一種淀粉質(zhì)原料的處理方法和檸檬酸的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種淀粉質(zhì)原料的處理方法，該方法包括：將淀粉質(zhì)原料與菌絲體和水混合調(diào)漿得到淀粉漿液，將淀粉漿液與淀粉酶和蛋白酶混合進(jìn)行酶解；其中，所述菌絲體為將檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體；相對于100重量份的淀粉質(zhì)原料，所述菌絲體的用量為5-40重量份，所述水的用量為50-500重量份。本發(fā)明還提供通過使用該處理方法得到的酶解液進(jìn)行檸檬酸制備的方法。通過本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料的處理方法，能夠降低糧耗，且得到的酶解液中的蛋白含量高。并且通過使用所述得到的酶解液進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵，能夠提高檸檬酸發(fā)酵的轉(zhuǎn)化率。
【專利說明】一種淀粉質(zhì)原料的處理方法和檸檬酸的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種淀粉質(zhì)原料的處理方法和檸檬酸的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]檸檬酸是一種廣泛應(yīng)用于飲料、食品及醫(yī)藥等行業(yè)的有機(jī)酸。目前，檸檬酸主要通過發(fā)酵法制備，例如，一般需要先將淀粉質(zhì)原料粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物與水混合得到淀粉漿液，將淀粉漿液與酶混合進(jìn)行酶解，得到酶解產(chǎn)物(酶解液化液)，并將黑曲霉接種至含有所述酶解產(chǎn)物的發(fā)酵液中發(fā)酵產(chǎn)生檸檬酸。
[0003]在上述工藝中，檸檬酸發(fā)酵的糧耗較高，且酶解液中的蛋白含量以及使用該酶解液進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵的轉(zhuǎn)化率還有待提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種新的淀粉質(zhì)原料的處理方法以及通過使用該處理方法得到的酶解液進(jìn)行檸檬酸制備的方法。通過本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料的處理方法，能夠降低糧耗，且得到的酶解液中的蛋白含量高。并且通過使用所述得到的酶解液進(jìn)行檸檬酸發(fā)酵，能夠提高檸檬酸發(fā)酵的轉(zhuǎn)化率。
[0005]本發(fā)明的發(fā)明人通過深入的研究發(fā)現(xiàn)，通過將檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體與淀粉質(zhì)原料一起制備酶解液，能夠顯著提高酶解液的蛋白含量，且能夠被黑曲霉有效地利用，從而促進(jìn)菌體生長、提高菌體活力、縮短發(fā)酵周期，并提高檸檬酸發(fā)酵的轉(zhuǎn)化率，從而完成了本發(fā)明。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種淀粉質(zhì)原料的處理方法，其中，該方法包括:將淀粉質(zhì)原料與菌絲體和水混合調(diào)漿得到淀粉漿液，將淀粉漿液與淀粉酶和蛋白酶混合進(jìn)行酶解；其中，所述菌絲體為將檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體；相對于100重量份的淀粉質(zhì)原料，所述菌絲體的用量為5-40重量份，所述水的用量為50-500重量份。
[0007]通過本發(fā)明的方法，能夠顯著提高酶解液的蛋白含量，且得到的酶解液易于被黑曲霉有效地利用，從而促進(jìn)菌體生長、提高菌體活力、縮短發(fā)酵周期，并提高檸檬酸發(fā)酵的轉(zhuǎn)化率。
[0008]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)施方式】
[0009]以下對本發(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。
[0010]本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料的處理方法包括:將淀粉質(zhì)原料與菌絲體和水混合調(diào)漿得到淀粉漿液，將淀粉漿液與淀粉酶和蛋白酶混合進(jìn)行酶解；其中，所述菌絲體為將檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體；相對于100重量份的淀粉質(zhì)原料，所述菌絲體的用量為5-40重量份，所述水的用量為50-500重量份。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，所述菌絲體是將檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體。優(yōu)選的情況下，所述菌絲體為將檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體。所述固液分離的方法可以采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的各種方法，例如過濾或離心等，固液分離的條件沒有特別的限定，只要能夠得到下述水含量的菌絲體即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以適當(dāng)選擇。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，雖然在本發(fā)明中，即使使所述菌絲體的水含量為O重量％也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，但是，為了便于操作、降低成本，優(yōu)選所述菌絲體的水含量為60重量％以上，更優(yōu)選為65重量％以上。此外，優(yōu)選所述菌絲體的水含量為95重量％以下，更優(yōu)選為90重量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為80重量％以下，更進(jìn)一步優(yōu)選為70重量％以下。通過使所述菌絲體的水含量在上述范圍內(nèi)，具有淀粉漿液混合均勻、便于酶解的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，所述淀粉漿液的固含量可以為20-45重量％，為了淀粉漿液流動性好，便于輸送，同時酶解作用更徹底，且保證發(fā)酵用糖的糖濃度，優(yōu)選所述淀粉漿液的固含量為30-40重量％。通過使所述淀粉漿液的固含量在上述范圍內(nèi)，具有酶解液糖濃度穩(wěn)定、酶解液蛋白含量更有利于檸檬酸發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，為了得到上述固含量的淀粉漿液，且為了提高酶解液的蛋白含量，優(yōu)選情況下，相對于100重量份的淀粉質(zhì)原料，所述菌絲體的用量為8-40重量份，所述水的用量為100-480重量份；更優(yōu)選地，相對于100重量份的淀粉質(zhì)原料，所述菌絲體的用量為10-30重量份，所述水的用量為200-450重量份。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，將所述淀粉質(zhì)原料與菌絲體和水混合調(diào)漿的條件包括:溫度為60-70°C, pH值控制在5.2-5.8 ;優(yōu)選情況下，將所述淀粉質(zhì)原料與菌絲體和水混合調(diào)漿的條件包括:溫度為65-70°C，pH值控制在5.4-5.7。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述淀粉質(zhì)原料選自玉米、薯類、小麥和高粱中的至少一種。優(yōu)選將淀粉質(zhì)原料粉碎后使用。將淀粉質(zhì)原料粉碎的條件和方式?jīng)]有特別的限制，只要能夠使淀粉質(zhì)原料充分破碎即可，優(yōu)選情況下，得到的粉碎后的產(chǎn)物的顆粒直徑為50-1000微米，優(yōu)選為300-600微米。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，將所述淀粉漿液與淀粉酶和蛋白酶混合進(jìn)行酶解的方法沒有特別的限定，可以為本領(lǐng)域常規(guī)使用的方法。但優(yōu)選將所述淀粉漿液與淀粉酶和蛋白酶混合進(jìn)行酶解的方法為:將所述淀粉漿液與部分淀粉酶混合，得到混合物，將該混合物與蒸汽接觸，接觸的條件使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為85-105°C，并在該溫度下保持90-180分鐘，將得到的與蒸汽接觸后的混合物進(jìn)行閃蒸，然后，在酶解條件下，將閃蒸后的產(chǎn)物與另一部分淀粉酶以及蛋白酶混合并進(jìn)行酶解。
[0018]其中，所述部分淀粉酶的用量為淀粉酶的總用量的60-80重量％，所述另一部分淀粉酶的用量為淀粉酶的總用量的20-40重量優(yōu)選地，所述部分淀粉酶的用量為淀粉酶的總用量的70-76重量％，所述另一部分淀粉酶的用量為淀粉酶的總用量的24-30重量％。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，對淀粉漿液與部分淀粉酶的混合沒有特別的限定，但是溫度略高些有利于二者的混合和后續(xù)的糊化作用，優(yōu)選地，混合的溫度為50-60°C。淀粉漿液與部分淀粉酶的混合物與蒸汽接觸的條件的可選擇范圍較寬，只要保證接觸后淀粉漿液與淀粉酶的混合物能夠分別達(dá)到其適宜的溫度即可，例如，所述混合物與蒸汽接觸的條件包括接觸的溫度、蒸汽與混合物的用量比例以及接觸時間等。優(yōu)選情況下，接觸的條件包括蒸汽的溫度為150-240°C，蒸汽與混合物的重量比為0.1-0.2:1，接觸的時間為3_10秒；更優(yōu)選情況下，綜合考慮能源和成本，蒸汽的溫度為150-170°C，蒸汽與混合物的重量比為0.13-0.17:I，接觸的時間為3-6秒。
[0020]其中，使淀粉漿液與淀粉酶的混合物與蒸汽接觸的方式?jīng)]有特別限定，優(yōu)選情況下，可以在本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的噴射器(例如，兆光噴射器或天長水熱器。)中進(jìn)行噴射接觸，即，將淀粉漿液與淀粉酶的混合物以及蒸汽同時、快速噴射到噴射器中進(jìn)行瞬間接觸，并將該接觸后的混合物送入另一儲存罐中在一定溫度下進(jìn)行保溫處理。
[0021]根據(jù)本發(fā)明，為了更好地達(dá)到由快速的溫度變化帶來的使淀粉分子的膨脹更加充分，以至于能夠使大顆粒淀粉膨脹破裂為小顆粒淀粉的目的，而使淀粉酶與淀粉顆粒的接觸效果更好，以達(dá)到更佳的酶解效果，本發(fā)明采用閃蒸的方式將與蒸汽接觸后的混合物降溫至50-80°C (優(yōu)選為55-65°C )。其中，閃蒸指高壓的飽和水進(jìn)入相對低壓的容器中后由于壓力的突然降低使這些飽和水變成一部分的容器壓力下的飽和水蒸氣和飽和水。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，所述閃蒸的條件的可選擇范圍較寬，只要達(dá)到閃蒸后使之降溫的目的即可，例如，所述閃蒸的方式可以為常壓閃蒸，也可以為真空閃蒸(負(fù)壓閃蒸)，本發(fā)明優(yōu)選使用真空閃蒸的方法，所述閃蒸的條件包括閃蒸的真空度可以為-0.05至-0.2MPa(表壓)，閃蒸的時間可以為5-20秒。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，所述淀粉酶和蛋白酶的用量可以在較大的范圍內(nèi)變動，優(yōu)選的情況下，以淀粉質(zhì)原料和菌絲體的干重Ig計(jì)，所述淀粉酶的用量為5-20酶活力單位，所述蛋白酶的用量為3-8酶活力單位；更優(yōu)選的情況下，以淀粉質(zhì)原料和菌絲體的干重Ig計(jì)，所述淀粉酶的用量為10-16酶活力單位,所述蛋白酶的用量為4-6酶活力單位。
[0024]在本發(fā)明中，所述淀粉酶的酶活力單位的定義為:在pH值為6.0、溫度為701:的條件下，I分鐘將I毫克淀粉轉(zhuǎn)化為還原糖所需的酶量為一個酶活力單位。所述蛋白酶的酶活力單位的定義為:lg固體酶粉，在40°c (pH = 7.5)條件下，Imin水解酪素產(chǎn)生Iyg酪氨酸為一個酶活力單位。
[0025]在本發(fā)明中，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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選使用α -淀粉酶和/或異淀粉酶。更優(yōu)選購自無錫杰能科生物工程有限公司的杰能科淀粉酶。
[0031]在本發(fā)明中，所述蛋白酶一般包括酸性蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶。優(yōu)選為酸性蛋白酶和中性蛋白酶。所述蛋白酶例如可以使用杰能科耐高溫蛋白酶或諾維信蛋白酶。
[0032]根據(jù)本發(fā)明，所述酶解條件包括:酶解溫度為50-80°C，pH值為5_6，酶解時間為10-60分鐘；優(yōu)選酶解溫度為55-65°C，pH值為5.2-5.8，酶解時間為15-40分鐘。
[0033]酶解后，進(jìn)行碘試檢測酶解的效果，碘試合格(桔黃色或紅色)后，一部分酶解液化液可以作為發(fā)酵底料和培養(yǎng)種子，大部分則進(jìn)入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，實(shí)現(xiàn)固液分離，得到酶解(液化)清液和酶解(液化)殘?jiān)?，用于發(fā)酵制備檸檬酸。
[0034]由此，本發(fā)明還提供一種檸檬酸的制備方法，該方法包括根據(jù)上述的處理方法對淀粉質(zhì)原料進(jìn)行處理，得到酶解產(chǎn)物，并將含有該酶解產(chǎn)物的發(fā)酵液在黑曲霉存在下進(jìn)行發(fā)酵。
[0035]根據(jù)本發(fā)明，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，還可以根據(jù)需要向所述發(fā)酵液中添加補(bǔ)充氮源，所述補(bǔ)充氮源的含量可以為發(fā)酵液總重量的0.05-0.2重量％。根據(jù)本發(fā)明，所述補(bǔ)充氮源的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，所述補(bǔ)充氮源可以為尿素、硫酸銨和硝酸銨中的至少一種。此外，還可以根據(jù)發(fā)酵液液位的要求向發(fā)酵液中補(bǔ)充適量的水，水的量的可選擇范圍較寬，可以根據(jù)實(shí)際需要而定。
[0036]根據(jù)本發(fā)明，所述發(fā)酵液含有淀粉質(zhì)原料的酶解產(chǎn)物，所述淀粉質(zhì)原料的酶解產(chǎn)物含有淀粉質(zhì)原料酶解殘?jiān)偷矸圪|(zhì)原料酶解清液，為了更易于發(fā)酵的進(jìn)行，以發(fā)酵液中含有的淀粉質(zhì)原料的酶解產(chǎn)物的總重量為基準(zhǔn)，所述淀粉質(zhì)原料酶解清液的含量為80-95重量％，所述淀粉質(zhì)原料酶解殘?jiān)暮繛?-20重量％。
[0037]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1 X 104-5X 104個菌落形成單位(孢子)，更優(yōu)選2X 104-4X 104個菌落形成單位。所述發(fā)酵的條件沒有特別的限制，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)酵的時間為50-60小時。
[0038]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)胞就形成一個菌落。即每毫升菌液中含有的單細(xì)胞的數(shù)目。
[0039]所述菌落形成單位可以通過本領(lǐng)域公知的方法測定，例如，通過血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。
[0040]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.π?η)，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。
[0041]本發(fā)明發(fā)酵所使用的黑曲霉可以為商購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)或黑曲霉TOl (天津工業(yè)微生物所)。
[0042]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)過種子培養(yǎng)處理，即將黑曲霉接種至黑曲霉培養(yǎng)液中，得到黑曲霉種子液，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)的程度可以通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和pH測定對黑曲霉的生長進(jìn)行觀察，當(dāng)pH在2.0-2.5、酸度0.5-2.0 %、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時停止培養(yǎng)。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，所述黑曲霉培養(yǎng)液的制備方法沒有特別的限制，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，可以將按照本發(fā)明的方法得到的酶解產(chǎn)物滅菌，得到培養(yǎng)液。
[0044]本發(fā)明中，所述黑曲霉種子培養(yǎng)處理過程中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2 X 105-4X 15個菌落形成單位。
[0045]根據(jù)本發(fā)明，所述黑曲霉發(fā)酵培養(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25-40°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)的時間可以為20-40小時；更優(yōu)選的情況下，所述培養(yǎng)的條件包括:培養(yǎng)的溫度為30-40°C，pH值為2.5-6.5，通氣量為0.2-0.8體積:體積?分鐘，所述培養(yǎng)的時間為25-35小時。
[0046]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。
[0047]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
[0048]本發(fā)明實(shí)施例中，所用淀粉酶為購自無錫杰能科生物工程有限公司的杰能科淀粉酶；所用的蛋白酶為購自無錫杰能科生物工程有限公司的杰能科耐高溫蛋白酶；所用黑曲霉TOl購自天津工業(yè)微生物所；所用噴射器為兆光噴射器。
[0049]以下實(shí)施例中，所使用的菌絲體為檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體。
[0050]菌絲體中的水分的測定方法為:稱取Wl重量的菌絲體，在105°C烘箱中烘干至恒重W2，則菌絲體中的水分含量=1-W2/W1。另外，菌絲體的干重即為W2。
[0051]根據(jù)GB 1987-2007標(biāo)準(zhǔn)檢測發(fā)酵后發(fā)酵液的濃度(簡稱酸度)，并計(jì)算檸檬酸的轉(zhuǎn)化率，轉(zhuǎn)化率)=發(fā)酵液的濃度(簡稱酸度)X發(fā)酵液的體積/總糖(總糖=種子罐總糖+發(fā)酵罐總糖)的重量X 100%。
[0052]以下實(shí)施例中，酶解產(chǎn)物中的蛋白含量通過半微量凱氏定氮法的方法進(jìn)行測定。
[0053]實(shí)施例1
[0054]I)將62噸玉米進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎產(chǎn)物。將粉碎后的產(chǎn)物與6.2噸的菌絲體(含水量為60重量％ )和254.2m3水在溫度為60°C下、pH值為5.2的條件下進(jìn)行混合，得到淀粉漿液，其中，淀粉漿液的固含量為20重量％。
[0055]2)將步驟I)得到的淀粉漿液與12.1kg淀粉酶(相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用7.5個酶活力單位的淀粉酶)混合，得到混合物，將該混合物與150°C的蒸汽在噴射器中進(jìn)行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為0.15:1)，接觸的時間為5秒，使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為105°C，并在該溫度下保持90分鐘；
[0056]將上述步驟與蒸汽接觸后的混合物進(jìn)行閃蒸(真空度為-0.1MPa(表壓)，時間為10秒)至55°C,并與4.0Kg淀粉酶(相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用
2.5個酶活力單位的淀粉酶)和5kg蛋白酶((相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用4個酶活力單位的蛋白酶)混合，調(diào)節(jié)pH值至5.2，并在該溫度下保持20分鐘，得到酶解產(chǎn)物(酶解產(chǎn)物中的蛋白含量為L 6875重量％ )。
[0057]3)將步驟(2)得到的部分酶解產(chǎn)物(酶解產(chǎn)物總重量的80重量％ )通過用液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離出酶解清液和酶解固相殘?jiān)?含水量為50%重量)。
[0058]使用上述步驟得到的酶解產(chǎn)物配置發(fā)酵液，具體組成為80重量份的酶解清液、19.9重量份的酶解固相殘?jiān)?.1重量份尿素滅菌后加入到發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵液。
[0059]將上述得到的另一部分酶解產(chǎn)物加熱到121°C消毒，維持20分鐘后快速降溫至370C，接入黑曲霉菌種，接種量為:每克酶解產(chǎn)物接種3 X 15個菌落形成單位，在36°C、0.3體積:體積.分鐘的通氣條件下進(jìn)行菌種培養(yǎng)；通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和PH測定對黑曲霉的生長進(jìn)行觀察，當(dāng)pH值在2.5、酸度I %、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時，停止培養(yǎng)。
[0060]將上述培養(yǎng)黑曲霉菌種加入到含有上述配制的發(fā)酵液的發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并檢測發(fā)酵液中的總糖，接種量為:每克發(fā)酵液接種3 X 14個菌落形成單位，在37°C、90轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌、0.2體積:體積.分鐘的通氣條件下培養(yǎng)58小時，發(fā)酵結(jié)束。
[0061]計(jì)算發(fā)酵后的發(fā)酵液的酸度、轉(zhuǎn)化率和發(fā)酵糧耗，結(jié)果如表1所示。
[0062]實(shí)施例2
[0063]I)將62噸玉米進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎產(chǎn)物。將粉碎后的產(chǎn)物與18.6噸的菌絲體(含水量為70重量％ )和69.6m3水在溫度為70°C下、pH值為5.8的條件下進(jìn)行混合，得到淀粉漿液，其中，淀粉漿液的固含量為45重量％。
[0064]2)將步驟I)得到的淀粉漿液與18.9kg淀粉酶(相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用11.2個酶活力單位的淀粉酶)混合，得到混合物，將該混合物與170°C的蒸汽在噴射器中進(jìn)行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為0.15:1)，接觸的時間為3秒，使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為105°C，并在該溫度下保持180分鐘；
[0065]將上述步驟與蒸汽接觸后的混合物進(jìn)行閃蒸(真空度為-0.1MPa(表壓)，時間為6秒)至65°C,并與8.1Kg淀粉酶(相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用
4.8個酶活力單位的淀粉酶)和7.5kg蛋白酶((相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用6個酶活力單位的蛋白酶)混合，調(diào)節(jié)pH值至5.8，并在該溫度下保持20分鐘，得到酶解產(chǎn)物(酶解產(chǎn)物中的蛋白含量為1.875重量％ )。
[0066]3)將步驟(2)得到的部分酶解產(chǎn)物(酶解產(chǎn)物總重量的85重量％ )通過用液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離出酶解清液和酶解固相殘?jiān)?含水量為50%重量)。
[0067]使用上述步驟得到的酶解產(chǎn)物配置發(fā)酵液，具體組成為90重量份的酶解清液、
9.9重量份的酶解固相殘?jiān)?.1重量份尿素滅菌后加入到發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵液。
[0068]將上述得到的另一部分酶解產(chǎn)物加熱到121°C消毒，維持20分鐘后快速降溫至370C，接入黑曲霉菌種，接種量為:每克酶解產(chǎn)物接種3 X 15個菌落形成單位，在36°C、0.3體積:體積.分鐘的通氣條件下進(jìn)行菌種培養(yǎng)；通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和PH測定對黑曲霉的生長進(jìn)行觀察，當(dāng)pH值在2.5、酸度I %、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時，停止培養(yǎng)。
[0069]將上述培養(yǎng)黑曲霉菌種加入到含有上述配制的發(fā)酵液的發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并檢測發(fā)酵液中的總糖，接種量為:每克發(fā)酵液接種3 X 14個菌落形成單位，在37°C、90轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌、0.2體積:體積.分鐘的通氣條件下培養(yǎng)57小時，發(fā)酵結(jié)束。
[0070]計(jì)算發(fā)酵后的發(fā)酵液的酸度、轉(zhuǎn)化率和發(fā)酵糧耗，結(jié)果如表1所示。
[0071]實(shí)施例3
[0072]I)將62噸玉米進(jìn)行粉碎，得到平均粒子直徑為400微米的粉碎產(chǎn)物。將粉碎后的產(chǎn)物與12.4噸的菌絲體(含水量為65重量％ )和129.7m3水在溫度為65°C下、pH值為
5.5的條件下進(jìn)行混合，得到淀粉漿液，其中，淀粉漿液的固含量為32.5重量％。
[0073]2)將步驟I)得到的淀粉漿液與15.6kg淀粉酶(相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用9.4個酶活力單位的淀粉酶)混合，得到混合物，將該混合物與160°C的蒸汽在噴射器中進(jìn)行噴射接觸(蒸汽與混合物的重量比為0.15:1)，接觸的時間為6秒，使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為105°C，并在該溫度下保持135分鐘；
[0074]將上述步驟與蒸汽接觸后的混合物進(jìn)行閃蒸(真空度為-0.1MPa(表壓)，時間為10秒)至60°C,并與5.2Kg淀粉酶(相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用
3.1個酶活力單位的淀粉酶)和6.25kg蛋白酶((相當(dāng)于粉碎的玉米和菌絲體干重的合計(jì)重量Ig使用5個酶活力單位的蛋白酶)混合，調(diào)節(jié)pH值至5.5，并在該溫度下保持20分鐘，得到酶解產(chǎn)物(酶解產(chǎn)物中的蛋白含量為1.781重量％ )。
[0075]3)將步驟⑵得到的部分酶解產(chǎn)物(酶解產(chǎn)物總重量的85重量％ )通過用液壓式板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，分離出酶解清液和酶解固相殘?jiān)?含水量為50%重量)。
[0076]使用上述步驟得到的酶解產(chǎn)物配置發(fā)酵液，具體組成為85重量份的酶解清液、14.9重量份的酶解固相殘?jiān)?.1重量份尿素滅菌后加入到發(fā)酵罐中，得到發(fā)酵液。
[0077]將上述得到的另一部分酶解產(chǎn)物加熱到121°C消毒，維持20分鐘后快速降溫至370C，接入黑曲霉菌種，接種量為:每克酶解產(chǎn)物接種3 X 15個菌落形成單位，在36°C、0.3體積:體積.分鐘的通氣條件下進(jìn)行菌種培養(yǎng)；通過取樣顯微鏡鏡檢、酸度測定和PH測定對黑曲霉的生長進(jìn)行觀察，當(dāng)pH值在2.5、酸度I %、菌球大小均勻、菌絲粗壯伸出時，停止培養(yǎng)。
[0078]將上述培養(yǎng)黑曲霉菌種加入到含有上述配制的發(fā)酵液的發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵，并檢測發(fā)酵液中的總糖，接種量為:每克發(fā)酵液接種3 X 14個菌落形成單位，在37°C、90轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌、0.2體積:體積.分鐘的通氣條件下培養(yǎng)59小時，發(fā)酵結(jié)束。
[0079]計(jì)算發(fā)酵后的發(fā)酵液的酸度、轉(zhuǎn)化率和發(fā)酵糧耗，結(jié)果如表1所示。
[0080]實(shí)施例4
[0081]按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行，不同的是，菌絲體的用量為21.7噸。其中，得到的酶解產(chǎn)物中的蛋白含量為1.625重量％，發(fā)酵后的發(fā)酵液的酸度、轉(zhuǎn)化率和發(fā)酵糧耗，結(jié)果如表I所示。
[0082]對比例I
[0083] 按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行，不同的是將6.2噸的菌絲體替換為6.2噸玉米粉碎后的產(chǎn)物。其中，得到的酶解產(chǎn)物中的蛋白含量為1.5625重量％，發(fā)酵后的發(fā)酵液的酸度、轉(zhuǎn)化率和發(fā)酵糧耗，結(jié)果如表1所示。
[0084]表1
[0085]
mW I酸度(g/mi) I發(fā)酵周期(h) I轉(zhuǎn)化率(％) I發(fā)酵糧耗(g/1.h)
實(shí)施例1 15.95896721.560
實(shí)施例 2 15.95796721.560

【權(quán)利要求】
1.一種淀粉質(zhì)原料的處理方法，其特征在于，該方法包括:將淀粉質(zhì)原料與菌絲體和水混合調(diào)漿得到淀粉漿液，將淀粉漿液與淀粉酶和蛋白酶混合進(jìn)行酶解；其中，所述菌絲體為將檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體；相對于100重量份的淀粉質(zhì)原料，所述菌絲體的用量為5-40重量份，所述水的用量為50-500重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，所述菌絲體為檸檬酸發(fā)酵液固液分離后得到的菌絲體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理方法，其中，所述淀粉漿液的固含量為20-45重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中，所述菌絲體的水含量為60-70重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中，相對于100重量份的淀粉質(zhì)原料，所述菌絲體的用量為10-30重量份，所述水的用量為200-450重量份。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中，將所述淀粉質(zhì)原料與菌絲體和水混合調(diào)漿的條件包括:溫度為60-70°C，pH值控制在5.2-5.8。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的處理方法，其中，以淀粉質(zhì)原料和菌絲體的干重Ig計(jì)，所述淀粉酶的用量為5-20酶活力單位；所述蛋白酶的用量為3-8酶活力單位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的處 理方法，其中，將淀粉漿液與淀粉酶和蛋白酶混合進(jìn)行酶解的方法為:將所述淀粉漿液與部分淀粉酶混合，得到混合物，將該混合物與蒸汽接觸，接觸的條件使得與蒸汽接觸后的混合物的溫度為85-105°C，并在該溫度下保持90-180分鐘，將得到的與蒸汽接觸后的混合物進(jìn)行閃蒸，然后，在酶解條件下，將閃蒸后的產(chǎn)物與另一部分淀粉酶以及蛋白酶混合并進(jìn)行酶解。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理方法，其中，所述接觸的條件包括蒸汽的溫度為150-240°C，蒸汽與混合物的重量比為0.1-0.2:1，接觸的時間為3_10秒；所述酶解條件包括:酶解溫度為50-80°C，pH值為5-6，酶解時間為10-60分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的處理方法，其中，所述部分淀粉酶的用量為淀粉酶的總用量的60-80重量所述另一部分淀粉酶的用量為淀粉酶的總用量的20-40重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理方法，其中，所述淀粉質(zhì)原料選自玉米、薯類、小麥和高粱中的至少一種。
12.—種檸檬酸的制備方法,該方法包括根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的處理方法對淀粉質(zhì)原料進(jìn)行處理，得到酶解產(chǎn)物，并將含有該酶解產(chǎn)物的發(fā)酵液在黑曲霉存在下進(jìn)行發(fā)酵。
【文檔編號】C12P7/48GK104164458SQ201410367218
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】李黎明, 羅虎, 黃海寧, 楊儒文 申請人:中糧生物化學(xué)（安徽）股份有限公司