酒糟綜合利用現(xiàn)狀及存在的關(guān)鍵問題

張 銀，任廷遠(yuǎn)

（1.貴州茅臺(tái)酒廠集團(tuán)技術(shù)開發(fā)公司，貴州 仁懷 564500；2.貴州大學(xué) 釀酒與食品工程學(xué)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(shí)會(huì)產(chǎn)生數(shù)噸的酒糟。目前，絕大多數(shù)企業(yè)或個(gè)體均對(duì)酒糟的處理方法比較簡(jiǎn)單粗爆，基本上是簡(jiǎn)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(yán)重浪費(fèi)，而且還會(huì)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(duì)釀酒行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益還是環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展都具有深遠(yuǎn)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(fèi)國，從2000年到2014年，全球燃料乙醇產(chǎn)量年均增長(zhǎng)超過16%，2014年產(chǎn)量達(dá)到7 338×104t[6]。李倩等人[7]對(duì)不同類型酒糟營養(yǎng)成分進(jìn)行比較研究。結(jié)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(jìn)行生產(chǎn)利用時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)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(fù)合劑處理方法對(duì)肉牛增重效果的影響。結(jié)果表明，粗纖維分解劑組肉牛的日增重1.24 kg，益生菌復(fù)合劑組肉牛的日增重1.14 kg，分別比對(duì)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(fù)合劑處理的酒糟飼喂牛均可取得較好的增重效果。李學(xué)釗等人[9]利用酒糟育肥肉牛的試驗(yàn)，試驗(yàn)組日增重1.73 kg，比對(duì)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(duì)肉牛在糖代謝方面優(yōu)于玉米秸，而大豆秸組在促進(jìn)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(shí)指出不宜長(zhǎng)時(shí)間大劑量給予酒糟飼喂，還得注意補(bǔ)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(yīng)的預(yù)混料配方才能有效提高肉牛生產(chǎn)性能。而陳應(yīng)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(zhǎng)性能，對(duì)血漿生化指標(biāo)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(jì)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(zhǎng)性能增加經(jīng)濟(jì)效益。另外，在飼喂酒糟時(shí)要定時(shí)、定量、定質(zhì)，用科學(xué)化、合理化的飼喂方法確保動(dòng)物身體機(jī)能可以維持在正常的水平當(dāng)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(yáng)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(zhǎng)情況。結(jié)果表明，白酒糟燃燒灰對(duì)不同生長(zhǎng)階段的油菜有不同影響，對(duì)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(zhǎng)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(jī)肥與常規(guī)施肥處理中云煙97號(hào)，其生長(zhǎng)情況較為接近，產(chǎn)值有所提高；同時(shí)也指出酒糟有機(jī)肥太多或者太少對(duì)烤煙生長(zhǎng)和品質(zhì)的形成大多達(dá)不到常規(guī)施肥的指標(biāo)。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(jìn)行堆制發(fā)酵腐熟制成有機(jī)肥。結(jié)果表明，該有機(jī)肥經(jīng)3年高粱施肥試驗(yàn)后，供試土壤的有機(jī)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(zhǎng)37.6 cm，莖粗1.82 cm，成穗率為88.6%，產(chǎn)量達(dá)5 656.5 kg/hm2，均超過對(duì)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(jìn)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(shí)間為6 d，發(fā)酵產(chǎn)物中腐殖質(zhì)含量達(dá)到17.50%，種子發(fā)芽指數(shù)GI值達(dá)到93.2%，E4/E6值為2.19。綜合相關(guān)文獻(xiàn)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(duì)簡(jiǎn)單，如何解決其在肥料中的應(yīng)用，特別是有機(jī)肥、特種肥料生產(chǎn)中的應(yīng)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(jié)果表明，黃酒糟生產(chǎn)食醋最佳時(shí)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(jià)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(fēng)味形成。結(jié)果表明，溫度對(duì)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(shì)。王秋麗等人[23]酒糟羅非魚即食休閑風(fēng)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(yīng)食品。梁強(qiáng)等人[25]研究了芡實(shí)酒糟韌性餅干，其配方為低筋面粉100 g，芡實(shí)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(fēng)味濃郁餅干。黃迪宇等人[27]研究了酒糟蛋白飲料，并對(duì)其穩(wěn)定進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，耐酸型CMC 0.15%+大豆多糖0.30%+結(jié)冷膠0.04%，復(fù)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(shí)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(shí)增加了食品種類和風(fēng)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(duì)人體健康、腸道菌群的影響值得深入的研究和評(píng)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(jié)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(shí)間67 min，料液比1∶24.84（g∶mL） 時(shí)，實(shí)際測(cè)得的得率為17.23%，與響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷念A(yù)測(cè)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(yīng)用價(jià)值。李芳香等人[29]研究了超臨界二氧化碳萃取茅臺(tái)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(dá)到18.35%。陳佳興等人[30]利用醇?jí)A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?jí)A比1∶3（mL∶mL） ， 料液比 1∶50（g∶mL） ， 提取時(shí)間100 min。在此條件下，進(jìn)行3次重復(fù)的驗(yàn)證試驗(yàn)，醬香型白酒酒糟蛋白質(zhì)的提取率可達(dá)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(duì)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(guān)鍵問題

釀酒或酒精產(chǎn)業(yè)實(shí)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(fù)擔(dān)。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(guān)鍵問題。除了當(dāng)前已有處理或加工方式外，還需進(jìn)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(jiǎn)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(shè)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(huì)造成效果低或引起動(dòng)物死亡，增加養(yǎng)殖企業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。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(guān)鍵技術(shù)問題。

酒糟肥料是酒糟又一應(yīng)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(diǎn)的肥效，但在燃燒或堆積發(fā)酵過程會(huì)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(shù)落后外，人們對(duì)酒糟作為食品原料的接受和認(rèn)可度還有待提高。另外，產(chǎn)品單一、口感較差、安全性也待進(jìn)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。現(xiàn)有研究表明，酒糟因多種微生物的發(fā)酵作用，會(huì)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(zhǎng)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。