本发明涉及用二氧化硫温水液浸泡玉米粒或高粱粒的方法。为方便起见，下文统称为谷物。谷物处理的第一步是浸泡谷粒，以获得不同部分的产品，如胚芽、蛋白质和淀粉。在该步骤中，将硬谷粒浸泡至软化。谷粒吸水后膨胀，同时，水溶性物质从谷粒中浸出，进入浸泡水。浸泡水的温度基本上为40～55℃。浸泡过程中，含量一般约为0.2%的二氧化硫破坏细胞壁结构，影响微生物生长。浸泡过程持续约48小时。可得到不同部分产品的所有后续步骤的持续时间要短得多。蒸发浓缩所得的谷粒浸液（CSL）。所得产物主要用作动物饲料，但也可用作微生物发酵营养物。经不同的步骤，已经膨胀的谷粒进一步分离成胚芽、纤维、淀粉和蛋白部分。 同许多其他植物种子一样，谷粒中存在肌醇六磷酸（肌醇六磷酸酯）。肌醇六磷酸主要呈钙盐和镁盐形式，即肌醇六磷酸钙镁。植物中的大部分磷都贮存在这些化合物中。在浸泡过程中，绝大部分肌醇六磷酸进入CSL，但由于下述原因，它在CSL中形成不良成分。
CSL中的肌醇六磷酸沉积出一种带蛋白质和金属离子的酸渣。这使CSL在蒸浓、输送和储存中产生一系列问题。当将CSL用作微生物发酵营养物时，可将其稀释，使pH升至4-5。若将该培养基灭菌，则肌醇六磷酸在发酵桶的内表面形成一常常层。此后，该沉淀层不仅很难擦洗掉，而且还会妨碍发酵的最终产物的纯化。
若CSL用作动物饲料，其中的肌醇六磷酸产生以下难题。由于肌醇六磷酸与多价金属离子相互作用，影响动物（及人）体内对各种金属的吸收。这可能引起营养缺乏病。肌醇六磷酸还会抑制体内的各种酶，例如胃蛋白酶。此外，单胃动物不能利用肌醇六磷酸中的磷酸盐，因为这类动物仅能将肌醇六磷酸消化至有限程度。
美国专利说明书2，515，157号介绍了处理CSL增加抗菌素发酵用营养物的方法。在该方法中，将带有铝离子的化合物加到pH较低的CSL，加热并分离所形成的肌醇六磷酸铝，进而除去肌醇六磷酸。
美国专利说明书2，712，516号介绍了一种类似方法，其中使肌醇六磷酸盐以其钙盐形式沉淀。这些美国专利说明书中所述方法均是在浸泡过程之后实施地，因此，为除去肌醇六磷酸，就需要一个附加步骤。
现已发现，在酶制剂存在下通过浸泡可避免这一附加步骤。所述酶制剂含一种或多种肌醇六磷酸钙镁降解酶。
本发明专门提供了一种处理玉米或高粱粒的方法，该方法包括如下连续步骤：
a）在含一种或多种肌醇六磷酸钙镁降解酶的酶制剂存在下，将玉米或高粱粒浸泡于含二氧化硫的温水中，
b）将浸泡水与谷粒分离后浓缩，
c）将谷粒粗磨，分离胚芽后脱水，
d）将谷粒细磨，使纤维与淀粉和蛋白质分离，并将纤维脱水，
e）使淀粉和蛋白质相互分离，将蛋白质浓缩，干燥和/或使淀粉转化。
较理想的是，酶制剂含一种或多种适量的肌醇六磷酸钙镁降解酶，使谷粒中的肌醇六磷酸钙镁得到充分降解。本文中的“肌醇六磷酸钙镁”是指肌醇六磷酸盐，也可指肌醇六磷酸本身。
肌醇六磷酸钙镁降解酶使肌醇磷酸盐去磷，产生肌醇和正磷酸盐。肌醇六磷酸钙镁降解酶包括肌醇六磷酸酶和酸式磷酸酶。肌醇六磷酸酶和酸式磷酸酶是由各种微生物曲霉菌（如Aspergillus spp.）、根霉菌（Rhizopus spp.）和酵母产生的（Appl.Microbiol 16（1968）1348-1357;Enzyme Microb.Technol.5（1983），377-382），而肌醇六磷酸酶还可由各种发芽植物种子（如小麦）获得。当浸泡水的pH较低时，肌醇六磷酸钙镁降解酶的活性很高。根据本领域公知的方法，可从上述生物获得酶制剂。已经发现，利用取自Aspergillus spp的酶，可使谷物中肌醇六磷酸钙镁得到最有效的降解。因此，在相同的酶剂量下，黑曲霉的（Aspergillus niger）酶制剂比小麦肌醇六磷酸酶更有效。
通过微生物方法得到的酶制剂可另外含有植物材料降解酶，例如有纤维素酶、半纤维素酶和/或果胶酶活性的一类酶。这些活性成为本发明方法优点的一部分。适宜的酶制剂包括由Alko有限公司生产的Econase EP 43系列酶。
按本发明，浸泡过程的温度为20～60℃，一般约为50℃。酶制剂的施用量取决于所用的具体制剂、谷粒中肌醇六磷酸钙镁含量以及反应条件。本领域的专业人员可容易地确定适宜的剂量。
本发明方法不仅可省略附加步骤，而且具有各种重要优点。首先，加酶制剂后，可加速浸泡过程，使浸泡时间大大缩短。由于浸泡过程是整个谷物处理过程中最耗时的一步，所以缩短浸泡时间具有很大的经济意义。在主要产品收率不受损失的条件下，浸泡过程可缩短至仅为12小时。较理想的是，浸泡时间为12～18小时，然而，浸泡时间长达48小时也是可能的。
其次，按本发明，改进了浸泡过程之后的分离方法，使收率更高。例如，在酶制剂存在下浸泡16小时，淀粉的收率高于其在常规浸泡方法下的收率。
第三，在肌醇六磷酸钙镁降解酶存在下浸泡谷粒，可使谷粒浸液不含肌醇六磷酸钙镁。这样，更易将CSL浓缩，并且得到的产品极适宜用于动物饲料和微生物发酵。
分两步进行浸泡过程，也可进一步缩短浸泡时间，即：第一步先浸泡4-10小时，然后研磨谷粒;第二步将经过研磨的谷粒再进一步浸泡3～6小时。该两步浸泡法的第二步最好在不含二氧化硫的水中进行。
在实施例中，采用标准Pelshenke和Lindemann测定法，于实验室规模实施本发明方法。可以预计，由于分离技术的改进，在工业规模上实施本发明方法将得到类似、甚至更好的结果。
实施例1
在若干试验中，在有（或缺少）适量Econase EP434的情况下，将50g谷粒浸在含0.2%二氧化硫的50℃水中。该酶制剂具有起主要活性作用的肌醇六磷酸钙镁和纤维降解活性以及起次要活性作用的半纤维素酶、果胶酶。如表A所示，试验中的浸泡时间为12小时至48小时不等。酶剂量以肌醇六磷酸钙镁降解单位/g谷粒表示。一个肌醇六磷酸钙镁降解单位（1PU）系标准条件（40℃，pH5.5）下每分钟从肌醇六磷酸钠释放1nmol无机磷的酶量。将浸泡后的谷粒作进一步处理，得到表B所列的产品。
表A
试验 1 2 3 4 5 6
浸泡时间（h） 48 48 24 20 16 12
Econase EP434 - 70 135 160 200 270
的剂量（PU/g谷粒）
表B 一步浸泡的结果
收率%（干重）
试验 1 2 3 4 5 6
CSL中的干物质 5.28 5.61 4.78 4.72 4.23 3.91
胚芽 7.34 7.12 7.42 7.66 9.00 7.51
纤维（淀粉含量）a 9.70 9.21 9.55 9.52 9.41 9.70
（19.01） （17.16） （16.91） （8.60） （16.71） （17.46）
淀粉（蛋白质含量）a 64.09 65.49 65.29 65.38 66.20 64.00
（0.37） （0.37） （0.35） （0.43） （0.39） （0.44）
谷蛋白（蛋白质含量）a 7.31 6.24 7.57 8.12 6.94 9.42
（46.57） （51.43） （47.52） （49.21） （57.60） （42.76）
上清液中的干物质 2.21 2.25 2.88 2.89 3.00 2.59
淀粉回收率 94.4 96.5 96.2 96.3 97.5 94.3
干物质总回收率 95.91 95.92 97.49 98.29 98.78 97.15
a）以%表示产品部分
从表B可以看出，在酶制剂参与下，经过16或48小时一步浸泡后，淀粉收率高于无酶制剂的常规浸泡下的收率;在酶制剂存在下，经过12小时浸泡，淀粉收率几乎等同于在无酶制剂的常规浸泡下的收率。
实施例Ⅱ
将50g谷粒预先浸泡在含0.2%二氧化硫的50℃温水中，加入剂量为135PU/g谷粒的Econase EP434，持续浸泡6小时。对产品人工去胚芽后，进行粗磨。然后，将胚芽加回到浆液中。此后，在含Econase EP 434为135PU/g谷粒的50℃新鲜水中进行第二步浸泡，时间为4小时。对所得悬浮液作进一步处理，得到表C中所列产品。
表C
收率%（干重）
CSL中的干物质 2.19
胚芽 8.80
纤维（淀粉含量） 9.64（20.99）
淀粉（蛋白质含量） 65.53（0.37）
谷蛋白（蛋白质含量） 6.8（56.74）
上清液中的干物质 5.45
矸刍厥章?#160; 96.5
干物质总回收率 98.41
注：在该试验中，因为所用的磨机会损坏胚芽，所以需要先去胚芽，然后研磨。在工业上实施该二步法浸泡时，应采用不会损坏胚芽的磨机，这样就不需要去胚芽。
实施例Ⅲ
将CSL稀释成1∶10，并将pH调节到5.0。用0.2M柠檬酸缓冲液（pH5.0）将谷粒粉稀释成1∶10。加入浓度为0.02%的叠氮化钠，以抑制微生物生长。加入剂量为7000PU/g肌醇六磷酸钙镁（每mlCSL稀释液含300PU，每2g谷粒粉含150PU）的含肌醇六磷酸钙镁降解活性的Aspergillus spp。酶制剂或小麦肌醇六磷酸酶（Sigma P-1259）。
将悬浮液于摇动器（250rpm）中保温（50℃）。每隔固定时间，采用等体积的6%（w/v）H2SO4中止反应。室温下，用30分钟，将肌醇六磷酸提到酸液中去。然后，用氯化铁使肌醇六磷酸从净上清液沉淀。通过加氢氧化钠沉淀，除去铁离子用肌醇六磷酸钠作标准，经HPLC法测定肌醇六磷酸。
表D 显示了与肌醇六磷酸钙镁降解酶一起保温后的CSL和谷粒粉中肌醇六磷酸钙镁的残量。实验a）在Aspergillus spp.酶制剂存在下进行保温;b）在小麦肌醇六磷酸酶存在下进行保温。
表D
Aspergillus spp.酶制剂和小麦肌醇六
磷酸酶的比较
作用物 保温时间 肌醇六磷酸钙镁（肌醇六磷酸）
（h） 实验a） 实验b）
mg/ml % mg/ml %
0 3.1 100 3.4 100
2 2.7 87 2.4 71
CSL 4 1.4 45 1.9 56
10 1.0 32 2.0 59
24 0 0 1.4 41
0 13.6 100 11.4 100
2 9.1 67 9.1 80
谷粒粉 4 0 0 7.9 69
10 0 0 6.8 60
24 0 0 2.3 20
表D表明，用两种肌醇六磷酸钙镁降解酶均可大大降低肌醇六磷酸的含量。在相同酶剂量下，Aspergillus spp.酶制剂比小麦肌醇六磷酸酶更为有效。
实施例Ⅳ
将25g谷粒浸在50ml含0.2%二氧化硫的50℃水中。在对照组中，未加酶制剂;在本发明的试验组中，加入剂量为135PU/g谷粒的Aspergillus spp.酶制剂。浸泡时间为24小时或48小时。
浸泡后，于室温下用等体积的6%（w/v）H2SO4对一定量的CSL萃取30分钟。加氯化铁使肌醇六磷酸从净上清液沉淀。通过加氢氧化钠沉淀，除去铁离子。用肌醇六磷酸钠作标准和HPLC方法，测定肌醇六磷酸。
表E给出CSL中的肌醇六磷酸含量。实验a）采用常规浸泡法，未加肌醇六磷酸钙镁降解酶;实验b）采用加上述酶制剂的浸泡法。
表E CSL中肌醇六磷酸钙镁的含量
浸泡时间（h） 肌醇六磷酸/CSL（mg/ml）
实验a 实验b
24 1.6 0
48 3.1 0
表E说明，在肌醇六磷酸钙镁降解酶存在下，浸泡谷粒中，CSL不含肌醇六磷酸钙镁。
实施例Ⅴ
在一步浸泡法和两步浸泡法中，对Econase EP 434和具有少量肌醇六磷酸钙镁降解活性的植物细胞壁降解酶制剂进行试验。
在一步浸泡法中，将50g谷粒浸在含0.2%二氧化硫的50℃水中。所用Econase EP 434的剂量为135PU/g谷粒。加入等体积的植物细胞壁降解酶制剂，所述酶制剂具有少量肌醇六磷酸钙镁降解活性。浸泡时间为20小时。按Pelshenke和Lindemann法，对谷粒作进一步处理。
在两步浸泡法中，将50g谷粒预先浸在含0.2%二氧化硫的50℃水中，在剂量为135PU/g谷粒的Econase EP 434或等体积的具少量肌醇六磷酸钙镁降解活性的植物细胞壁降解酶制剂参与下，浸泡6小时。将产物人工去胚芽后进行粗磨。然后将胚芽加回到浆液中。此后，在50℃的新鲜水中，在剂量为135PU/g谷粒的Econase EP 434或等体积的具有少量肌醇六磷酸钙镁活性的植物细胞壁降解酶制剂存在下，进行第二阶段的浸泡，时间为4小时。按Pelshenke和Lindemann法，进一步处理浆液。
表F 在不同酶制剂参与下的淀粉回收率
1.Econase EP434
2.具有少量肌醇六磷酸钙镁降解活性的植物细胞壁降解酶制剂
浸泡方法 浸泡时间（h） 酶 淀粉回收率（%）
一步法 20 1 97.0
20 2 94.4
两步法 6+4 1 96.5
6+4 2 91.4
从表F可见，用含有肌醇六磷酸钙镁降解活性的酶制剂处理谷粒，淀粉回收率较高。