周靜 張波 陳小燕 駱夢琦 謝廣發
摘 要:隨著國家大力推廣節能減排循環利用技術,米漿水作為黃酒浸米的副產物,其回收利用的研究逐漸被重視。本文論述了黃酒浸米漿水的傳統處理方式以及回收利用途徑,包括回收用于浸米、釀酒、制曲以及發酵其他產物。浸米漿水循環回用不僅能夠減少廢水排放,避免污染環境,也是黃酒產業可持續發展的需要。
關鍵詞:黃酒;浸米;米漿水;回收利用
Abstract: With the national promotion of energy saving and emission reduction recycling technology, the research on the recycling of rice milk water as a by-product of rice soaking in Huangjiu has gradually been paid attention to. This paper discusses the traditional treatment methods and recycling ways of of rice milk water soaked in Huangjiu, including recycling for rice soaking, brewing, koji making and fermentation of other products. The recycling of rice milk water can not only reduce wastewater discharge and avoid environmental pollution, but also meet the needs of sustainable development of Huangjiu industry.
Keywords: Huangjiu; soak rice; rice milk water; recycling
黃酒是中國典型的傳統發酵產品,具有6 000多年的釀造歷史,被世人譽為“國酒”[1]。在黃酒釀造過程中,浸米是重要環節,主要將糙米經精白和洗米之后加水浸漬,不僅能使原料大米充分吸水膨脹,以便于后續蒸煮糊化,而且能夠使米酸化,從而調節發酵醪液的酸度,保證黃酒開放式發酵能夠順利進行[2]。作為黃酒浸米過程中產生的副產物,米漿水中含有豐富的淀粉、蛋白質、糖類、氨基酸、維生素和有機酸等營養物質,易被人體消化吸收。此外,米漿水中還含有大量對釀酒有益的乳酸菌、酵母菌等微生物[3]。
1 黃酒浸米漿水傳統處理方式與不足
在紹興黃酒釀造過程中,傳統工藝浸米時間需要約15 d。機械化生產工藝雖然采用保溫浸漬的方式,浸米時間有所縮短,但仍然需要浸米5 d以上。在工業生產中,糯米由于長時間浸漬會出現破碎黏糊等現象,蒸飯過程中往往會出現結塊和生心,不但會降低黃酒的出酒率,而且還容易導致黃酒發生酸敗,嚴重影響黃酒品質[4]。自然浸米容易受到雜菌污染,經過長時間浸米后,米漿水的表面往往出現“白花”和異味。為了避免浸米漿水中不同微生物可能給發酵帶來的不良影響,在機械化黃酒生產工藝中,將米漿水直接作為廢水處理。
浸米過程中會產生大量的米漿水,且有機質含量較高,污水處理成本高昂,給黃酒企業和環境帶來較大的壓力。據相關數據統計,每生產1 t黃酒,將產生2 t米漿水,而米漿水中化學需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)高達30 000 mg·L-1,一個年產10萬t的黃酒企業,一年至少產生20多萬t米漿廢水,每年處理費用高達45萬元。廢水處理設施投入需要200多萬元,加上設備折舊和運行費用,每年要支出60萬~70萬元[5]。米漿水的處理成本高昂,還會出現氨氮無法達標的問題,使得生產企業被迫減產。如果任由米漿水排放,將嚴重污染環境,破壞水資源,影響當地的水質,極易導致水體富營養化,不利于傳統黃酒產業的發展。
2 黃酒浸米漿水回收利用
國家“十四五”規劃綱要指出,推進節能減排、堅持綠色發展是生態文明建設的重點,也是我國科技工作重要發展方向[6]。因此,對黃酒浸米過程中產生的漿水進行回收綜合利用,可以避免直接排放污水,節約水資源,不僅有利于社會可持續發展,而且也是黃酒產業可持續發展的需要。近年來,科技工作者針對米漿水循環回用開展了大量的研究,主要集中在將米漿水處理后,用于循環浸米以及替代部分黃酒釀造投料水。
2.1 浸米漿水回用循環浸米
李海霞[7]將米漿水經過24 h澄清,繼續用于循環浸米,可使部分米漿水得到回用。但由于自然浸米雜菌易生長繁殖,用老漿接種浸米很容易產生異味。張波等[8]篩選出一株低產生物胺、高產乳酸的植物乳桿菌D3(Lactobacillus plantarum),應用于生物酸化浸米,相對于自然浸米,米漿水氣味良好,無“白花”和異味,浸米周期縮短2 d,30%浸米漿水循環回用浸米,總酸、pH值、吸光度保持穩定。
2.2 浸米漿水回用作投料用水釀酒
薛潔等[9]在黃酒發酵過程中利用新鮮米漿水替代部分投料用水(適宜添加量為40%),所添加的米漿水不僅起到“以酸制酸”抑制雜菌的作用,還能提高酒精度,有利于黃酒發酵的控制。劉克等[10]將米漿水經過高溫殺菌后,再用于黃酒的釀造,結果發現米漿水對發酵醪液各項理化指標以及風味物質都沒有負面影響,但后續壓榨的速度有所降低。魏桃英等[11]用米漿水替代部分投料用水,所釀黃酒氨基酸態氮、酸度、總糖和酒精度有所提高。
自然浸米的米漿水直接回用會存在許多問題。①加熱和冷卻需消耗大量的能源,且需要設備和場地,而現有車間很難增加米漿水滅菌和冷卻設備場地。②影響風味且存在安全隱患。自然浸米的米漿水中生物胺含量高,且往往會產生“白花”和異味,這種米漿水回用方式往往會給黃酒帶來一定的安全隱患和不良風味。③米漿水回用量較大會使黃酒中高級醇和乙醛等微量有害組分增加,引起“上頭”,且黃酒中總酸過高,使酒的酸感重、酒體組分不協調。
接種性能優良的乳酸菌進行生物酸化浸米,將產生的米漿水循環回用于黃酒發酵,能解決米漿水的污染問題,是一種簡單易行的料酒綠色釀造技術,具有廣闊的應用前景。張波等[8]將生物酸化后的浸米漿水用于黃酒釀造,相比于自然浸米釀造的黃酒,各項指標均符合《地理標志產品 紹興酒(紹興黃酒)》(GB/T 17946—2008)要求,感官品評更勝一籌,能降低生物胺含量,對黃酒釀造安全具有重要意義。錢禎文等[12]將生物酸化浸米漿水循環回用于高酸調酸黃酒的釀造實驗,當米漿水回用比例為20%時,總酸達到17.9 g·L-1、酒精度為12.3%vol,且氨基酸態氮含量有所提高,有利于增加黃酒口感的醇厚性。
俞關松等[13]將新鮮的米漿水回用于復制糟香白酒釀造的投料用水,處理了部分米漿水,但受到釀造季節的約束,有一定的局限性。梅璐等[14]將接菌后的米漿水添加到黑米料酒發酵醪液中,能提高醪液過濾速率,提高料酒中花青素以及氨基酸態氮的質量濃度,促進料酒產生揮發性風味物質,提高酒液色澤和抗氧化活性。
2.3 浸米漿水回用制曲
周高峰等[15]研究了不同添加比例的米漿水對熟麥曲酶活性(淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶)的影響,部分米漿水用于熟麥曲制曲,麥曲酶活性均最高且所釀黃酒各項理化指標正常。姜佳麗等[16]用米漿水部分替代制曲配料用水,制備醬油生產用黑曲霉、米曲霉,成曲的蛋白酶活、糖化酶活、孢子數均符合要求。在實際應用過程中,用米漿水替代制曲配料用水,米漿水整體消耗量較小,意義不大。
2.4 浸米漿水用作其他發酵產物
孫士勇等[17]篩選到一株近玫色鎖擲酵母R-70,在米漿水中培養,米漿水的COD去除率高達91.12%,不僅有效減輕廢水處理的壓力,而且能夠產生具有較高附加值的類胡蘿卜素、單細胞蛋白,具有較好的應用價值。曹文濤[18]利用黃酒廢棄物酒糟和米漿水為原料,以紅曲霉為出發菌株,實現天然食用的紅曲色素的工業化生產,為黃酒廢棄物的高值化利用提供了一條綠色途徑。方晟等[19]研究了將米漿水代替清水作為配料水,自然發酵制備農用酵素營養液,制備的農用酵素營養液各營養組分在發酵過程中顯著高于用清水制備的對照組,但米漿水用于制備農用酵素營養液存在運輸成本高等各種問題,難以實際應用。米漿水中有大量固體殘渣,含有豐富的淀粉、蛋白質等,董穎娜等[20]以米漿水固體殘渣作為原料,采用熱壓成型工藝,與碎木屑按5∶5制成混合型生物制燃料,綜合燃燒性能較高。何秋穎等[21]以黃酒酒糟和米漿水按照一定比例配比成培養基質,接種白地霉和假絲酵母,進行雙菌發酵,可以有效將米漿水中的有機物進行資源化利用,其發酵產物具有作為動物飼料的潛力。
3 結語
米漿水是黃酒浸米環節的副產物。隨著黃酒行業的快速發展,工廠所產生的米漿水的量在逐年增加,這不僅加大了黃酒廠廢水處理的壓力,更對黃酒廠周邊的環境帶來威脅。隨著國家對于節能減排循環利用技術的重視,在保證黃酒品質的前提下,浸米漿水循環回用能夠減少廢水排放,避免污染環境,對于實現清潔化生產、綠色化發展具有重要的現實意義。
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