專利名稱：一種玉米漿水解液的制備方法
技術領域：
本發明涉及氨基酸發酵領域，特別涉及一種玉米漿水解液的制備方法。
背景技術：
玉米(Zea mays L.),亦稱玉蜀黍、包谷、荀米、棒子,是一年生禾本科草本植物,是重要的糧食作物和重要的飼料來源，也是全世界總產量最高的糧食作物。玉米淀粉(cornstarch)，又稱玉蜀黍淀粉，俗名六谷粉 ，白色微帶淡黃色的粉末。將玉米用O. 3%亞硫酸浸潰后，通過破碎、過篩、沉淀、干燥、磨細等工序而制成，含有少量脂肪和蛋白質等，吸濕性強，最高能達30%以上。玉米淀粉多用于食品行業、制糖、醫藥工業。玉米漿是制備玉米淀粉的副產物，是一種玉米粒先用亞硫酸浸泡，浸泡液經加熱蒸發濃縮所制得黃褐色的液體。玉米漿中含有豐富的可溶性蛋白、生長素和一些前體物質，含大約40% 50%固體物質，在玉米浸泡過程中若長有乳酸菌和酵母菌，則提高玉米漿的質量；若長有腐敗性細菌則降低玉米漿的質量。玉米漿是微生物生長很普遍應用的有機氮源，由于其含有豐富有機氮源及微量生長元素，因此廣泛應用于發酵工業，它還能促進青霉素等抗生素的生物合成。由于玉米漿中大部分氨基酸以大分子的蛋白形式存在，微生物對其的利用較為困難，為向發酵生產提供足夠有效的營養物質，往往需要添加較大比例的玉米漿。隨著玉米漿用量加大，發酵過程中大分子蛋白以及其他膠體類雜質產生較多泡沫，發酵罐容的有效利用率隨之降低，另外玉米漿中不溶性顆粒及部分不易高溫殺滅的微生物芽孢隨之增多，發酵染菌風險增大。
發明內容
有鑒于此，本發明提供一種玉米漿水解液的制備方法。采用本發明提供的制備方法制備的玉米漿水解液用于氨基酸發酵，發酵液幾乎沒有染菌，氨基酸產酸水平與采用傳統方法制備的玉米漿發酵的產酸水平相比有明顯提高。為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案本發明提供了一種玉米漿水解液的制備方法，取波美度為12 25。的玉米漿與硫酸的水溶液混合獲得第一溶液，取第一溶液水解即得；以g/mL計,硫酸與第一溶液的質量體積比為8 15:100。玉米漿作為發酵行業廣泛應用的有機氮源，其含有較多大分子蛋白，不能為微生物直接利用，還使得發酵過程形成大量泡沫，需要采取加入消泡劑消泡、增加消泡槳進行機械消泡，以及降低料液等措施避免跑料，泡沫過大還會干擾發酵溶氧測定，造成工藝控制偏差。另外玉米漿中含有較多的不溶物顆粒和微生物芽孢，在高溫滅菌時由于不溶物顆粒表面及內部溫度不同，以及部分芽孢不能經常規高溫滅菌殺滅等原因給發酵帶來了一定的染菌風險，因此本發明通過對玉米漿進行強酸水解，所得玉米漿水解液的營養價值比玉米漿更高，由于大部分大分子蛋白被水解，發酵過程產生泡沫減小，不僅節省了消泡劑用量，還提高了罐容有效利用率。另外玉米漿水解液的強酸環境，保證其內無雜菌及芽孢滋生，可避免因原料滅菌不徹底導致的染菌風險。本發明提供的玉米漿水解液的制備方法中利用玉米漿中的大分子物質在強酸性、高溫的條件下易分解的性質將其水解成氨基酸等利于菌體利用的小分子物質。控制硫酸在第一溶液中的濃度既可以保證玉米漿的水解率，又可以抑制副反應的發生。硫酸在第一溶液中的濃度過低則玉米漿水解率偏低，高于此濃度則副反應比例明顯上升，且可能會降低水解液的可利用性。玉米漿的制備工藝包括如下步驟取玉米粒經亞硫酸浸泡后，經加熱蒸發、濃縮即得。在本發明的一些實施例中，玉米漿的制備工藝過程中加熱蒸發包括第一加熱蒸發、第二加熱蒸發和第三加熱蒸發，其中第一加熱蒸發的溫度為50°c，第二加熱蒸發的溫度60°C，第三加熱蒸發的溫度70°C。
玉米漿的濃度過高或過低都會影響水解率，在本發明的一些實施例中，玉米漿的波美度為18 22°。硫酸在硫酸的水溶液中的體積百分數過低會降低水解率。在本發明的一些實施例中，硫酸在硫酸的水溶液中的質量百分數為20 98%。在本發明的另一些實施例中，硫酸在硫酸的水溶液中的質量百分數為50 98%。料酸比能夠影響水解率，在本發明的一些實施例中，玉米漿與硫酸的水溶液的體積比為1:0. 05 I。在本發明的另一些實施例中，玉米漿與硫酸的水溶液的體積比為1:0.1 O. 2。水解溫度也是影響玉米漿水解的因素。溫度過低會導致水解率偏低，溫度過高則副反應比例明顯增加。在本發明的一些實施例中，水解的溫度為100 120°C。在本發明的另一些實施例中，水解的溫度為105 115°C。水解壓力也能夠影響玉米漿水解率。壓力過低會導致水解率偏低，壓力過高則副反應比例明顯增加。在本發明的一些實施例中，水解的壓力為O O.1MPa0在本發明的另一些實施例中，水解的壓力為O. 07 O. 09MPa。水解時間，是影響玉米漿水解的另一因素。水解時間過短，水解不完全；水解時間過長，則副反應發生的比例明顯增加。在本發明的一些實施例中，水解的時間為16 24h。在本發明的另一些實施例中，水解的時間為18 22h。作為優選，水解后還包括冷卻、過濾的步驟。優選地，冷卻具體為冷卻至30 60°C。本發明提供的玉米漿水解液的制備方法，取波美度為12 25°的玉米漿與硫酸的水溶液混合獲得第一溶液，取第一溶液水解即得，以g/mL計，硫酸與第一溶液的質量體積比為8 15:100。采用本發明提供的制備方法制備的玉米漿水解液用于氨基酸發酵，發酵液幾乎沒有染菌，而使用傳統方法制備的玉米漿，氨基酸發酵液出現不同程度的染菌情況，染菌率高達60%。同時，采用本發明所述制備方法制備的玉米漿用于氨基酸發酵，其氨基酸產酸水平與采用傳統方法制備的玉米漿發酵的產酸水平相比有明顯提高。
具體實施例方式本發明公開了一種玉米漿水解液的制備方法，本領域技術人員可以借鑒本文內容，適當改進工藝參數實現。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發明。本發明的方法及應用已經通過較佳實施例進行了描述，相關人員明顯能在不脫離本發明內容、精神和范圍內對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合，來實現和應用本發明技術。本發明提供的玉米漿水解液的制備方法中所用原料與試劑均可由市場購得。下面結合實施例，進一步闡述本發明實施例1本發明提供的玉米漿的制備方法及賴氨酸發酵應用試驗
對照組傳統玉米漿制備方法從浸泡水儲罐將IOOm3浸泡水(波美4° )泵入三效蒸發器，通過真空度控制三效蒸發溫度50°C，二效蒸發溫度60°C，一效蒸發溫度70°C，出料波美22°，得玉米漿20m3，經3批次生產得玉米漿60m3。試驗組本發明提供的玉米漿水解液制備方法向IOm3搪瓷反應罐中泵入濃縮至波美14°玉米漿6m3，開啟攪拌，再向罐內打入540L含量93%左右的濃硫酸，獲得第一溶液，以g/mL計，硫酸與第一溶液的質量體積比為14. 1:100。關閉進料閥門后，開啟夾套蒸汽升溫至100°C，待排氣管有穩定的蒸汽排出3min后關閉排氣閥門，繼續升溫至105°C，保溫20h后泄壓，將水解液打入冷卻罐冷卻至50°C以下，經板框過濾，清液打入玉米漿水解液儲罐得6. 2m3玉米漿水解液。經10批次生產得62m3玉米漿水解液。賴氨酸產酸試驗將對照組制備獲得的玉米漿、試驗組制備的玉米漿水解液應用于賴氨酸發酵過程中，各40批次，接種量相同，通過對種子罐后期菌液鏡檢觀察。使用對照組中傳統工藝玉米漿的罐批菌液通過顯微鏡觀察，除生產菌外，可見多種少量長桿菌及中長桿菌。而使用試驗組中本發明工藝玉米漿水解液的罐批取同時期菌液進行顯微觀察，很難發現與生產菌形態明顯不同的微生物。從發酵罐染菌率來看，用于發酵各40批對比試驗來看，使用傳統玉米漿的對照組試驗中，16批次試驗染菌，染菌率高達40%，其中嚴重染菌(產酸100g/L以下，發酵液鏡檢可觀察到雜菌)批次達10批，40批試驗平均產酸為134g/L。而使用試驗組本發明工藝玉米漿水解液輕微染菌(產酸130g/L以上，發酵液鏡檢可觀察到雜菌)的只有I批，其余無染菌，染菌率可忽略不計，40批試驗平均產酸為162g/L，平均放罐體積較對比試驗未染菌試驗提高6%。具體數據見表I。表I賴氨酸發酵試驗結果
權利要求
1.一種玉米漿水解液的制備方法，其特征在于，取波美度為12 25°的玉米漿與硫酸的水溶液混合獲得第一溶液，取所述第一溶液水解即得；以g/mL計,所述硫酸與所述第一溶液的質量體積比為8 15:100。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述玉米漿的波美度為18 22°。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述硫酸在所述硫酸的水溶液中的質量百分數為20 98%。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述玉米漿與所述硫酸的水溶液的體積比為1:0. 05 I。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水解的溫度為100 120°C。
6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水解的壓力為O O.1MPa0
7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水解的時間為16 24h。
8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水解的時間為18 22h。
9.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述水解后還包括冷卻、過濾的步驟。
10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述冷卻具體為冷卻至30 60°C。
全文摘要
本發明涉及氨基酸發酵領域，具體涉及一種玉米漿水解液的制備方法。該方法取波美度為12～25°的玉米漿與硫酸的水溶液混合獲得第一溶液，取第一溶液水解即得，以g/mL計，硫酸與第一溶液的質量體積比為8～15:100。采用本發明提供的制備方法制備的玉米漿水解液用于氨基酸發酵，發酵液幾乎沒有染菌，而使用傳統方法制備的玉米漿，氨基酸發酵液出現不同程度的染菌情況，染菌率高達60%。同時，采用本發明所述制備方法制備的玉米漿用于氨基酸發酵，其氨基酸產酸水平與采用傳統方法制備的玉米漿發酵的產酸水平相比有明顯提高。
文檔編號C12P19/40GK103014085SQ20121055830
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月20日 優先權日2012年12月20日
發明者劉康樂, 劉秀敏, 彭芳菊, 彭亮, 龔華 申請人:通遼梅花生物科技有限公司