玉米浸泡水生产赖氨酸的方法技术

本发明专利技术为玉米浸泡水生产赖氨酸的方法，其特征是用玉米浸泡水代替豆粕水解液制备发酵培养基，发酵生产赖氨酸的方法。采用本发明专利技术所述玉米浸泡水生产赖氨酸的方法可以明显的降低原料成本，减少配套设备投资，还可以缓解玉米综合加工中污水处理的压力。节省污水处理费用，同时其产酸率和糖酸转化率也有所提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属玉米深加工综合利用领域，涉及氨基酸的生产方法。具体地说是一种用玉米浸泡水制备发酵培养基生产赖氨酸的方法。
技术介绍
我国是农业大国，农产品资源丰富，主要农产品的总产量、商品量均居世界前列，因此农产品深加工是大有发展前途的产业。玉米是人类种植的最主要粮食作物之一，约占世界粮食作物总产量的四分之一。玉米也是我国主要的粮食作物品种，总产量仅次于稻谷和小麦，居世界第二位。其综合加工更是急待开发的经济领域。玉米具有快熟，高产、种植地区广、籽粒含淀粉量高、副产物品种多、价值高、易于运输和储存、可全年加工生产等优点。因此，世界各国对玉米深加工都十分重视，西方国家50％以上的玉米用于生产综合加工产品，品种有4000余个。玉米深加工更直接的作用是拉动农业产业链的发展，玉米资源开发利用潜力很大，其深加工项目繁多，用途广泛，市场容量大，产业链长，发展前景不可限量。玉米淀粉经一定的加工工艺处理后，可广泛应用于食品、造纸、纺织、医药、化工行业及其相关产业，如饮料业、糖果糕点业、奶业、肉类加工、调味品、营养小食品、功能性保健食品、酶制剂、各类添加剂、酿造业以及建筑涂料、地矿、石油化工等，用途极为广泛，其市场前景十分广阔。用玉米淀粉糖类为原料，经发酵生产氨基酸，也是玉米综合利用的开发方向之一。赖氨酸是人体必需的八种基本氨基酸之一。赖氨酸及苏氨酸是动物营养中最主要的氨基酸，因为其他几种氨基酸一般均能为具有X-酮基或羟基的类似物或小型光学异构体所代替。但赖氨酸在八种氨基酸中是唯一的仅L-型成分才能有效利用的。由于赖氨酸不能在人体中由还原胺化作用或转氨作用来生成，必须由食物中摄取，因此它是一种最重要的基本氨基酸。动物需要各种氨基酸做为其维持正常生长的原料，动物所需的各种氨基酸之间有一定的比例，当食物中某些氨基酸超量时，这些氨基酸(超量的)要被降解成含氮废物，经尿排出体外。相对而言，当食物中某些必要的氨基酸不足时，其它的氨基酸也会因缺少这些氨基酸而无法合成蛋白质而降解成含氮废物排出体外。由此看来，供给人类饮食和动物饲料中氨基酸的最佳配比是相当重要的，如因某些必要的氨基酸缺乏，会造成食物(饲料)的浪费而不利于生长。在谷类蛋白质中，必需氨基酸的比例不平衡，而赖氨酸的百分比含量最低，故称为第一限制氨基酸。由于谷类蛋白质的氨基酸配比不足，影响蛋白质的有效利用，如能补充赖氨酸，就能提高蛋白质的利用率，因而提高其营养价值。近年来，国内外饲料工业及食品工业快速发展，医药工业上赖氨酸新的用途不断被发现，赖氨酸已成为一种国际市场上发展前景好，国内市场上缺口较大的产品。赖氨酸的生产方法有抽提法，化学合成法和酶法以及发酵法。近年来国际上生产赖氨酸的大型企业，多数采用直接发酵法。国内外发酵法生产赖氨酸的原料主要为葡萄糖或用淀粉生产的糖液和豆粕水解液。其生产步骤主要是菌种培养，发酵培养，提取和精制，公开的工艺技术和条件基本相同或相近。目前国内赖氨酸市场比较短缺，主要包括三方面原因，一是由于人民生活水平和对食品营养需要的提高，以及饲料工业产品技术水平、质量要求的提高，大大促进拉动市场对赖氨酸的需求；二是由于赖氨酸生产设备投资过高，配套装置庞大，动辄上亿元，限制了新建项目的建设进度；三是市场农副产品价格上升，特别是豆粕价格成倍加翻，加大了生产成本，给生产企业造成了经济压力和负担，制约了国内赖氨酸生产的增长速度。
技术实现思路
为了进一步降低生产赖氨酸的原料成本和生产配套设备投资，综合利用玉米深加工基地的原料资源，本专利技术人提出了用。本专利技术所述的技术方案是用玉米浸泡水代替豆粕水解液制备发酵培养基，发酵生产赖氨酸的方法。本专利技术人所述技术方案中所说的玉米浸泡水是指玉米综合加工生产淀粉和葡萄糖过程中第一步所制备的玉米浸泡水。本专利技术人经过对玉米浸泡水的成分、性质、生物活性功能等进行认真分析、检测、研究后认为，玉米浸泡水中所含的有机氮源及无机物、微量元素、维生素等成分在品种和功能上与豆粕水解液基本相同，玉米浸泡水中几乎包括了玉米粒中可溶性的全部营养成分，加上原来一部分不溶解的物质在浸泡过程中被乳酸水解转化为可溶性物质，玉米浸泡中含有多种矿物质(如K、P)、多种维生物(VA VB VH肌醇、胡萝卜素等等)、可溶性蛋白及其降解物(肽类、各种氨基酸)，还含有乳酸、植酸和可溶性糖，其营养物质品种和微量元素含量比豆粕水更多。在发酵培养基中加入适量的玉米浸泡水，增加培养基中的维生素、微量元素和氨基酸，有利于生产菌种的早期生长和繁殖，有利于提高产酸率和糖酸转化率。本专利技术所述的玉米浸泡水的制备方法与玉米制备淀粉和葡萄糖液的玉米浸泡水相同，其加工流程为玉米初清理——立筒库——玉米后处理——在浸泡罐中加入水和亚硫酸进行浸泡——筛分——分水筛筛下物送下步工序配置发酵培养基。其浸泡操作工艺条件为玉米∶水∶亚硫酸的重量用量比例为1∶0.6∶0.02. 浸泡温度49～53℃浸泡时间54～58小时玉米浸泡水的成分包括蛋白质4％(重量百分含量，以下同)乳酸13％肽和氨基酸1％纤维1％ Be度8经研究实验证明，在赖氨酸发酵过程中，可以用本专利技术所述的玉米浸泡水代替原已知配方中的所需用豆粕水解液的30％～40％。对赖氨酸的发酵生产不会产生负面影响。在已知的赖氨酸发酵生产方法中，不论是菌种、发菌条件有何不同，只要是培养基中需要豆粕水解液作原料的，均可选用本专利技术所述的玉米浸泡水代替。采用本专利技术所述的玉米浸泡水代替豆粕水解液制备的赖氨酸发酵培养基成分包括葡萄糖10～15(重量百分含量，以下同)豆粕水解液1～2玉米浸泡水1～2硫酸铵2～4磷酸氢二钾(或磷酸二氢钾)0.1采用本专利技术所述的玉米浸泡水代替豆粕水解液制备的培养基发酵生产赖氨酸的操作方法和工艺控制条件均与不用玉米浸泡水的培养基发酵生产赖氨酸的公知操作方法和工艺控制条件一致。采用本专利技术所述方法制备的培养基发酵生产的饲料级L-赖氨酸的产品质量如下 饲料级98.5％L-赖氨酸盐酸盐产品 饲料级65％L-赖氨酸硫酸盐产品。 采用本专利技术所述方法制备的培养基发酵生产赖氨酸与采用公知培养基发酵生产赖氨酸的技术指标对比如下 采用本专利技术所述可以明显的降低原料成本，减少配套设备投资，还可以缓解玉米综合加工中污水处理的压力。节省污水处理费用，同时其产酸率和糖酸转化率也有所提高。具体实施例方式现以年产6万吨赖氨酸的生产装置为例介绍本专利技术的实施方式和优异效果。菌种黄色短杆菌菌种培养斜面种子培养——一级种子培养——二级种子培养发酵培养基成分葡萄糖15(重量百分含量，以下同)豆粕水解液2玉米浸泡水2硫酸铵3.5 磷酸氢二钾0.1硫酸镁0.05PH7.0发酵罐形式立式体积300m3产酸率14％糖酸转化率45％产品达到L-赖氨酸国家标准G B 8245-87的全部指标。与现有公知方法相比较，采用玉米浸泡水代替豆粕水解液制备发酵培养基生产赖氨酸，每吨赖氨酸可降低成本1000元，全年可增加利润6000万元。同时节省玉米浸泡水浓缩后低浓度废水的处理，年节约污水处理费100万元。权利要求1.，其特征是用玉米浸泡水代替豆粕水解液制备发酵培养基，发酵生产赖氨酸的方法。2.如权利要求1所述的，其特征是玉米浸泡水的浸泡操作条件为玉米∶水∶亚硫酸的重量用量比例为本文档来自技高网...

【技术保护点】
玉米浸泡水生产赖氨酸的方法，其特征是用玉米浸泡水代替豆粕水解液制备发酵培养基，发酵生产赖氨酸的方法。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，王亮，李伟，王岩，
申请(专利权)人：山东西王糖业有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]