一種利用棉籽餅粕制備復合氨基酸液的方法
【專利摘要】一種利用棉籽餅粕制備復合氨基酸液的方法，該法先對棉籽餅粕進行機械粉碎和蒸煮預處理，再接種黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母于有氧條件下培養(yǎng)15-20h形成一級酶解體系，然后分別接種枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌繼續(xù)有氧培養(yǎng)18-32h以形成發(fā)酵液，隨后向發(fā)酵液中添加食用級濃鹽酸進行酸水解，并于水解結束后依次進行過濾、調酸度沉降，得到復合氨基酸液，再采用絡合親和萃取技術對復合氨基酸液進行精制，精制過程中產生的萃余水相通過與復合氨基酸液混合制備淺色醬油，萃余油相則可作為精制下一批復合氨基酸液的萃取劑循環(huán)使用。本發(fā)明不僅有效提高了原料利用率、降低生產成本、避免毒性副產物產生，而且增加了產品的附加值。
【專利說明】一種利用棉籽餅粕制備復合氨基酸液的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以棉籽餅柏為原料，多菌種協(xié)同發(fā)酵制備復合氨基酸液的方法，適用于提高原料利用率、降低生產成本、避免毒性副產物產生、提高產品的附加值。
【背景技術】
[0002]氨基酸及其衍生物在醫(yī)藥、食品、農業(yè)和林業(yè)等領域得到了廣泛應用。單一氨基酸常見的生產方法有化學合成法和發(fā)酵法兩種?；瘜W合成法工藝復雜，成本高昂，且品種不全。微生物發(fā)酵法產率低，產品濃縮能耗大，品種也不全。復合氨基酸的制備多以動物的血液、毛發(fā)、動物殘體以及植物蛋白為原料，通過生物轉化(直接發(fā)酵和酶轉化)、化學分解、抽提三種方式實現(xiàn)。
[0003]棉籽餅柏是棉籽經榨油后的副產物，不僅含纖維素，其粗蛋白含量也高達33% - 42%。與豆柏和菜籽餅柏等植物蛋白源相比，棉籽餅柏除了賴氨酸和蛋氨酸含量略低外，其他氨基酸含量都與前者十分接近，棉籽餅柏中的精氨酸含量甚至遠高于前者。除此之外，棉籽餅柏中的精氨酸和賴氨酸比高達2.7以上，為正常值的2倍，可見，棉籽餅柏是上好的植物蛋白源。但由于游離棉酚的存在，棉籽餅柏的利用價值大打折扣，長期以來，棉籽餅柏多充當肥料使用，性價比低下。
[0004]中國專利:申請公布號為CN1733925A，公布日為2006年2月15日的發(fā)明專利公開了一種用廢棄蛋白 制備復合氨基酸液的方法，該方法先將豆柏、菜籽餅及棉籽餅進行除雜、粉碎、過篩，用稀硫酸或稀鹽酸浸泡、蒸煮，再采用細菌中性蛋白酶對其進行酶水解，然后加入食用級純鹽酸對其進行酸水解。雖然該發(fā)明操作簡單，安全可靠，但仍然存在以下缺陷:
1、在用稀硫酸或稀鹽酸浸泡的過程中，原料中的部分纖維素和蛋白質被水解，其水解產物溶于上清液中被除去，因此，原料中纖維素和蛋白質的利用率較低，同時，被濾去的上清液的處理也是一個難題；
2、在酶水解步驟中，中性蛋白酶的使用不僅提高了整個制備工藝的成本，而且其水解蛋白的能力有限，因此在酸水解步驟中需將水解液中酸的體積百分比濃度調節(jié)至33% - 50%,即酸的質量百分比濃度為12% - 18%，該酸度條件很容易產生有機毒物氯丙醇，導致終產品喪失實用性。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的原料利用率低、生產成本高、易產生毒性副產物的問題，提供一種能夠有效提高原料利用率、降低生產成本、避免毒性副產物產生的利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法。
[0006]為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下技術方案:
一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，該制備方法依次包括以下工藝:
棉籽餅柏的預處理工藝:將經機械粉碎后的棉籽餅柏與水等質量混勻后于110 - 130°C蒸煮15 - 20min以形成待水解物料；菌酶水解工藝:先將待水解物料冷卻至30 - 36 °C,再于該溫度下分別接種黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae),隨后在相對濕度為80% - 88%、且有氧的條件下培養(yǎng)15 - 20h以形成一級酶解體系，然后向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌(Baci I Ius subti I is)、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)繼續(xù)有氧培養(yǎng)18 - 32h以形成發(fā)酵液,其中，所述黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌的接種量都為棉籽餅柏質量的0.2% - 0.5% ；酸水解工藝:先向發(fā)酵液中添加質量分數為36%的食用級濃鹽酸，再于85 - 95°C水解10 - 15h，其中，所述食用級濃鹽酸的添加質量為待水解物料質量的0.7 - 0.9倍；
過濾中和工藝:先采用300目濾布對經酸水解后的發(fā)酵液進行過濾以得到濾液，再用固體碳酸鈉或固體碳酸氫鈉將濾液的PH值調至1.5 - 3.2以形成固液混合體系，然后對該固液混合體系進行過濾以得到復合氨基酸液，此時，復合氨基酸液的制備完成。
[0007]所述菌酶水解工藝中，先向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌有氧培養(yǎng)8 - 12h以形成二級酶解體系，再向二級酶解體系中補加水，然后將補加水后的二級酶解體系的PH值調至5.0 - 7.0，并于50 - 58°C下繼續(xù)有氧培養(yǎng)10 - 20h以形成發(fā)酵液，其中，補加的水與待水解物料的質量比為2.5 - 3.5: I。
[0008]所述過濾中和工藝中，在采用300目濾布對經酸水解后的發(fā)酵液進行過濾之前，先用100目雙層紗布對其進行粗濾。[0009]所述過濾中和工藝中，在對固液混合體系進行過濾之前，先于室溫下將其靜置1- 4h。
[0010]所述制備方法還包括復合氨基酸液的精制工藝，該工藝位于過濾中和工藝之后； 所述復合氨基酸液的精制工藝依次包括以下步驟:
第一次萃取:將一號萃取劑、復合氨基酸液等體積倒入萃取設備中混勻后進行第一次萃取以得到一號萃取相和一號萃余相，其中，一號萃取劑的組成及其體積份比為:正辛醇
1、二(2-乙基己基)磷酸酯0.5 - 2 ;
第二次萃取:將一號萃取相、二號萃取劑等體積倒入萃取設備中混勻后進行第二次萃取以得到精制復合氨基酸液和二號萃余相，此時，復合氨基酸液的精制工藝結束，其中，所述二號萃取劑為濃度是0.35 - 0.7mol/L的鹽酸水溶液。
[0011]所述第一次萃取的萃取時間大于等于30min，所述第二次萃取的萃取時間大于等于 5min。
[0012]所述復合氨基酸液的精制工藝還包括pH調節(jié)步驟，該步驟位于第一次萃取步驟之前；
所述PH調節(jié)步驟是指:采用氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液將復合氨基酸液的pH值調至 3.5 - 7。
[0013]所述制備方法還包括萃余相的回收利用工藝，該工藝位于復合氨基酸液的精制工藝之后;
所述萃余相的回收利用工藝包括一號萃余相的回收利用、經多次循環(huán)使用后的二號萃余相的活化；
所述一號萃余相的回收利用是指:先將一號萃余相與復合氨基酸液等體積混合以形成混合體系，再用濃度為2.0 -3.5mol/L的氫氧化鈉溶液將該混合體系的pH值調至6.8 -7.2，然后向調節(jié)pH后的混合體系中添加食鹽和防腐劑以得到淺色醬油；
所述經多次循環(huán)使用后的二號萃余相的活化是指:先將經多次循環(huán)使用后的二號萃余相進行2 - 4次反萃取，然后將經反萃取后的二號萃余相用蒸餾水洗滌2 - 3次以得到一號萃取劑，其中，所述反萃取中使用的反萃取劑為濃度是1- 2mol/L的鹽酸水溶液,每次反萃取中反萃取劑與被萃取物的體積比都為1: 1，每次反萃取的時間大于等于5min，每次洗滌的時間大于等于lh。
[0014]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法包括菌酶水解工藝，該工藝采用先分別接種黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母有氧培養(yǎng)15 - 20h，再分別接種枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌有氧培養(yǎng)18 -32h的方法，不僅有效提高了原料的利用率，而且大幅降低了將棉籽餅柏蛋白完全降解成氨基酸所需的酸濃度，避免了采用高濃度酸水解蛋白形成3-氯丙醇，另外,整個培養(yǎng)過程中無需額外添加底物, 在避免副產物形成的同時也能夠降低生產成本。因此，本發(fā)明不僅提高了原料的利用率，而且避免了毒性副產物的形成，降低了生產成本。
[0015]2、本發(fā)明一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法采用復合氨基酸液的精制工藝對制備的復合氨基酸液進行深加工，不僅除去了復合氨基酸液中的還原性糖、過多的氯離子以及絕大部分谷氨酸和銨鹽，而且保證了經氨基酸提取后的棉籽餅柏蛋白水解原液中必需氨基酸的含量較高，使其能夠作為醫(yī)藥、氨基酸口服液或其他保健飲品的添加劑使用，通過萃余相的回收利用工藝將復合氨基酸液精制過程中產生的一號萃余相作為制備淺色醬油的原料，將經多次循環(huán)使用過的二號萃余相進行活化處理，使其作為一號萃取劑繼續(xù)使用，大幅度提高了產品的附加值。因此，本發(fā)明能夠顯著提高產品的附加值。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的說明。
[0017]一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，該制備方法依次包括以下工藝:
棉籽餅柏的預處理工藝:將經機械粉碎后的棉籽餅柏與水等質量混勻后于110 - 130°C蒸煮15 - 20min以形成待水解物料；
菌酶水解工藝:先將待水解物料冷卻至30 - 36 °C,再于該溫度下分別接種黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae),隨后在相對濕度為80% - 88%、且有氧的條件下培養(yǎng)15 - 20h以形成一級酶解體系，然后向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌(Baci I Ius subti I is)、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)繼續(xù)有氧培養(yǎng)18 - 32h以形成發(fā)酵液,其中，所述黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌的接種量都為棉籽餅柏質量的0.2% - 0.5% ；酸水解工藝:先向發(fā)酵液中添加質量分數為36%的食用級濃鹽酸，再于85 - 95°C水解10 - 15h，其中，所述食用級濃鹽酸的添加質量為待水解物料質量的0.7 - 0.9倍；
過濾中和工藝:先采用300目濾布對經酸水解后的發(fā)酵液進行過濾以得到濾液，再用固體碳酸鈉或固體碳酸氫鈉將濾液的PH值調至1.5 - 3.2以形成固液混合體系，然后對該固液混合體系進行過濾以得到復合氨基酸液，此時，復合氨基酸液的制備完成。
[0018]所述菌酶水解工藝中，先向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌有氧培養(yǎng)8 - 12h以形成二級酶解體系，再向二級酶解體系中補加水，然后將補加水后的二級酶解體系的PH值調至5.0 - 7.0，并于50 - 58°C下繼續(xù)有氧培養(yǎng)10 - 20h以形成發(fā)酵液，其中，補加的水與待水解物料的質量比為2.5-3.5: I。
[0019]所述過濾中和工藝中，在采用300目濾布對經酸水解后的發(fā)酵液進行過濾之前，先用100目雙層紗布對其進行粗濾。
[0020]所述過濾中和工藝中，在對固液混合體系進行過濾之前，先于室溫下將其靜置1- 4h。
[0021]所述制備方法還包括復合氨基酸液的精制工藝，該工藝位于過濾中和工藝之后； 所述復合氨基酸液的精制工藝依次包括以下步驟:
第一次萃取:將一號萃取劑、復合氨基酸液等體積倒入萃取設備中混勻后進行第一次萃取以得到一號萃取相和一號萃余相，其中，一號萃取劑的組成及其體積份比為:正辛醇
1、二(2-乙基己基)磷酸酯0.5 - 2 ;
第二次萃取:將一號萃取相、二號萃取劑等體積倒入萃取設備中混勻后進行第二次萃取以得到精制復合氨基酸液和二號萃余相，此時，復合氨基酸液的精制工藝結束，其中，所述二號萃取劑為濃度是0.35 - 0.7mol/L的鹽酸水溶液。
[0022]所述第一次萃取的萃取時間大于等于30min，所述第二次萃取的萃取時間大于等于 5min。 [0023]所述復合氨基酸液的精制工藝還包括pH調節(jié)步驟，該步驟位于第一次萃取步驟之前；
所述PH調節(jié)步驟是指:采用氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液將復合氨基酸液的pH值調至 3.5 - 7。
[0024]所述制備方法還包括萃余相的回收利用工藝，該工藝位于復合氨基酸液的精制工藝之后;
所述萃余相的回收利用工藝包括一號萃余相的回收利用、經多次循環(huán)使用后的二號萃余相的活化；
所述一號萃余相的回收利用是指:先將一號萃余相與復合氨基酸液等體積混合以形成混合體系，再用濃度為2.0 -3.5mol/L的氫氧化鈉溶液將該混合體系的pH值調至6.8 -7.2，然后向調節(jié)PH后的混合體系中添加食鹽和防腐劑以得到淺色醬油；
所述經多次循環(huán)使用后的二號萃余相的活化是指:先將經多次循環(huán)使用后的二號萃余相進行2 - 4次反萃取，然后將經反萃取后的二號萃余相用蒸餾水洗滌2 - 3次以得到一號萃取劑，其中，所述反萃取中使用的反萃取劑為濃度是1- 2mol/L的鹽酸水溶液,每次反萃取中反萃取劑與被萃取物的體積比都為1: 1，每次反萃取的時間大于等于5min，每次洗滌的時間大于等于lh。
[0025]本發(fā)明的原理說明如下:
本發(fā)明以棉籽餅柏為原料，通過多菌種對其進行固態(tài)協(xié)同發(fā)酵，一方面，有效降低了棉籽餅柏的毒性，使棉籽餅柏中的粗纖維轉化為可發(fā)酵型糖，被微生物利用后變?yōu)榫w蛋白，提高了棉籽餅柏蛋白的含量；另一方面，采用菌酶水解和低酸水解相結合的方式，避免了使用高濃度鹽酸水解過程中3-氯丙醇的產生，經水解后的復合氨基酸液色澤淺，有利于進一步深加工；再者，本發(fā)明處理得到的復合氨基酸液經過濾、調酸度沉降，采用絡合親和萃取技術提取，使水相中的一些氨基酸轉入到有機相，萃余相經調配后可制備淺色醬油，負載于有機相中的氨基酸經第二次萃取后回到水相，實現(xiàn)復合氨基酸的精制，得到的精制復合氨基酸中富含亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、苯丙氨酸和精氨酸等，可用于醫(yī)藥、食品、氨基酸口服液或富含氨基酸功能飲料的添加劑，整個生產過程綠色環(huán)保，無三廢排放，生產成本低，大幅提高了棉籽餅柏的附加值。
[0026] a:棉籽餅柏的預處理工藝:
本工藝將經機械粉碎后的棉籽餅柏與水混勻后進行蒸煮，使棉籽餅柏中的粗纖維和蛋白溶脹、疏松，以利于微生物的培養(yǎng)與發(fā)酵。
[0027]b:菌酶水解工藝:
本工藝先采用兩步接種培養(yǎng)的方法，即第一步分別接種黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母有氧培養(yǎng)15 -20h，第二步再分別接種枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌有氧培養(yǎng)18 -32h，該法將棉籽餅柏蛋白水解成低分子量的寡肽，大幅降低了后期將棉籽餅柏蛋白完全水解成氨基酸的酸用量，同時還達到了脫毒的目的；
第一步接種的目的是使被纖維素包裹的棉籽餅柏蛋白釋放出來，增大蛋白酶與其的接觸面，利于水解。在有氧條件下，黑曲霉能分泌纖維素酶、果膠酶、葡萄糖氧化酶、淀粉酶、酸性蛋白酶等多種酶系，將棉籽餅柏中的纖維素等大分子化合物轉化為可發(fā)酵性糖，可發(fā)酵性糖一部分被釀酒酵母利用，分解為二氧化碳和水，另一部分則作為微生物發(fā)酵的培養(yǎng)基，經微生物利用后轉化為菌體蛋白，進而提高蛋白的含量，米曲霉是盛產蛋白酶的菌種，同時還可分泌淀粉酶、糖化酶、纖維素酶等，這些酶系不僅能將棉籽餅蛋白降解為蛋白胨、多肽和低聚肽，還能使棉籽餅柏中的粗纖維、植酸降解，這三種菌的協(xié)同作用，有力地推動了棉籽餅柏蛋白和纖維素的降解；同時，在整個培養(yǎng)過程中，無需額外添加底物，避免了副產物的殘留，降低了生產成本；另外，由于培養(yǎng)時間過長會容易滋生雜菌，導致制備的復合氨基酸液的色澤變深，增加后續(xù)精制的負擔，因此本工藝將有氧培養(yǎng)的時間控制在15 - 20h。
[0028]第二步接種引入了枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌，該兩種菌在生長過程中需要大量的氧氣，剝奪了黑曲霉、米曲霉和釀酒酵母繁殖所需要的氧氣，既能抑制黑曲霉、米曲霉和釀酒酵母的生長，也能抑制雜菌的繁殖，使復合氨基酸液的色澤淺，利于純化；此外，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌還能自身合成α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纖維素酶等酶類，這些復合酶系使棉籽餅蛋白中的粗纖維進一步水解，棉籽餅柏蛋白被水解成分子量更低的低聚肽；在大量氧被枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌剝奪后，釀酒酵母會在缺氧條件下將可發(fā)酵型糖水解成二氧化碳和酒精，從而賦予復合氨基酸液特殊的芳香；另外，為了使五種菌分泌的復合酶系發(fā)揮最大限度的活力，本工藝在培養(yǎng)后期將二級酶解體系的PH值調至5.0 - 7.0,培養(yǎng)溫度控制在50 - 58。。。
[0029]c:酸水解工藝:
本工藝將食用級濃鹽酸的添加質量控制在待水解物料質量的0.7 -0.9倍，使得發(fā)酵液中酸的質量百分比濃度維持在5.5% - 7.5%，該低酸度的水解環(huán)境不僅保證了棉籽餅柏蛋白在短時間內能夠徹底水解，還能有效避免副產物3-氯丙醇的形成。
[0030]d:過濾中和工藝:
本工藝先用100目雙層紗布對經酸水解后的發(fā)酵液進行粗濾，再采用300目濾布對其進行過濾，可明顯加快濾速，同時，濾布還能攔截一部分色素以及小顆粒雜質。
[0031]為使經酸水解后的發(fā)酵液中的色素沉降的同時盡量減少氨基酸的損失，且保證中和前后酸水解后的發(fā)酵液中氨基酸的濃度變化不大，也便于脫色處理，本工藝用固體碳酸鈉或固體碳酸氫鈉將濾液的PH值調至1.5 - 3.2，且靜置1- 4h后沉降更為徹底。
[0032]e:復合氨基酸液的精制工藝:
由于經鹽酸水解后的水解液中Cr含量在5.5%-7.5%，谷氨酸的含量明顯偏高，也含有一定量的還原糖、NH4+和少量色素。為此，盡管該水解液是豐富的復合氨基酸液，但要作為口服液或其他保健飲料的添加劑使用，必需作進一步的純化處理，因此，本工藝采用兩次萃取操作來對復合氨基酸液進行精制。
[0033]在進行第一次萃取操作之前，為盡可能提高萃取效率，本工藝采用了氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液將復合氨基酸液的PH值調至3.5 - 7的方法，氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的使用使得復合氨基酸液中的離子濃度變化不大，形成的副產物較少。
[0034]第一次萃取將復合氨基酸液中一些重要氨基酸(如苯丙氨酸、蛋氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、組氨酸等)通過溶劑萃取轉入有機相中，實現(xiàn)了重要氨基酸與氯離子、還原性糖以及絕大部分銨鹽的分離。
[0035]第二次萃取采用低濃度的鹽酸水溶液(0.35 - 0.7mol/L)將萃入有機相中的氨基酸完全反萃回水相，經過該操作，得到的精制復合氨基酸液中氯離子含量低，不含還原糖，谷氨酸含量降到合適的濃度范圍，必需氨基酸的含量高，氨基酸總量在1%以上，能夠作為口服液或其他保健 飲料的添加劑使用，而本步驟中產生的二號萃余相可作為一號萃取劑多次循環(huán)使用。
[0036]f:一號萃余相的回收利用:
復合氨基酸液的精制工藝中產生的一號萃余相中含有大量的氨基酸，其中谷氨酸含量最高，甘氨酸、丙氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、鳥氨酸、Y-氨基丁酸等也占有相當的比重，還含有一定量的還原糖，若將其直接制成醬油，其中的必需氨基酸含量偏低，因此，本工藝將其與復合氨基酸液混合制備淺色醬油。
[0037]g:二號萃余相的活化:
本工藝將經多次循環(huán)使用后的二號萃余相進行活化處理，使其作為一號萃取劑繼續(xù)使用。為了除去負載于二號萃余相中的NH4+及色素，本工藝選用濃度是1- 2mol/L的鹽酸水溶液作為反萃取劑對其進行多次反萃取，而鹽酸水溶液的使用必然會導致經反萃取后的二號萃余相中負載有較多的氫離子，因此采用蒸餾水多次洗滌將其除去。
[0038]實施例1:
一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，該制備方法依次包括以下工藝:
棉籽餅柏的預處理工藝:將經機械粉碎后的棉籽餅柏與水等質量混勻后于121°C蒸煮20min以形成待水解物料；
菌酶水解工藝:先將待水解物料冷卻至30°C，再于該溫度下分別接種黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae),隨后在相對濕度為80%、且有氧的條件下有氧培養(yǎng)15h以形成一級酶解體系，然后向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)有氧培養(yǎng)8h以形成二級酶解體系，再向二級酶解體系中補加水，然后將補加水后的二級酶解體系的PH值調至6.5，并于55°C下繼續(xù)有氧培養(yǎng)12h以形成發(fā)酵液，其中，所述黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌的接種量都為棉籽餅柏質量的0.4%，補加的水與待水解物料的質量比為3: I ；
酸水解工藝:先向發(fā)酵液中添加質量分數為36%的食用級濃鹽酸，再于90°C水解12h，其中，所述食用級濃鹽酸的添加質量為待水解物料質量的0.8倍；
過濾中和工藝:先將經酸水解后的發(fā)酵液依次經100目雙層紗布、300目濾布過濾以得到濾液，再用固體碳酸鈉將濾液的PH值調至1.5以形成固液混合體系，然后將該固液混合體系于室溫下靜置lh，再對其進行過濾以得到復合氨基酸液，此時，復合氨基酸液的制備完成。
[0039]復合氨基酸液的精制工藝:
a:pH調節(jié):采用濃 度為3mol/L的氫氧化鈉溶液將復合氨基酸液的pH值調至5.0 ；b:第一次萃取:將一號萃取劑、復合氨基酸液等體積倒入萃取設備中混勻后進行第一次萃取以得到一號萃取相和一號萃余相，其中，一號萃取劑的組成及其體積份比為:正辛醇
1、二(2-乙基己基)磷酸酯1，萃取時間為60min ；
c:第二次萃取:將一號萃取相、二號萃取劑等體積倒入萃取設備中混勻后進行第二次萃取以得到精制復合氨基酸液和二號萃余相，此時，復合氨基酸液的精制工藝結束，其中，所述二號萃取劑為濃度是0.5mol/L的鹽酸水溶液，萃取時間為lOmin。
[0040]萃余相的回收利用工藝:
a:一號萃余相的回收利用:先將一號萃余相與復合氨基酸液等體積混合以形成混合體系，再用濃度為3mol/L的氫氧化鈉溶液將該混合體系的pH值調至7.0,然后向調節(jié)pH后的混合體系中添加食鹽和防腐劑以得到淺色醬油；
b:經多次循環(huán)使用后的二號萃余相的活化:經多次循環(huán)使用后的二號萃余相進行4次反萃取，然后將經反萃取后的二號萃余相用蒸餾水洗滌3次以得到一號萃取劑，其中，所述反萃取中使用的反萃取劑為濃度是2mol/L的鹽酸水溶液,每次反萃取中反萃取劑與被萃取物的體積比都為1: 1，每次反萃取的時間為lOmin，每次洗滌的時間為lh。
[0041]實施例2:
步驟同實施例1，不同的是:
所述菌酶水解工藝中，先將待水解物料冷卻至34°C，再于該溫度下分別接種黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae),隨后在相對濕度為85%、且有氧的條件下有氧培養(yǎng)20h以形成一級酶解體系，然后向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)有氧培養(yǎng)12h以形成二級酶解體系,再向二級酶解體系中補加水，然后將補加水后的二級酶解體系的PH值調至5.0，并于50°C下繼續(xù)有氧培養(yǎng)15h以形成發(fā)酵液，其中，所述黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母的接種量都為棉籽餅柏質量的0.3%，補加的水與待水解物料的質量比為3.5: I ；
所述酸水解工藝中，先向發(fā)酵液中添加食用級濃鹽酸，再于95°C水解10h，其中，所述食用級濃鹽酸的添加質量為待水解物料質量的0.9倍；
所述過濾中和工藝中，用固體碳酸鈉將濾液的PH值調至2.5以形成固液混合體系；所述復合氨基酸液的精制工藝中，PH調節(jié)步驟將復合氨基酸液的pH值調至3.5，一號萃取劑的組成及其體積份比為:正辛醇1、二(2-乙基己基)磷酸酯2，二號萃取劑為濃度是
0.35mol/L的鹽酸水溶液；所述萃余相的回收利用工藝中，采用濃度為3mol/L的氫氧化鈉溶液將該混合體系的PH值調至6.8，且反萃取劑為濃度是2mol/L的鹽酸水溶液。
[0042]實施例3:
步驟同實施例1，不同的是:
所述菌酶水解工藝中，先將待水解物料冷卻至36°C，再于該溫度下分別接種黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae),隨后在相對濕度為88%、且有氧的條件下有氧培養(yǎng)20h以形成一級酶解體系，然后向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)有氧培養(yǎng)IOh以形成二級酶解體系,再向二級酶解體系中補加水，然后將補加水后的二級酶解體系的PH值調至6.0，并于53°C下繼續(xù)有氧培養(yǎng)22h以形成發(fā)酵液；
所述酸水解工藝中，先向發(fā)酵液中添加食用級濃鹽酸，再于85°C水解15h，其中，食用級濃鹽酸的添加質量為待水解物料質量的0.85倍；
所述復合氨基酸液的精制工藝中，PH調節(jié)步驟將復合氨基酸液的pH值調至5.5，一號萃取劑的組成及其體積份比為:正辛醇1、二(2-乙基己基)磷酸酯1.5，二號萃取劑為濃度是0.7mol/L的鹽酸水溶液；
所述萃余相的回收利用 工藝中，采用濃度為3mol/L的氫氧化鈉溶液將該混合體系的pH值調至7.2。
[0043]實施例4:
步驟同實施例1，不同的是:
所述菌酶水解工藝中，先將待水解物料冷卻至32°C，再于該溫度下分別接種黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae),隨后在相對濕度為85%、且有氧的條件下有氧培養(yǎng)20h以形成一級酶解體系，然后向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)有氧培養(yǎng)12h以形成二級酶解體系，再向二級酶解體系中補加水，然后將補加水后的二級酶解體系的PH值調至7.0，并于58°C下繼續(xù)有氧培養(yǎng)18h以形成發(fā)酵液，其中，所述米曲霉、釀酒酵母的接種量都為棉籽餅柏質量的0.2%，枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌的接種量都為棉籽餅柏質量的0.5%，補加的水與待水解物料的質量比為2.5: I ；
所述酸水解工藝中，食用級濃鹽酸的添加質量為待水解物料質量的0.7倍；
所述過濾中和工藝中，用固體碳酸鈉將濾液的pH值調至3.2以形成固液混合體系；所述復合氨基酸液的精制工藝中，PH調節(jié)步驟將復合氨基酸液的pH值調至7.0，一號萃取劑的組成及其體積份比為:正辛醇1、二(2-乙基己基)磷酸酯0.5 ；
所述萃余相的回收利用工藝中，采用濃度為3mol/L的氫氧化鈉溶液將該混合體系的pH值調至6.8。
[0044]采用上述四個實施例制備的復合氨基酸液的氨基酸含量在1%以上，不含氯丙醇、棉酚以及還原糖，銨鹽的氮含量低于0.04%,淺色醬油中的氨基酸含量不低于2.5%，將經活化后的二號萃余相作為一號萃取劑繼續(xù)使用10次，其萃取性能未見衰減。
【權利要求】
1.一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，其特征在于所述制備方法依次包括以下工藝: 棉籽餅柏的預處理工藝:將經機械粉碎后的棉籽餅柏與水等質量混勻后于110 - 130°C蒸煮15 - 20min以形成待水解物料； 菌酶水解工藝:先將待水解物料冷卻至30 - 36 °C,再于該溫度下分別接種黑曲霉(Aspergillus niger)、米曲霉(Aspergillus oryzae)、酉良酒酵母(Saccharomycescerevisiae),隨后在相對濕度為80% - 88%、且有氧的條件下培養(yǎng)15 - 20h以形成一級酶解體系，然后向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌(Baci I Ius subti I is)、地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis)繼續(xù)有氧培養(yǎng)18 - 32h以形成發(fā)酵液,其中，所述黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌的接種量都為棉籽餅柏質量的0.2% - 0.5% ； 酸水解工藝:先向發(fā)酵液中添加質量分數為36%的食用級濃鹽酸，再于85 - 95°C水解10 - 15h，其中，所述食用級濃鹽酸的添加質量為待水解物料質量的0.7 - 0.9倍； 過濾中和工藝:先采用300目濾布對經酸水解后的發(fā)酵液進行過濾以得到濾液，再用固體碳酸鈉或固體碳酸氫鈉將濾液的PH值調至1.5 - 3.2以形成固液混合體系，然后對該固液混合體系進行過濾以得到復合氨基酸液，此時，復合氨基酸液的制備完成。
2.根據權利要求1所述的一種 利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，其特征在于:所述菌酶水解工藝中，先向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌有氧培養(yǎng)8 - 12h以形成二級酶解體系，再向二級酶解體系中補加水，然后將補加水后的二級酶解體系的pH值調至5.0 - 7.0，并于50 - 58°C下繼續(xù)有氧培養(yǎng)10 - 20h以形成發(fā)酵液，其中，補加的水與待水解物料的質量比為2.5 - 3.5: 1。
3.根據權利要求1或2所述的一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，其特征在于:所述過濾中和工藝中，在采用300目濾布對經酸水解后的發(fā)酵液進行過濾之前，先用100目雙層紗布對其進行粗濾。
4.根據權利要求1或2所述的一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，其特征在于:所述過濾中和工藝中，在對固液混合體系進行過濾之前，先于室溫下將其靜置1- 4h。
5.根據權利要求1或2所述的一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，其特征在于: 所述制備方法還包括復合氨基酸液的精制工藝，該工藝位于過濾中和工藝之后； 所述復合氨基酸液的精制工藝依次包括以下步驟: 第一次萃取:將一號萃取劑、復合氨基酸液等體積倒入萃取設備中混勻后進行第一次萃取以得到一號萃取相和一號萃余相，其中，一號萃取劑的組成及其體積份比為:正辛醇1、二(2-乙基己基)磷酸酯0.5 - 2 ； 第二次萃取:將一號萃取相、二號萃取劑等體積倒入萃取設備中混勻后進行第二次萃取以得到精制復合氨基酸液和二號萃余相，此時，復合氨基酸液的精制工藝結束，其中，所述二號萃取劑為濃度是0.35 - 0.7mol/L的鹽酸水溶液。
6.根據權利要求5所述的一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法,其特征在于:所述第一次萃取的萃取時間大于等于30min，所述第二次萃取的萃取時間大于等于5min。
7.根據權利要求5所述的一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，其特征在于: 所述復合氨基酸液的精制工藝還包括PH調節(jié)步驟，該步驟位于第一次萃取步驟之前；所述PH調節(jié)步驟是指:采用氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液將復合氨基酸液的pH值調至 3.5 - 7。
8.根據權利要求5所述的一種利用棉籽餅柏制備復合氨基酸液的方法，其特征在于: 所述制備方法還包括萃余相的回收利用工藝，該工藝位于復合氨基酸液的精制工藝之后; 所述萃余相的回收利用工藝包括一號萃余相的回收利用、經多次循環(huán)使用后的二號萃余相的活化； 所述一號萃余相的回收利用是指:先將一號萃余相與復合氨基酸液等體積混合以形成混合體系，再用濃度為2.0 -3.5mol/L的氫氧化鈉溶液將該混合體系的pH值調至6.8 -7.2，然后向調節(jié)PH后的混合體系中添加食鹽和防腐劑以得到淺色醬油； 所述經多次循環(huán)使用后的二號萃余相的活化是指:先將經多次循環(huán)使用后的二號萃余相進行2 - 4次反萃取，然后將經反萃取后的二號萃余相用蒸餾水洗滌2 - 3次以得到一號萃取劑，其中，所述反萃取中使用的反萃取劑為濃度是1- 2mol/L的鹽酸水溶液,每次反萃取中反萃取劑與被萃取物的體積比都為1: 1，每次反萃取的時間大于等于5min，每次洗滌的時間大于等 lh。
【文檔編號】C12R1/865GK103937846SQ201410101521
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月19日 優(yōu)先權日:2014年3月19日
【發(fā)明者】張劍, 高冰, 張開誠, 楊明 申請人:武漢輕工大學