[发明专利]利用亚临界水处理酒糟制备木糖及水解蛋白的方法

说明书

技术领域    

本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种用酒糟制备木糖及水解蛋白的方法。

背景技术    

我国酒精及白酒生产厂家众多，酒糟的产量很大。目前酒糟主要用作动物饲料。研究表明，在日粮中添加一定量酒糟可以促进动物生长，提高动物产品的产出率。但酒糟中各营养物质变异大，并且含有木质素和植酸等抗营养因子及霉菌毒素问题，限制了其在动物日粮中的大量使用。因此，如何高效利用酒糟生物质资源是酿酒企业实现循环发展亟待解决的问题。有效开发利用酒糟，不仅能减少和防止糟液对环境的污染，而且也能带来巨大的经济效益。

关于酒糟的利用，国内已有许多相关专利，如200510107361.7提取酒糟残留白酒香气成分的方法；201010540387.1从酒糟制备甘油的方法；201110209999.7一种利用酒糟原料发酵生产丁二酸的方法；20130030796.0一种利用浓香型固态白酒酒糟提取木糖的方法；等。这些方法对酒糟中的部分成分实现了再利用，然而在充分利用酒糟方面尚不完善。

酒糟制备木糖目前采用酸进行水解，酸浓度高有利于半纤维素水解成为木糖的反应，如专利201010259561.5一种从啤酒糟中高效分离木糖的方法，采用了1%——10%的硫酸，催化降解啤酒糟以制备木糖，专利20130030796.0一种利用浓香型固态白酒酒糟提取木糖的方法，采用2%的硫酸催化降解酒糟以提取木糖。但是高浓度的酸在反应之后需要用石灰乳或碳酸钙中和，生成的硫酸钙是一种微溶于水的盐，在提取木糖的过程中需多次去除，使制备过程变得复杂。其次在一些情况下，高比例的液固比更有利于水解制备木糖的反应，如201010259561.5一种从啤酒糟中高效分离木糖的方法，采用了液固比20:1——80:1，但大量溶液的浓缩会造成生产成本的提高，在技术经济上未必合理。

酒糟中的主要成分包括氨基酸及蛋白质、半纤维素、纤维素、木质素等，另外还有有机酸、多酚等少量成分。本发明针对酒糟中主要成分的特点，特别是针对玉米发酵生产酒精后酒糟的成分的特点，拟对于酒糟中主要成分的利用进行综合考虑，系统开发，以达到生产技术经济可行的目标，解决相关行业技术问题，实现经济和社会效益。

发明内容    

本发明的要解决的技术问题是提供一种利用亚临界水处理酒糟制备木糖及水解蛋白的方法。

本发明的技术方案是：

玉米发酵生产酒精，蒸馏酒后的湿酒糟离心过滤，过滤后的干酒糟在亚临界水中以低浓度酸催化水解，以制备木糖；水解残渣与湿酒糟离心过滤清液合并，在亚临界水中以较低浓度酸催化降解，以制备水解蛋白（含蛋白、肽、氨基酸等含氮化合物）；二次水解残渣主要是纤维素及部分木质素等，可进一步利用制备活性炭或分离纤维素等。

本发明的具体步骤为：

⑴玉米发酵生产酒精，蒸馏酒后的湿酒糟离心过滤；

（2）过滤后的干酒糟在亚临界水中以低浓度酸催化水解，所述的低浓度酸是硫酸、盐酸或二氧化碳。

其中二氧化碳催化水解过程是向高压反应釜注入水和干酒糟，升温并加压使水成为亚临界水，同时向反应釜中充入二氧化碳，水与干酒糟液固比为3—20:1  l/kg，反应温度为140—180℃，反应压力为0.5——10MPa，反应时间为10分钟—240分钟，反应结束后过滤得到清液；

硫酸或盐酸催化水解过程是向高压反应釜注入水、干酒糟和硫酸或盐酸，升温并加压使水成为亚临界水，硫酸或盐酸与水混合后的浓度0.1%—1%，硫酸或盐酸稀释液与干酒糟液固比为3—20:1  l/kg，反应温度为140—180℃，压力为0.36——1.2MPa，反应时间为10分钟—240分钟。反应结束后过滤，滤液用氢氧根型强碱性阴离子交换树脂进行中和，中和至pH=3—5，滤除树脂，得到清液；

（3）将催化水解后的清液浓缩得到高浓度的糖浆，向糖浆中加入2—8倍95%的酒精，搅拌，静置。过滤收集沉淀，在50—70℃下干燥，得到木糖，酒精溶液蒸馏回收酒精，残余液中含有部分醇溶蛋白；

（4）离心过滤干酒糟制备木糖水解残渣与湿酒糟离心过滤清液合并，在亚临界水中以较低浓度酸催化降解，所述的较低浓度酸指的是硫酸、盐酸或二氧化碳。