專利名稱：一種玉米的預(yù)處理方法及檸檬酸的發(fā)酵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種玉米的預(yù)處理方法及檸檬酸的發(fā)酵方法。
背景技術(shù)：
玉米是世界上分布最廣的作物之一，從北緯58度到南緯35-40度的地區(qū)均有大量栽培。北美洲種植面積最大，亞洲、非洲和拉丁美洲次之。從栽培面積和總產(chǎn)量看，玉米僅次于小麥和水稻居第三位。玉米作為發(fā)酵的原料已廣泛地應(yīng)用于檸檬酸、賴氨酸和乙醇的生產(chǎn)中。以發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸為例，目前以玉米為原料來(lái)生產(chǎn)檸檬酸的方法包括將玉米進(jìn)行預(yù)處理(即對(duì)玉米進(jìn)行粉碎并進(jìn)行酶解液化)，之后進(jìn)行發(fā)酵。但現(xiàn)有的玉米預(yù)處理得到的酶解液化產(chǎn)物中不可發(fā)酵糖的含量過(guò)多，且對(duì)后續(xù)發(fā)酵效率的影響較大，導(dǎo)致發(fā)酵效率(酸度和轉(zhuǎn)化率) 低。因此，迫切地需要開(kāi)發(fā)一種能夠提高后續(xù)發(fā)酵發(fā)酵效率(酸度和轉(zhuǎn)化率)的玉米的預(yù)處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有的玉米的預(yù)處理方法存在的得到的酶解液化產(chǎn)物中不可發(fā)酵糖的含量過(guò)多、且多后續(xù)發(fā)酵效率的影響較大，導(dǎo)致發(fā)酵效率(酸度和轉(zhuǎn)化率)低的缺點(diǎn)，提供一種能夠提高后續(xù)發(fā)酵發(fā)酵效率(酸度和轉(zhuǎn)化率)的玉米的預(yù)處理方法。本發(fā)明提供了一種玉米的預(yù)處理方法，該方法包括將玉米粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物進(jìn)行酶解，得到酶解產(chǎn)物，其中，該方法還包括在粉碎之前，對(duì)玉米進(jìn)行脫胚處理得到脫胚玉米。本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)檸檬酸的發(fā)酵方法，其中，該方法包括將黑曲霉接種至發(fā)酵液中，之后發(fā)酵以產(chǎn)生檸檬酸，所述發(fā)酵液含有玉米的酶解產(chǎn)物，其中，所述玉米的酶解產(chǎn)物的制備方法為本發(fā)明提供的玉米的預(yù)處理方法。本發(fā)明人對(duì)檸檬酸發(fā)酵進(jìn)行了深入的研究，意外地發(fā)現(xiàn)檸檬酸發(fā)酵的效率低是由于玉米中的油脂組分所導(dǎo)致的，并且在酶解液化過(guò)程中，由于油脂與部分直鏈淀粉發(fā)生反應(yīng)，使部分淀粉老化，從而使酶解液化的不徹底，使淀粉利用率下降，從而導(dǎo)致發(fā)酵效率 (酸度和轉(zhuǎn)化率)降低?；谶@種發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)在將玉米粉碎之前，將玉米進(jìn)行脫胚處理，一方面去除了胚芽中油脂對(duì)酶解液化以及后續(xù)發(fā)酵的影響，另一方面，脫除后的胚芽還可以用于榨油，提高了玉米的利用價(jià)值，并且榨油后的殘?jiān)捎谶€含有部分淀粉，也可以與脫胚玉米一起進(jìn)行破碎以用于后續(xù)的發(fā)酵，由此實(shí)現(xiàn)了玉米利用的最大化。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種玉米的預(yù)處理方法，該方法包括將玉米粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物進(jìn)行酶解，得到酶解產(chǎn)物，其中，該方法還包括在粉碎之前，對(duì)玉米進(jìn)行脫胚處理得到脫胚玉米。根據(jù)本發(fā)明，所述脫胚處理的方法沒(méi)有特別的限制，可以通過(guò)各種脫胚處理的方法，例如，所述脫胚處理的方法可以包括將玉米在水中浸潤(rùn)使玉米的含水量為10-25重量％，之后進(jìn)行破碎以去掉玉米胚芽，得到脫胚玉米。優(yōu)選情況下，本發(fā)明提供的方法還可以包括對(duì)脫胚處理得到的玉米胚芽進(jìn)行壓榨，得到油脂和玉米胚芽粕，之后將得到的玉米胚芽粕與脫胚玉米一起進(jìn)行粉碎和酶解。在這種情況下，提高了玉米的利用價(jià)值，作為榨油副產(chǎn)物的玉米胚芽粕由于還含有部分的淀粉，還可以與脫胚玉米一起進(jìn)行破碎，以用于后續(xù)的發(fā)酵。根據(jù)本發(fā)明，所述粉碎的條件沒(méi)有特別的限制，只要能夠使玉米充分破碎即可，優(yōu)選情況下，所述粉碎的條件使粉碎后的產(chǎn)物的平均粒子直徑為300-1000微米。所述酶解步驟可以通過(guò)本領(lǐng)域常用的方法完成，比如向粉碎產(chǎn)物中添加產(chǎn)酶微生物和/或酶，在產(chǎn)酶微生物的生長(zhǎng)溫度和/或酶有活力的溫度下保溫完成。所述產(chǎn)酶微生物為能夠分泌淀粉酶的產(chǎn)酶微生物。所述酶包括淀粉酶。由于微生物生長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，因此優(yōu)選直接加入酶。所述酶的用量越多越好，出于成本考慮，優(yōu)選以每克粉碎后的產(chǎn)物的干重計(jì)，所述淀粉酶的用量為15-50個(gè)酶活力單位。本發(fā)明所述酶的酶活力單位的定義為在pH值為6. 0、溫度為70°C的條件下，1分鐘將1毫克淀粉轉(zhuǎn)化為還原糖所需的酶量為一個(gè)酶活力單位。所述酶解的溫度可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu)選為70_105°C，更優(yōu)選為80_95°C。所述酶解的時(shí)間理論上越長(zhǎng)越好，考慮到設(shè)備利用率，優(yōu)選所述酶解的時(shí)間為90-150分鐘， 更優(yōu)選為100-120分鐘。所述酶解的pH值可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu)選為5. 0-7.0，更優(yōu)選 PH 值為 5. 4-5.7。淀粉酶是指能夠分解淀粉糖苷鍵的一類酶的總稱，所述淀粉酶一般包括α -淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和異淀粉酶。α-淀粉酶又稱淀粉1，4_糊精酶，它能夠任意地、不規(guī)則地切開(kāi)淀粉鏈內(nèi)部的 α-1,4-糖苷鍵，將淀粉水解為麥芽糖、含有6個(gè)葡萄糖單位的寡糖和帶有支鏈的寡糖。生產(chǎn)此酶的微生物主要有枯草桿菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。β -淀粉酶又稱淀粉1，4-麥芽糖苷酶，能夠從淀粉分子非還原性末端切開(kāi)1，4_糖苷鍵，生成麥芽糖。此酶作用于淀粉的產(chǎn)物是麥芽糖與極限糊精。此酶主要由曲霉、根霉和內(nèi)孢霉產(chǎn)生。糖化酶又稱淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非還原性末端，以葡萄糖為單位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷鍵，生成葡萄糖。糖化酶作用于支鏈淀粉后的產(chǎn)物有葡萄糖和帶有α-1，6_糖苷鍵的寡糖；作用于直鏈淀粉后的產(chǎn)物幾乎全部是葡萄糖。此酶產(chǎn)生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、 擬內(nèi)孢霉、紅曲霉。異淀粉酶又稱淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝鏈淀粉分子分枝點(diǎn)處的α-1，6-糖苷鍵，將枝鏈淀粉的整個(gè)側(cè)鏈切下變成直鏈淀粉。此酶產(chǎn)生菌主要是嫌氣桿菌、芽孢桿菌及某些假單孢桿菌等細(xì)菌。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用α -淀粉酶和/或異淀粉酶根據(jù)本發(fā)明，所述預(yù)處理的方法還可以包括將酶解產(chǎn)物固液分離，得到玉米酶解殘?jiān)陀衩酌附庖夯逡?，所述固液分離的方法和條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，優(yōu)選情況下，所述固液分離的條件使所述玉米酶解殘?jiān)墓毯繛?-60重量％，更優(yōu)選為20-40
重量％。本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)檸檬酸的發(fā)酵方法，其中，該方法包括將黑曲霉接種至發(fā)酵液中，之后發(fā)酵以產(chǎn)生檸檬酸，所述發(fā)酵液含有玉米的酶解產(chǎn)物，其中，所述玉米的酶解產(chǎn)物的制備方法為本發(fā)明提供的玉米的預(yù)處理方法。根據(jù)本發(fā)明，所述玉米的酶解產(chǎn)物包括玉米酶解液化清液和玉米酶解殘?jiān)?，所述發(fā)酵液中各組分的含量可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu)選情況下，以所述發(fā)酵液的總重量為基準(zhǔn)，所述玉米酶解液化清液的含量可以為80-95重量％，所述玉米酶解殘?jiān)暮靠梢詾?5-20重量％，水的含量可以為0-15重量％。所述玉米酶解殘?jiān)暮靠梢栽诤艽蠓秶鷥?nèi)改變，優(yōu)選情況下，所述玉米酶解殘?jiān)墓毯繛?-60重量％，更優(yōu)選為20-40重量％。根據(jù)本發(fā)明，所述黑曲霉的接種量可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu)選情況下，以每克發(fā)酵液為基準(zhǔn)，黑曲霉的接種量為5 X IO4-L 5 X IO5個(gè)菌落形成單位，更優(yōu)選1-1. 5 X IO5個(gè)菌落形成單位。所述發(fā)酵的條件沒(méi)有特別的限制，例如可以包括溫度為30-40°C，通氣量為 0. 1-1體積體積·分鐘，發(fā)酵的時(shí)間為50-80小時(shí)。所述菌落形成單位的定義為將稀釋后的一定量的菌液通過(guò)澆注或涂布的方法，讓其內(nèi)的微生物單細(xì)胞一一分散在培養(yǎng)基平板上，待培養(yǎng)后，每一活細(xì)胞就形成一個(gè)菌落。即每毫升菌液中含有的單細(xì)胞的數(shù)目。所述菌落形成單位可以通過(guò)本領(lǐng)域公知的方法測(cè)定，例如，通過(guò)血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。本發(fā)明發(fā)酵所使用的黑曲霉可以為商購(gòu)的黑曲霉固體制劑或黑曲霉菌種，例如， 黑曲霉Co827 (上海工業(yè)微生物研究所)和黑曲霉TOl (天津工業(yè)微生物所)。所述黑曲霉可以采用常規(guī)的方法接種，例如，在被接種至發(fā)酵液中之前，將所述黑曲霉經(jīng)過(guò)種子培養(yǎng)處理，之后將得到的種子液加入到發(fā)酵液中。黑曲霉種子培養(yǎng)的程度可以通過(guò)取樣顯微鏡鏡檢、酸度測(cè)定和PH測(cè)定對(duì)黑曲霉的生長(zhǎng)進(jìn)行觀察，當(dāng)pH在2. 0-2. 5、酸度0. 5-2. 0%、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時(shí)停止培養(yǎng)。優(yōu)選情況下，所述種子培養(yǎng)處理的方法包括將黑曲霉接種在黑曲霉培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)，所述培養(yǎng)的條件使黑曲霉菌體的呼吸商為0. 7-1. 5，并在該呼吸商下保持2-8小時(shí)。術(shù)語(yǔ)“呼吸商”是指二氧化碳釋放速率與氧消耗速率的比值。呼吸商是各種碳源在發(fā)酵過(guò)程中代謝狀況的指示值，表征的是基質(zhì)利用情況及其代謝途徑狀況。所述呼吸商的檢測(cè)方法可以為各種能夠檢測(cè)微生物呼吸商的方法，例如，利用質(zhì)譜儀或尾氣分析儀檢測(cè)培養(yǎng)過(guò)程中的尾氣成分，計(jì)算二氧化碳釋放速率和氧消耗速率，然后計(jì)算得出呼吸商。一方面，所述培養(yǎng)的條件使黑曲霉的呼吸商優(yōu)選為0.85-1.0，在此范圍內(nèi)的呼吸商能夠使培養(yǎng)的黑曲霉更適合于后續(xù)的發(fā)酵，使其發(fā)酵效率更為理想。另一方面，所述保持的時(shí)間優(yōu)選為3-5小時(shí)，本發(fā)明人驚奇地在這樣的保持時(shí)間范圍內(nèi)，能夠進(jìn)一步地提高黑曲霉在后續(xù)發(fā)酵中的效率，從而使其處于更適于發(fā)酵的狀態(tài)。
根據(jù)本發(fā)明，所述黑曲霉培養(yǎng)液的制備方法沒(méi)有特別的限制，只要得到的培養(yǎng)液能夠適用于黑曲霉的培養(yǎng)即可，例如，所述黑曲霉培養(yǎng)液的制備方法可以包括在淀粉漿液中加入淀粉酶，以20-150°C /每小時(shí)的速度升溫至90-100°C并在該溫度下進(jìn)行一次噴射， 5-30分鐘之后進(jìn)行閃蒸，待溫度降至80-95°C時(shí)在該溫度下酶解淀粉90-140分鐘，得到液化液并稀釋至總糖為5-20重量％，之后加入氮源并滅菌。術(shù)語(yǔ)總糖是指酶解液化液中所含糖的總含量。根據(jù)本發(fā)明，所述淀粉漿液中，淀粉和水的含量以及漿液的pH可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu)選情況下，所述淀粉的含量為10-25重量％，水的含量為75-90重量％，所述淀粉漿液的PH值為5-7。本發(fā)明中，所述淀粉酶的用量越多越好，出于成本考慮，優(yōu)選情況下，相對(duì)于1000 重量份的淀粉，所述淀粉酶的加入量可以為0. 4-1. 0重量份。所述淀粉酶的種類在上文中已經(jīng)介紹，在此不再贅述。根據(jù)本發(fā)明，所述氮源的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，所述氮源可以為尿素、硫酸銨和硝酸銨中的一種或幾種，所述氮源的加入量可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu)選情況下，以所述黑曲霉培養(yǎng)液的總重量為基準(zhǔn)，所述氮源的加入量為0. 05-0. 5重量％。本發(fā)明中，所述黑曲霉的接種量可以在很大范圍內(nèi)改變，優(yōu)選情況下，以每克黑曲霉培養(yǎng)液為基準(zhǔn)，黑曲霉的接種量為1-3 X IO5個(gè)菌落形成單位。根據(jù)本發(fā)明，所述培養(yǎng)的條件可以在很大范圍內(nèi)改變，例如所述培養(yǎng)的條件可以包括培養(yǎng)的溫度可以為25-45°C，pH值可以為2-7，通氣量可以為0. 1_1體積體積 分鐘， 培養(yǎng)的時(shí)間可以為45-65小時(shí)；更優(yōu)選的情況下，所述培養(yǎng)的條件可以包括培養(yǎng)的溫度可以為30-40°C，pH值可以為2. 5-6. 5，通氣量可以為0. 2-0. 8體積體積 分鐘，所述培養(yǎng)的時(shí)間可以為50-60小時(shí)。術(shù)語(yǔ)“通氣量”一般以通氣比來(lái)表示，通常以每分鐘內(nèi)通過(guò)單位體積培養(yǎng)液的空氣體積比來(lái)表示(ν/ν ·π η)，例如通氣比為1 0. 1-1，簡(jiǎn)稱通氣量為0. 01-1體積體積 分鐘。所述培養(yǎng)的設(shè)備為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，可以使用發(fā)酵罐進(jìn)行培養(yǎng)。發(fā)酵產(chǎn)物檸檬酸可以用常規(guī)的方法，根據(jù)不同工業(yè)產(chǎn)品的要求分離并精制，比如中和、酸解、脫色、濃縮、結(jié)晶、包裝。下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更加詳細(xì)的說(shuō)明。 實(shí)施例1本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的玉米的預(yù)處理方法。(1)將收獲的100重量份玉米在熱水槽潤(rùn)燜，直至玉米的含水量為15重量％，通過(guò)脫胚機(jī)(國(guó)家糧食局無(wú)錫科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，TTPW-63)進(jìn)行脫胚，得到脫胚玉米和玉米胚芽的混合物，將玉米胚芽榨油，將榨油后的玉米胚芽粕與脫胚玉米(共80重量份)一起進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎后產(chǎn)物。(2)將粉碎后的產(chǎn)物按25-重量％的濃度調(diào)漿，相對(duì)于每克粉碎后的產(chǎn)物，加入20 個(gè)酶活力單位的淀粉酶(諾維信公司，淀粉酶)，進(jìn)入噴射器，在85°C、pH為5. 5的條件下酶解100分鐘，得到酶解產(chǎn)物Al。(3)將酶解產(chǎn)物Al通過(guò)用液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離出酶解液化清液和酶解濾渣，其中，酶解殘?jiān)暮繛?0%。對(duì)比例1 根據(jù)與實(shí)施例1相同的方法制備參比酶解產(chǎn)物CA1，不同在于玉米不經(jīng)脫胚直接進(jìn)行粉碎，將參比酶解產(chǎn)物CAl通過(guò)用液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離出酶解液化清液和酶解濾渣，其中，酶解殘?jiān)暮繛?0%。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的玉米的預(yù)處理方法。(1)將收獲的100重量份的玉米在熱水槽潤(rùn)燜，直至玉米的含水量為20重量％，通過(guò)脫胚機(jī)(國(guó)家糧食局無(wú)錫科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，TTPW-63)進(jìn)行脫胚，得到脫胚玉米和玉米胚芽的混合物，將玉米胚芽榨油，將榨油后的玉米胚芽粕與脫胚玉米(共75重量份)一起進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為800微米的粉碎后產(chǎn)物。(2)將粉碎后的產(chǎn)物按25重量％的濃度調(diào)漿，相對(duì)于每克粉碎后的產(chǎn)物，加入45 個(gè)酶活力單位的淀粉酶(諾維信公司，a-淀粉酶)，進(jìn)入噴射器，在90°C、pH為5的條件下酶解90分鐘，得到酶解產(chǎn)物A2。(3)將酶解產(chǎn)物A2通過(guò)用液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離出酶解液化清液和酶解濾渣，其中，酶解殘?jiān)暮繛?0%。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的玉米的預(yù)處理方法。(1)將收獲的100重量份玉米在熱水槽潤(rùn)燜，直至玉米的含水量為10重量％，通過(guò)脫胚機(jī)(國(guó)家糧食局無(wú)錫科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，TTPW-63)進(jìn)行脫胚，得到脫胚玉米和玉米胚芽的混合物，將玉米胚芽榨油，將榨油后的玉米胚芽粕與脫胚玉米(共76重量份)一起進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為500微米的粉碎后產(chǎn)物。(2)將粉碎后的產(chǎn)物按25重量％的濃度調(diào)漿，相對(duì)于每克粉碎后的產(chǎn)物，加入30 個(gè)酶活力單位的淀粉酶(諾維信公司，a-淀粉酶)，進(jìn)入噴射器，在80°C、pH為6的條件下酶解120分鐘，得到酶解產(chǎn)物A3。(3)將酶解產(chǎn)物A3通過(guò)用液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離出酶解液化清液和酶解濾渣，其中，酶解殘?jiān)暮繛?5%。實(shí)施例4本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的發(fā)酵方法。(1)使用實(shí)施例1中得到的酶解產(chǎn)物Al配置發(fā)酵液，具體組成為80重量份的酶解液化清液、10重量份的酶解殘?jiān)?固含量為50重量％ )和10重量份的水滅菌后加入到發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵液Bi。(2)將實(shí)施例1中得到的酶解液化清液，加水稀釋至總糖10%投入種子罐，加入尿素，尿素的加入量為種子罐培養(yǎng)液總重量的0. 35%，加熱到120°C消毒，維持20分鐘后快速降溫至36°C，接入黑曲霉菌種(黑曲霉T01，天津工業(yè)微生物所，接種量為每克酶解液化清液IO5個(gè)菌落形成單位)，在36°C、0. 4體積體積·分鐘的通氣條件下進(jìn)行菌種培養(yǎng)；通過(guò)取樣顯微鏡鏡檢、酸度測(cè)定和PH測(cè)定對(duì)黑曲霉的生長(zhǎng)進(jìn)行觀察，當(dāng)pH在2. 0、酸度1%、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時(shí)，停止培養(yǎng)。(3)將步驟(2)培養(yǎng)黑曲霉菌種加入到步驟(1)中的發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并檢測(cè)發(fā)酵液中的總糖，接種量為每克酶解液化清液5 X IO4個(gè)菌落形成單位，在37°C、120轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌、1 0.4通氣的條件下培養(yǎng)60小時(shí)，發(fā)酵結(jié)束。對(duì)比例2根據(jù)與實(shí)施例4相同的方法進(jìn)行發(fā)酵，不同在于使用對(duì)比例1中得到的參比酶解產(chǎn)物CAl配置發(fā)酵液。

實(shí)施例5本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的發(fā)酵方法。(1)使用實(shí)施例2中得到的酶解產(chǎn)物A2配置發(fā)酵液，具體組成為85重量份的酶解液化清液、15重量份的酶解殘?jiān)?固含量為30重量％)和5重量份的水滅菌后加入到發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵液B2。(2)將實(shí)施例2中得到的酶解液化清液，加水稀釋至總糖10%投入種子罐，加入尿素，尿素的加入量為種子罐培養(yǎng)液總重量的0. 35%，加熱到120°C消毒，維持20分鐘后快速降溫至36°C，接入黑曲霉菌種(黑曲霉T01，天津工業(yè)微生物所，接種量為每克酶解液化清液IO5個(gè)菌落形成單位)，在36°C、0. 4體積體積·分鐘的通氣條件下進(jìn)行菌種培養(yǎng)；通過(guò)取樣顯微鏡鏡檢、酸度測(cè)定和PH測(cè)定對(duì)黑曲霉的生長(zhǎng)進(jìn)行觀察，當(dāng)pH在2. 0、酸度1%、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時(shí)，停止培養(yǎng)。(3)將步驟(2)培養(yǎng)黑曲霉菌種加入到步驟(1)中的發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并檢測(cè)發(fā)酵液中的總糖，接種量為每克酶解液化清液IO5個(gè)菌落形成單位，在36°C、0. 4體積體積·分鐘的通氣的條件下培養(yǎng)50小時(shí)，發(fā)酵結(jié)束。實(shí)施例6本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的發(fā)酵方法。(1)使用實(shí)施例3中得到的酶解產(chǎn)物A3配置發(fā)酵液，具體組成為90重量份的酶解液化清液和10重量份的酶解殘?jiān)?固含量為15重量％ )，滅菌后加入到發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵液B3。(2)將實(shí)施例3中得到的酶解液化清液，加水稀釋至總糖10%投入種子罐，加入尿素，尿素的加入量為種子罐培養(yǎng)液總重量的0. 35%，加熱到120°C消毒，維持20分鐘后快速降溫至36°C，接入黑曲霉菌種(黑曲霉T01，天津工業(yè)微生物所，接種量為每克酶解液化清液2 X IO5個(gè)菌落形成單位)，在36°C、0. 4體積體積 分鐘的通氣條件下進(jìn)行菌種培養(yǎng)；通過(guò)取樣顯微鏡鏡檢、酸度測(cè)定和PH測(cè)定對(duì)黑曲霉的生長(zhǎng)進(jìn)行觀察，當(dāng)pH在2. 0、酸度1%、 菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時(shí)，停止培養(yǎng)。(3)將步驟(2)培養(yǎng)黑曲霉菌種加入到步驟(1)中的發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并檢測(cè)發(fā)酵液中的總糖，接種量為每克酶解液化清液1.5 X IO5個(gè)菌落形成單位，在30°C、0. 8體積 體積·分鐘的通氣的條件下培養(yǎng)60小時(shí)，發(fā)酵結(jié)束。實(shí)施例7根據(jù)與實(shí)施例6相同的方法進(jìn)行發(fā)酵，不同在于步驟(2)中通過(guò)以下方法控制黑曲霉的培養(yǎng)在培養(yǎng)過(guò)程中將培養(yǎng)尾氣接入質(zhì)譜儀，在線記錄二氧化碳釋放速率和氧消耗速率，并在線計(jì)算呼吸商，在呼吸商在0. 75下維持7小時(shí)。實(shí)施例8根據(jù)與實(shí)施例6相同的方法進(jìn)行發(fā)酵，不同在于步驟(2)中通過(guò)以下方法控制黑曲霉的培養(yǎng)在培養(yǎng)過(guò)程中將培養(yǎng)尾氣接入質(zhì)譜儀，在線記錄二氧化碳釋放速率和氧消耗速率，并在線計(jì)算呼吸商，在呼吸商在1. 2下維持3小時(shí)。實(shí)施例9-12根據(jù)GB 1987-2007標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)實(shí)施例4_7中發(fā)酵后發(fā)酵液的濃度(簡(jiǎn)稱酸度)，并計(jì)算檸檬酸的轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)化率(％ )=發(fā)酵液的濃度(簡(jiǎn)稱酸度)X發(fā)酵液的體積/總糖的重量X 100%，結(jié)果如表1所示。對(duì)比例3根據(jù)與實(shí)施例9-12相同的方法檢測(cè)對(duì)比例2發(fā)酵后發(fā)酵液的酸度和轉(zhuǎn)化率，結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種玉米的預(yù)處理方法，該方法包括將玉米粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物進(jìn)行酶解，得到酶解產(chǎn)物，其特征在于，該方法還包括在粉碎之前，對(duì)玉米進(jìn)行脫胚處理得到脫胚玉米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，在對(duì)玉米進(jìn)行脫胚處理之前通過(guò)浸潤(rùn)使玉米的含水量為10-25重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，所述粉碎后的產(chǎn)物的平均粒子直徑為 300-1000 微米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，所述酶解使用的酶包括淀粉酶，以每克粉碎后的產(chǎn)物的干重計(jì)，所述淀粉酶的用量為15-50個(gè)酶活力單位；所述酶解的溫度為 70-105°C，所述酶解的時(shí)間為90-150分鐘，所述酶解的pH值為5_6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，該方法還包括將酶解產(chǎn)物固液分離，得到玉米酶解殘?jiān)陀衩酌附庖夯逡海龉桃悍蛛x的條件使所述玉米酶解殘?jiān)墓毯繛?5-60重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)處理方法，其中，該方法還包括對(duì)脫胚處理得到的玉米胚芽進(jìn)行壓榨，得到油脂和玉米胚芽粕，之后將得到的玉米胚芽粕與脫胚玉米一起進(jìn)行粉碎和酶解。
7.—種生產(chǎn)檸檬酸的發(fā)酵方法，其中，該方法包括將黑曲霉接種至發(fā)酵液中，之后發(fā)酵以產(chǎn)生檸檬酸，所述發(fā)酵液含有玉米的酶解產(chǎn)物，其特征在于，所述玉米的酶解產(chǎn)物的制備方法為權(quán)利要求1-6中的任意一項(xiàng)所述的方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)酵方法，其中，所述玉米的酶解產(chǎn)物包括玉米酶解殘?jiān)陀衩酌附庖夯逡海运霭l(fā)酵液的總重量為基準(zhǔn)，所述玉米酶解液化清液的含量為80-95 重量％，所述玉米酶解殘?jiān)暮繛?-20重量％，水的含量為0-15重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)酵方法，其中，所述發(fā)酵液中，以每克發(fā)酵液為基準(zhǔn)，黑曲霉的接種量為5 X IO4-L 5 X IO5個(gè)菌落形成單位，所述發(fā)酵的條件包括溫度為30-40°C，通氣量為0. 1-1體積體積·分鐘，發(fā)酵的時(shí)間為50-80小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)酵方法，其中，在被接種至發(fā)酵液中之前，所述黑曲霉經(jīng)過(guò)種子培養(yǎng)處理，該種子培養(yǎng)處理的方法包括將黑曲霉接種在黑曲霉培養(yǎng)液中進(jìn)行培養(yǎng)， 所述培養(yǎng)的條件使黑曲霉菌體的呼吸商到0. 7-1. 5，并在該呼吸商下保持2-8小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種玉米的預(yù)處理方法，該方法包括將玉米粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物進(jìn)行酶解，得到酶解產(chǎn)物，其中，該方法還包括在粉碎之前，對(duì)玉米進(jìn)行脫胚處理得到脫胚玉米。本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)檸檬酸的發(fā)酵方法。本發(fā)明提供的玉米的預(yù)處理方法，一方面去除了胚芽中油脂對(duì)酶解液化以及后續(xù)發(fā)酵的影響，另一方面，脫除后的胚芽還可以用于榨油，提高了玉米的利用價(jià)值，并且榨油后的殘?jiān)捎谶€含有部分淀粉，也可以與脫胚玉米一起進(jìn)行破碎以用于后續(xù)的發(fā)酵，由此實(shí)現(xiàn)了玉米利用的最大化。
文檔編號(hào)A23L1/105GK102258168SQ201010186008
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月27日
發(fā)明者周勇, 周永生, 朱繼成, 陳修, 馬靜 申請(qǐng)人:安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司