专利名称：一种玉米浆水解液的制备方法
技术领域：
本发明涉及氨基酸发酵领域，特别涉及一种玉米浆水解液的制备方法。
背景技术：
玉米(Zea mays L.),亦称玉蜀黍、包谷、荀米、棒子,是一年生禾本科草本植物,是重要的粮食作物和重要的饲料来源，也是全世界总产量最高的粮食作物。玉米淀粉(cornstarch)，又称玉蜀黍淀粉，俗名六谷粉 ，白色微带淡黄色的粉末。将玉米用O. 3%亚硫酸浸溃后，通过破碎、过筛、沉淀、干燥、磨细等工序而制成，含有少量脂肪和蛋白质等，吸湿性强，最高能达30%以上。玉米淀粉多用于食品行业、制糖、医药工业。玉米浆是制备玉米淀粉的副产物，是一种玉米粒先用亚硫酸浸泡，浸泡液经加热蒸发浓缩所制得黄褐色的液体。玉米浆中含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质，含大约40% 50%固体物质，在玉米浸泡过程中若长有乳酸菌和酵母菌，则提高玉米浆的质量；若长有腐败性细菌则降低玉米浆的质量。玉米浆是微生物生长很普遍应用的有机氮源，由于其含有丰富有机氮源及微量生长元素，因此广泛应用于发酵工业，它还能促进青霉素等抗生素的生物合成。由于玉米浆中大部分氨基酸以大分子的蛋白形式存在，微生物对其的利用较为困难，为向发酵生产提供足够有效的营养物质，往往需要添加较大比例的玉米浆。随着玉米浆用量加大，发酵过程中大分子蛋白以及其他胶体类杂质产生较多泡沫，发酵罐容的有效利用率随之降低，另外玉米浆中不溶性颗粒及部分不易高温杀灭的微生物芽孢随之增多，发酵染菌风险增大。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种玉米浆水解液的制备方法。采用本发明提供的制备方法制备的玉米浆水解液用于氨基酸发酵，发酵液几乎没有染菌，氨基酸产酸水平与采用传统方法制备的玉米浆发酵的产酸水平相比有明显提高。为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案本发明提供了一种玉米浆水解液的制备方法，取波美度为12 25。的玉米浆与硫酸的水溶液混合获得第一溶液，取第一溶液水解即得；以g/mL计,硫酸与第一溶液的质量体积比为8 15:100。玉米浆作为发酵行业广泛应用的有机氮源，其含有较多大分子蛋白，不能为微生物直接利用，还使得发酵过程形成大量泡沫，需要采取加入消泡剂消泡、增加消泡桨进行机械消泡，以及降低料液等措施避免跑料，泡沫过大还会干扰发酵溶氧测定，造成工艺控制偏差。另外玉米浆中含有较多的不溶物颗粒和微生物芽孢，在高温灭菌时由于不溶物颗粒表面及内部温度不同，以及部分芽孢不能经常规高温灭菌杀灭等原因给发酵带来了一定的染菌风险，因此本发明通过对玉米浆进行强酸水解，所得玉米浆水解液的营养价值比玉米浆更高，由于大部分大分子蛋白被水解，发酵过程产生泡沫减小，不仅节省了消泡剂用量，还提高了罐容有效利用率。另外玉米浆水解液的强酸环境，保证其内无杂菌及芽孢滋生，可避免因原料灭菌不彻底导致的染菌风险。本发明提供的玉米浆水解液的制备方法中利用玉米浆中的大分子物质在强酸性、高温的条件下易分解的性质将其水解成氨基酸等利于菌体利用的小分子物质。控制硫酸在第一溶液中的浓度既可以保证玉米浆的水解率，又可以抑制副反应的发生。硫酸在第一溶液中的浓度过低则玉米浆水解率偏低，高于此浓度则副反应比例明显上升，且可能会降低水解液的可利用性。玉米浆的制备工艺包括如下步骤取玉米粒经亚硫酸浸泡后，经加热蒸发、浓缩即得。在本发明的一些实施例中，玉米浆的制备工艺过程中加热蒸发包括第一加热蒸发、第二加热蒸发和第三加热蒸发，其中第一加热蒸发的温度为50°c，第二加热蒸发的温度60°C，第三加热蒸发的温度70°C。
玉米浆的浓度过高或过低都会影响水解率，在本发明的一些实施例中，玉米浆的波美度为18 22°。硫酸在硫酸的水溶液中的体积百分数过低会降低水解率。在本发明的一些实施例中，硫酸在硫酸的水溶液中的质量百分数为20 98%。在本发明的另一些实施例中，硫酸在硫酸的水溶液中的质量百分数为50 98%。料酸比能够影响水解率，在本发明的一些实施例中，玉米浆与硫酸的水溶液的体积比为1:0. 05 I。在本发明的另一些实施例中，玉米浆与硫酸的水溶液的体积比为1:0.1 O. 2。水解温度也是影响玉米浆水解的因素。温度过低会导致水解率偏低，温度过高则副反应比例明显增加。在本发明的一些实施例中，水解的温度为100 120°C。在本发明的另一些实施例中，水解的温度为105 115°C。水解压力也能够影响玉米浆水解率。压力过低会导致水解率偏低，压力过高则副反应比例明显增加。在本发明的一些实施例中，水解的压力为O O.1MPa0在本发明的另一些实施例中，水解的压力为O. 07 O. 09MPa。水解时间，是影响玉米浆水解的另一因素。水解时间过短，水解不完全；水解时间过长，则副反应发生的比例明显增加。在本发明的一些实施例中，水解的时间为16 24h。在本发明的另一些实施例中，水解的时间为18 22h。作为优选，水解后还包括冷却、过滤的步骤。优选地，冷却具体为冷却至30 60°C。本发明提供的玉米浆水解液的制备方法，取波美度为12 25°的玉米浆与硫酸的水溶液混合获得第一溶液，取第一溶液水解即得，以g/mL计，硫酸与第一溶液的质量体积比为8 15:100。采用本发明提供的制备方法制备的玉米浆水解液用于氨基酸发酵，发酵液几乎没有染菌，而使用传统方法制备的玉米浆，氨基酸发酵液出现不同程度的染菌情况，染菌率高达60%。同时，采用本发明所述制备方法制备的玉米浆用于氨基酸发酵，其氨基酸产酸水平与采用传统方法制备的玉米浆发酵的产酸水平相比有明显提高。
具体实施例方式本发明公开了一种玉米浆水解液的制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。本发明提供的玉米浆水解液的制备方法中所用原料与试剂均可由市场购得。下面结合实施例，进一步阐述本发明实施例1本发明提供的玉米浆的制备方法及赖氨酸发酵应用试验
对照组传统玉米浆制备方法从浸泡水储罐将IOOm3浸泡水(波美4° )泵入三效蒸发器，通过真空度控制三效蒸发温度50°C，二效蒸发温度60°C，一效蒸发温度70°C，出料波美22°，得玉米浆20m3，经3批次生产得玉米浆60m3。试验组本发明提供的玉米浆水解液制备方法向IOm3搪瓷反应罐中泵入浓缩至波美14°玉米浆6m3，开启搅拌，再向罐内打入540L含量93%左右的浓硫酸，获得第一溶液，以g/mL计，硫酸与第一溶液的质量体积比为14. 1:100。关闭进料阀门后，开启夹套蒸汽升温至100°C，待排气管有稳定的蒸汽排出3min后关闭排气阀门，继续升温至105°C，保温20h后泄压，将水解液打入冷却罐冷却至50°C以下，经板框过滤，清液打入玉米浆水解液储罐得6. 2m3玉米浆水解液。经10批次生产得62m3玉米浆水解液。赖氨酸产酸试验将对照组制备获得的玉米浆、试验组制备的玉米浆水解液应用于赖氨酸发酵过程中，各40批次，接种量相同，通过对种子罐后期菌液镜检观察。使用对照组中传统工艺玉米浆的罐批菌液通过显微镜观察，除生产菌外，可见多种少量长杆菌及中长杆菌。而使用试验组中本发明工艺玉米浆水解液的罐批取同时期菌液进行显微观察，很难发现与生产菌形态明显不同的微生物。从发酵罐染菌率来看，用于发酵各40批对比试验来看，使用传统玉米浆的对照组试验中，16批次试验染菌，染菌率高达40%，其中严重染菌(产酸100g/L以下，发酵液镜检可观察到杂菌)批次达10批，40批试验平均产酸为134g/L。而使用试验组本发明工艺玉米浆水解液轻微染菌(产酸130g/L以上，发酵液镜检可观察到杂菌)的只有I批，其余无染菌，染菌率可忽略不计，40批试验平均产酸为162g/L，平均放罐体积较对比试验未染菌试验提高6%。具体数据见表I。表I赖氨酸发酵试验结果
权利要求
1.一种玉米浆水解液的制备方法，其特征在于，取波美度为12 25°的玉米浆与硫酸的水溶液混合获得第一溶液，取所述第一溶液水解即得；以g/mL计,所述硫酸与所述第一溶液的质量体积比为8 15:100。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玉米浆的波美度为18 22°。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸在所述硫酸的水溶液中的质量百分数为20 98%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述玉米浆与所述硫酸的水溶液的体积比为1:0. 05 I。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水解的温度为100 120°C。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水解的压力为O O.1MPa0
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水解的时间为16 24h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水解的时间为18 22h。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水解后还包括冷却、过滤的步骤。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述冷却具体为冷却至30 60°C。
全文摘要
本发明涉及氨基酸发酵领域，具体涉及一种玉米浆水解液的制备方法。该方法取波美度为12～25°的玉米浆与硫酸的水溶液混合获得第一溶液，取第一溶液水解即得，以g/mL计，硫酸与第一溶液的质量体积比为8～15:100。采用本发明提供的制备方法制备的玉米浆水解液用于氨基酸发酵，发酵液几乎没有染菌，而使用传统方法制备的玉米浆，氨基酸发酵液出现不同程度的染菌情况，染菌率高达60%。同时，采用本发明所述制备方法制备的玉米浆用于氨基酸发酵，其氨基酸产酸水平与采用传统方法制备的玉米浆发酵的产酸水平相比有明显提高。
文档编号C12P19/40GK103014085SQ20121055830
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者刘康乐, 刘秀敏, 彭芳菊, 彭亮, 龚华 申请人:通辽梅花生物科技有限公司