利用啤酒糟生产生物膳食纤维素的方法及其产品

摘要

本申请涉及一种利用啤酒糟生产生物膳食纤维素的方法，其将啤酒糟加水稀释后加入或不加入其它营养物质，灭菌后作为生物膳食纤维素产生菌培养基使用；或啤酒糟加水磨浆，在60-90℃下保温1-2小时；过滤除去固态物质，滤液加入或不加入其他营养物质，灭菌后作为培养基使用；或将啤酒糟加水磨浆，调pH至5-6，静置20-40分钟；过滤除去固体物质后再往滤液中加入5-10重量%的蛋白酶，保温50-70℃酶解1-3小时，调pH值至中性，再次过滤去除固体物质后加入或不加入其它营养物质，灭菌后作为培养基使用。该方法能够充分利用啤酒糟中的粗蛋白、纤维素等营养成分，获得良好的发酵效果。

说明书

技术领域

本发明涉及啤酒工业副产物—啤酒糟的综合再利用技术，具体而言，涉及一种利用啤酒糟生产生物膳食纤维素的方法及用该方法获得的生物膳食纤维素产品。

背景技术

我国啤酒产量自2002年开始就已位居世界首位，目前的年产量为约4千万吨左右。啤酒糟是啤酒生产中的主要副产物，每生产1吨啤酒就会产生1/4吨的啤酒糟。啤酒糟是生产啤酒的原料麦芽、大米和啤酒花等经过糖化、糊化工艺进行过滤或压滤之后残留的固体物质。其中含有大量的营养成分，但是由于其水分含量较大，容易腐烂，因此大多数厂家以低价直接出售给农民作为饲料使用，有的甚至直接排放，污染环境的同时造成资源的浪费。分析得知，啤酒糟干物质中主要含有粗蛋白和粗纤维，其中粗蛋白的含量超过25%，粗纤维素也达到13%左右，此外还含有少量的脂肪，各种氨基酸，维生素和矿物质等。

膳食纤维是一种不易被消化的食物营养素，其主要包括纤维素、半纤维素、树脂、果胶和木质素等。膳食纤维在保持人体消化系统健康上扮演着重要角色，同时摄取足够的膳食纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病等。膳食纤维可以清洁消化壁，稀释食物中有害物质或加速其排出体外，同时膳食纤维也可以减缓消化的速度并加快人体对胆固醇的排泄，有利于控制血糖和胆固醇。

生物纤维素（Biocellulose）是指在不同条件下，由醋酸菌属（Acetobacter）、土壤杆菌属（Agrobacterium）、根瘤菌属（Rhizobium）和八叠球菌属（Sarcina）等中的某种微生物合成的纤维素的统称，又称为细菌纤维素。生物纤维素具有很高的持水性能，能长时间的保持高含水量，且具有很高的生物相容度和高生物可降解性等。是目前兴起的良好的膳食纤维来源。目前，生产生物纤维素通常是使用椰子水作为发酵培养基，也有使用各种糖类以及牛肉膏、蛋白胨等直接配置成液态培养基，但是，椰子水的来源受地域性限制，而使用配置的培养基成本高昂。目前没有在生物纤维素的生产中使用啤酒糟的报道。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种利用啤酒糟生产生物膳食纤维素的方法，步骤中包括：将啤酒糟加水稀释后，灭菌直接作为生物膳食纤维素产生菌培养基使用，或啤酒糟加水稀释后加入其它营养物质，再灭菌作为生物膳食纤维素产生菌培养基使用。

其中加水量并无特别限制，但是优选为啤酒糟重量的1-3倍。

本发明还提供一种利用啤酒糟生产生物膳食纤维素的方法，步骤中包括：将啤酒糟加水磨浆；然后在60-90℃下保温1-2小时；过滤除去固态物质，滤液灭菌后直接作为生物膳食纤维素产生菌培养基使用，或滤液加入其它营养物质后再灭菌作为生物膳食纤维素产生菌培养基使用。

其中加水磨浆时水的加入量优选为啤酒糟重量的1-3倍。

本发明还提供一种利用啤酒糟生产生物膳食纤维素的方法，步骤中包括：将啤酒糟加水磨浆，调pH至5-6，静置20-40分钟；过滤除去固体物质后再往滤液中加入5-10重量%的蛋白酶，保温50-70℃酶解1-3小时，调pH值至中性，再次过滤去除固体物质后灭菌直接作为生物膳食纤维素产生菌培养基使用，或加入其它营养物质后灭菌再作为生物膳食纤维素产生菌培养基使用。

其中，加水磨浆时水的加入量优选为啤酒糟重量的1-3倍；其中的蛋白酶优选为选自胃蛋白酶，胰蛋白酶，碱性蛋白酶中的一种或多种。

上述3种方法中所述的其它营养物质选自椰子水、蔗糖、葡萄糖，牛肉膏、酵母膏中的一种或多种。

上述3种方法中还可以包括：往制成的培养基中接种生物膳食纤维素产生菌，发酵生产生物膳食纤维素膜的步骤。此外，还可以包括将获得的生物膳食纤维素膜干燥、粉碎的步骤。

本发明还提供一种生物膳食纤维素产品，其是通过上述的任一方法获得的。

采用本发明的方法，充分利用啤酒生产的副产物—啤酒糟中的营养成分，减少污染，节约能源。采用加水磨浆、保温静置、过滤去渣的工艺步骤，能够使啤酒糟中的营养物质溶出，也去除了其中的皮壳、叶芽等杂质，从而获得更好的发酵效果；而采用碱水解能够增加啤酒糟中本身含有的不溶性纤维素的溶解性能，改善膳食纤维的口感、提高膳食纤维的产量；蛋白酶水解能将大分子的蛋白水解为肽或氨基酸，提高生物利用度，促进发酵，能够获得更好的发酵效果。采用本发明获得的产品中即含有生物发酵制得的膳食纤维素又含有啤酒糟中本身含有的膳食纤维素以及其他维生素、矿物质等成分，是人类膳食纤维素补充的良好来源。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1: 

取啤酒糟加等重量的水稀释后，经高温灭菌直接作为生物膳食纤维素产生菌培养基，接种培养基10体积%的木葡糖酸醋杆菌种子液，30℃下发酵7天，在培养基表面获得生物膳食纤维素膜。

 

实施例2: 

取啤酒糟加入其重量2倍的水磨浆；然后在60℃下保温2小时；过滤除去固态物质，滤液中加入等重量的椰子水后高温灭菌作为生物膳食纤维素产生菌培养基，接种培养基8体积%的木葡糖酸醋杆菌种子液，28℃下发酵5天，在培养基表面获得生物膳食纤维素膜。

 

实施例3: 

取啤酒糟加入其重量3倍的水磨浆；然后在90℃下保温1小时；过滤除去固态物质，滤液中加入10重量%的蔗糖、3重量%的牛肉膏及1重量%磷酸二氢钠后高温灭菌作为生物膳食纤维素产生菌培养基，接种培养基9体积%的木葡糖酸醋杆菌种子液，32℃下发酵6天，在培养基表面获得生物膳食纤维素膜。收获该生物膳食纤维素膜，热风干燥至恒重，粉碎得膳食纤维素粉末产品。

 

实施例4:

取啤酒糟加入其重量3倍的水磨浆，调pH至5，静置40分钟；过滤除去固体物质后再往滤液中加入5重量%的蛋白酶，保温70℃酶解1小时，调pH值至中性，再次过滤去除固体物质后高温灭菌作为生物膳食纤维素产生菌培养基，接种培养基10体积%的木葡糖酸醋杆菌种子液，30℃下发酵6天，在培养基表面获得生物膳食纤维素膜。收获该生物膳食纤维素膜，热风干燥至恒重，粉碎得膳食纤维素粉末产品。

 

实施例5:

取啤酒糟加入其重量2倍的水磨浆，调pH至5.5，静置30分钟；过滤除去固体物质后再往滤液中加入8重量%的蛋白酶，保温60℃酶解2小时，调pH值至中性，再次过滤去除固体物质后，往滤液中加入滤液重量1.5倍的椰子水后高温灭菌作为生物膳食纤维素产生菌培养基，再接种培养基12体积%的木葡糖酸醋杆菌种子液，30℃下发酵5天，在培养基表面获得生物膳食纤维素膜。

 

实施例6:

取啤酒糟加入等重量的水磨浆，调pH至6，静置20分钟；过滤除去固体物质后再往滤液中加入10重量%的蛋白酶，保温50℃酶解3小时，调pH值至中性，再次过滤去除固体物质后高温灭菌作为生物膳食纤维素产生菌培养基，接种培养基9体积%的木葡糖酸醋杆菌种子液，32℃下发酵7天，在培养基表面获得生物膳食纤维素膜。收获该生物膳食纤维素膜，热风干燥至恒重，粉碎得膳食纤维素粉末产品。

上述实施例中获得的产品中即含有生物发酵制得的生物纤维素，又含有啤酒糟中本身含有的膳食纤维素以及其他维生素、矿物质等成分，是人类膳食纤维素补充的良好来源。可直接制成膳食补充剂日常服用或制成其他各种形式的食品产品，如果冻、酸奶、饮料等等，扩大生物纤维素食品应用市场。

 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。