一種利用玉米副產(chǎn)物同時生產(chǎn)ε-聚賴氨酸和蛋白飼料的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)酵和飼料生產(chǎn)的技術領域，具體的涉及一種利用玉米副產(chǎn)物同時生產(chǎn)ε-聚賴氨酸和蛋白飼料的方法。
【背景技術】
[0002]玉米含淀粉70%左右，含脂肪4?5%。在玉米深加工產(chǎn)業(yè)中，除去主產(chǎn)物淀粉、淀粉糖及玉米油，副產(chǎn)物占了玉米成分的25?30%。具體副產(chǎn)物種類有玉米皮、胚芽柏、玉米漿、蛋白粉、葡萄糖母液等。各種玉米副產(chǎn)物一般作為飼料原料單獨銷售，利潤非常低。例如玉米漿，雖然蛋白質(zhì)含量高，由于硫、灰分等成分的存在，作為飼料原料的適口性差，可溶性蛋白和部分糖的存在使其不易加工成固體物料，銷售半徑小，所以銷售價格很低，成為了很多玉米加工企業(yè)的負擔。葡萄糖母液經(jīng)過多次回配到結晶罐，由于低聚糖濃度逐漸升高導致結晶困難而將其退出生產(chǎn)系統(tǒng)，作為一種糖源即使低價出售仍然鮮有問津，并且占用大量儲罐而影響到了企業(yè)的加工鏈，也成為了企業(yè)頭疼的問題。再比如玉米皮和胚芽柏，由于纖維質(zhì)含量高，蛋白含量低，使得其動物消化率低，本身就是一種低價的飼料原料，也存在銷售壓力大的問題。隨著玉米加工行業(yè)及飼料行業(yè)競爭日益激烈，如何解決副產(chǎn)物銷售壓力及提高附加值成為了企業(yè)的當務之急。
[0003]ε -聚賴氨酸是一種新型的天然防霉防腐劑，是一種類似于抗生素但不屬于抗生素的物質(zhì)，它不但對人體健康無害，還具有一定的營養(yǎng)價值，是今后開發(fā)的方向。ε -聚賴氨酸具有廣譜抗菌性，對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌、酵母菌、霉菌均有很好的抑菌效果，是目前天然防腐劑中具有優(yōu)良防腐性能和巨大商業(yè)潛力的微生物類防腐劑。2014年4月3日，國家衛(wèi)生計生委批準了 ε-聚賴氨酸作為食品添加劑新品種的申請。ε -聚賴氨酸可通過液態(tài)深層發(fā)酵生產(chǎn)，碳源種類很多，有葡萄糖、果糖、淀粉、甘油、木糖、阿拉伯糖等。有機氮源可以用牛肉膏、蛋白胨、魚粉、酵母抽提物、玉米漿等。在發(fā)酵工業(yè)中，碳源與氮源的選擇往往要考慮原料來源及價格。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對玉米副產(chǎn)物利用率極低的問題而提供一種利用玉米副產(chǎn)物同時生產(chǎn)ε -聚賴氨酸和蛋白飼料的方法，該方法將玉米皮、胚芽柏、玉米漿、葡萄糖母液進行整合，既能有效利用副產(chǎn)物中的碳源和氮源，又能將玉米皮和胚芽柏的蛋白含量提升，可以大規(guī)模生產(chǎn)應用，為企業(yè)解決玉米副產(chǎn)物問題提供了一條有效的途徑。
[0005]本發(fā)明的技術方案為:一種利用玉米副產(chǎn)物同時生產(chǎn)ε-聚賴氨酸和蛋白飼料的方法，包括以下步驟:
(1)分別在玉米皮和胚芽柏中加水攪拌，使其含水量均大于60%；
(2)分別在步驟(I)所得的玉米皮和胚芽柏各物料基中加入淀粉酶和纖維素酶進行酶解，淀粉酶與纖維素酶的質(zhì)量比為1:1?1:3，并且加酶總量不低于各物料基重量的0.1% ;酶解溫度范圍為30?70°C，處理時間至少為15 h ；
(3)酶解結束后，分別將玉米皮酶解母液和胚芽柏酶解母液進行固液分離，分別得到玉米皮酶解濾液1、玉米皮酶解濾渣1、胚芽柏酶解濾液I和胚芽柏酶解濾渣I ;用質(zhì)量兩倍于玉米皮酶解濾液I的水洗滌玉米皮酶解濾渣I，用質(zhì)量兩倍于胚芽柏酶解濾液I的水洗滌胚芽柏酶解濾渣I ;再次進行固液分離得到玉米皮酶解濾液I1、玉米皮酶解濾渣I1、胚芽柏酶解濾液II和胚芽柏酶解濾渣II ;
(4)步驟(3)中所得玉米皮和胚芽柏的各總濾渣，含水量均為55?60%，分別用烘干設備干燥后，獲得蛋白飼料玉米皮和胚芽柏；
(5)將步驟(3)中所得全部濾液I與全部濾液II混合，再與葡萄糖母液混合，該部分糖漿作為發(fā)酵碳源；另取玉米副產(chǎn)物中的玉米漿作為發(fā)酵有機氮源；
(6)ε -聚賴氨酸的發(fā)酵培養(yǎng)基成分為:糖漿、玉米漿、(NH4)2SO4^P MgSO4;
(7)根據(jù)常規(guī)的聚賴氨酸發(fā)酵工藝，用步驟(6)所述培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)ε_聚賴氨酸。
[0006]所述步驟(6)中的糖漿包括濾液1、濾液II和葡萄糖母液。
[0007]所述步驟(7)中發(fā)酵的溫度為25?40°C。
[0008]所述步驟(7)中發(fā)酵所用ε -聚賴氨酸產(chǎn)生菌為白色鏈霉菌5:利迪鏈霉菌 51 lydicus、北里抱菌 Kitasatospora.sp、灰澄鏈霉菌 51 griseoaurantiacus^ 淀粉酶產(chǎn)色鏈霉菌51 dias ta tochromogenes、枯草芽抱桿菌Bacillus sub tilis、禾粟鏈霉菌S.graminearus^吸水鏈霉菌51 hygroscopicus^灰褐鏈霉菌51 griseofuscus、稠李鏈霉菌S.jOai/awiAs.中的至少一種。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明所述方法用淀粉酶和纖維素酶處理玉米皮和胚芽柏，將其中的淀粉和部分纖維質(zhì)酶解成還原糖。玉米皮和胚芽柏經(jīng)過酶解后進行固液分離，濾液作為碳源發(fā)酵生產(chǎn)ε-聚賴氨酸，濾渣烘干后作為蛋白飼料。常規(guī)玉米皮的蛋白含量為7-10%，常規(guī)胚芽柏蛋白含量為16-18%，而本發(fā)明中獲得的玉米皮蛋白含量為12-20%，胚芽柏蛋白含量為25-35%。本發(fā)明所述方法具有以下優(yōu)點:
1、生產(chǎn)成本低、投資少、見效快、效益高。
[0010]2、酶解及發(fā)酵條件粗放，周期短，生產(chǎn)效率高。
[0011]3、對玉米副產(chǎn)物中的玉米皮、胚芽柏、葡萄糖母液、玉米漿進行有效整合，既能發(fā)酵生產(chǎn)ε -聚賴氨酸，又提升了玉米皮和胚芽柏的附加值。
[0012]本發(fā)明首次涉及以玉米副產(chǎn)物發(fā)酵生產(chǎn)ε -聚賴氨酸以及提升玉米皮和胚芽柏的附加值，為玉米深加工行業(yè)處理副產(chǎn)物提供了一條有效的解決途徑，具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。
【具體實施方式】
[0013]以下是實施例，將對本發(fā)明進一步說明，但對本發(fā)明沒有限制。
[0014]實施例1
(1)取玉米皮Ikg，加入水3 kg，則物料含水量為75%;取胚芽柏I kg，加入水3 kg, 則物料含水量為75% ;
(2)分別往兩種物料中加入淀粉酶1.5 g，纖維素酶1.5 g，即加酶量為物料干基的0.15%O
[0015]攪拌均勻后，將物料放入50°C的烘箱中，放置24 h ；
(3)將玉米皮和胚芽柏的物料取出，分別用三層紗布包裹，用力擠壓進行固液分離，獲得濾液和濾渣。玉米皮物料可獲得濾液1.5 1^，濾渣2.5 kg ;胚芽柏物料可獲得濾液
1.8 kg,濾渣 2.2 kg ；
(4)往玉米皮濾渣中加入3kg水，混合均勻后后再次用紗布擠壓，獲得濾液3.2 kg， 濾渣2.3 kg;往胚芽柏濾渣中加入3 kg水，混合均勻后再次用紗布擠壓，獲得濾液3.2
kg，濾渣 2 kg ；
(5)分別將2.3 kg的玉米皮濾渣和2 kg的胚芽柏濾渣放入烘箱中，80 °C烘干后，獲得玉米皮0.7 kg，蛋白含量為14% ;獲得胚芽柏0.55 kg，蛋白含量為30%。
[0016]斜面培養(yǎng)基:葡萄糖1.0%，玉