家庭酿造爱好者和主要制造商都经历了啤酒酿造过程的相同结果：一堆剩下的谷物。从大麦和其他谷物中提取所有风味后，剩下的就是富含蛋白质和纤维的粉末，通常用于牛饲料或垃圾掩埋场。如今，科学家报告了一种从啤酒厂的废谷物中提取蛋白质和纤维并将其用于创建新型蛋白质来源，生物燃料等的新方法。
研究人员今天将在美国化学学会(ACS)春季会议上介绍他们的研究结果。ACS Spring 2021将于4月5日至30日在线举行。现场会议将于4月5日至16日举行，点播和网络内容将持续到4月30日。会议将进行近9,000场有关各种科学主题的演讲。
“酿酒行业迫切需要减少浪费，”该项目的首席研究员黄海波博士说。他的团队与当地啤酒厂合作，找到了一种将剩余谷物转化为高附加值产品的方法。
“与其他农业废料相比，废谷物具有很高的蛋白质百分比，因此我们的目标是找到一种提取和利用其的新颖方法，”在会议上介绍该研究成果的研究生何艳红说。Huang和He都在弗吉尼亚理工大学和州立大学(Virginia Tech)。
在美国，手工精酿比以往任何时候都更受欢迎。需求的增长导致产量的增加，啤酒厂的废料大量增加，其中85%为废谷物。该副产物包含高达30%的蛋白质和高达70%的纤维，尽管奶牛和其他动物可能能够消化用过的谷物，但由于其纤维含量高，人类很难消化它。
为了将这些废物转化为更具功能性的物质，Huang和He开发了一种新颖的湿磨分级分离工艺，将蛋白质与纤维分离。与其他技术相比，新方法效率更高，因为研究人员不必先将谷物干燥。他们在此过程中测试了三种市售酶-碱性蛋白酶，中性酶和胃蛋白酶-并发现，碱性蛋白酶处理可提供最佳分离效果，而不会损失任何一种组分。经过筛分步骤后，得到的是浓缩蛋白和富含纤维的产品。
废谷物中多达83%的蛋白质被重新捕获到蛋白质浓缩物中。最初，研究人员建议将提取的蛋白质用作鱼粉的廉价，更可持续的替代品，以饲喂养殖虾。但最近，Huang和He已开始探索将蛋白质用作食品中的一种成分，以满足消费者对替代蛋白质来源的需求。
但是，这仍然使剩余的富含纤维的产品没有特定用途。去年，黄的博士后研究员约书亚·奥海尔(Joshua O'Hair)博士报告说，在黄石国家公园的一个春季发现了一种新的地衣芽孢杆菌。他们在论文中指出，细菌可以将各种糖类转化为2,3-丁二醇，该化合物用于制造许多产品，例如合成橡胶，增塑剂和2-丁醇(一种燃料)。所以，他预处理用硫酸所抽取的纤维酸，然后打破它分解成从纤维素和半纤维素糖。然后，她将糖喂入微生物中，生成了2,3-丁二醇。
接下来，该团队计划扩大分离蛋白质和纤维成分的过程，以跟上啤酒厂产生的废谷物的数量。他们还与同事合作，确定分离过程的经济可行性，因为目前用于分离蛋白质和纤维成分的酶价格昂贵。Huang和He希望找到合适的酶和绿色化学物质，以使该过程更具可持续性，可扩展性和可负担性。
