玉米液化残渣全利用制备高活力柠檬酸黑曲霉种子的方法技术

玉米液化残渣全利用制备高活力柠檬酸黑曲霉种子的方法，属于废弃物资源化及发酵技术领域。玉米粉经喷射液化、固液分离后得到玉米液化残渣；电子束辐射处理玉米残渣，获得辐射残渣；辐射残渣与水按一定比例混合，置于超声波环境中充分浸泡，依次添加纤维素酶与蛋白酶进行水解；在上述酶解液中添加复合糖化酶(包括葡萄糖淀粉酶和普鲁兰酶)，获得液化残渣水解液；液化残渣水解液配置种子培养基，培养柠檬酸黑曲霉种子。本发明专利技术实现了玉米液化残渣全利用，获得了高活力的柠檬酸黑曲霉种子，提高了经济效益，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
玉米液化残渣全利用制备高活力柠檬酸黑曲霉种子的方法
本专利技术属于属于废弃物资源化及发酵
，尤其涉及一种玉米液化残渣全利用制备高活力柠檬酸黑曲霉种子的方法。
技术介绍
玉米是一种非常重要的粮食原料，同时在制糖工业和发酵工业中扮演重要角色。玉米粉在发酵工业中，需要经过一定的液化处理，使大分子淀粉聚合物降解为小分子的糊精、葡萄糖等才可被微生物生长利用。玉米粉液化过程采用二次喷射液化，添加高温α-淀粉酶(喷射温度120-140℃)，90～95℃保温1～2h进行液化，获得玉米粉液化液，液化液经过板框压滤进行固液分离，分别得到液化清液和液化残渣，液化清液用于制糖或制备发酵培养基，液化残渣主要用作饲料或丢弃掉，用作饲料附加值非常低，直接丢弃会造成环境污染。玉米液化残渣中存在丰富的营养成分，残渣中含总糖40％，粗蛋白35％，粗纤维16％等。如果能够实现玉米液化残渣的资源化利用，对于减轻环境污染，延伸玉米深加工产业链，均具有重要的意义。现有技术中针对玉米残渣利用进行了一些研究，专利申请号为201310003366.X的专利技术专利“利用复合酶水解柠檬酸发酵玉米渣获得还原糖的方法”公开了复合酶制剂(包含纤维素酶、木聚糖酶、中温淀粉酶和糖化酶)投入到加热的玉米渣浆液中，酶解时间为3～5h，经水解后的浆液过滤，得到含有还原糖的滤液，其缺点是此方法仅获取了玉米渣中部分还原糖，同时残渣中大部分蛋白质和残余糖未被高效利用，不仅造成资源浪费，也加重环境污染负担。如何高效利用液化残渣是玉米深加工产业亟待解决的重要问题之一。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本研究提出了玉米液化残渣全利用制备高活力柠檬酸黑曲霉种子的方法。本专利技术的技术方案如下：(1)玉米粉经喷射液化，板框压滤固液分离后，获得玉米液化残渣；(2)液化残渣置于直线加速器装置中，电子束辐射处理，辐射处理强度为5～20kGy，获得辐射残渣；(3)辐射残渣与水按照1∶1混合均匀，并置于超声波中浸泡处理，浸泡时间为20～40min，调整浸泡温度55℃；(4)步骤(3)浸泡液调节pH4.5，加入纤维素酶20～60FPU/g，水解1h，进一步添加蛋白酶50～80U/g，酶解1h；(5)在步骤(4)酶解液中添加复合糖化酶进行酶解，复合糖化酶包含葡萄糖淀粉酶和普鲁兰酶，复合糖化酶添加量为50～200U/g，酶解时间2～4h，获得液化残渣水解液；(6)液化残渣水解液与水按照1∶2比例混合均匀配置种子培养基，接种柠檬酸黑曲霉孢子，控制接种后孢子浓度为50万个/mL，培养一段时间，获得高活力的柠檬酸黑曲霉种子。本专利技术具有如下有益技术效果：基于电子束辐射技术处理玉米液化残渣，残渣中蛋白质与纤维素、残余淀粉结构发生改性，结合在超声波环境中充分浸泡策略，促进酶分子与底物的充分渗透，显著提升了酶解效果；液化残渣时中蛋白质，经过蛋白质酶水解得到小分子肽或氨基酸，促进柠檬酸黑曲霉的生长，提高菌体活力。此外，液化残渣中被蛋白质以及纤维素包裹的残余淀粉得到充分释放，经复合糖化酶水解获得可发酵性糖，提高了发酵原料利用率。本专利技术技术实现了玉米液化残渣全利用，并获得了高活力的柠檬酸黑曲霉种子，提升发酵效率，降低了粮耗，达到降低生产成本的目的。具体实施方式以下通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。以下实施例及对比例中，总糖、还原糖的测定方法采用菲林滴定法，柠檬酸的测定采用HPLC测定，孢子计数采用血球计数板；如无特殊说明，均采用本领域常用设备和工艺方法。实施例1玉米粉经喷射液化，板框压滤固液分离后，获得玉米液化残渣；液化残渣置于直线加速器装置中，电子束辐射处理，辐射处理强度为5kGy，获得辐射残渣；辐射残渣与水按照1∶1混合均匀，并置于超声波中浸泡处理，浸泡时间为40min，调整浸泡温度55℃；浸泡液调节pH4.5，加入纤维素酶40FPU/g，水解1h，进一步添加蛋白酶80U/g，酶解1h；在酶解液中添加复合糖化酶进行酶解，复合糖化酶包含葡萄糖淀粉酶和普鲁兰酶，复合糖化酶添加量为150U/g，酶解时间3h，获得液化残渣水解液；液化残渣水解液与水按照1∶2比例混合均匀配置种子培养基，接种柠檬酸黑曲霉孢子，控制接种后孢子浓度为50万个/mL，培养成熟的种子液。液化清液配置发酵培养基(调整总糖浓度16.3％)，接种成熟的种子液进行发酵培养，当还原糖浓度降至0.5％时发酵结束。成熟的种子培养周期为20h，发酵产酸为15.8％，发酵残总糖为1.9％，发酵周期57h。实施例2玉米粉经喷射液化，板框压滤固液分离后，获得玉米液化残渣；液化残渣置于直线加速器装置中，电子束辐射处理，辐射处理强度为10kGy，获得辐射残渣；辐射残渣与水按照1∶1混合均匀，并置于超声波中浸泡处理，浸泡时间为30min，调整浸泡温度55℃；浸泡液调节pH4.5，加入纤维素酶60FPU/g，水解1h，进一步添加蛋白酶50U/g，酶解1h；在酶解液中添加复合糖化酶进行酶解，复合糖化酶包含葡萄糖淀粉酶和普鲁兰酶，复合糖化酶添加量为100U/g，酶解时间3h，获得液化残渣水解液；液化残渣水解液与水按照1∶2比例混合均匀配置种子培养基，接种柠檬酸黑曲霉孢子，控制接种后孢子浓度为50万个/mL，培养成熟的种子液。液化清液配置发酵培养基(调整总糖浓度16.3％)，接种成熟的种子液进行发酵培养，当还原糖浓度降至0.5％时发酵结束。成熟的种子培养周期为19h，发酵产酸为15.9％，发酵残总糖为1.7％，发酵周期55h。实施例3玉米粉经喷射液化，板框压滤固液分离后，获得玉米液化残渣；液化残渣置于直线加速器装置中，电子束辐射处理，辐射处理强度为20kGy，获得辐射残渣；辐射残渣与水按照1∶1混合均匀，并置于超声波中浸泡处理，浸泡时间为20min，调整浸泡温度55℃；浸泡液调节pH4.5，加入纤维素酶20FPU/g，水解1h，进一步添加蛋白酶60U/g，酶解1h；在酶解液中添加复合糖化酶进行酶解，复合糖化酶包含葡萄糖淀粉酶和普鲁兰酶，复合糖化酶添加量为200U/g，酶解时间2h，获得液化残渣水解液；液化残渣水解液与水按照1∶2比例混合均匀配置种子培养基，接种柠檬酸黑曲霉孢子，控制接种后孢子浓度为50万个/mL，培养成熟的种子液。液化清液配置发酵培养基(调整总糖浓度16.3％)，接种成熟的种子液进行发酵培养，当还原糖浓度降至0.5％时发酵结束。成熟的种子培养周期为21h，发酵产酸为15.9％，发酵残总糖为1.6％，发酵周期53h。实施例4玉米粉经喷射液化，板框压滤固液分离后，获得玉米液化残渣；液化残渣置于直线加速器装置中，电子束辐射处理，辐射处理强度为10kGy，获得辐射残渣；辐射残渣与水按照1∶1混合均匀，并置于超声波中浸泡处理，浸泡时间为25min，调整浸泡温度55℃；浸泡液调节pH4.5，加入纤维素酶30FPU/g，水解1h，进一步添加蛋白酶75U/g，酶解1h；在酶解液中添加复合糖化酶进行酶解，复合糖化酶包含葡萄糖淀粉酶和普鲁兰酶，复合糖化酶添加量为50U/g，酶解时间4h，获得液化残渣水解液；液化残渣水解液与水按照1∶2比例混合均匀配置种子培养基，接种柠檬酸黑曲霉孢子，控制接种后孢子浓度为50万个/mL，培养成熟的种子液。液化清液配置发酵培养基(调整总糖浓度1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.玉米液化残渣全利用制备高活力柠檬酸黑曲霉种子的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)玉米粉经喷射液化，板框压滤固液分离后，获得玉米液化残渣；(2)液化残渣置于直线加速器装置中，电子束辐射处理，获得辐射残渣；(3)辐射残渣与水按照1∶1混合均匀，并置于超声波中浸泡处理，调整浸泡温度55℃；(4)步骤(3)浸泡液调节pH 4.5，加入纤维素酶水解1h，进一步添加蛋白酶酶解1h；(5)在步骤(4)酶解液中添加复合糖化酶进行酶解，获得液化残渣水解液；(6)液化残渣水解液与水按照1∶2比例混合均匀配置种子培养基，接种柠檬酸黑曲霉孢子，控制接种后孢子浓度为50万个/mL，培养一段时间，获得高活力的柠檬酸黑曲霉种子。

【技术特征摘要】
1.玉米液化残渣全利用制备高活力柠檬酸黑曲霉种子的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)玉米粉经喷射液化，板框压滤固液分离后，获得玉米液化残渣；(2)液化残渣置于直线加速器装置中，电子束辐射处理，获得辐射残渣；(3)辐射残渣与水按照1∶1混合均匀，并置于超声波中浸泡处理，调整浸泡温度55℃；(4)步骤(3)浸泡液调节pH4.5，加入纤维素酶水解1h，进一步添加蛋白酶酶解1h；(5)在步骤(4)酶解液中添加复合糖化酶进行酶解，获得液化残渣水解液；(6)液化残渣水解液与水按照1∶2比例混合均匀配置种子培养基，接种柠檬酸黑曲霉孢子，控制接种后孢子浓度为50万个/mL，培养一段时间，获得高活力的柠檬酸黑曲霉种子。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝石，张明霞，李林波，谭凤玲，胡舒婕，熊小川，岳昌琼，吴豪，
申请(专利权)人：河南科技学院，
类型：发明
国别省市：河南,41