黃酒釀造米漿水處理技術的研究進展

焦新萍，曾金紅，王靈芝，孟燕青，王佳麗，章姍姍，曾紅燕

（紹興市食品藥品檢驗研究院國家黃酒產品質量監督檢驗中心，浙江紹興312000）

黃酒釀造米漿水處理技術的研究進展

焦新萍，曾金紅，王靈芝，孟燕青，王佳麗，章姍姍，曾紅燕

（紹興市食品藥品檢驗研究院國家黃酒產品質量監督檢驗中心，浙江紹興312000）

黃酒釀造米漿水是黃酒浸米工序中的副產物，含有豐富的淀粉、蛋白質、糖類、有機酸等營養物質，棄之會嚴重污染環境，合理利用則變廢為“寶”。介紹了微生物法、吸附法以及回收綜合利用在處理黃酒釀造米漿水方面的研究現狀及應用，探討了適合黃酒企業的米漿水處理技術的發展方向。

黃酒；米漿水；微生物法；混凝分離法；吸附法；回收利用

黃酒是中華民族的傳統文化遺產，歷史悠久，源于中國，與啤酒、葡萄酒并稱為世界三大釀造古酒。黃酒是以稻米、小麥、玉米、黍米等為主要原料，經蒸煮、加曲、糖化、發酵、壓榨、過濾、煎酒、貯存、勾兌而成的釀造酒[1]。黃酒發酵周期較長，根據工藝的不同可分為淋飯酒、攤飯酒、喂飯酒。在傳統的黃酒釀造工藝中，需要對糯米進行一段時間的浸泡，攤飯法釀酒中，浸米時間長達16～20 d；淋飯法釀酒中浸米時間為2～3 d；喂飯法釀酒浸米時間相對較短，一般為18～24 h[1]。米漿水是黃酒生產浸米工序中的副產物，據統計，生產1 t黃酒，將產生0.5 t廢水，一個年產5萬t的黃酒企業，至少產生2.5萬t米漿水。

黃酒生產排放的廢水有機污染物含量高，耗氧量大，未經處理排入江河將嚴重污染水體，給工業農業生產、居民生活及水產養殖業等造成嚴重威脅[2]。根據國家科技發展綱要指南，節能減排是今后相當長一個時期的科技發展重點，有利于促進社會和諧及可持續發展。因此，解決黃酒米漿水的出路，加以回收綜合利用，避免向環境排放污水，節約水資源，不僅是人類生存環境的需要，也是黃酒生產企業生存和發展的需要。

1 黃酒廢水處理技術研究進展

米漿水的特點是高COD值（20000～30000mg/L）和多酸，處理的方法很多，常用的廢水處理方法有微生物法、物理化學法等。現有的黃酒米漿水處理以微生物法居多，也有一些企業嘗試將米漿水進行重新利用。

1.1 微生物法

生物處理法的目的是通過微生物的代謝活動使廢水中的有機污染物轉化為無害產物，即利用活性污泥或生物膜上的微生物將廢水中的有機物作為它們代謝活動所必需的能源物質，將其轉化為代謝終產物二氧化碳和水而使廢水得到凈化。根據參與降解的微生物種類不同，生物處理法可分為好氧生物處理法和厭氧生物處理法[3]。

黃酒廢水（包括米漿水）中有機物濃度高，采用酸化、UASB厭氧、SBR好氧等聯合工藝進行處理：酸化調節池可以把廢水中復雜的有機物水解為簡單的有機物，提高廢水的可生化性，提高廢水的pH值，以利于廢水的后續厭氧處理[4-8]。經UASB處理后，出水CODcr值為3000mg/L左右，出水CODcr值去除率為90%左右，CODcr負荷仍很大，然后采用SBR間歇式生化反應器進行后續處理，出水CODcr值去除率為70%；再進行好氧處理（一般污水的處理方法）[8]。但是該法存在著占地大、產泥量大，抗沖擊負荷能力差、運行費用高,一次性投資較大,一般的中小型企業應用困難等問題；而且由于米漿水對水系污染太嚴重,要治理至達標排放,經濟上難以承受。因此減少排放污染，最大限度地利用米漿水中的有效成分,使釀酒副產物米漿水得到充分回收利用，成為當務之急。

1.2 物理化學法

混凝沉降法包括混凝分離法、吸附法和膜技術等；經過實驗，用這些方法處理，米漿水中的大分子物質如蛋白質、多糖等沉降困難，COD值除去率不高，大約在30%。

1.2.1 混凝分離法

混凝分離法是向含有懸浮體或膠體的污水中投加無機或有機混凝劑，來促使帶電微粒或膠體脫穩，繼而聚集使之與介質分開，達到分離的目的，已廣泛用于工業廢水的凈化處理中。

俞衛華等[9]采用硫酸亞鐵作為混凝劑混凝澄清黃酒米漿水，考察了pH值、FeSO4添加量等因素對澄清效果的影響，實驗結果發現酸度在2.3 g/L(以乳酸計)左右的米漿水，澄清效果良好。澄清后的水及混凝得到的沉泥(實為米漿)可在黃酒生產中消化，水重新用于浸米，沉泥可用于釀酒或作飼料等用途。

李博斌、曾金紅課題組以浙江塔牌紹興酒有限公司的釀造米漿水為研究對象，利用以Fe2(SO4)3和特制的二氧化硅作為吸附劑，對黃酒米漿廢水進行處理[10]。在pH6～7的條件下，混凝劑和二氧化硅復配對米漿廢水中的蛋白質等大分子物質去除效果好，二氧化硅和硫酸鐵的投加量均為0.15%～0.20%，作用時間10～24 h，米漿水的COD值可以下降50%左右；COD值高的米漿水中蛋白質去除率高；其過濾回收的營養物質可作為飼料等進行綜合利用。

1.2.2 吸附凈化法

廢水的吸附凈化其實質是廢水與多孔性固體吸附劑相接觸，利用吸附劑表面活性，將分子態或離子態的污染物吸附和集中于其表面，達到凈化廢水的目的，可實現廢水中有用資源的回收利用，是對高、低濃度廢水均適用的物理化學方法，廣泛地應用于廢水處理[11]。由于米漿水中含有較多的非極性有機物，大多數非極性有機污染物疏水性強，易吸附在非極性吸附劑上[12]。

米漿水可以吸附凈化澄清處理后再回收利用。俞衛華等研究了以硅藻土、活性炭為吸附劑對黃酒釀造生產的酸度在6.0 g/L左右的米漿水進行吸附澄清處理的工藝。通過條件實驗和正交實驗，確定了米漿水澄清的最適工藝條件。通過米漿水澄清循環浸米7次、釀酒7次及從米漿水中回收的有機物釀酒7次，并與自來水浸米釀酒對比,米漿水澄清循環浸米可以縮短浸米時間,米漿水酸度提前到達目標值[13]。澄清后的水及混凝得到的沉淀物可在黃酒生產中循環利用，水可以重新用于浸米，沉淀物可用于釀酒或作為飼料等。

1.2.3 膜技術

膜分離技術是一項新型的分離技術,大多數膜分離過程中物質不發生相變化,分離系數較大，具有高效、節能的特點。常見的膜分離法主要有微濾、超濾、反滲透等，利用膜分離技術，采用閉路循環發酵工藝可變廢為寶，避免或削減了污染物排放[14]。

謝廣發等[15]以0.18μm膜對黃酒進行過濾實驗，過濾后的黃酒中蛋白質下降17.3%，總多酚略有下降。譚佩毅等[16]采用孔徑為0.15μm陶瓷無機膜過濾黃酒，其中高分子蛋白質去除了56.9%。劉達玉等[17]利用管式膜對黃酒進行超濾，其中不溶性固形物全部去除，粗蛋白去除了78.45%，氨基酸被不同程度去除，總體去除率為13.24%。

膜處理技術的特點和優勢：節能環保，對被處理物無形態或化學影響；無二次污染，可借鑒用于處理米漿水，處理后的米漿水可以回收再利用。在除污的同時變廢為寶，是符合可持續發展戰略的綠色技術。

1.3 米漿水回收利用方法

黃酒米漿水是浸米工序中的副產物，還含有豐富的淀粉、蛋白質、糖類、有機酸，其中氨基酸多達18種，還有B族維生素、礦物質和微量元素等。此外，米漿水中還有大量對釀酒有益的乳酸菌、酵母菌等[2]。

如何節約水資源，提高循環利用效率，米漿水一直是黃酒生產企業關注的重點。有一些企業對黃酒米漿水的回用技術進行了研究，主要技術路線是對米漿水進行簡單處理后，作為投料水回投到釀造過程中，實現米漿水的循環利用。

毛青鐘考察分析了黃酒釀造浸米過程中產生的米漿水及其營養物質（有機酸、氨基酸、蛋白質、淀粉、糖類等）、微生物（乳酸桿菌）的變化情況[2]，將浸米產生的米漿水回用作為黃酒生產的投料用水，投放發酵液中釀造黃酒，改善黃酒品質，米漿水的使用量一般為大米的30%～40%，即“三漿四水”[18]。

俞關松等[19]開展了黃酒浸米漿水作復制糟香白酒投料水的研究，實驗發現米漿水營養物質豐富，適宜于酵母生長和發酵，把米漿水回用作復制糟香白酒的投料水，能夠提高復制糟香白酒的產量和出酒率。

魏桃英課題組和薛潔課題組分析了浸米過程中米漿水的變化情況及不同添加漿水量對黃酒品質的影響，表明發酵過程中采用新鮮米漿水替代部分投料用水，可以起到“以酸制酸”的作用，并找出合適的米漿水添加量比例[20-21]。李海霞等[22]將米漿水循環用于浸米，跟蹤發酵過程，考察米漿水回用對黃酒發酵過程的影響，發現隨著米漿水循環次數的增加，發酵醪的酸度隨之增高，發酵速度加快，酒精含量提高；且米漿水組的酵母數量高于自來水組。張雨等[23]研究了添加米漿水對黃酒釀造和風味的影響，發現添加米漿水對總酸、甲醇、β-苯乙醇、乳酸乙酯和氨基酸類物質的影響較明顯，而對其他醇類物質、酯類物質和醛類物質影響不大。胡健等[24]研究米漿水回用技術對黃酒釀造的影響，如黃酒質量、風味及理化指標等；實驗結果表明米漿水中含有豐富的有機酸和氨基酸，有助于提高黃酒中氨基酸態氮、β-苯乙醇含量、酯類物質的濃度及酒精度。

此外，米漿水中有大量產乳酸的乳酸桿菌，用現代工藝技術提取乳酸桿菌，這在乳制品工業等食品工業中的用途廣泛[2]。

2 展望

對黃酒米漿水的處理應采取“回收綜合利用與治理污染相結合”的策略,即通過綜合利用的途徑，回收米漿水中的有機資源（營養物質），使之轉化為可再利用的副產品，余下的廢水再進行處理和部分回用。污水處理技術也隨著科技的發展而發生了日新月異的變化，為提高廢水的綜合效益（經濟效益、環境效益和社會效益），往往在不同階段將多種方法組合起來，兼顧廢水處理后的重新利用和回收物的合理利用，這對于節約資源、保護環境具有重要意義。

[1]傅金泉.黃酒生產技術[M].北京：中國輕工業出版社,2005：317-373.

[2]毛青鐘.黃酒生產副產物的綜合利用[J].釀酒科技,2000(2)：78-79.

[3]張超,趙翠,施巖.釀酒廢水處理技術的研究進展[J].當代化工, 2014,43(3)：447-449.

[4]孫建國,邵巍.UASB-AB工藝處理黃酒廢水[J].給水排水, 2006(12)：61-63.

[5]陳彬,吳志超,員小峰.UASB-接觸氧化工藝處理黃酒廢水工程實例[J].給水排水,2005(4)：53-55.

[6]黃武.水解酸化-UASB處理高濃度釀酒廢水[J].環境工程, 2001(5)：50-51.

[7]劉海亞,朱定松.黃酒工業廢水處理技術[J].工業水處理, 2005(2)：67-68.

[8]魯玉龍,祁華寶.黃酒釀制米漿廢水的處理[J].工業用水與廢水,2002(2)：50-51.

[9]俞衛華,錢俊青.黃酒米漿水的混凝澄清技術研究[J].科技通報,2002,18(3)：197-199.

[10]李博斌,曾金紅,陳扉然,等.混凝吸附法處理黃酒釀造米漿廢水的研究[J].釀酒科技,2016(7)：97-99.

[11]周娟娟,胡中華,吳海芳.活性炭纖維及其在水處理中的應用[J].環境污染與防治,2003,25(2)：80-82.

[12]遼寧省石油化工技術情報總站.化工三廢治理技術[M].沈陽：遼寧省環境科學學會,1983：7-11.

[13]俞衛華,錢俊青.釀酒米漿水循環利用方法的研究[J].浙江工業大學學報,2002(2)：112-116.

[14]姜大偉,梁彥,宋人楷.膜分離技術及其在食品機械中的應用[J].包裝與食品機械,2003,12(1)：26-28.

[15]謝廣發,周建弟,孟中法,等.錯流膜過濾提高黃酒非生物穩定性的研究[J].釀酒科技,2003(4)：80-81.

[16]譚佩毅,黃秀錦.陶瓷膜技術在黃酒生產中的應用[J].中國釀造,2006(9)：45-48.

[17]劉達玉,鐘世榮.管式膜超濾生黃酒的研究[J].食品科學,2004, 25(3)：110-112.

[18]毛青鐘.黃酒浸米漿水及其微生物變化和作用[J].釀酒科技, 2004(3)：73-75.

[19]俞關松,毛青鐘.黃酒浸米漿水作復制糟香白酒投料水的研究[J].釀酒科技,2012(5)：71-72.

[20]魏桃英,張秋汀,沈麗敏,等.對黃酒米漿水綜合回用的研究[J].釀酒科技,2016(2)：100-103.

[21]薛潔,王異靜,劉巖,等.黃酒釀造中米漿水回用技術的研究[J].釀酒科技,2009(9)：17-19.

[22]李海霞,何國慶,樓鳳鳴,等.米漿水和淋飯水回收利用對黃酒發酵過程的影響[J].中國食品學報,2012(4)：146-151.

[23]張雨,冉宇舟,池國紅,等.米漿水對黃酒釀造和風味影響的研究[J].釀酒科技,2009(9)：97-99.

[24]胡健,張國華,張雨,等.米漿水回用技術對黃酒釀造的影響[J].釀酒科技,2010(8)：25-27.

Research Progress in the Treatment of Rice Steeping Water in Yellow Rice Wine Production

JIAO Xinping,ZENG Jinhong,WANG Lingzhi,MENGYanqing,WANG Jiali,ZHANG Shanshan and ZENGHongyan
(National Center for Yellow RiceWine Quality Supervision&Testing,Shaoxing Testing Institute of Food and Drug,Shaoxing,Zhejiang 312000,China)

Rice steeping water is the by-product of rice steeping process and it contains rich nutrients including starch,protein,sugar,organic acids,etc.The discharge of rice steeping water will seriously pollute the environment,however,scientific recycle of rice steeping water could produce satisfactory economic benefits.In this paper,we introduced the research progress in the treatment of rice steeping water,such as microbiological method,absorption method,and the comprehensive utilization of rice steeping water.Furthermore,the development directions of rice steeping water treatment technology were discussed.

yellow rice wine;rice steeping water;microbiological method;coagulation separation;absorption;recycling

TS262.4；TS261.4；X797

A

1001-9286（2017）02-0106-03

10.13746/j.njkj.2016257

紹興市科技計劃項目（2014B70009）：黃酒釀造米漿廢水懸浮吸附法處理新技術應用研究。

2016-08-19；

2016-10-21

焦新萍，女，碩士，工程師，研究方向：食品安全。

曾金紅（1976-），男，湖北省云夢人，博士，高級工程師，研究方向：食品安全檢測技術，E-mail：jintao032961@163.com。

優先數字出版時間：2016-11-08；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20161108.1001.002.htm l。