CN120188839A - 用于从啤酒糟生产食品的方法，蛋白质浓缩物、蛋白质粉和大麦油 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于从啤酒糟生产食品的方法，蛋白质浓缩物、蛋白质粉和大麦油。所述方法包括a.提供啤酒糟；b.研磨所述啤酒糟；所述步骤特别包括将所述啤酒糟研磨至小于1mm的粒度；在过程中，在达到这种粒度之前，不向所述啤酒糟中添加任何物质；c.将水性液体添加到磨碎的啤酒糟中；d.获得磨碎的啤酒糟和水性液体的悬浮液；e.将所述悬浮液分离成不溶性部分和可溶性部分；f.将所述不溶性部分加工成蛋白质粉，并且将所述可溶性部分加工成蛋白质浓缩物，其中所述蛋白质浓缩物包含少于2wt.％的液体和至少70wt.％的蛋白质。

Description

用于从啤酒糟生产食品的方法，蛋白质浓缩物、蛋白质粉和大 麦油

技术领域

创新涉及一种用于从湿啤酒糟生产食品、提取蛋白质浓缩物、蛋白质粉(proteinmeal)和大麦油(barley oil)的方法，特别是啤酒厂废物的处理。

背景技术

创新组涉及食品行业。其能够对啤酒行业的主要废物(啤酒糟)进行高效处理，以提取三种主要产品。这些是蛋白质浓缩物、蛋白质粉和大麦油。蛋白质产品常用于食品行业，以丰富烘焙食品、肉制品和乳制品的蛋白质。大麦油用于香水和化妆品行业时非常有效。

在酿酒行业中，啤酒生产过程中会产生大量废物。其由谷壳的残余物和谷物的不溶于水的食物部分组成，即富含蛋白质和脂肪的啤酒糟。在啤酒行业的所有次级原料中，对于啤酒糟的处理的兴趣最大。它们的生产量很大。平均每1,000kg大麦芽生产1,300kg啤酒糟。

啤酒糟是根据啤酒生产工艺，将大麦麦芽糖化后，在啤酒醪过滤的最后阶段得到的。含水率为85％的啤酒糟的组成中包含至少15％的干物质。这主要由蛋白质、纤维和脂肪组成。每年，世界各地的啤酒厂生产数千万吨啤酒糟。其中大部分用作动物饲料。仅一部分啤酒糟被回收利用，造成了相当大的环境破坏。

目前，由于运输和储存困难，原始啤酒糟并未大规模使用。啤酒糟生产后仅六小时，啤酒糟中的发酵过程就开始了。这使得啤酒糟不适合进一步使用。

从现有技术来看，用于加工啤酒糟作为饲料添加剂的广泛方法是已知的。这些基于将啤酒糟干燥，然后造粒或研磨(EP0694609A2；WO9822751A1；WO2010053493A1；WO2010117288A1)。EP3915391A1描述了一种由啤酒糟制成的蛋白质浓缩物，其最大含水率为7％并且包含蛋白质、脂肪、纤维和灰分。同时，这种悬浮液中的蛋白质含量为按重量计至少50％。用于生产这种蛋白质浓缩物的方法的特征在于，使最初的啤酒糟松散以获得均匀的物质。去除机械杂质。然后将该物质研磨并且添加水或离心分离液(centrate)以产生糊状物质，从而产生最大含水率为95％的糊状物质。该物质从磨碎的壳中释放出来，并制成悬浮液。悬浮液经过振动过滤并干燥，得到包含蛋白质、脂肪、纤维和灰分的最大含水率为7％的浓缩物。

然而，这些方法并没有充分利用啤酒糟的营养潜力。占啤酒糟的80％的不可消化的纤维无法与啤酒糟的食物成分分离。以这种形式，可以在畜牧业中使用啤酒糟。此外，干啤酒糟中的脂肪含量为至少8％,其会导致动物消化系统紊乱。这些不允许将所需量的啤酒糟引入动物饲料中。此外，啤酒糟的干燥需要消耗大量能源。这是一个与最终产品在低价格下的的低利润相关的过程。

用于进一步处理啤酒厂废物的方法是现有技术中已知的。特别是，存在一种加工含水率为90-92％的液体啤酒糟的方法。这涉及通过两阶段压榨对原料进行加工，在第一阶段中压至含水率为70-75％，并且在第二阶段中压至含水率为40-45％。此外，提供两阶段干燥，在第一阶段中干燥至含水率为20-25％，并且在第二阶段中干燥至含水率为10％，同时获得干燥饲料添加剂(RU2215426)。

该方法的缺点是在压榨原料的过程中从浓缩物的组合物中去除了大量的蛋白质。因此，需要额外的浓缩物处理能力来进行清洁。此外，最终产品还富含不溶性膳食纤维和脂肪。

从现有技术中已知一种用于从啤酒糟生产蛋白质含量为60％至90％的蛋白质产品的方法(WO2018136234A1)。该方法由对啤酒糟进行化学热处理组成。为此，将用过的谷物和水的混合物添加到水解罐中，同时持续搅拌。然后添加葡糖淀粉酶。将所得混合物加热至30℃至70℃的温度。将谷物颗粒研磨至平均尺寸小于500微米。然后将混合物的pH值调节至约7至10.5。添加碱性蛋白酶以溶解蛋白质。将所得混合物通过孔径为5至500μm的筛。然后使用孔径为20KDA至40KDA的膜进行超滤，然后进行纳滤。

该方法的缺点是使用复杂且昂贵的设备以及60-105分钟的较长的技术周期以获得蛋白质产品。研磨花费30至60分钟，并且水解花费30至45分钟。另一个缺点是在该过程中使用有害物质，即盐或碳酸和碱。还已知所有长氨基酸链在蛋白质水解过程中都会被破坏。水解过程中蛋白质损失高达70％。另外，在啤酒糟加工过程中使用大量的水，其与啤酒糟的比例为8:1至11:1。这会产生大量的浓缩物，这是一种生产废物。因此需要额外的设备进行处理。

还存在从啤酒生产中废弃的谷物原料中获得的蛋白质组合物。其包含相对于干重的40％至60％的蛋白质、12％至18％的脂肪、2％至6％的纤维材料和1％至4％的灰分(制造方法EP0694609A2)。该方法包括用辊磨机压榨啤酒糟，同时对谷物仁进行湿法剥皮，然后将所得产品与谷壳分离。

该方法的缺点是，在用辊磨机压榨期间，部分可用成分从啤酒糟中去除，因为啤酒糟在压榨之前没有被破碎并且部分蛋白质结合在压榨的谷壳颗粒中。因此，在随后的去壳过程中会损失蛋白质。另外，为了根据已知方法更有效地分离壳，用大量的水洗涤所得混合物(液体蛋白质悬浮液)。将所得悬浮液通过筛进行筛分。洗涤和筛分过程必须重复最多五次。这会产生大量的浓缩物，这是一种生产废物。因此，还需要额外的设施来确保浓缩物的处理。

从DE 3644600 A1中已知一种用于从啤酒糟中提取膳食纤维的方法。该方法包括以1:1的比例向啤酒糟中添加热水。该方法还包括充分混合和筛分以去除蛋白质，压榨以去除水分，并且干燥所得纤维，其可以用作膳食纤维。

这个过程的目的不是获得蛋白质，但蛋白质仍然是废物。此外，该过程需要添加额外的水。这些水在该过程的执行过程中被收回或者必须作为污水被收回。此外，获得的产品仍然包含脂肪，由于对消化系统的压力，这损害了它们作为动物饲料的用途。

EP 0 609 548 A2公开了一种用于从啤酒糟生产食品的方法。

WO 2021/201711 A1描述了一种用于从啤酒糟生产蛋白质产品的方法以及该蛋白质产品。

EP 0 050 330 B1描述了一种用于从啤酒糟中获取富含纤维且富含蛋白质的级分的方法。

WO 2018/050863 A1描述了一种具有高蛋白质含量的食品组合物以及用于生产该食品组合物的方法。

一份名为"可持续成分(Sustainable Ingredients)"的互联网文件("https://sustainable-ingredients.com/wp-content/uploads/2023/03/All_specificat ion_datasheet_sustainable_ingredients_gersten_protein_01.pdf")描述了一种由大麦制成的包含大麦蛋白的食品。

因此，所有现有的啤酒糟处理方法都旨在获得蛋白质粉或浓缩物。它们的特点是蛋白质提取的复杂性和持续时间以及浓缩物的高产量，浓缩物是一种废品。其处理需要额外的设备。

现有技术尚未公开任何从啤酒糟中获得蛋白质浓缩物和蛋白质粉形式的最终产品的高效方法。这些产品的特点是高蛋白质含量，并且被广泛用作膳食补充剂和饲料添加剂。此外，已知的方法都没有在加工过程中获得作为单独产品的大麦油。

发明内容

在食品技术中，啤酒糟是指啤酒生产过程中产生的酿造麦芽的残留物。啤酒糟包含壳、大麦或小麦麦芽的未溶解部分以及凝固的不溶性蛋白质。

公开了一种从啤酒糟生产食品，特别是蛋白质浓缩物和蛋白质粉的方法。其包括：

a.提供啤酒糟；

b.研磨所述啤酒糟。该步骤特别包括将所述啤酒糟研磨至小于1、0.5或0.1mm的粒度。在此过程中，在达到该粒度之前，不向所述啤酒糟中添加任何物质；

c.将水性液体添加到磨碎的啤酒糟中；

d.获得磨碎的啤酒糟和水性液体的悬浮液；

e.将所述悬浮液分离成不溶性部分和可溶性部分；

f.将不溶性部分加工成蛋白质粉，并且将可溶性部分加工成蛋白质浓缩物。

该方法的优点是，在研磨过程完成之前无需添加水、水性溶液或悬浮液、浓缩物或任何其他添加剂，因此既不需要液态水也不需要蒸汽。特别地，在研磨过程中不使用在进一步过程的下游产生的材料，诸如溶液、悬浮液或浓缩物。已经发现，与在第一研磨步骤中添加液态水、水性溶液或蒸汽的方法相比，这可以增加最终产品中从啤酒糟中获得的蛋白质的量。特别地，蒸汽的添加需要更复杂的设施，并且会产生额外的设施成本和能源消耗。

该方法实现了啤酒厂废物更有效的回收。还可以使用这种方法提取大麦油。以前的方法中没有提供大麦油的提取。

用作起始产品的啤酒糟(啤酒糟(brewers’grain)或啤酒糟(beer grain))可以包含60-90wt.％的水。其可以在生产后6小时内使用。进入生产后和/或在研磨过程中，啤酒糟的温度可能为0.5至90℃。啤酒糟的研磨可以在研磨装置(也称为研磨加工机)中进行。研磨后，啤酒糟的平均粒径可以为0.01-5mm。研磨后，啤酒糟可以呈现为糊状均匀物质(即作为浆料)。糊状物质的粘度为500-1500cps(在30℃下用B型粘度计测量)。研磨装置可以以5000-6000RPM、特别是以5600RPM运行。

水性液体、特别是水的添加可以在配浆装置中进行，糊状物质被转移到该配浆装置中。配浆装置可以是流动混合器。水性液体可以以1:0.25至1:0.75或1:0.3至1:0.5(水性液体:糊状物质)的比例添加。水性液体可以是新鲜的水性液体和/或稍后在方法中回收的水性液体，如下所述。配浆工艺产生悬浮液，即浆料。

水性液体/水可以与酸、尤其是食品级酸混合，其特别可以将处于不溶边缘和/或小程度可溶的蛋白质完全转化成固相。这样允许与可溶性蛋白质清晰分离，并提高可溶性蛋白质的(品种)纯度。这可以在不调节过滤过程中的温度的情况下完成。原则上，可以使用食品级或人类可消化的酸，诸如乙酸或柠檬酸。酸的添加可以在工艺步骤c之前或期间进行。在将水性液体/水添加到研磨的啤酒糟中之前，可以将其与酸混合。(仍然)酸性水性液体/水的pH值优选>6，特别优选6.5或>6.5。

该范围远远超出约pH 4的pH范围，该范围通常被认为是果渣中可溶性蛋白质沉淀的范围。然而，令人惊讶的是，发现微酸性环境有利于将通常不溶或难以溶解的蛋白质从水性部分去除到固相中，从而提高溶解的蛋白质的纯度。

浆状物质(也称为悬浮液)可以转移至用于分离悬浮物质的可溶性和不溶性组分的装置，特别是压榨装置。该转移可以通过泵、特别是叶轮泵来实现。压榨装置可以是带式压机。这包括压榨装置诸如辊和作为压榨表面的筛装置。压榨装置中的压力可以是5-10巴。压榨装置可以包含压辊。将悬浮液在这些上挤出多次(2至5次)。筛每1cm²可以包含25-75或30-50个开口(即孔)。可溶性部分被压力从悬浮液中挤出。留下不溶性部分。例如，可溶性部分通过筛，而不溶性部分保留在筛上。

可溶性部分的水含量(含水率)为90-99wt.％或93-95wt.％。

不溶性部分的水含量(含水率)为80-99wt.％或85-90wt.％。

不溶性部分被加工成蛋白质粉，并且可溶性部分被加工成蛋白质浓缩物。这可以通过在下一步中例如在适当的装置中从悬浮液的各个部分中除去液体来完成。可溶性部分和不溶性部分被转移到其中，将它们与液体分离。

对于不溶性级分(以扁平或板状物质存在)，这可以在单个阶段中完成，例如通过带有空心叶片的干燥器。在这种情况下，用于干燥的介质(例如蒸气或油)，例如空心叶片中的介质的温度为160-180℃。这允许对不溶性级分进行特别高效、快速且温和的干燥。蒸发的液体可以在再悬浮步骤中重复使用。从可溶性级分中除去液体可以分两个阶段进行。第二阶段可以对应于从不溶性部分中除去水。

在第一阶段，可以通过(倾析器)分离器供应液体。

干燥产物是含水率为78-80wt.％水的食品饼，并形成含水率为99-100％或99-99.8wt.％的回收的液体。回收的液体可以在再悬浮步骤中重复使用。

第二阶段可以对应于从不溶性部分中除去水。

在这些除去液体的步骤结束时，蛋白饼(从可溶性级分获得)和塑性物质(plasticmass)(从不溶性级分获得)可以各自具有2-3wt.％的含水率。

因此，步骤f还可以包括：从悬浮液的可溶性部分中除去水性液体，并且任选地在步骤c中重复使用所除去的液体。

因此，步骤f还可以包括：从悬浮液的不溶性部分中除去水性液体，并且任选地在步骤c中重复使用所除去的液体。

水的重复使用可实现高效的循环经济，并减少或防止外部水的添加。这样可以实现生态效益和经济效益。此外，令人惊奇地发现，从悬浮液的可溶性部分或不溶性部分中除去的水性液体包括相关量的溶解的蛋白质和油(例如脂肪酸甘油三酯)。上述水性液体包含1-5wt.％、1.5-3wt.％或1.5-2.5wt.％的蛋白质和1-5wt.％、2-4wt.％或2.5-3.5wt.％的(大麦)油。通过返回包括(溶解的)蛋白质和油的水性液体，最终产品中蛋白质和油的产率增加。水性液体代替纯水返回到工艺中，如现有技术中是常见的，使得蛋白质粉和蛋白质浓缩物中的蛋白质含量增加1.0-1.5％并且油含量增加2.0-2.5％。

总体而言，该过程具有三个好处：增加最终产品中的蛋白质和油含量、节省自然资源(每50吨谷物用水量为50-100吨)并且无需建设处理系统，其成本可达总生产成本的10％。

进行该过程时，可以避免使用均化器。均化器(用至少90巴对进料进行处理)可均匀研磨颗粒的所有组分，其中至少70％是纤维。均质化使破碎的纤维均匀分布在主要产品——蛋白质上。即使进一步筛分也无法使纤维正确分离，因为振动筛由于其作用而产生振动，允许最大200微米的纤维颗粒通过。此外，分离出的纤维的含水率为至少80-83％。这意味着纤维不仅包含水，还包含溶解在水中的蛋白质和脂肪。根据本发明的方法，可以用(带式)压机将纤维从悬浮液中分离出来。分离可在压机的多个辊(通常为3或4个辊)上以3-5巴的压力进行。因此，特别优选使用具有2-6个辊的带式压机，因为这样可以特别有效地分离溶解的蛋白质。

同时，压制后的纤维的含水率达到40-45％，比通过筛分分离的产品的含水率低一倍。此外，压制后的水分包含高达3％的蛋白质和高达4％的油。这将悬浮液中蛋白质和脂肪的总含量增加到48-50％蛋白质和高达16-17％脂肪。因此，省略均质化步骤的优点是获得了令人惊奇地包含更多蛋白质的浓缩物。可以通过下述步骤获得的大麦油的收率增加。

获得的蛋白饼和获得的塑性物质可以储存在防潮容器中直至进一步使用。

从啤酒糟中提取脂肪的方法还可以包括：

执行如上所述的方法。这包括步骤f，还用有机溶剂从步骤e的悬浮液的不溶性和可溶性部分中提取大麦油。

此步骤具有至少两个优点。通过(乙醇)提取从最终产品中分离油，蛋白质浓缩物中的蛋白质含量可以增加至70％(而不是存在脂肪时的62-63％)，而富含蛋白质的粉末中的蛋白质含量可增加至25％(而不是它包含脂肪时的17-19％)。此外，获得了油作为额外的单独产品。其可以按预期用于化妆品行业，而不必与蛋白质一起转移到动物营养中。

有机溶剂可以是例如乙醇。蛋白饼和塑性物质均可以放置在相应的装置中，用于用有机溶剂提取大麦油。例如，有机溶剂，特别是乙醇，可以以2.5:1-4:1或大约3:1的比例添加到蛋白饼或塑性物质中。

这通过将大麦油溶解在有机溶剂中而产生杂油液(miscella)(大麦油和有机溶剂的溶液)。提取器可以具有比溶剂的蒸发温度高1-3℃的温度，因此对于乙醇来说为例如78.3℃。将提取器与大气隔绝。因此，可能会出现2-3巴的超压。

由于提取器与大气隔绝(以及由此产生的超压)，提取速度比没有超压时快两到三倍。因此，该步骤可能需要约30分钟，并且可以在69-71℃和2.8-3.2巴下进行。这使得能够进行大麦油的高效提取。

然后可以去除杂油液。提取步骤可以用新鲜的有机溶剂重复至少2次或正好2次。已证明总共使用3个提取步骤是特别有效的。

此外，通过包括带有旋转叶片或桨的滚筒的提取器可以进一步提高提取效率。随后，可以将大麦油与有机溶剂分离。这可以通过真空蒸发器来完成。

如果需要，分离出的有机溶剂可以重复使用。因此，步骤f还可以包括：从溶剂和大麦油的溶液中收回有机溶剂，并且任选地在收回步骤中重复使用所收回的有机溶剂。

用有机溶剂提取的蛋白质饼被描述为蛋白质浓缩物(源自悬浮液的可溶性部分)。

因此，还公开了可通过上述方法获得的蛋白质浓缩物。

蛋白质浓缩物可以包含少于2wt.％的水分、直径小于0.2mm的颗粒、脂肪、纤维和/或至少70wt.％的蛋白质。

蛋白质浓缩物基于其干重，可以包含不超过2.8wt.％的纤维、不超过0.54wt.％的脂肪，和/或氨基酸含量可以不低于71.7wt.％。

蛋白质浓缩物包括总共55-65wt.％的氨基酸。

用有机溶剂提取的塑性物质被描述为蛋白质粉末(protein flour)(源自悬浮液的不溶性部分)。因此，还公开了可通过上述方法获得的蛋白质粉末。

蛋白质粉末可包含少于2wt.％的水分、直径小于0.2mm的颗粒、脂肪、纤维和/或至少25wt.％的蛋白质。

蛋白质粉末基于其干重，可以包含不超过14.9wt.％的纤维、不超过1.47wt.％的脂肪，和/或氨基酸含量可以不低于25.24wt.％。

蛋白质粉末可包含总共20-30wt.％的氨基酸。

还公开了可通过上述方法获得的大麦油。

大麦油可包含50-60wt.％或55-57wt.％的亚油酸和13-18wt.％或15-17wt.％的油酸。大麦油包含不少于56.28wt.％的亚油酸、不少于16.7wt.％的油酸和/或不少于700mg/100ml的维生素E。

用有机溶剂从悬浮液的不溶性和可溶性部分中提取大麦油可以涉及使用具有旋转叶片的提取器。

要求保护的发明的技术成果是获得干渣中蛋白质含量为至少70％的蛋白质浓缩物形式的加工啤酒啤酒糟、干渣中蛋白质含量为至少25％的蛋白质粉和每100ml中维生素E含量至少为700mg的大麦油。

特别地，对啤酒糟进行加工以获得含水率不大于8％且蛋白质含量不小于70％的蛋白质浓缩物、含水率不大于8％且蛋白质含量不低于25％的蛋白质粉、维生素E含量不低于690mg/100ml的大麦油的技术涉及使用研磨加工机对含水率为60-90％的啤酒糟以其天然形式进行精细研磨。然后将所得浆料与水以1:1的比例混合。使用带式压滤机对所得悬浮液进行多级压榨。这会将悬浮液分离成含水率为85-95％的食物级分。其组成包含干物质中蛋白质含量为至少65％的啤酒糟的大部分蛋白质物质，以及干物质中蛋白质含量至少25％的不溶性纤维。之后，将悬浮液在连续倾析器分离器中脱水，分离成含水率不大于80％的蛋白饼和含水率不小于99％的食品浓缩物。然后将蛋白饼和不溶性纤维在连续桨叶干燥器中快速干燥，得到含水率不大于2％的蛋白质浓缩物和含水率不大于2％的蛋白质粉。此外，通过使用循环搅拌器提取器-蒸发器用乙醇进行循环3阶段醇提取的方法，从蛋白质浓缩物和蛋白质粉中去除脂肪。它们占浓缩物和粉组成的8-12％。蒸发掉剩余的乙醇后，蛋白质粉的蛋白质含量为至少30％。通过提取获得的杂油液包含90-92％的乙醇。在专门开发的蒸发器中对其进行乙醇蒸发。这可以回收至少98％的乙醇并获得乙醇含量不超过2％的大麦油。

所有产品都可以是即用型产品或中间产品，可以从其制成具有大麦油的高蛋白混合物和化妆品制剂。在这种情况下，该技术完全没有废物，因为通过倾析器分离器脱水产生的浓缩物以及中间产品干燥过程中蒸发的水分回流到工艺中。

该技术成果可以通过从含水率为80-90％且粒径最大为10mm的啤酒糟获得的蛋白质浓缩物、蛋白质粉和大麦油来实现。

在这种情况下，蛋白质产品的最佳组成是干残渣中的以下量，wt.％(表1)。

表1

名称	蛋白质，％	纤维，％	脂肪，％
				浓缩物	不少于70	不超过3	不超过0.5
粉末	不少于25	不超过15	不超过1.5

在这种情况下，大麦油的最佳组成如下(表2)。

表2

名称	含量
		酸值	不超过25mg KOH/g
过氧化值	不超过2.0mmol活性O/kg
		生育酚和生育三烯酚的总和(维生素E)	不少于690mg/100g
棕榈酸C16:10	不少于23.7％
		油酸C18:10	不少于22.9％
亚油酸C18:3	不少于56.2％

该技术结果还可以通过获得蛋白质浓缩物、蛋白质粉和大麦油的方法来实现。这涉及到将原始原料、原始啤酒糟在研磨加工机中进行精细研磨。然后将所得浆料在流动混合器中用水以1:0.3-1:0.5(浆料/水)的比例稀释。使用螺杆泵或叶轮泵将所得悬浮液泵入至带式压滤机中。在此，悬浮液的液体级分与悬浮液的固体部分发生多级分离。含水率为93-96％且蛋白质含量为至少70％的液体级分通过计量泵泵入连续倾析器分离器。然后将液体悬浮液脱水成含水率为78-80％的滤饼。食品浓缩物(从悬浮液中分离出的水分)在流动混合器中浆料与水混合的阶段返回到工艺中。同时，啤酒糟采用Urschel Laboratories(USA)的研磨加工机进行研磨，型号Comitrol 1700，研磨头转速约5600rpm，电机功率29kW，3相网络50Hz。在这种情况下，在来自T.C.Environmental Inc.(中国)的型号DNY 2.0的带式压滤机上进行悬浮液的液体级分与悬浮液的固体部分的多级分离，压榨带宽度2000mm，电机功率3.2kW，3相网络50Hz。同时，蛋白悬浮液在来自KOSUN(中国)的型号DC450-1900的连续式倾析器分离器中脱水，离心转速3400rpm，电机功率22kW，3相网络50Hz。

优选地，可以在高达5600rpm或更高的转速下研磨糟，而不会遭受糟过度加热的缺点。

通过连续倾析器分离器获得的蛋白饼在ZHENXING(中国)的桨叶干燥器中进一步干燥至含水率为2％，并转移至蛋白质浓缩物储存容器中。从悬浮液中蒸发的水分在储存容器中凝结，并在流动混合器中输送到工艺中。

带式压机后得到的含水率不大于60％且蛋白质含量不小于25％的悬浮液的固体部分在桨叶干燥器中进一步脱水至含水率为2％。然后将其转移到蛋白质粉的储存容器中。从悬浮液中蒸发的水分在储存容器中凝结，并在流动混合器中输送到工艺中。

在这种情况下，蛋白饼和悬浮液的固体部分在常州好迈干燥工程有限公司(Changzhou Haomai Drying Engineering Co.)(中国)的型号KJG-70的桨叶干燥器中干燥，桨速0.4-10rpm，电机功率2.2kW和3相网络50Hz。

通过在乙醇中连续提取含水率不超过2％的干燥产物，从蛋白质浓缩物和蛋白质粉(脱脂产物)中提取脂肪也可以达到相同的技术效果。提取在桨式提取器中分两个阶段进行：

阶段1-将干燥产物和乙醇添加到提取器中。

干燥产物的质量与乙醇的质量的比为1:3。在2巴的压力和80℃的温度下提取时间为30分钟。之后，使混合物在提取器中沉降3小时，并且然后将混合液排入储存容器中。

阶段2-将杂油液排干后剩余的乙醇混合物添加到提取器中。

产物的质量与乙醇的质量的比为1:2。在2巴的压力和80℃的温度下提取时间为10分钟。之后，使混合物在提取器中沉降3小时，然后将杂油液排入储存罐中。

随后，通过在80℃的温度和0.9巴的压力下直接在提取器中从提取的产物中蒸发乙醇3小时，可以获得相同的技术结果。干燥后的含水率不大于2％。此外，对提取的物质的干燥回收了乙醇并将其返回到技术工艺中。对于蛋白质浓缩物和蛋白质粉两种产物，可以以相同的方式实现产物脱脂的技术效果。从含水率为2％的干产物中提取脂肪。脱脂产物的干燥采用振兴干燥设备有限公司的设备，型号为定制GPG7000，转速0.4-30rpm，电机功率45kW，3相电源50Hz。

通过在真空蒸发器中从杂油液中蒸发乙醇也可以实现回收乙醇并将其重新引入到工艺中的技术成果。从杂油液中蒸发乙醇还得到乙醇含量不超过2％的纯大麦油。蒸发在不超过80℃的杂油液温度和0.9巴的压力下进行3小时或直到最终产品的含水率达到2％。成品、蛋白质浓缩物和蛋白质粉储存在储存容器中。在我们自行开发的蒸发器上将乙醇从杂油液中蒸发，蒸发器功率为7kW，3相50Hz电源。

所得蛋白质产品、蛋白质浓缩物和蛋白质粉的特点是高蛋白质含量。它们是通过高效且技术经济的过程获得的。不产生可回收的废物。浓缩物和冷凝物返回到过程中。

所得大麦油的特点是高维生素E含量，并且由于使用食用乙醇进行提取，因此是安全的。

附图说明

现在将参照附图更详细地解释本发明。其示出了:

图1是用于进行所要求保护的方法的生产线的示意图。

其中,

1是原料(原始啤酒糟)

2是研磨加工机，

3是连续式混合器，

4是叶轮泵，

5是带式压机，

6是连续式倾析器分离器，

7是桨叶干燥器，

8是蛋白质浓缩物和蛋白质粉的储存容器，

9是桨式提取器/刀片剥离器，

10是蛋白质浓缩物和蛋白质粉的储存容器，

11是用于从杂油液中提取乙醇的真空蒸发器，

12是装有乙醇的罐，

13是用于循环水/用于水循环并收集浓缩物和冷凝水的罐，

14是自来水入口，并且

15是大麦油。

具体实施方式

实施例1

在食品技术中，啤酒糟是指啤酒生产过程中产生的酿造麦芽的残留物。啤酒糟包含壳、大麦或小麦麦芽的未溶解部分以及凝固的不溶性蛋白质。

下面更详细地描述本发明。这并不限制所指定发明的权利要求的范围，而是表明了实现本发明并实现要求保护的技术结果的可能性。

将含水率为60-90％的原始啤酒糟在收到后6小时内进行加工(从它们作为啤酒生产废物产生的时间起)。进入生产的啤酒糟温度范围为0.5至90度。啤酒糟1(图1)以均匀的流动手动或机械地装入至研磨加工机2(图1)中。这可确保将啤酒糟适当研磨至0.01-0.5mm。在研磨加工机中处理的啤酒糟的温度可以为0.5至90度。在研磨加工机中处理的啤酒糟的含水率可以为60-95％。在研磨加工机2中，啤酒糟被精细研磨以获得粘度在500-1500cps范围内的糊状均匀物质浆料。啤酒糟在研磨加工机2中以5600rpm的速度被研磨。这实现了浆料的浓稠液体稠度，以便在接下来的处理阶段(带式压机5)(图1)中从原料中最大限度地提取啤酒糟的食物级分。

在研磨加工机2之后，成品浆料优选通过重力流入至流动混合器3(图1)中。在此，将水以1:0.3-1:0.5(浆料/水)的比例添加到浆料中。水从储水箱13(图1)供给至流动混合器3。其中充满了自来水和在连续式倾析器分离器6(浓缩物)和桨叶干燥器7(冷凝物)上的悬浮脱水阶段中处理的含水残留物。经过连续倾析器离心机6后，浓缩物是一种稍微浑浊的轻质液体，含水率为99-99.8％，温度为50-70℃，以及具有啤酒糟的食物成分的微观内含物，包括蛋白质和脂肪。在技术上不可能在连续倾析器分离器6中将这些与水分离。一吨污泥产生大约850-900升浓缩物。经过桨叶干燥器7后，冷凝物是一种稍微浑浊的轻质液体，含水率为99.8-99.9％，温度为70-90℃，并且具有啤酒糟食品成分的少量微观内含物，包括蛋白质和脂肪。当在桨叶干燥器上干燥食品饼时，在食品饼的蒸发过程中会发生冷凝。1吨饼蒸发大约730-770升冷凝物。浓缩物和冷凝物是技术循环中使用的宝贵资源。其允许节省该技术消耗的自来水，使该技术的最终产品产量提高1.0-1.5％，并完全消除浓缩物和冷凝物的处置。这节省了用于在排放到下水道之前清洁浓缩物和冷凝物的资源。

在流动混合器3之后，悬浮液通过叶轮泵4(图1)被泵送到带式压机5(图1)。在带式压机5上，将悬浮液以2-3mm的厚度均匀地铺展在压榨带上。然后用压辊以5-10巴的压力反复压出。带整个表面上每1cm²具有大约30-50个直径为0.01mm的孔。通过这些，悬浮液的食品成分被压入带式压机的托盘中。然后将该悬浮液进一步转移到该过程中。悬浮液的含水率为93-95％，并且是用于蛋白质浓缩物的进一步基础。悬浮液的不溶性部分(谷壳、大麦芒)保留在带上，并在用固定刮刀反复挤压后在整个带表面上从带上刮掉。然后将这种塑性物质倒入带式压机的收集槽中，并进一步添加到过程中。塑性物质的含水率为85-90％。其形成用于蛋白质粉的进一步基础。

含水率为93-95％的食品悬浮液(悬浮液的可溶性部分)在带式压机5后通过重力(可以使用计量泵)送入连续倾析器分离器6(图1)。在那里进行连续脱水，得到含水率为78-80％的食品饼和含水率为99-99.8％的回收浓缩物。使用连续倾析器分离器6的设定参数对悬浮液进行脱水，具体如下：

-倾析器的内筒450mm；

-运行速度3200rpm；

-分离系数不小于3000；

-主电机功率22kW；

-辅助电机功率7.5kW。

在脱水过程中，饼被连续地转移至倾析器6的底部。然后将其手动或通过任何自动化方法(皮带或螺旋输送机)转移至用于饼的桨叶干燥器7(图1)。浓缩物通过重力连续流过管道进入至储罐13中。在那里它不断地与自来水混合。

然后，将在带式压机5上获得的塑性物质(也称为板状物质)手动地或通过任何自动化方法(皮带或螺旋输送机)转移至用于板状物质的桨叶干燥器7(图1)。

用于饼和板状物质的桨叶干燥器7是完全相同的。

在桨式干燥器中，将饼或板状物质利用桨叶内有载热剂的空心桨叶的高温转移以及通过空心桨叶的干燥器的加热套来均匀混合载热剂可以是温度为95-98℃的热水或温度为140-150℃的蒸汽或温度为160-180℃的热油)。当热量传递到干燥产品(饼或板状物质)时，水分从产物中蒸发。最有效的方法是使用温度为160-180℃的热油作为热介质。在这种情况下，将蒸发的原料加热至水蒸发温度100℃的速度比使用热水或蒸汽作为热介质时快2-3倍。蒸发的水分在干燥器的冷凝器中冷凝，并通过重力排入储罐13中。在那里与自来水混合，然后在工艺中使用。

饼和塑性原料中的水分蒸发后，含水率为2-3％的干燥产品进入储罐8(图1)。将储罐完全密封。它们防止来自周围空气的水分进入干燥食品。

一旦料斗中积累了足够量的干燥产物，就使用气动输送系统或用于传送干燥粉状产物的另一种方法将干燥产物传送至桨式提取器9(图1)。

提取器9中干燥产物的填充体积是提取器9总体积的50％。在提取器9中填充干燥产物之后，产物在提取器中混合。这开始于从乙醇罐12(图1)添加乙醇。乙醇的添加量为每1kg干燥产物3升乙醇。当添加乙醇并以0.5-1.5rpm的速度将干燥产物混合物与乙醇混合时，产物脂肪开始溶解在乙醇中。这会产生一种杂油液，即乙醇和脂肪的混合物。为了加速提取，通过提取器的加热夹套将提取器9的混合物加热至80℃的混合物温度。由于乙醇的蒸发温度为78.3℃，在80℃的提取器中由于乙醇的沸腾而产生超压。沸腾在2-3巴的压力下结束。在提取的混合物的升高的温度下，提取比正常大气压力下更有效2-3倍，并且持续时间不会超过30分钟。然后停止提取器9中的搅拌。不再供应加热介质。在接下来的3小时内，混合物冷却至70℃并沉降。混合物的固体级分沉降在提取器9的下部，而杂油液在上部。之后，将杂油液排入至真空蒸发器11中(图1)以将大麦油15与乙醇分离。然后，将杂油液倒入至提取器9中之后，在80℃的温度下进行另一次提取循环10分钟。另一个沉降周期持续三个小时。此后，将杂油液排入至真空蒸发器11中。表3示出了在每个提取阶段处的产物的脂肪含量。

表3

提取阶段	每干产物的脂肪含量质量分数
		提取前	11.8％
1	4.3％
		2	0.6％

表3显示，经过2级提取后，产物中的脂肪含量从11.8％下降到0.6％，不建议进一步提取。

脂肪提取后，保留在提取器9中的产品在80℃的温度下在2-3小时内干燥至含水率为2％。蒸发的乙醇在提取冷凝器9中被冷却并返回至乙醇罐12。

在将杂油液从提取器9排入至真空蒸发器11中后，将杂油液加热至80℃的温度和0.9巴的压力。同时，将杂油液主动煮沸以除去乙醇。乙醇蒸发1-2小时，在蒸发器11的冷凝器中冷却，并转移至乙醇罐12。这样，提取过程中乙醇几乎完全回收。在此过程中，每完成一次乙醇周转，乙醇损失不超过2％。这使我们能够保护环境免受有害排放，并实现工艺的高经济效益。

提取器9中的干燥产物(蛋白质浓缩物和蛋白质粉)被转移到用于蛋白质浓缩物和蛋白质粉的储存容器10(图1)以进一步使用。

表4和表5的分析表明，提出的技术的最终产品的特征可以在于高营养价值以及与啤酒糟的氨基酸组成相同的丰富氨基酸组成。

表4

表5

产品	蛋白质浓缩物	蛋白质粉
			蛋白质	71.7	25.9
脂肪	0.54	1.47
			纤维，％	2.8	14.9

表6中的分析显示了最有用的脂肪酸的含量：亚油酸-56.28％，油酸-16.70％。

表6

1000kg啤酒糟的总加工时间为8小时。提取后的沉降过程耗时最长，为6小时。

因此，通过所要求保护的方法获得的蛋白质浓缩物和蛋白质粉的特征在于高蛋白含量以及低脂肪和纤维含量。

实施例2

将100kg啤酒糟(含水率85％，温度68℃)通过处理量为每小时4吨糟的研磨加工机。100kg批次的研磨时间为90-100秒。在磨机出口获得的细磨啤酒糟中，90％的粒度为0.5-1.0mm。其余10％的尺寸为0.01至0.5mm。接下来，将浆状物与水在连续混合器中混合。水以1:0.5的比例添加，具体取决于初始啤酒糟的含水率。额外水的总量为50升。颗粒与水在连续混合器中的混合花费20秒，水的温度为22℃。与水混合后，所得均匀的糊状物的含水率为90％，温度为47℃。

实施例3

将100kg的啤酒糟(含水率88％，温度72℃)通过处理量为每小时4吨糟的研磨加工机。100kg批次的研磨时间为90-100秒。在磨机出口获得的细磨啤酒糟中，92％的粒度为0.45-1.0mm。其余8％的尺寸为0.01至0.45mm。

接下来，将浆状物与水在连续流动混合器(3)中混合。水以1:0.4的比例添加。根据初始啤酒糟的含水率，额外水的总量为30升。颗粒与水在连续混合器中的混合花费20秒。水的温度为23℃。与水混合后，均匀糊状物的含水率为91％，温度为56℃。

特别公开了以下方面：

从啤酒糟获得的蛋白质浓缩物、蛋白质粉和大麦油，其特征在于，所述蛋白质浓缩物和蛋白质粉具有不大于2％的含水率和不大于0.2mm的颗粒尺寸，并且包含蛋白质、脂肪和纤维。蛋白质浓缩物中的蛋白质含量在蛋白质粉中为至少70％并且在干残渣中为至少25wt.％。大麦油具有至少700mg/100ml的维生素E含量。

根据方面I所述的蛋白质浓缩物，其特征在于，所述干残渣中组分的定量含量(以wt.％计)为：纤维不大于2.8；脂肪不超过0.54，同时氨基酸含量不低于71.7。

根据方面I所述的蛋白质粉，其特征在于，所述干残渣中组分的定量含量(以wt.％计)为：纤维不大于14.9；脂肪不超过1.47，同时氨基酸含量不低于25.24。

根据方面I所述的大麦油，其特征在于，所述大麦油中组分的定量含量(以wt.％计)为：亚油酸不小于56.28％，油酸不小于16.7％，并且维生素E的含量不小于700mg/100ml。

用于获得根据方面I所述的蛋白质浓缩物、蛋白质粉和大麦油的方法，其特征在于，所述初始啤酒糟在研磨加工机上研磨。然后加水最高至含水率不超过93％。然后将所得物质分成两种产物以获得最终产品：基于干物质的包含至少70％蛋白质的蛋白质浓缩物，以及基于干物质的具有至少25％蛋白质的蛋白质粉。

用于获得根据方面I的所述大麦油的方法，其特征在于从两种最终产品大麦浓缩物和大麦粉中提取脂肪以获得维生素E含量为至少700mg/100ml的大麦油。

根据方面I所述的方法，其特征在于所提出的技术的副产品浓缩物和冷凝物完全返回到从啤酒糟生产产品的过程中。

根据方面I所述的方法，其特征在于，具有旋转叶片的提取器用于从啤酒糟、大麦浓缩物和大麦粉的衍生成品中提取脂肪，这使得脂肪提取能够以加速和有效的方式进行。

根据方面I所述的方法，其特征在于，提取器用于从成品衍生产物啤酒糟、大麦浓缩物和大麦粉中提取脂肪，这提供了在提取后干燥产物而不使产物超载的可能性。

根据方面I所述的方法，其特征在于，用于完全乙醇回收的方法被用于从成品衍生产物啤酒糟、大麦浓缩物和大麦粉中提取脂肪。

Claims (7)

1.一种用于从啤酒糟生产食品，特别是蛋白质浓缩物和蛋白质粉的方法，包括：

a.提供啤酒糟；

b.研磨所述啤酒糟；所述步骤特别包括将所述啤酒糟研磨至小于1mm的粒度；在过程中，在达到这种粒度之前，不向所述啤酒糟中添加任何物质；

c.将水性液体添加到磨碎的啤酒糟中；

d.获得磨碎的啤酒糟和水性液体的悬浮液；

e.将所述悬浮液分离成不溶性部分和可溶性部分；

f.将所述不溶性部分加工成蛋白质粉，并且将所述可溶性部分加工成蛋白质浓缩物，其中所述蛋白质浓缩物包含少于2wt.％的液体和至少70wt.％的蛋白质。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中步骤f还包括：从所述悬浮液的所述可溶性部分中收回所述水性液体，并且任选地在步骤c中重复使用所收回的液体。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中步骤f还包括：从所述悬浮液的所述不溶性部分中收回所述水性液体，并且任选地在步骤c中重复使用所收回的液体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中所述方法在没有均质化步骤的情况下实现。

5.一种蛋白质浓缩物，

其中，所述蛋白质浓缩物包含少于2wt.％的液体、直径小于0.2mm的颗粒、脂肪、纤维和/或至少70wt.％的蛋白质，并且

其中所述蛋白质浓缩物，基于其干重，包含不超过2.8wt.％的纤维，不超过0.54wt.％的脂肪和/或氨基酸含量不低于71.7wt.％。

6.一种蛋白质粉,

其中，所述蛋白质粉包含小于2wt.％的液体、直径小于0.2mm的颗粒、脂肪、纤维和/或至少25wt.％的蛋白质，并且

其中所述蛋白质粉，基于其干重，包含不超过14.9wt.％的纤维、不超过1.47wt.％的脂肪和/或氨基酸含量不低于25.24wt.％。

7.一种大麦油，

其中，所述大麦油包含不少于56.28wt.％的亚油酸、不少于16.7wt.％的油酸和/或不少于700mg/100ml的维生素E。