專利名稱：淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物及其制備方法和應(yīng)用以及發(fā)酵制備檸檬酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種 淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的制備方法，及由該方法制得的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物，及該淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物在發(fā)酵制備檸檬酸中的應(yīng)用，以及一種發(fā)酵制備檸檬酸的方法。
背景技術(shù)：
淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于檸檬酸等多種工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)酵制備中，目前采用的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物一般是將玉米等淀粉質(zhì)原料粉碎，用水將粉碎后的產(chǎn)物調(diào)漿，然后將漿液進(jìn)行酶解得到。淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物含有酶解得到的液化液，或者還含有將得到的液化液進(jìn)行固液分離得到的液化清液。但是，目前采用的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物，調(diào)漿需要耗費(fèi)大量的水，且在將淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物用于檸檬酸的發(fā)酵制備中，檸檬酸的發(fā)酵周期較長，糖酸轉(zhuǎn)化率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物用于發(fā)酵，特別是用于檸檬酸的發(fā)酵制備時(shí)，檸檬酸的發(fā)酵周期較長，糖酸轉(zhuǎn)化率較低的缺陷，而提供一種可縮短檸檬酸發(fā)酵周期、提高糖酸轉(zhuǎn)化率的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的制備方法，并提供了一種由該方法制得的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物，及該淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物在發(fā)酵制備檸檬酸中的應(yīng)用，以及一種發(fā)酵制備檸檬酸的方法，并同時(shí)解決了酒糟濾液處理的問題。本發(fā)明的發(fā)明人在研究中意外發(fā)現(xiàn)，將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁呛笥糜诘矸圪|(zhì)原料調(diào)漿，并酶解得到酶解產(chǎn)物，將此酶解產(chǎn)物用于發(fā)酵制備檸檬酸，不僅可以縮短檸檬酸的發(fā)酵周期，提高糖酸轉(zhuǎn)化率，還可以經(jīng)濟(jì)環(huán)保地處理酒糟濾液。因此，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供了一種淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的制備方法，其特征在于，所述方法包括(I)將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁?，得到液體A ;(2)將淀粉質(zhì)原料粉碎，并將得到的粉碎產(chǎn)物與步驟(I)得到的液體A混合調(diào)漿，得到漿液B ；(3)在第一酶解條件下，將漿液B酶解，得到酶解產(chǎn)物。第二方面，本發(fā)明提供了一種淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物，該淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物包括液化液和/或液化清液，其特征在于，所述液化液為如上所述的方法制得的酶解產(chǎn)物，所述液化清液為如上所述的方法制得的酶解產(chǎn)物經(jīng)固液分離后得到的清液。第三方面，本發(fā)明提供了一種如上所述的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物在發(fā)酵制備檸檬酸中的應(yīng)用。第四方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)酵制備檸檬酸的方法，該方法包括在生成檸檬酸的條件下，將黑曲霉接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵，得到發(fā)酵液，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基含有如上所述的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物。本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物用于發(fā)酵制備檸檬酸，可縮短檸檬酸的發(fā)酵周期，提高糖酸轉(zhuǎn)化率；本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的制備方法經(jīng)濟(jì)環(huán)保地處理了酒糟濾液。本發(fā)明方法可廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。一方面，本發(fā)明提供了一種淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的制備方法，該方法包括(I)將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁牵玫揭后wA ; (2)將淀粉質(zhì)原料粉碎，并將得到的粉碎產(chǎn)物與步驟(I)得到的液體A混合調(diào)漿，得到漿液B ；(3)在第一酶解條件下，將漿液B酶解，得到酶解產(chǎn)物。根據(jù)發(fā)酵生產(chǎn)酒精的現(xiàn)狀得知，發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法存在著發(fā)酵后產(chǎn)生的酒糟濾液污染環(huán)境等問題，我國酒精行業(yè)每年約排放酒糟濾液5000多萬t，生物耗氧量(BOD)和化學(xué)耗氧量(COD)分別達(dá)到180萬t和360萬t，占全國工業(yè)廢水BOD和COD的1/8。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人了解，目前酒糟濾液的處理方法主要有以下兩種一是將酒糟濾液固液分離后得到的濕糟與清液的濃縮液混合后進(jìn)行干燥生產(chǎn)蛋白飼料(DDGS)，其主要優(yōu)點(diǎn)是變廢為寶，但設(shè)備投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，企業(yè)負(fù)擔(dān)較重，而且DDGS生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量的二次蒸汽冷凝液，其COD和BOD分別達(dá)3000mg/L-4000mg/L和2000mg/L-3000mg/L，仍需處理；二是直接將酒糟濾液排入環(huán)保進(jìn)行廢水處理，廢水排放量大，處理費(fèi)用高，周期長。因此，本發(fā)明的發(fā)明人在研究中意外發(fā)現(xiàn)，將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁呛笥糜诘矸圪|(zhì)原料調(diào)漿，并酶解得到酶解產(chǎn)物，將此酶解產(chǎn)物用于發(fā)酵制備檸檬酸，不僅可以縮短檸檬酸的發(fā)酵周期，提高糖酸轉(zhuǎn)化率，還可以經(jīng)濟(jì)環(huán)保地處理酒糟濾液。本發(fā)明中，酒糟濾液指的是酒精發(fā)酵產(chǎn)生的廢醪液經(jīng)固液分離得到的濾液。本發(fā)明步驟(I)中，將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁堑姆椒o特殊要求，可以采用本領(lǐng)域常用的各種方法，但為了使水解進(jìn)行的更加快速，優(yōu)選將酒糟濾液在普魯蘭酶存在下，在第二酶解條件下進(jìn)行酶解。相對(duì)于Ig酒糟濾液，普魯蘭酶的用量優(yōu)選為0. 1-1U，其中，酒糟濾液的殘?zhí)呛繛?. 5-1. 0g/100mL。酒糟濾液中的殘?zhí)且话闶侵妇圃銥V液中存在的單糖、二糖和多糖。本發(fā)明中，普魯蘭酶的酶活力單位的定義為在60°C、pH4. 5條件下，Imin水解普魯蘭多糖(以葡萄糖計(jì))所需酶量為一個(gè)酶活力單位，即IU。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，第二酶解條件即是在普魯蘭酶存在下，將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁堑臈l件，優(yōu)選包括PH值為4-5，溫度為58-65°C，時(shí)間為20_40mino本發(fā)明中，淀粉質(zhì)原料可以為本領(lǐng)域公知的各種可以用于酶解的含有淀粉的原料，例如，可以選自玉米、薯類(如木薯)和小麥中的一種或幾種，優(yōu)選情況下，所述淀粉質(zhì)原料為玉米。
本發(fā)明步驟(2)中，對(duì)于將淀粉質(zhì)原料粉碎的方法無特殊要求，可以采用本領(lǐng)域常用的各種方法，對(duì)于粉碎的程度，只要粉碎產(chǎn)物調(diào)漿后適于酶解即可，優(yōu)選情況下，粉碎產(chǎn)物的粒徑為300-800微米。漿液B的固含量優(yōu)選為22-26重量％。本發(fā)明步驟(3)中，在第一酶解條件下，將漿液B酶解，得到酶解產(chǎn)物。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的酶解產(chǎn)物是用于檸檬酸發(fā)酵，因此，在第一酶解條件下，將漿液B酶解，即是在產(chǎn)酶微生物和/或酶的存在下，在產(chǎn)酶微生物的生長溫度和/或酶有活力的溫度下將漿液B中的淀粉質(zhì)原料酶解成適于黑曲霉利用的糊精糖液。產(chǎn)酶微生物為能夠分泌淀粉酶的產(chǎn)酶微生物。酶包括淀粉酶。
由于微生物生長會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物，因此優(yōu)選直接加入酶。酶優(yōu)選為淀粉酶，淀粉酶是指能夠分解淀粉糖苷鍵的一類酶的總稱，淀粉酶一般包括a-淀粉酶、3 -淀粉酶、糖化酶和異淀粉酶。本發(fā)明中，優(yōu)選使用a-淀粉酶和/或異淀粉酶。本發(fā)明中，對(duì)于酶的用量，越多越好，出于成本考慮，優(yōu)選相對(duì)于Ig淀粉質(zhì)原料粉碎產(chǎn)物，淀粉酶的用量為15-50U。本發(fā)明中，淀粉酶的酶活力單位的定義為在70°C、pH 6.0條件下，Imin將I毫克淀粉轉(zhuǎn)化為糊精糖液所需的酶量為一個(gè)酶活力單位，即IU。對(duì)于第一酶解條件無特殊要求，可以采用本領(lǐng)域的常規(guī)條件，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。酶解的時(shí)間理論上越長越好，考慮到設(shè)備利用率，優(yōu)選酶解的時(shí)間為90-150min，更優(yōu)選為100_120min。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)選為5. 4-5.7。第二方面，本發(fā)明提供了一種淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物，該淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物包括液化液和/或液化清液，液化液為如上所述的方法制得的酶解產(chǎn)物，液化清液為如上所述的方法制得的酶解產(chǎn)物經(jīng)固液分離后得到的清液。本發(fā)明中，固液分離的方法與裝置為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，采用壓濾機(jī)或離心機(jī)進(jìn)行壓濾或離心。第三方面，本發(fā)明提供了如上所述的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物在發(fā)酵制備檸檬酸中的應(yīng)用。第四方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)酵制備檸檬酸的方法，該方法包括在生成檸檬酸的條件下，將黑曲霉接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵，得到發(fā)酵液，發(fā)酵培養(yǎng)基含有如上所述的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物。本發(fā)明中，發(fā)酵培養(yǎng)基為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的概念，指微生物發(fā)酵所需的供微生物生長和維持用的人工配制的養(yǎng)料。發(fā)酵液也為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的概念，指接入微生物菌株的液體培養(yǎng)基(該液體培養(yǎng)基也即本發(fā)明中所稱發(fā)酵培養(yǎng)基)，經(jīng)過一段時(shí)間的培養(yǎng)后所得產(chǎn)物。發(fā)酵培養(yǎng)基含有淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物，優(yōu)選淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的量占發(fā)酵培養(yǎng)基總量的80-100重量％。淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物包括液化液和/或液化清液，通?？梢詫⒁夯逡河糜谥苽浒l(fā)酵培養(yǎng)基，也可以將液化清液與液化液混合后用于制備發(fā)酵培養(yǎng)基。發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)選由液化液和液化清液與水混合或不與水混合得到，且進(jìn)一步優(yōu)選以發(fā)酵培養(yǎng)基的總量為基準(zhǔn)，液化清液為80-85重量％，液化液為15-20重量％。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在將黑曲霉接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中之前，需要將黑曲霉經(jīng)過種子罐培養(yǎng),之后將得到的成熟種子液加入到發(fā)酵培養(yǎng)基中。本發(fā)明中,種子罐的培養(yǎng)液優(yōu)選為將上述液化液加水稀釋至總糖為8-12重量％，得到培養(yǎng)液。本發(fā)明中，對(duì)于發(fā)酵制備檸檬酸的具體方法無特殊要求，可以采用本領(lǐng)域常用的各種方法。例如，可以采用如下方法發(fā)酵制備檸檬酸。將培養(yǎng)液投入種子罐，加熱到115-125°C消毒，維持25-35分鐘后快速降溫至34-380C，接入黑曲霉菌株A，每升培養(yǎng)液中黑曲霉的接種量為2X 108-3X IO8個(gè)孢子。在34-38°C、起始pH值為5-6、壓力0. 02-0. 04MPa下進(jìn)行菌種培養(yǎng)，其中，在培養(yǎng)0_14h過程中，通氣量為0. 2-0. 4體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)14-20h過程中，通氣量為0. 7-0. 9體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)20h后，通氣量為0. 5-0. 7體積(體積 分鐘)。術(shù)語“通氣量”一般以通氣比來表示，通常以每分鐘內(nèi)通過單位體積培養(yǎng)液的空氣體積比來表示(V/V min)，例如通氣比為1:0. 1-1，簡稱通氣量為0. 1-1體積(體積 分鐘)。下同。
通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和pH測定對(duì)黑曲霉的生長進(jìn)行觀察，當(dāng)pH< 2. O、酸度> lg/100mL、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時(shí)，停止培養(yǎng)，得到成熟種子液。將成熟種子液加入到發(fā)酵罐的發(fā)酵培養(yǎng)基中開始發(fā)酵。以每升發(fā)酵培養(yǎng)基為基準(zhǔn)，黑曲霉的接種量為2. 2 X 107-2. 6 X IO7個(gè)孢子。接種量通常用接入發(fā)酵培養(yǎng)基的成熟種子液的體積占接入種子液后發(fā)酵培養(yǎng)基的體積的百分比來表示，當(dāng)接入發(fā)酵培養(yǎng)基的成熟種子液的體積占接入成熟種子液后發(fā)酵培養(yǎng)基的體積的8-11%時(shí)，能夠滿足以每升發(fā)酵培養(yǎng)基為基準(zhǔn)，黑曲霉的接種量在2.2X 107-2.6X 107個(gè)孢子范圍內(nèi)，因此，接入發(fā)酵培養(yǎng)基的黑曲霉的接種量可以表示為接種量為8-11%。發(fā)酵條件包括溫度為34-38°C，起始pH值為4-5，壓力0. 03-0. 06MPa，在培養(yǎng)0_8h過程中，通氣量為0. 7-0. 9體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)8-24h過程中，通氣量為0. 9-1. I體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)24-48h過程中，通氣量為0. 7-0. 9體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)48h后，通氣量為0. 5-0. 7體積(體積 分鐘)。當(dāng)發(fā)酵液中還原性糖濃度檢測值低于0. 2g/100ml時(shí)停止發(fā)酵，確定為發(fā)酵終點(diǎn)。從在發(fā)酵培養(yǎng)基中接入黑曲霉菌種開始至發(fā)酵終點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為發(fā)酵周期。然后固液分離得到檸檬酸溶液。按照本發(fā)明的方法制備得到的發(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。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。實(shí)施例以下的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不因此限制本發(fā)明。在以下實(shí)施例和對(duì)比例中
黑曲霉囷種為黑曲霉Co827。根據(jù)GB 1987-2007標(biāo)準(zhǔn)檢測所得檸檬酸溶液的濃度(即終點(diǎn)檸檬酸含量或稱酸度)。轉(zhuǎn)化率(％)=單罐供酸量/用糖的總重量X 100%，其中用糖的總重量包括種子罐用糖重量和發(fā)酵罐用糖重量。 以下實(shí)施例和對(duì)比例中均以發(fā)酵培養(yǎng)基中還原性糖濃度檢測值低于0. 2g/100ml時(shí)停止發(fā)酵，確定為發(fā)酵終點(diǎn)。從在發(fā)酵培養(yǎng)基中接入黑曲霉菌種開始至發(fā)酵終點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為發(fā)酵周期。按照GB/T5009. 7-2008的方法測定發(fā)酵培養(yǎng)基中還原性糖的濃度。實(shí)施例I本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物及發(fā)酵制備檸檬酸的方法。(I)將酒糟濾液(殘?zhí)呛繛?. 8g/100mL)的pH值調(diào)至4. 5，相對(duì)于Ig酒糟濾液，加入0. 5U普魯蘭酶(諾維信公司，Promozyme諾維信普魯蘭酶，本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例中均為此普魯蘭酶)，在60°C下靜置30min，得到液體A ;(2)將玉米進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為500微米的粉碎產(chǎn)物，將粉碎產(chǎn)物與液體A混合調(diào)漿，得到漿液B，漿液B的固含量為24重量％。(3)相對(duì)于I克粉碎產(chǎn)物，向漿液B中加入30U的淀粉酶(諾維信公司，AquazymUltra高溫淀粉酶，本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比例中均為此淀粉酶)，在93°C、pH為5. 9的條件下將漿液B酶解100分鐘得到酶解產(chǎn)物，即液化液。(4)將部分酶解產(chǎn)物通過液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離得到液化清液和酶解殘?jiān)?，其中，酶解殘?jiān)墓毯繛?1重量％。(5)配制發(fā)酵培養(yǎng)基，將180. 5千克的上述液化清液、35. 5千克的液化液滅菌后加入到300L的發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵培養(yǎng)基。(6)將部分液化液加水稀釋至總糖為10重量％，得到培養(yǎng)液，將培養(yǎng)液投入種子罐，加熱到121°C消毒，維持30分鐘后快速降溫至36°C，接入黑曲霉菌種，每升培養(yǎng)液中黑曲霉的接種量為2X IO8個(gè)孢子。在36°C、起始pH值為5、壓力0.03MPa下進(jìn)行菌種培養(yǎng)，其中，在培養(yǎng)0-14h過程中，通氣量為0.3體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)14-20h過程中，通氣量為0. 8體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)20h后，通氣量為0. 6體積(體積 分鐘)。通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和pH測定對(duì)黑曲霉的生長進(jìn)行觀察，當(dāng)pH< 2. O、酸度> lg/100mL、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時(shí)，停止培養(yǎng)，得到成熟種子液。(7)將得到的成熟種子液加入到發(fā)酵罐的發(fā)酵培養(yǎng)基中開始發(fā)酵，接種量為10%，發(fā)酵條件包括溫度為35°C，起始pH值為5，壓力為0. 04MPa,在培養(yǎng)0_8h過程中，通氣量為0. 8體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)8-24h過程中，通氣量為I. 0體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)24_48h過程中，通氣量為0. 8體積(體積 分鐘),在培養(yǎng)48h后,通氣量為0. 6體積(體積 分鐘)。當(dāng)發(fā)酵液中還原性糖濃度檢測值低于0. 2g/100ml時(shí)停止發(fā)酵，統(tǒng)計(jì)發(fā)酵周期。然后進(jìn)行固液分離，得到檸檬酸溶液。測定檸檬酸溶液的濃度(即終點(diǎn)檸檬酸含量，下同)，計(jì)算轉(zhuǎn)化率見表I。實(shí)施例2
本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物及發(fā)酵制備檸檬酸的方法。(I)將酒糟濾液(殘?zhí)呛繛?. 5g/100mL)的pH值調(diào)至4，相對(duì)于Ig酒糟濾液，加A 0. IU普魯蘭酶，在58°C下靜置40min，得到液體A ；(2)將玉米進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為80·0微米的粉碎產(chǎn)物，將粉碎產(chǎn)物與液體A混合調(diào)漿，得到漿液B，漿液B的固含量為26重量％。(3)相對(duì)于I克粉碎產(chǎn)物，向漿液B中加入50U的淀粉酶，在105°C、pH為7的條件下將漿液B酶解90分鐘得到酶解產(chǎn)物，即液化液。(4)將部分酶解產(chǎn)物通過液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離得到液化清液和酶解殘?jiān)?，其中，酶解殘?jiān)墓毯繛?0重量％。(5)配制發(fā)酵培養(yǎng)基，將177. I千克的上述液化清液、38. 9千克的液化液滅菌后加入到300L的發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵培養(yǎng)基。(6)將部分液化液加水稀釋至總糖為8重量％，得到培養(yǎng)液，將培養(yǎng)液投入種子罐，加熱到115°C消毒，維持35分鐘后快速降溫至34°C，接入黑曲霉菌種，每升培養(yǎng)液中黑曲霉的接種量為2. 5X IO8個(gè)孢子。在34°C、起始pH值為5. 5、壓力0. 02MPa下進(jìn)行菌種培養(yǎng)，其中，在培養(yǎng)0-14h過程中，通氣量為0.2體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)14-20h過程中，通氣量為0. 7體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)20h后，通氣量為0. 5體積(體積 分鐘)。通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和pH測定對(duì)黑曲霉的生長進(jìn)行觀察，當(dāng)pH< 2. O、酸度> lg/100mL、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時(shí)，停止培養(yǎng)，得到成熟種子液。(7)將得到的成熟種子液加入到發(fā)酵罐的發(fā)酵培養(yǎng)基中開始發(fā)酵，接種量為8%，發(fā)酵條件包括溫度為34°C，起始pH值為4. 5，壓力為0. 03MPa,在培養(yǎng)0_8h過程中，通氣量為0. 7體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)8-24h過程中，通氣量為0. 9體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)24_48h過程中，通氣量為0. 7體積(體積 分鐘),在培養(yǎng)48h后,通氣量為0. 5體積(體積 分鐘)。當(dāng)發(fā)酵液中還原性糖濃度檢測值低于0. 2g/100ml時(shí)停止發(fā)酵，統(tǒng)計(jì)發(fā)酵周期。然后進(jìn)行固液分離，得到檸檬酸溶液。測定檸檬酸溶液的濃度(即終點(diǎn)檸檬酸含量，下同)，計(jì)算轉(zhuǎn)化率見表I。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物及發(fā)酵制備檸檬酸的方法。(I)將酒糟濾液(殘?zhí)呛繛?.0g/100mL)的pH值調(diào)至5，相對(duì)于Ig酒糟濾液，力口A IU普魯蘭酶，在65°C下靜置20min，得到液體A ;(2)將玉米進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為300微米的粉碎產(chǎn)物，將粉碎產(chǎn)物與液體A混合調(diào)漿，得到漿液B，漿液B的固含量為22重量％。(3)相對(duì)于I克粉碎產(chǎn)物，向漿液B中加入15U的淀粉酶，在70°C、pH為5的條件下將漿液B酶解150分鐘得到酶解產(chǎn)物，即液化液。(4)將部分酶解產(chǎn)物通過液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離得到液化清液和酶解殘?jiān)?其中，酶解殘?jiān)墓毯繛?9重量％。(5)配制發(fā)酵培養(yǎng)基，將169千克的上述液化清液、42. 2千克的液化液滅菌后加入到300L的發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵培養(yǎng)基。(6)將部分液化液加水稀釋至總糖為12重量％，得到培養(yǎng)液，將培養(yǎng)液投入種子罐，加熱到125°C消毒，維持25分鐘后快速降溫至38°C，接入黑曲霉菌種，每升培養(yǎng)液中黑曲霉的接種量為3 X IO8個(gè)孢子。在38°C、起始pH值為6、壓力0. 04MPa下進(jìn)行菌種培養(yǎng)，其中，在培養(yǎng)0-14h過程中，通氣量為0.4體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)14-20h過程中，通氣量為0. 9體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)20h后，通氣量為0. 7體積(體積 分鐘)。通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和pH測定對(duì)黑曲霉的生長進(jìn)行觀察，當(dāng)pH< 2. O、酸度> lg/100mL、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時(shí)，停止培養(yǎng)，得到成熟種子液。(7)將得到的成熟種子液加入到發(fā)酵罐的發(fā)酵培養(yǎng)基中開始發(fā)酵，接種量為11%，發(fā)酵條件包括溫度為38°C，起始pH值為4，壓力為0. 06MPa，在培養(yǎng)0_8h過程中，通氣量為
0.9體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)8-24h過程中，通氣量為I. I體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)24-48h過程中，通氣量為0. 9體積(體積 分鐘)，在培養(yǎng)48h后，通氣量為0. 7體積 (體積 分鐘)。當(dāng)發(fā)酵液中還原性糖濃度檢測值低于0. 2g/100ml時(shí)停止發(fā)酵，統(tǒng)計(jì)發(fā)酵周期。然后進(jìn)行固液分離，得到檸檬酸溶液。測定檸檬酸溶液的濃度(即終點(diǎn)檸檬酸含量，下同)，計(jì)算轉(zhuǎn)化率見表I。對(duì)比例I按照實(shí)施例I的方法發(fā)酵制備檸檬酸，不同的是，將玉米進(jìn)行粉碎，將粉碎產(chǎn)物與水混合調(diào)漿，得到漿液B，漿液B的固含量為24重量％。當(dāng)發(fā)酵液中還原性糖濃度檢測值低于0.2g/100ml時(shí)停止發(fā)酵，統(tǒng)計(jì)發(fā)酵周期。然后進(jìn)行固液分離，得到檸檬酸溶液。測定檸檬酸溶液的濃度(即終點(diǎn)檸檬酸含量，下同)，計(jì)算轉(zhuǎn)化率見表I。表I
權(quán)利要求
1.一種淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的制備方法，其特征在于，所述方法包括 (1)將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁?，得到液體A; (2)將淀粉質(zhì)原料粉碎，并將得到的粉碎產(chǎn)物與步驟(I)得到的液體A混合調(diào)漿，得到漿液B ； (3)在第一酶解條件下，將漿液B酶解，得到酶解產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟(I)中，所述酒糟濾液為酒精發(fā)酵產(chǎn)生的廢醪液經(jīng)固液分離得到的濾液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，步驟(I)中，所述將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁堑姆椒ò▽⑺鼍圃銥V液在普魯蘭酶存在下，在第二酶解條件下進(jìn)行酶解。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，相對(duì)于Ig酒糟濾液，普魯蘭酶的用量為0.I-IU ；酒糟濾液的殘?zhí)呛繛?. 5-1. 0g/100mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第二酶解條件包括pH值為4-5，溫度為58-65°C，時(shí)間為 20-40min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟(2)中，所述粉碎產(chǎn)物的粒徑為300-800微米；所述漿液B的固含量為22-26重量％。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的方法，其中，所述淀粉質(zhì)原料選自玉米、木薯和小麥中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，步驟(3)中，所述第一酶解條件包括pH值為5. 0-7. 0，溫度為 70-105°C，時(shí)間為 90-150min。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述第一酶解條件還包括使用淀粉酶，相對(duì)于Ig淀粉質(zhì)原料粉碎產(chǎn)物，淀粉酶的用量為15-50U。
10.一種淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物，該淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物包括液化液和/或液化清液，其特征在于，所述液化液為權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法制得的酶解產(chǎn)物，所述液化清液為權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法制得的酶解產(chǎn)物經(jīng)固液分離后得到的清液。
11.如權(quán)利要求10所述的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物在發(fā)酵制備檸檬酸中的應(yīng)用。
12.一種發(fā)酵制備檸檬酸的方法，該方法包括在生成檸檬酸的條件下，將黑曲霉接種至發(fā)酵培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵，得到發(fā)酵液，其特征在于，所述發(fā)酵培養(yǎng)基含有如權(quán)利要求10所述的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述發(fā)酵培養(yǎng)基含有所述液化液和所述液化清液，以發(fā)酵培養(yǎng)基的總量為基準(zhǔn)，所述液化清液的含量為80-85重量％，所述液化液的含量為15-20重量％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的制備方法，其中，該方法包括(1)將酒糟濾液的殘?zhí)侵械目伤馓撬鉃閱翁?，得到液體A；(2)將淀粉質(zhì)原料粉碎，并將得到的粉碎產(chǎn)物與步驟(1)得到的液體A混合調(diào)漿，得到漿液B；(3)在第一酶解條件下，將漿液B酶解，得到酶解產(chǎn)物。本發(fā)明還公開了一種淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物，包括上述方法制得的酶解產(chǎn)物和/或所述酶解產(chǎn)物經(jīng)固液分離后得到的清液。本發(fā)明還公開了上述淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物在發(fā)酵制備檸檬酸中的應(yīng)用及發(fā)酵制備檸檬酸的方法。本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物用于發(fā)酵制備檸檬酸，可縮短檸檬酸的發(fā)酵周期，提高糖酸轉(zhuǎn)化率；本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料酶解產(chǎn)物的制備方法經(jīng)濟(jì)環(huán)保地處理了酒糟濾液。
文檔編號(hào)C12P7/48GK102747121SQ201210251838
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者盧宗梅, 章輝平, 許紫薇, 鐘華, 魯小云 申請人:中糧生物化學(xué)(安徽)股份有限公司