一种玉米的预处理方法及柠檬酸的发酵方法技术

本发明专利技术提供了一种玉米的预处理方法，该方法包括：将玉米粉碎，将粉碎后的产物进行酶解，得到酶解产物，其中，该方法还包括：在粉碎之前，对玉米进行脱胚处理得到脱胚玉米。本发明专利技术还提供了一种生产柠檬酸的发酵方法。本发明专利技术提供的玉米的预处理方法，一方面去除了胚芽中油脂对酶解液化以及后续发酵的影响，另一方面，脱除后的胚芽还可以用于榨油，提高了玉米的利用价值，并且榨油后的残渣由于还含有部分淀粉，也可以与脱胚玉米一起进行破碎以用于后续的发酵，由此实现了玉米利用的最大化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
玉米是世界上分布最广的作物之一，从北纬58度到南纬35-40度的地区均有大量栽培。北美洲种植面积最大，亚洲、非洲和拉丁美洲次之。从栽培面积和总产量看，玉米仅次于小麦和水稻居第三位。玉米作为发酵的原料已广泛地应用于柠檬酸、赖氨酸和乙醇的生产中。以发酵生产柠檬酸为例，目前以玉米为原料来生产柠檬酸的方法包括将玉米进行预处理(即对玉米进行粉碎并进行酶解液化)，之后进行发酵。但现有的玉米预处理得到的酶解液化产物中不可发酵糖的含量过多，且对后续发酵效率的影响较大，导致发酵效率(酸度和转化率) 低。因此，迫切地需要开发一种能够提高后续发酵发酵效率(酸度和转化率)的玉米的预处理方法。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有的玉米的预处理方法存在的得到的酶解液化产物中不可发酵糖的含量过多、且多后续发酵效率的影响较大，导致发酵效率(酸度和转化率)低的缺点，提供一种能够提高后续发酵发酵效率(酸度和转化率)的玉米的预处理方法。本专利技术提供了一种玉米的预处理方法，该方法包括将玉米粉碎，将粉碎后的产物进行酶解，得到酶解产物，其中，该方法还包括在粉碎之前，对玉米进行脱胚处理得到脱胚玉米。本专利技术还提供了一种生产柠檬酸的发酵方法，其中，该方法包括将黑曲霉接种至发酵液中，之后发酵以产生柠檬酸，所述发酵液含有玉米的酶解产物，其中，所述玉米的酶解产物的制备方法为本专利技术提供的玉米的预处理方法。本专利技术人对柠檬酸发酵进行了深入的研究，意外地发现柠檬酸发酵的效率低是由于玉米中的油脂组分所导致的，并且在酶解液化过程中，由于油脂与部分直链淀粉发生反应，使部分淀粉老化，从而使酶解液化的不彻底，使淀粉利用率下降，从而导致发酵效率 (酸度和转化率)降低。基于这种发现，本专利技术的专利技术人通过在将玉米粉碎之前，将玉米进行脱胚处理，一方面去除了胚芽中油脂对酶解液化以及后续发酵的影响，另一方面，脱除后的胚芽还可以用于榨油，提高了玉米的利用价值，并且榨油后的残渣由于还含有部分淀粉，也可以与脱胚玉米一起进行破碎以用于后续的发酵，由此实现了玉米利用的最大化。具体实施例方式本专利技术提供了一种玉米的预处理方法，该方法包括将玉米粉碎，将粉碎后的产物进行酶解，得到酶解产物，其中，该方法还包括在粉碎之前，对玉米进行脱胚处理得到脱胚玉米。根据本专利技术，所述脱胚处理的方法没有特别的限制，可以通过各种脱胚处理的方法，例如，所述脱胚处理的方法可以包括将玉米在水中浸润使玉米的含水量为10-25重量％，之后进行破碎以去掉玉米胚芽，得到脱胚玉米。优选情况下，本专利技术提供的方法还可以包括对脱胚处理得到的玉米胚芽进行压榨，得到油脂和玉米胚芽粕，之后将得到的玉米胚芽粕与脱胚玉米一起进行粉碎和酶解。在这种情况下，提高了玉米的利用价值，作为榨油副产物的玉米胚芽粕由于还含有部分的淀粉，还可以与脱胚玉米一起进行破碎，以用于后续的发酵。根据本专利技术，所述粉碎的条件没有特别的限制，只要能够使玉米充分破碎即可，优选情况下，所述粉碎的条件使粉碎后的产物的平均粒子直径为300-1000微米。所述酶解步骤可以通过本领域常用的方法完成，比如向粉碎产物中添加产酶微生物和/或酶，在产酶微生物的生长温度和/或酶有活力的温度下保温完成。所述产酶微生物为能够分泌淀粉酶的产酶微生物。所述酶包括淀粉酶。由于微生物生长会产生副产物，因此优选直接加入酶。所述酶的用量越多越好，出于成本考虑，优选以每克粉碎后的产物的干重计，所述淀粉酶的用量为15-50个酶活力单位。本专利技术所述酶的酶活力单位的定义为在pH值为6. 0、温度为70°C的条件下，1分钟将1毫克淀粉转化为还原糖所需的酶量为一个酶活力单位。所述酶解的温度可以在很大范围内改变，优选为70_105°C，更优选为80_95°C。所述酶解的时间理论上越长越好，考虑到设备利用率，优选所述酶解的时间为90-150分钟， 更优选为100-120分钟。所述酶解的pH值可以在很大范围内改变，优选为5. 0-7.0，更优选 PH 值为 5. 4-5.7。淀粉酶是指能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，所述淀粉酶一般包括α -淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。α-淀粉酶又称淀粉1，4_糊精酶，它能够任意地、不规则地切开淀粉链内部的 α-1,4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖。生产此酶的微生物主要有枯草杆菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。β -淀粉酶又称淀粉1，4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1，4_糖苷键，生成麦芽糖。此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。此酶主要由曲霉、根霉和内孢霉产生。糖化酶又称淀粉α-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1，4-糖苷键，生成葡萄糖。糖化酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1，6_糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。此酶产生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、 拟内孢霉、红曲霉。异淀粉酶又称淀粉α-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝链淀粉分子分枝点处的α-1，6-糖苷键，将枝链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。此酶产生菌主要是嫌气杆菌、芽孢杆菌及某些假单孢杆菌等细菌。根据本专利技术，优选使用α -淀粉酶和/或异淀粉酶根据本专利技术，所述预处理的方法还可以包括将酶解产物固液分离，得到玉米酶解残渣和玉米酶解液化清液，所述固液分离的方法和条件为本领域技术人员所公知，优选情况下，所述固液分离的条件使所述玉米酶解残渣的固含量为5-60重量％，更优选为20-40重量％。本专利技术还提供了一种生产柠檬酸的发酵方法，其中，该方法包括将黑曲霉接种至发酵液中，之后发酵以产生柠檬酸，所述发酵液含有玉米的酶解产物，其中，所述玉米的酶解产物的制备方法为本专利技术提供的玉米的预处理方法。根据本专利技术，所述玉米的酶解产物包括玉米酶解液化清液和玉米酶解残渣，所述发酵液中各组分的含量可以在很大范围内改变，优选情况下，以所述发酵液的总重量为基准，所述玉米酶解液化清液的含量可以为80-95重量％，所述玉米酶解残渣的含量可以为 5-20重量％，水的含量可以为0-15重量％。所述玉米酶解残渣的含水量可以在很大范围内改变，优选情况下，所述玉米酶解残渣的固含量为5-60重量％，更优选为20-40重量％。根据本专利技术，所述黑曲霉的接种量可以在很大范围内改变，优选情况下，以每克发酵液为基准，黑曲霉的接种量为5 X IO4-L 5 X IO5个菌落形成单位，更优选1-1. 5 X IO5个菌落形成单位。所述发酵的条件没有特别的限制，例如可以包括温度为30-40°C，通气量为 0. 1-1体积体积·分钟，发酵的时间为50-80小时。所述菌落形成单位的定义为将稀释后的一定量的菌液通过浇注或涂布的方法，让其内的微生物单细胞一一分散在培养基平板上，待培养后，每一活细胞就形成一个菌落。即每毫升菌液中含有的单细胞的数目。所述菌落形成单位可以通过本领域公知的方法测定，例如，通过血球计数板计数。本专利技术发酵所使用的黑曲霉可以为商购的黑曲霉固体制剂或黑曲霉菌种，例如， 黑曲霉Co827 (上海工业微生物研究所)和黑曲霉TOl (天津工业微生物所)。所述黑曲霉可以采用常规的方法接种，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种玉米的预处理方法，该方法包括：将玉米粉碎，将粉碎后的产物进行酶解，得到酶解产物，其特征在于，该方法还包括：在粉碎之前，对玉米进行脱胚处理得到脱胚玉米。

【技术特征摘要】
1.一种玉米的预处理方法，该方法包括将玉米粉碎，将粉碎后的产物进行酶解，得到酶解产物，其特征在于，该方法还包括在粉碎之前，对玉米进行脱胚处理得到脱胚玉米。2.根据权利要求1所述的预处理方法，其中，在对玉米进行脱胚处理之前通过浸润使玉米的含水量为10-25重量％。3.根据权利要求1所述的预处理方法，其中，所述粉碎后的产物的平均粒子直径为 300-1000 微米。4.根据权利要求1所述的预处理方法，其中，所述酶解使用的酶包括淀粉酶，以每克粉碎后的产物的干重计，所述淀粉酶的用量为15-50个酶活力单位；所述酶解的温度为 70-105°C，所述酶解的时间为90-150分钟，所述酶解的pH值为5_6。5.根据权利要求1所述的预处理方法，其中，该方法还包括将酶解产物固液分离，得到玉米酶解残渣和玉米酶解液化清液，所述固液分离的条件使所述玉米酶解残渣的固含量为 5-60重量％。6.根据权利要求1所述的预处理方法，其中，该方法还包括对脱胚处理得到的玉米胚芽进行压榨，得到油脂和玉米胚芽粕，之后将得到的玉米胚芽粕与脱胚玉米一起进行粉碎和酶...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永生，陈修，朱继成，周勇，马静，
申请(专利权)人：安徽丰原生物化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：34