胡志强，李存福，张国顺，梁吉雷，何清明，丁志阳，刘 露

(1.泰州学院 医药与化学化工学院 江苏省手性医药化学品生物制造重点实验室，江苏 泰州 225300；2.泰州市梅兰春酒厂有限公司，江苏 泰州 225300)

白酒的酒糟又名丢糟、酒醅糟，是酒醅发酵完后再经过蒸馏出酒后残留的固态混合物，是白酒制造行业最大的副产品。如图1所示从2008年到2016年我国白酒行业一直保持着产能的高速增长，2017年白酒行业产量有所下降，主要是因为受2012年末白酒质量安全事故和政府严加惩治政治贪腐等影响，市场对白酒的需求变少，影响了行业产量的增长[1]。随着白酒市场的复苏，2018年我国白酒产量开始上涨。每生产1 t白酒，将会产生6～10 t的酒糟[2]。如果白酒与酒糟按照1∶8的比例计算，2018年全国酒糟产量达到1.1亿t。酒糟的含水量较高，堆放过程中会有大量污水渗出，产生的酒糟渗滤液中含有大量的有机污染物。这些污染物酸度高，其中化学需氧量(COD)高达100 g/L，对环境造成了严重的污染[3]。除了水分外，酒糟中含有大量的有机物和营养物质。利用酒糟作为原材料制作生物有机肥，不仅可以解决环保问题，还能够为绿色食品的生产提供有机环境，实现酒糟大规模资源化利用，具有较高的经济、环保和社会效益。

图1 2008～2018年白酒产量情况

Fig.1 Production of liquor from 2008 to 2018

1 酒糟成分分析

由于白酒生产采用的原材料和生产工艺等存在差异，造成白酒发酵产生的酒糟营养成分种类和含量各不相同，但酒糟中含有相当丰富的营养物质。酒糟主要是由水、稻壳、糖、淀粉、蛋白质和有机酸等有机物质构成。从表1中可以看出，干糟中的营养物质的含量都要高于鲜糟。与常规饲料玉米相比，干糟中除了粗淀粉外，干糟中其余营养物质的含量(粗蛋白、粗脂肪、无氮浸出物等)均相对比较高。

表1 酒糟中常规营养成分[4]Table 1 Conventional nutrient in distiller's grains

注：无氮浸出物内包含了粗淀粉。

表2 白酒糟中氨基酸含量[4]Table 2 Amino acids content in distiller's grains

注：*表示必需氨基酸。

表3 白酒糟中的维生素含量[4]Table 3 Vitamin contents in distiller's grains

表4 白酒糟中的无机元素含量[4]Table4 Inorganic element content in distiller's grains

表2～4向我们证明酒糟中含有多种氨基酸、维生素和丰富的酸、酯及醇等发酵产物。由此可见，酒糟中营养成分非常丰富，具有广阔的开发利用价值。

2 酒糟利用现状

2.1 生产饲料

酒糟中含有大量的淀粉、蛋白质、氨基酸和维生素等营养成分，十分适合畜禽喂养。酒糟作为畜禽饲料，主要有三种方式：直接饲喂、加工成酒糟蛋白饲料和养殖高蛋白昆虫后喂饲[5]。

2.1.1 直接饲喂

利用鲜酒糟或者简单干燥处理后的酒糟直接作为饲料喂养畜禽，方法简单，并且成本低廉。但是，这种方法也存在诸多弊端：鲜酒糟直接饲喂牲畜，适口性差，不易吸收消化；酒糟容易霉烂，产生病毒，污染环境；鲜酒糟含水率高，易变质，难运输，对于量大而集中的大、中型的酒厂很难从根本上解决这个问题[6]。

2.1.2 微生物发酵

利用微生物发酵技术开发利用酒糟生产高蛋白饲料，提高酒糟附加值，解决目前蛋白质饲料严重短缺问题，是当前研究的重点方向。

经过微生物对酒糟代谢发酵，可以产生大量的菌体蛋白和代谢产物。例如消化酶，多种维生素和有机酶等多种活性物质。这些物质不但能够改善饲料口味，而且能够提供动物生理代谢不可缺少的营养元素[7]。相比与采用单一菌种，研究证实采用复合菌种发酵酒糟可以得到蛋白质含量更高的饲料。卢向阳等人利用优良菌种117号产朊假丝酵母、136号热带假丝酵母、白地霉和扣囊拟内孢霉混合发酵白酒酒糟，可以将饲料中粗蛋白的含量提高58%，氨基酸、钙和磷的含量也会显著增加，而粗纤维和单宁含量则明显降低，达到国家蛋白饲料质量标准的要求[8]。王成涛等采用了绿色木霉、米曲霉、白腐真菌、产朊假丝酵母、白地霉和地衣芽孢杆菌混合微生物协同发酵啤酒酒糟生产蛋白饲料，发酵产物粗蛋白含量达到34.6%，并具有较高的半纤维素酶、纤维素酶和淀粉酶活性等[9]。

目前此种方法利用酒糟生产蛋白饲料还局限于实验室，距离形成规模产业化生产还有相当的距离[10]。

2.1.3 养殖高蛋白昆虫

蝇蛆和蚯蚓等均是很好的动物性蛋白饲料，含有丰富的氨基酸，品质高，深受养殖户欢迎。采用酒糟和动物粪便作为培养物饲养蚯蚓和蝇蛆等，能够充分利用酒糟中的有效成分，已经日趋流行。干蚯蚓中蛋白61%，赖氨酸5.3%，蛋氨酸0.73%。蝇蛆干粉中蛋白质含量53.3%，赖氨酸4.1%，蛋氨酸1.4%，并且具有抗菌促生长的功能，可以用于鸡、鸭、猪和水产养殖的活饲料[11]。同时，饲养这些作物的废渣也是一种氮含量很高的有机肥，可以制成高品质的复合化肥，具有广阔的应用市场[12]。

2.2 生产化工原料

白酒酒糟中含有很多有用的化学物质，从酒糟中提取这些物质可以实现白酒酒糟的资源化利用。

2.2.1 提取植酸

酒糟中含有植酸，可以作为生产植酸的原料。张云鹏等以白酒酒糟为原料，通过盐酸浸提法进行酸渍，浸取液经过一系列处理后，植酸的提取量可达到16.92 mg/g[13]。

2.2.2 生产甘油

酒糟能够生产甘油。孙书静采用废酒糟，经过糖化、发酵和离子交换方法提纯除杂等工艺产生精甘油，精甘油中丙三醇的含量可达90%～95%，精甘油的收率能够达到8%～9%[14]。

2.2.3 生产木糖醇

木糖醇是一种重要的功能性五碳糖醇，在体内代谢不需要胰岛素参与，可以直接通过细胞被人体吸收。此外，木糖醇还有类似甘油和其它多元醇的优异特性，所以广泛地被运用与国防、医疗、化工、皮革、涂料和食品等行[15-16]。酒糟可以作为生产木糖醇的原料。在优化后的发酵条件下，采用热带假丝酵母直接发酵，经过石乳中和等简单处理的酒糟水解液，可以得到较高产率的木糖醇[17]。

2.2.4

丁二酸是重要的一种平台化合物，在化工、医药、食品、农药。防腐剂等领域有广泛用途。周小兵等人利用酒糟为原料，采用琥珀酸放线杆菌 Actinobacillus succinogenes F3-21可以发酵产生丁二酸，丁二酸产量可高达28.8 g/L[18]。

2.3 生产燃料

除了水分以外，酒糟中绝大部分为有机物。所以，酒糟能够作为能源利用。作为能源利用酒糟的方式很多，可以直接燃烧，发酵产生沼气，生产乙醇，还可以气化产生燃气。

2.3.1 直接燃烧

研究表明，除了将近60%的水分外，酒糟中含有约40%的有机物，这部分物质的可以作为生物质可燃物质。干燥酒糟的挥发分比较高，高于250℃都能够着火燃烧[19]。干燥的酒糟的软化温度高于1290℃，可以作为锅炉燃烧材料[20]。另外，酒糟还可以作为循环流化床过路的燃料[19]。

2.3.2 发酵产生沼气

酒糟中含有大量的有机酸、淀粉和蛋白质等易降解有机物。厌氧条件下，经过厌氧微生物发酵，酒糟中易降解有机物可分解成沼气。利用这个特点，酒糟厌氧发酵后可以生产沼气能源，同时沼渣还能够作为肥料。

孙珂研究发现可以将酒糟淘洗后，对洗出物进行厌氧发酵生产沼气；也可以将酒糟和餐厨垃圾、猪粪、秸秆等其他有机物混合发酵生产沼气。 添加餐厨垃圾，有助于提高总甲烷产率，但较高的固含率会影响微生物的代谢活性，降低反应速率，延长发酵周期[21]。

2.3.3 生产燃料乙醇

采用固态发酵工艺，利用酒糟生产燃料乙醇，产率可达到4.18%[22]。采用霉菌分解纤维素和优良酵母菌发酵，能够分解酒糟中部分纤维素，提高燃料乙醇产率。江鹏研究表明纤维素和淀粉利用率可以达27.15%和41.11%，燃料乙醇的产率能够达到6.15%[23]。

2.3.4 气化生产燃气

在适宜的温度、空气和水蒸气的条件下，生物质能够发生热解、氧化和还原重整等反应，最终转化为一氧化碳(CO)，氢气(H2)和低分子烃类等可燃气体。酒糟的主要成分为稻壳、淀粉和蛋白质等。这些物质均为生物质，能够发生气化反应。酒糟气化的主要产物为燃气、木炭和焦油等，而且污染物便于集中控制。因此，气化生产燃气是酒糟燃料利用的一个发展方向[3]。

3 结语

我国白酒生产一直都采取固态发酵和固态蒸馏传统的酿造工艺，生产了大量的发酵残留产物-酒糟。针对这种现状，一是根据不同酒糟独特的营养成分，进行相应的具体分析，最大程度地利用其营养成分；二是采用混合菌种发酵酒糟生产高蛋白饲料；三是积极探索添加酶制剂的种类和用量，提高酒糟的利用率。通过各种处理方法的综合利用，提高酒糟资源化利用率。