一種制備發(fā)酵專用玉米粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備發(fā)酵專用玉米粉的方法，屬于工業(yè)發(fā)酵用碳源培養(yǎng)基的生產(chǎn)制備方法領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前工業(yè)發(fā)酵，特別是抗生素發(fā)酵，如青霉素、鏈霉素、林可霉素、紅霉素等主要用玉米淀粉和葡萄糖作為培養(yǎng)基的主要碳源，甚至有些抗生素發(fā)酵，如麥白霉素等只能利用葡萄糖作為碳源，碳源培養(yǎng)基的成本占抗生素生產(chǎn)成本的45?60%，其中，葡萄糖就占去整個(gè)培養(yǎng)基成本的70%左右。因?yàn)?，葡萄糖是由玉米?jīng)過(guò)分離胚芽、纖維和蛋白質(zhì)等制得淀粉，進(jìn)而再經(jīng)水解、精制等工藝得到的。降低抗生素生產(chǎn)成本的根本途徑有兩條:一是選育高產(chǎn)菌株；二是在滿足現(xiàn)有菌株正確表達(dá)的前提下，盡可能降低原材料成本，而碳源培養(yǎng)基在整個(gè)原材料成本中占據(jù)較高的份額，因此，開發(fā)一種低成本的碳源培養(yǎng)基(發(fā)酵專用玉米粉)完全替代葡萄糖是非常有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種制備發(fā)酵專用玉米粉的方法，本發(fā)明將酶解技術(shù)與螺桿擠壓膨化技術(shù)充分結(jié)合，對(duì)玉米粉進(jìn)行改性，從而制備出一種發(fā)酵專用玉米粉。
[0004]本發(fā)明不僅解決了工業(yè)發(fā)酵中碳源發(fā)酵培養(yǎng)基成本問(wèn)題，提高了微生物對(duì)培養(yǎng)基的利用效率，而且為解決工業(yè)發(fā)酵過(guò)程中葡萄糖阻遏問(wèn)題提供了必要的技術(shù)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種制備發(fā)酵專用玉米粉的方法，包括:
[0006]I)取無(wú)霉變的玉米顆粒，粉碎過(guò)40目網(wǎng)篩，玉米顆粒粉碎后對(duì)40目網(wǎng)篩的通過(guò)率達(dá)到100%，取篩下物，得到玉米粉；
[0007]2)將I)得到的玉米粉與工業(yè)酶制劑混合，混合均勻后送入雙螺桿擠壓膨化機(jī)，擠壓膨化；
[0008]3)干燥步驟2)擠壓膨化后的原料，使原料的含水量小于8?12% ;
[0009]4)利用微粉機(jī)粉碎3)干燥后的原料，粉碎過(guò)程控制溫度在80°C以下，得發(fā)酵專用玉米粉。
[0010]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0011]進(jìn)一步，在I)中，所述玉米為非轉(zhuǎn)基因玉米，其蛋白質(zhì)含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%，淀粉含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%。
[0012]進(jìn)一步，在2)中，所述工業(yè)酶制劑為α -淀粉酶和糖化酶，α -淀粉酶的酶活力是4000u/g，每克玉米粉加入10?15u的α -淀粉酶，糖化酶的酶活力是100000u/ml，每克玉米粉加入150?200u的糖化酶。
[0013]采用此步驟的有益效果是根據(jù)玉米粉液化-糖化原理，同時(shí)依據(jù)發(fā)酵過(guò)程中培養(yǎng)基消毒原則，在制作玉米粉過(guò)程中添加α -淀粉酶和糖化酶，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)控制玉米粉水解物葡萄糖值(DE值)確定α-淀粉酶和糖化酶在玉米粉中的添加量，使玉米粉的液化-糖化發(fā)生在培養(yǎng)基的消毒過(guò)程。玉米粉經(jīng)液化-糖化后的主要成分是葡萄糖，其次是少量麥芽糖及其它一些二糖、低聚糖等復(fù)合糖類。生產(chǎn)菌株再通過(guò)自身的糖化酶系統(tǒng)把這些復(fù)合糖類轉(zhuǎn)化為葡萄糖，既滿足了其正常代謝和合成產(chǎn)物的需要，又解除前期碳分解代謝物的阻遏作用。
[0014]進(jìn)一步，在2)中，所述擠壓膨化的溫度為80?150°C，壓力為0.8?1.5MPa。
[0015]采用此步驟的有益效果是依據(jù)微生物培養(yǎng)基利用原理，增加培養(yǎng)基的水溶性，是提高培養(yǎng)基利用效率的前提。雙螺桿擠壓膨化技術(shù)是工業(yè)上常用的生產(chǎn)膨化玉米粉的一種方法，物料在擠壓機(jī)螺桿的推動(dòng)下，曲折前進(jìn)，經(jīng)過(guò)壓縮、混合，在摩擦力和推進(jìn)力的作用下受壓變熱，玉米粉中積蓄大量的能量，隨著壓力降低，積蓄的這些巨大能量得以迅速釋放，玉米粉中的淀粉被充分糊化，水份迅速蒸發(fā)，體積也隨之膨脹，水溶性得到很大的提高，大大方便了工業(yè)酶制劑的作用，同時(shí)也提高了微生物對(duì)培養(yǎng)基的利用效率。
[0016]進(jìn)一步，在3)中，所述干燥采用氣流干燥技術(shù)，利用60?80°C的干燥空氣將原料中的水分帶走。
[0017]進(jìn)一步，在4)中，所述粉碎至玉米粉的粒徑為3?5 μπι。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
[0019]第一點(diǎn)，本方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，易于自動(dòng)化，制造成本低，
[0020]第二點(diǎn)，由本方法制得的發(fā)酵專用玉米粉省去了工業(yè)發(fā)酵企業(yè)在使用時(shí)的預(yù)處理步驟，提高了微生物對(duì)玉米粉的利用效率達(dá)到約25%，降低生產(chǎn)成本約20%，提高了工業(yè)發(fā)酵企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0022]下面實(shí)施例所用α -淀粉酶為上海士鋒生物科技有限公司生產(chǎn)并市售的產(chǎn)品，酶活力是4000u/g。
[0023]下面實(shí)施例所用糖化酶為邢臺(tái)萬(wàn)達(dá)生物工程有限公司生產(chǎn)并市售的產(chǎn)品，酶活力是 100000u/mlo
[0024]實(shí)施例1
[0025]I)取無(wú)霉變非轉(zhuǎn)基因的玉米顆粒，其蛋白質(zhì)含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%，淀粉含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%，粉碎過(guò)40目網(wǎng)篩，取篩下物，得到玉米粉；
[0026]2)將I)得到的玉米粉與工業(yè)酶制劑混合，所述工業(yè)酶制劑為α -淀粉酶和糖化酶，每克玉米粉加入1u的α -淀粉酶，每克玉米粉加入150u的糖化酶，混合均勻后送入雙螺桿擠壓膨化機(jī)，擠壓膨化，所述擠壓膨化的溫度為80°C，壓力為0.SMPa ;
[0027]3)采用氣流干燥技術(shù)干燥步驟2)擠壓膨化后的原料，利用60°C的干燥空氣將原料中的水分帶走，使原料的含水量小于8% ;
[0028]4)利用微粉機(jī)粉碎3)干燥后的原料，粉碎至玉米粉的粒徑為3 μ m，粉碎過(guò)程控制溫度在80°C以下，得發(fā)酵專用玉米粉。
[0029]通過(guò)上述步驟所得的發(fā)酵專用玉米粉的蛋白含量< 7%，油脂含量多70%，水分含量< 8%，灰分含量< 7%。
[0030]實(shí)施例2
[0031]I)取無(wú)霉變非轉(zhuǎn)基因的玉米顆粒，其蛋白質(zhì)含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%，淀粉含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%，粉碎過(guò)40目網(wǎng)篩，取篩下物，得到玉米粉；
[0032]2)將I)得到的玉米粉與工業(yè)酶制劑混合，所述工業(yè)酶制劑為α -淀粉酶和糖化酶，每克玉米粉加入12u的α -淀粉酶，每克玉米粉加入180u的糖化酶，混合均勻后送入雙螺桿擠壓膨化機(jī)，擠壓膨化，所述擠壓膨化的溫度為120°C，壓力為IMPa ;
[0033]3)采用氣流干燥技術(shù)干燥步驟2)擠壓膨化后的原料，利用70°C的干燥空氣將原料中的水分帶走，使原料的含水量小于10% ;
[0034]4)利用微粉機(jī)粉碎3)干燥后的原料，粉碎至玉米粉的粒徑為4 μ m，粉碎過(guò)程控制溫度在80°C以下，得發(fā)酵專用玉米粉。
[0035]通過(guò)上述步驟所得的發(fā)酵專用玉米粉的蛋白含量< 7%，油脂含量多70%，水分含量< 10%，灰分含量< 7%。
[0036]實(shí)施例3
[0037]I)取無(wú)霉變非轉(zhuǎn)基因的玉米顆粒，其蛋白質(zhì)含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%，淀粉含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%，粉碎過(guò)40目網(wǎng)篩，取篩下物，得到玉米粉；
[0038]2)將I)得到的玉米粉與工業(yè)酶制劑混合，所述工業(yè)酶制劑為α -淀粉酶和糖化酶，每克玉米粉加入15u的α -淀粉酶，每克玉米粉加入200u的糖化酶，混合均勻后送入雙螺桿擠壓膨化機(jī)，擠壓膨化，所述擠壓膨化的溫度為150°C，壓力為1.5MPa ;
[0039]3)采用氣流干燥技術(shù)干燥步驟2)擠壓膨化后的原料，利用80°C的干燥空氣將原料中的水分帶走，使原料的含水量小于12% ;
[0040]4)利用微粉機(jī)粉碎3)干燥后的原料，粉碎至玉米粉的粒徑為5 μ m，粉碎過(guò)程控制溫度在80°C以下，得發(fā)酵專用玉米粉。
[0041]通過(guò)上述步驟所得的發(fā)酵專用玉米粉的蛋白含量< 7%，油脂含量多70%，水分含量< 12%，灰分含量< ?%。
[0042]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備發(fā)酵專用玉米粉的方法，其特征在于，包括: 1)取無(wú)霉變的玉米顆粒，粉碎過(guò)40目網(wǎng)篩，取篩下物，得到玉米粉； 2)將I)得到的玉米粉與工業(yè)酶制劑混合，混合均勻后送入雙螺桿擠壓膨化機(jī)，擠壓膨化； 3)干燥步驟2)擠壓膨化后的原料，使原料的含水量小于8?12%; 4)利用微粉機(jī)粉碎3)干燥后的原料，粉碎過(guò)程控制溫度在80°C以下，得發(fā)酵專用玉米粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:在I)中，所述玉米為非轉(zhuǎn)基因玉米，其蛋白質(zhì)含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于8%，淀粉含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一所述的方法，其特征在于:在2)中，所述工業(yè)酶制劑為α -淀粉酶和糖化酶，α -淀粉酶的酶活力是4000u/g，每克玉米粉加入10?15u的α -淀粉酶，糖化酶的酶活力是100000u/ml，每克玉米粉加入150?200u的糖化酶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于:在2)中，所述擠壓膨化的溫度為80?.1500C，壓力為 0.8 ?1.5MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于:在3)中，所述干燥采用氣流干燥技術(shù)，利用60?80°C的干燥空氣將原料中的水分帶走。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:在4)中，所述粉碎至玉米粉的粒為3?.5 μ m0
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備發(fā)酵專用玉米粉的方法，包括：取無(wú)霉變的玉米顆粒，粉碎過(guò)40目網(wǎng)篩，取篩下物，得到玉米粉；將玉米粉與工業(yè)酶制劑混合，混合均勻后送入雙螺桿擠壓膨化機(jī)，擠壓膨化；干燥擠壓膨化后的原料，使原料的含水量小于8～12％；利用微粉機(jī)粉碎干燥后的原料，粉碎過(guò)程控制溫度在80℃以下，得發(fā)酵專用玉米粉。本方法工藝簡(jiǎn)單，操作方便，易于自動(dòng)化，制造成本低，由本方法制得的發(fā)酵專用玉米粉省去了工業(yè)發(fā)酵企業(yè)在使用時(shí)的預(yù)處理步驟，提高了微生物對(duì)玉米粉的利用效率，提高了工業(yè)發(fā)酵企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益。
【IPC分類】C12P19-02, C12P19-14, C12P19-20
【公開號(hào)】CN104611395
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510049621
【發(fā)明人】岳新建
【申請(qǐng)人】焦作振新培養(yǎng)基技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日