顯，光照和氧氣影響不明顯；在后熟過程中，色澤變深是最明顯的外觀變化，總氮含量基本不變，氨基酸、總糖、還原糖含量及pH值呈下降趨勢。王秋麗等人[23]酒糟羅非魚即食休閑風味食品的研制，其最佳工藝為：水分含量為50%的羅非魚，食鹽用量為羅非魚質(zhì)量的20%，酒糟與羅非魚質(zhì)量比為1∶2，真空腌制7 d，制得的產(chǎn)品理化和感官品質(zhì)最佳，所得產(chǎn)品色澤金黃、酒香濃郁、肉質(zhì)緊密、營養(yǎng)豐富。

4.2 其他食品

張德榮等人[24]采用干燥酒糟粉添加到面包和餅干，其添加量為面包12%～20%，餅干8%～20%，可以制作相應食品。梁強等人[25]研究了芡實酒糟韌性餅干，其配方為低筋面粉100 g，芡實酒糟29.89 g，糖粉31.64 g，黃油38.85 g，雞蛋10 g，小蘇打1.0 g，碳酸氫銨0.6 g，食鹽0.5 g。在面火溫度160℃，底火溫度150℃下烘烤20 min得到厚度約15 mm的酒糟餅干。高軼嵐等人[26]將酒糟添加到曲奇餅干中，制得了口感酥脆、酒糟風味濃郁餅干。黃迪宇等人[27]研究了酒糟蛋白飲料，并對其穩(wěn)定進行了研究。結果表明，耐酸型CMC 0.15%+大豆多糖0.30%+結冷膠0.04%，復配乳化劑（分子單甘酯∶蔗糖酯=1∶1） 0.15%，均質(zhì)壓力60 MPa，殺菌參數(shù)選擇121℃，20 min，此時離心沉淀率為6.89%，黏度為17.63 mPa·s，具有較好的穩(wěn)定性。

酒糟作為食品原料被直接或間接食用，這不僅解決酒糟產(chǎn)量過大、污染環(huán)境等問題，同時增加了食品種類和風味。但酒糟直接或間接作為食品原料其安全性問題值得思考，特別是直接作為食品，其對人體健康、腸道菌群的影響值得深入的研究和評估的。

5 酒糟中功能成分提取研究現(xiàn)狀

朱俊玲等人[28]研究了清香型酒糟多酚提取工藝的研究。結果表明，提取劑為體積濃度52.08%的乙醇，提取溫度60.13℃，提取時間67 min，料液比1∶24.84（g∶mL） 時，實際測得的得率為17.23%，與響應面優(yōu)化試驗模型的預測值17.50%相差0.23%，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性良好，得到的多酚提取條件具有較高的應用價值。李芳香等人[29]研究了超臨界二氧化碳萃取茅臺酒糟呈香呈味物質(zhì)的最優(yōu)工藝條件為裝料系數(shù)0.5，萃取釜壓力30 MPa，萃取釜溫度47℃，二氧化碳泵頻率21 r/min，分離釜Ⅰ的溫度47℃，分離釜Ⅰ的壓力8 MPa的條件下，萃取率最高，可達到18.35%。陳佳興等人[30]利用醇堿法提取醬香型白酒酒糟中蛋白質(zhì)，其最佳工藝條件為pH值3.8，醇堿比1∶3（mL∶mL） ， 料液比 1∶50（g∶mL） ， 提取時間100 min。在此條件下，進行3次重復的驗證試驗，醬香型白酒酒糟蛋白質(zhì)的提取率可達到25.76%。刁沖等人[31]以濃香型白酒酒糟為原料，研究了酶法、堿法、SDS法對淀粉純度的影響。最終確定酶法提取酒糟淀粉的最佳工藝參數(shù)為酶添加量2%，pH值3.5，酶解溫度40℃，在該條件下得到酒糟淀粉純度為70.23%。

6 酒糟綜合利用存在的關鍵問題

釀酒或酒精產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了工業(yè)化，其酒糟的產(chǎn)量也是與日俱增，而酒糟已經(jīng)成為生產(chǎn)企業(yè)的巨大負擔。如何合理、高效地開發(fā)和利用酒糟資源是企業(yè)及科研人員急需解決的關鍵問題。除了當前已有處理或加工方式外，還需進一步探索更加合理的處理方法。酒糟作為飼料處理是現(xiàn)如今處理量最大的一種方式，然而在酒糟從生產(chǎn)到銷售過程極易腐敗變質(zhì)，而目前不論是塑料袋保鮮、缸式保鮮、窖式保鮮或堆式保鮮法均不能更好地解決這一問題。而直接簡單烘干處理后再銷售，雖然解決貯藏中酒糟腐敗變質(zhì)的情況，但干燥過程增加了設備投入、人力和能源消耗，并且其酒糟銷售所得收入，難維持其加工成本。另外，因酒糟中含有大量的纖維素和半纖維素等難降解物質(zhì)，其在飼料的添加量較低。而且，添加量如果控制不好，會造成效果低或引起動物死亡，增加養(yǎng)殖企業(yè)的風險。因此，如何提高酒糟在飼料中附加值，開發(fā)出適口性好、高效、安全、添加量大的基料是亟需解決的關鍵技術問題。

酒糟肥料是酒糟又一應用量較大的處理方法，目前采用的方法主要是燃燒后或直接堆積發(fā)酵后使用，雖然都有一點的肥效，但在燃燒或堆積發(fā)酵過程會帶來大氣、水體的污染問題。酒糟作為肥料的加工、肥效等研究目前也比較少。作為食品原料的加工中，除黃酒糟利用較多外，其他酒糟利用率非常低下，除加工處理技術落后外，人們對酒糟作為食品原料的接受和認可度還有待提高。另外，產(chǎn)品單一、口感較差、安全性也待進行深入研究。酒糟中功能成分提取近年來已有較多研究，但提取后的二次廢棄物和更大量的廢液如何處理仍是難題?，F(xiàn)有研究表明，酒糟因多種微生物的發(fā)酵作用，會產(chǎn)生多種（如核糖核酸、嘌呤、嘧啶等） 代謝產(chǎn)物，是微生物生長和發(fā)育的溫床，因此是食用菌栽培較理想的材料，然而食用菌栽培后，其菌棒或菌袋的綜合利用也是急需解決的問題。綜上所述問題，只能依靠國內(nèi)眾多科研工作者共同的努力來解決。