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1、(10)申请公布号 CN 103360501 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103360501 A *CN103360501A* (21)申请号 201310332988.7 (22)申请日 2011.11.08 201110349930.4 2011.11.08 C08B 30/04(2006.01) C12N 9/42(2006.01) C12N 15/56(2006.01) C12N 15/81(2006.01) C12N 1/19(2006.01) (71)申请人 宁夏伊品生物科技股份有限公司 地址 750100 宁夏回族自治区银川市永宁县 杨和工业园区宁夏伊品生。
2、物科技股份 有限公司 (72)发明人 马吉银 刘鸿 曹洪 刘鑫 (54) 发明名称 酶解玉米生产淀粉的综合工艺及其设备 (57) 摘要 本发明属于酶发酵技术领域， 其提供了酶解 玉米深加工的方法， 其包括在亚硫酸水溶液中加 入耐酸性纤维素酶， 和对干燥步骤所蒸发出的尾 气经过脱硫处理。 另外， 本发明还提供了基于上述 方法的酶解制备玉米淀粉的方法以及耐酸性纤维 素酶和脱硫处理系统等。 (62)分案原申请数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 序列表 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 序列表3页。
3、 附图2页 (10)申请公布号 CN 103360501 A CN 103360501 A *CN103360501A* 1/2 页 2 1. 酶解制备玉米淀粉的方法， 其包括在亚硫酸水溶液中浸泡清除杂质后的玉米子粒， 粗磨破碎浸泡得到的固体物， 精磨筛洗粗磨破碎出的胚乳， 经分离机分离精磨筛洗得到的 粗淀粉乳， 以及将分离出的淀粉依次进行洗涤、 脱水和干燥从而获得淀粉成品， 其特征在 于， 所述亚硫酸水溶液中加入如下 （a） 或 （b） 的耐酸性纤维素酶， （a） 由 SEQ ID NO ： 2 所示的氨基酸序列组成的纤维素酶 ； （b） 上述 （a） 中的氨基酸序列经过取代、 缺失或添加一。
4、个或几个氨基酸而得到的耐酸性 的纤维素酶。 2. 酶解玉米深加工的方法， 其包括在亚硫酸水溶液中浸泡清除杂质后的玉米子粒并将 浸泡液经蒸发器蒸发成玉米浆， 粗磨破碎浸泡得到的固体物并将粗磨破碎出的胚芽依次进 行洗涤、 脱水、 干燥和榨油处理， 精磨筛洗粗磨破碎出的胚乳并将精磨筛洗出的渣皮依次进 行脱水和干燥从而获得纤维， 经分离机分离精磨筛洗得到的粗淀粉乳并将分离出的麸质水 依次进行浓缩和干燥从而获得蛋白粉， 以及将分离出的淀粉依次进行洗涤、 脱水和干燥从 而获得淀粉成品， 其特征在于， 所述亚硫酸水溶液中加入如下 （a） 或 （b） 的耐酸性纤维素酶， （a） 由 SEQ ID NO ： 2。
5、 所示的氨基酸序列组成的纤维素酶 ； （b） 上述 （a） 中的氨基酸序列经过取代、 缺失或添加一个或几个氨基酸而得到的耐酸性 的纤维素酶 ； 和， 所述干燥步骤之任一、 任何组合或全部所蒸发出的尾气经过脱硫处理。 3. 权利要求 1 或 2 所述的方法， 其特征在于， 所述耐酸性纤维素酶的加入量为 112IU/ g 玉米子粒， 优选为 28IU/g 玉米子粒， 更优选为 35IU/g 玉米子粒 ； 和 / 或， 所述亚硫酸水 溶液中亚硫酸的浓度为 0.10.28%（w/w） ， 优选为 0.120.2%（w/w） ， 更优选为 0.150.18% （w/w） 。 4. 权利要求 1 或 2 。
6、所述的方法， 其特征在于， 所述浸泡的压强为常压 ； 所述浸泡的温度 为 3860， 优选为 4555， 更优选为 4853； 和 / 或， 所述浸泡的时间为 3570 小时， 优 选为 4060 小时， 更优选为 4554 小时。 5. 权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 所述脱硫处理包括将所述尾气依次通过洗涤 塔、 风机、 所述蒸发器的蒸气管和脱硫塔。 6. 权利要求 5 所述的方法， 其特征在于， 所述蒸发器将从管束干燥机排出的尾气温度 由 7595降低至 3060， 优选为 4055， 更优选为 4550。 7. 权利要求 5 所述的方法， 其特征在于， 所述尾气通入脱硫处理系统。
7、， 其中所述脱硫处 理系统包括洗涤塔、 风机、 蒸发器和脱硫塔， 其特征在于， 所述洗涤塔包括， 能通入玉米深加 工中干燥步骤之任一、 任何组合或全部所蒸发出的尾气的通入孔、 能通入冷凝水的喷淋孔、 筛板、 排水孔和与所述风机的进气口通过管道相连的排气孔 ； 所述风机的出气口与所述蒸 发器的蒸气管的进气口通过管道相连 ； 和， 脱硫塔包括与所述蒸发器的蒸气管的出气口通 过管道相连的进气孔， 能通入碱液的通水孔， 排水孔和排气孔。 8. 如下 （a） 或 （b） 的耐酸性纤维素酶， （a） 由 SEQ ID NO ： 2 所示的氨基酸序列组成的纤维素酶 ； （b） 上述 （a） 中的氨基酸序列经。
8、过取代、 缺失或添加一个或几个氨基酸而得到的耐酸性 权 利 要 求 书 CN 103360501 A 2 2/2 页 3 的纤维素酶。 9. 编码权利要求 8 所述的耐酸性纤维素酶的基因或其载体 （优选是表达载体） 、 宿主细 胞、 制备其的方法 ； 优选所述基因的多核苷酸序列如 SEQ ID NO ： 1 所示。 10. 脱硫处理系统在玉米深加工方法 （优选权利要求 27 之任一所述的方法） 中的应 用， 其中所述脱硫处理系统包括洗涤塔、 风机、 蒸发器和脱硫塔， 其特征在于， 所述洗涤塔包 括， 能通入玉米深加工中干燥步骤之任一、 任何组合或全部所蒸发出的尾气的通入孔、 能通 入冷凝水的喷。
9、淋孔、 筛板、 排水孔和与所述风机的进气口通过管道相连的排气孔 ； 所述风机 的出气口与所述蒸发器的蒸气管的进气口通过管道相连 ； 和， 脱硫塔包括与所述蒸发器的 蒸气管的出气口通过管道相连的进气孔， 能通入碱液的通水孔， 排水孔和排气孔。 权 利 要 求 书 CN 103360501 A 3 1/7 页 4 酶解玉米生产淀粉的综合工艺及其设备 技术领域 0001 本发明属于酶发酵技术领域， 具体而言， 本发明涉及酶解玉米生产淀粉的综合工 艺流程以及其中所用的设备。 背景技术 0002 玉米是世界上主要粮食作物之一， 我国玉米产量为 1 亿吨左右。玉米最有价值的 部分是其子粒。子粒的表面覆盖着。
10、皮层， 在皮层的下面是胚芽和胚乳， 其中胚芽含油量高， 韧性强 ； 而胚乳的外层包裹着糊粉层 （渣皮） ， 而里面充满淀粉颗粒。玉米子粒营养成分丰 富， 除了淀粉之外， 还包括蛋白质、 油脂、 纤维素、 可溶性糖、 矿物质等。 0003 为了有效利用玉米中的各营养成分， 目前国内玉米淀粉加工中大多采用的是如图 1 所示的综合加工流程， 通过各个工序分别得到玉米浆、 玉米胚芽及胚芽油、 玉米纤维、 玉米 蛋白和玉米淀粉。这些工序及其设备除了表述方式略有不同之外， 在中国专利 02144742 和中国专利申请 200510135112 中都有详细内容的介绍， 而且这两个专利文献还详细阐述 了工艺中。
11、废水的循环利用， 但是没有对浸泡工艺和干燥后废气排放及综合利用方面有所启 示。 0004 在上述过程中， 首先的步骤是浸泡， 即将玉米子粒在 50左右的约 0.3%（w/w） 亚 硫酸水溶液中常压浸泡 72 小时左右。这一步骤对充分分离玉米浆和其他产物来说至关重 要， 但是由于使用了亚硫酸， 造成在后续步骤中的液体和气体中不可避免的会产生二氧化 硫污染物。为此， 中国专利申请 200810051296 公开了一种新的玉米淀粉生产中的浸泡方 法， 其中在加压环境中浸泡玉米， 浸泡液中使用了高浓度的蛋白酶和纤维素酶。 该方法的特 点是不使用而且也不能使用亚硫酸浸泡， 因为其中所使用的市场销售的蛋白。
12、酶和纤维素酶 在 pH 中性乃至碱性的环境中才有高活性， 在加了亚硫酸的 pH 酸性环境中活性很低乃至丧 失， 因而其具有减少二氧化硫污染和浸泡时间短的优点。 0005 但是， 该方法也有如下缺点 ： 浸泡需要使用加压容器， 这对于该专利申请中以 10L 规模进行的试验室测试来说是可行的， 但是现在工厂生产中动辄以吨计的常压浸泡罐， 几 乎无法改造成加压容器， 需要全部更换， 成本不菲而且造成了原有浸泡罐的浪费 ； 加压需要 的运行和维护成本较高， 而且加压后比常压运行多了一个事故隐患， 即随着设备的老化， 加 压会引起压力容器的爆炸， 这对于安全生产被日益重视的今天， 也是不容易推广的 ； 。
13、其中使 用的蛋白酶和纤维素酶的用量较大， 成本较高， 而且这是长期的运行成本 ； 其中使用了蛋白 酶， 造成蛋白质降解为水溶性多肽和氨基酸而流失， 从而使得后续的玉米蛋白质产量大幅 降低， 极大减少了一个较高利润的产品的产量。另外， 虽然该方法浸泡时间短， 但是由于目 前国内玉米淀粉加工业普遍在较偏远地区， 场地充足， 加之常压浸泡罐便宜而且易于维护， 目前已经普遍采用大量浸泡罐并行运行来克服浸泡时间长的缺点。 0006 本发明人经过长期的研究并结合目前国内玉米淀粉加工业的实践， 发现采用亚硫 酸浸泡的现有玉米深加工技术都只着重于治理液体中的二氧化硫， 而无论胚芽的处理、 纤 维的获得、 蛋白。
14、的制备， 还是最终获得淀粉成品， 都需要干燥机来干燥， 干燥蒸发出的气体 说 明 书 CN 103360501 A 4 2/7 页 5 含有较多二氧化硫被排除污染环境， 因而发明了一套新的技术方案， 在无需更换目前使用 的浸泡罐等设备的情况下， 首先， 在浸泡过程中使用了本发明人发现的耐酸性纤维素酶， 可 以有效降低浸泡过程中亚硫酸的使用量， 在保持浸泡效果的情况下， 减少干燥蒸发出的气 体中二氧化硫的含量 ； 其次， 收集干燥蒸发出的气体， 通过本发明人组合设计的尾气处理设 备， 不但使得气体的热能得到有效利用， 而且进一步脱除气体中的二氧化硫， 使得气体排放 中的二氧化硫浓度低于 5mg/。
15、 立方米。 发明内容 0007 本发明的目的在于提供新的酶解玉米深加工的方法， 其在使用常压浸泡设备的情 况下， 通过加入新的耐酸性纤维素酶， 减少了亚硫酸的用量， 从源头上控制了二氧化硫气体 的产生， 而且添加了新的干燥尾气处理设备， 不但充分利用了尾气的热能， 而且基本上消除 尾气中的二氧化硫， 使得对环境友好。 另外， 本发明还提供了新的耐酸性纤维素酶和新的干 燥尾气处理设备。 0008 具体而言， 在第一个方面， 本发明提供了酶解玉米深加工的方法， 其包括在亚硫酸 水溶液中浸泡清除杂质后的玉米子粒并将浸泡液经蒸发器蒸发成玉米浆， 粗磨破碎浸泡得 到的固体物并将粗磨破碎出的胚芽依次进行洗。
16、涤、 脱水、 干燥和榨油处理， 精磨筛洗粗磨破 碎出的胚乳并将精磨筛洗出的渣皮依次进行脱水和干燥从而获得纤维， 经分离机分离精磨 筛洗得到的粗淀粉乳并将分离出的麸质水依次进行浓缩和干燥从而获得蛋白粉， 以及将分 离出的淀粉依次进行洗涤、 脱水和干燥从而获得淀粉成品， 其特征在于， 所述亚硫酸水溶液中加入如下 （a） 或 （b） 的耐酸性纤维素酶， （a） 由 SEQ ID NO ： 2 所示的氨基酸序列组成的纤维素酶 ； （b） 上述 （a） 中的氨基酸序列经过取代、 缺失和 / 或添加一个或几个氨基酸而得到的耐 酸性的纤维素酶 ； 和， 所述干燥步骤之任一、 任何组合或全部所蒸发出的尾气经过。
17、脱硫处理。优选其中， 所述将分离出的淀粉依次进行洗涤、 脱水和干燥从而获得淀粉成品的过程中干燥步骤所蒸 发出的尾气不经过脱硫处理。因为耐酸性纤维素酶的加入， 尽管中间步骤产生的仍旧会含 有较多的二氧化硫， 但是将分离出的淀粉依次进行洗涤、 脱水和干燥从而获得淀粉成品的 过程中产生的尾气中二氧化硫已经非常少了。 0009 在本文中， 废水的处理可以根据背景技术部分公开的专利文献来进行。 然而， 能用 于工业生产的现有技术仅仅启示了对玉米深加工中产生的废水中二氧化硫污染物的处理， 没有研究和实践对废气中的二氧化硫污染物处理问题。而本发明人经长期研究和实践发 现， 在浸泡罐中浸泡， 只要浸泡罐是密封。
18、的， 就不会往外排出气体， 即使不密封， 也可以将浸 泡罐排出的尾气通过管道直接通入本发明的脱硫处理系统的脱硫塔中脱硫 ； 其他除了干燥 步骤产生的尾气之外， 其他部件如果不是密封的， 由于温度低， 尾气蒸发慢而数量少， 尾气 也可通过管道直接通入本发明的脱硫处理系统的脱硫塔中脱硫， 只是由于直接蒸发含亚硫 酸的浸泡液， 蒸发器蒸发的水蒸气中二氧化硫的浓度很高， 直接脱硫不损失亚硫酸太多， 因 此通常经冷凝后通过管道回流入浸泡罐 ； 但是， 干燥步骤中产生的尾气量大， 而且干燥蒸发 出的尾气中二氧化硫未达到可有效循环利用的含量。 0010 因此， 本发明人首先通过在浸泡过程中加入新的耐酸性纤维。
19、素酶， 来有效降低亚 说 明 书 CN 103360501 A 5 3/7 页 6 硫酸的使用量， 在不降低产品质量和产量的情况下， 降低了尾气中二氧化硫的含量 ； 其次， 通过脱硫处理来进一步脱除尾气中的二氧化硫， 达到环境友好的效果。由于尾气中二氧化 硫的含量从源头已经减少， 因此脱硫处理中的运行成本降低了， 例如诸如 NaOH 溶液等碱液 的消耗就减少了。 0011 在本文中， 干燥步骤之任一、 任何组合或全部所蒸发出的尾气指的是， 粗磨破碎出 的胚芽依次进行洗涤、 脱水、 干燥和榨油处理的过程中， 精磨筛洗出的渣皮依次进行脱水和 干燥的过程中， 分离出的麸质水依次进行浓缩和干燥的过程中。
20、， 以及分离出的淀粉依次进 行洗涤、 脱水和干燥的过程中， 任何一个、 两个、 三个或全部过程中的干燥步骤所蒸发出的 尾气。 分离出的淀粉依次进行洗涤、 脱水和干燥的过程中， 干燥蒸发出的尾气中二氧化硫含 量已经低于一些非常严格的排放标准， 因此可以不经过脱硫处理。因此， 在本发明中， 干燥 步骤之任一、 任何组合或全部所蒸发出的尾气优选指的是， 除了分离出的淀粉依次进行洗 涤、 脱水和干燥的过程中干燥步骤所蒸发出的尾气之外的其余三个过程的干燥步骤所蒸发 出的尾气的汇聚。 0012 因此， 优选在本发明的第一个方面， 如果仅仅为了制备玉米淀粉而无论其他中间 产物， 则本发明提供了酶解制备玉米淀。
21、粉的方法， 其包括在亚硫酸水溶液中浸泡清除杂质 后的玉米子粒， 粗磨破碎浸泡得到的固体物， 精磨筛洗粗磨破碎出的胚乳， 经分离机分离精 磨筛洗得到的粗淀粉乳， 以及将分离出的淀粉依次进行洗涤、 脱水和干燥从而获得淀粉成 品， 其特征在于， 所述亚硫酸水溶液中加入如下 （a） 或 （b） 的耐酸性纤维素酶， （a） 由 SEQ ID NO ： 2 所示的氨基酸序列组成的纤维素酶 ； （b） 上述 （a） 中的氨基酸序列经过取代、 缺失和 / 或添加一个或几个氨基酸而得到的耐 酸性的纤维素酶 ； 并任选更优选地， 所述干燥步骤所蒸发出的尾气不经过脱硫处理。因为耐酸性纤维素 酶的加入， 尽管中间步骤。
22、产生的仍旧会含有较多的二氧化硫， 但是将分离出的淀粉依次进 行洗涤、 脱水和干燥从而获得淀粉成品的过程中产生的尾气中二氧化硫已经非常少了。 0013 本发明的耐酸性纤维素酶活性高， 而且耐酸性环境而显效， 为了避免其高效水解 而降低玉米纤维的产量， 使用较少的该耐酸性纤维素酶， 这样还节约了运行成本。 优选在本 发明的第一个方面的方法中， 所述耐酸性纤维素酶的加入量为 112IU/g 玉米子粒， 优选为 28IU/g 玉米子粒， 更优选为 35IU/g 玉米子粒。 0014 本发明的耐酸性纤维素酶的加入可以有效减少亚硫酸的含量。优选在本发明 的第一个方面的方法中， 所述亚硫酸水溶液中亚硫酸的浓。
23、度为 0.10.28%（w/w） ， 优选为 0.120.2%（w/w） ， 更优选为 0.150.18%（w/w） 。 0015 延续使用目前已经在国内企业推广使用的设备， 则能大幅降低改造成本， 也便于 本发明的推广。优选在本发明的第一个方面的方法中， 所述浸泡的压强为常压。这样， 可以 延续使用包括现有浸泡罐在内的常压设备。 0016 本发明的耐酸性纤维素酶的加入可以有效降低浸泡所需的温度和时间， 提供了浸 泡效率， 并节约了能源。 优选在本发明的第一个方面的方法中， 所述浸泡的温度为3860， 优选为 4555， 更优选为 4853。也优选在本发明的第一个方面的方法中， 所述浸泡的 时。
24、间为 3570 小时， 优选为 4060 小时， 更优选为 4554 小时。 说 明 书 CN 103360501 A 6 4/7 页 7 0017 尾气可以直接通入脱硫塔脱硫， 但是由于尾气中含有尘埃， 而且尾气温度较高， 容 易造成下游设备老化， 直接进入脱硫塔将浪费能源， 而且容易堵塞脱硫塔。因此， 在本发明 的第一个方面的方法中， 所述脱硫处理包括将所述尾气依次通过洗涤塔、 风机、 所述蒸发器 的蒸气管和脱硫塔。洗涤塔通过喷淋水， 吸收尘埃。尾气经过风机调节速度够通入蒸发器 的蒸气管中， 而浸泡液流过蒸气管表面， 从而加热将浸泡液蒸发成玉米浆。因此也优选， 所 述蒸发器将从其排出的尾气。
25、温度降低至3060， 优选为4055， 更优选为4550。 这样 可以更有效率地节约能源。 0018 在第二个方面， 本发明提供了如下 （a） 或 （b） 的耐酸性纤维素酶， （a） 由 SEQ ID NO ： 2 所示的氨基酸序列组成的纤维素酶 ； （b） 上述 （a） 中的氨基酸序列经过取代、 缺失和 / 或添加一个或几个氨基酸而得到的耐 酸性的纤维素酶。该酶可以在本发明第一个方面的方法中应用。 0019 优选本发明第二个方面提供的是由SEQ ID NO ： 2所示的氨基酸序列组成的纤维素 酶。 0020 在第三个方面， 本发明提供了编码本发明第二个方面所述的耐酸性纤维素酶的基 因。根据 。
26、DNA 重组技术， 根据已知的氨基酸序列可以容易地设计出基因。在本发明的具体 实施方式中， 优选所述基因的多核苷酸序列如 SEQ ID NO ： 1 所示。 0021 在第四个方面， 本发明提供了包含本发明第三个方面所述的基因的载体， 优选是 表达载体。当前已经有许多载体商品化了， 通过转化、 转染或者其他基因重组手段可以将 本发明第三个方面所述的基因导入载体中。在本发明的具体实施方式中， 优选的载体是 pPICZA 质粒， 其是酵母表达载体。 0022 在第五个方面， 本发明提供了转化或转染了本发明第四个方面所述的载体的宿主 细胞。该宿主细胞可用于表达本发明第二个方面所述的耐酸性纤维素酶。本。
27、发明第五个方 面的宿主细胞优选是酵母， 更优选是毕赤酵母， 最优先是毕赤酵母 GS115。 0023 在第六个方面， 本发明提供了制备本发明第二个方面所述的耐酸性纤维素酶的方 法， 其包括在适宜表达的条件下， 培养本发明第五个方面所述的细胞， 并纯化表达出的本发 明第二个方面所述的耐酸性纤维素酶。 0024 在第七个方面， 本发明提供了用于玉米深加工中的脱硫处理系统， 其包括洗涤塔、 风机、 蒸发器和脱硫塔， 其特征在于， 所述洗涤塔包括， 能通入玉米深加工中干燥步骤之任 一、 任何组合或全部所蒸发出的尾气的通入孔、 能通入冷凝水的喷淋孔、 筛板、 排水孔和与 所述风机的进气口通过管道相连的排。
28、气孔 ； 所述风机的出气口与所述蒸发器的蒸气管的进 气口通过管道相连 ； 和， 脱硫塔包括与所述蒸发器的蒸气管的出气口通过管道相连的进气 孔， 能通入碱液的通水孔， 排水孔和排气孔。 0025 优选在本发明第七个发面的脱硫处理系统中， 通入孔位于洗涤塔下半部分， 排气 孔位于洗涤塔上半部分， 这样有利于尾气通过筛板接触喷淋下来的水 ； 喷淋孔优选位于洗 涤塔的顶部， 这样有利于水自上而下更有效地与尾气接触 ； 筛板上有孔， 优选均匀分布有 孔， 另外洗涤塔中有一个或多个 （如， 两个、 三个、 四个、 五个） 平行排列的筛板， 优选筛板排 列在通入孔和排气孔之间的位置上， 这样有利于水均匀下落。
29、从而更有效地与尾气接触 ； 和 / 或， 排水孔位于洗涤塔下半部分比通入孔低的位置， 优选位于洗涤塔的底部， 这样当洗涤 塔中的水面要淹过通入孔时， 可以将其中的水排出， 如排到现有技术所述的废水处理系统 说 明 书 CN 103360501 A 7 5/7 页 8 中去。 0026 优选在本发明第七个发面的脱硫处理系统中， 蒸发器的蒸气管呈迂回形状， 这样 更利于扩大接触面而增加蒸发效率。 0027 优选在本发明第七个发面的脱硫处理系统中， 进气孔位于脱硫塔中碱液 （如， NaOH 溶液） 液面的下面， 优选位于脱硫塔下半部分， 从而使尾气通过碱液脱硫 ； 排气孔位于脱硫 塔中碱液 （如， 。
30、NaOH 溶液） 液面的上面， 优选位于脱硫塔上半部分， 防止碱液从排气孔流出 ； 和 / 或， 排水孔位于脱硫塔下半部分， 优选位于脱硫塔的底部， 这样在碱液液面过高或者碱 液 pH 值被中和成 7 左右的时候， 排出液体， 通过通水孔补充碱液。 0028 本发明第七个方面的脱硫处理系统可以用在玉米深加工中。 因此， 在第八个方面， 本发明提供了本发明第七个方面的脱硫处理系统在玉米深加工方法中的应用， 优选在本发 明第一个方面的方法中的应用。 0029 本发明的有益效果在于 ： 降低气体中二氧化硫的排放， 对环境有益 ； 减少亚硫酸 的用量， 降低成本 ； 在一定程度上降低了浸泡的时间， 提。
31、高浸泡的效率， 节约时间和能源 ； 能够工业规模使用， 不降低产品的产量和质量 ； 可以延用当前国内企业使用的设备， 降低设 备更新成本， 更便于推广。 0030 为了便于理解， 以下将通过具体的附图和实施例对本发明进行详细地描述。需要 特别指出的是， 具体实例和附图仅是为了说明， 并不构成对本发明范围的限制。 显然本领域 的普通技术人员可以根据本文说明， 在本发明的范围内对本发明做出各种各样的修正和改 变， 这些修正和改变也纳入本发明的范围内。另外， 本发明引用了公开文献， 这些文献也是 为了更清楚地描述本发明， 它们的全文内容均纳入本发明进行参考， 就好像它们的全文已 经在本发明说明书中重。
32、复叙述过一样。 0031 附图说明 0032 图 1 显示了玉米深加工过程的流程图。 0033 图 2 显示了本发明的脱硫处理过程的流程图。 0034 图 3 显示了本发明的脱硫处理系统的示意图， 其中， 洗涤塔 1 包括， 能通入尾气 A 的通入孔 11、 能通入冷凝水 B 的喷淋孔 12、 筛板 13、 排水孔 14 和与风机 2 的进气口 21 通过 管道相连的排气孔 15 ； 风机 2 的出气口 22 与蒸发器 3 的蒸气管 31 的进气口 32 通过管道 相连 ； 而且， 脱硫塔 4 包括与蒸发器 3 的蒸气管 31 的出气口 33 通过管道相连的进气孔 42， 能通入碱液D的通水孔。
33、42， 排出经中和而对环境无害的废液F的排水孔43和高于液面E的 排气孔 44， 其能排出对环境无害的废气 G。 0035 具体实施方式 0036 以下本文将通过具体的实施例来描述发明。如未特别指明之处， 可根据本领域技 术人员所熟悉的 分子克隆实验指南（第三版）（Cold Spring Harbor laboratory Press） 、 玉米淀粉工业手册 （中国轻工业出版社） 等手册以及本文所引用的参考文献中所列的方 法来实施。 另外， 实施例中所使用的材料和设备及其部件除有特别说明外， 均可通过商业途 说 明 书 CN 103360501 A 8 6/7 页 9 径从市场上购买。 003。
34、7 实施例 1 耐酸性纤维素酶的克隆和纯化 根据本发明人长期筛选得到的一株耐酸性青霉菌 （Penicillium purporogenum） ， 通过 商业途径委托中国科学院微生物研究所克隆出了多核苷酸序列如SEQ ID NO ： 1所示的纤维 素酶基因， 其编码氨基酸序列如 SEQ ID NO ： 2 所示的纤维素酶， 并根据常规方法按照正常 读框克隆到酵母分泌表达载体 pPICZA（可购自 Invitrogen 公司） 上并转化入毕赤酵母 GS115株 （可购自Invitrogen公司） ， 经PCR和测序检验正确后， 将表达阳性的酵母克隆返还 本发明人。 0038 根据 Invitrog。
35、en 的厂商说明， 将酵母克隆 （单菌落） 接种于 25mL BMGH 培养基， 于 30、 250rpm 振摇培养至 OD600 达到 5。然后离心， 弃上清， 将酵母菌体重悬于 100mL BMMH 培养基中， 于 30、 250rpm 振摇培养， 期间每 24 个小时加入终浓度为 1（v/v） 的甲醇， 共 进行 3 天。 0039 然后， 离心收集上清液 （约 100mL） ， 冰浴加入硫酸铵达到 80% 饱和度， 冰浴盐析 6 小时， 15000rpm 离心 15 分钟， 沉淀重溶于 20mL 25mM Bis-tris 缓冲液 （pH5.5） ， 在 25mM Bis-tris 缓。
36、冲液 （pH5.5） 中透析过夜。 将透析过的液体上样于Q Sepharose Fast Flow层 析柱 （购自GE Healthcare） ， 以含00.3M NaCl的Bis-tris 缓冲液 （pH5.5） 进行梯度洗脱， 收集其中最大的峰， 经 SDS-PAGE 检测分子量正确并进行蛋白定量， 由此获得耐酸性纤维素 酶液。 0040 将颜色标记的 AZCL-HE- 纤维素 （可购自 Megazyme International Ireland， Ltd.） 悬浮于0.1M不同pH值 （pH4.06.5） 的柠檬酸缓冲液中， 配成含AZCL-HE-纤维素0.2% （w/w） 的溶液。向。
37、 200ul 新鲜配制的 AZCL-HE- 纤维素的溶液中加入 2oul 不同稀释度的上 述纯化的酶液， 于 50、 500rpm 震荡孵育 20 分钟， ， 然后以 3000rpm 离心 5 分钟， 取上清液 间彻 595nm 处的吸光度， 以纤维素酶标准品为对照， 计算酶活性。结果如表 1 所示， 表明本 发明的酶能够耐酸起效。 0041 表 1 本发明的酶对不同 pH 的纤维素的酶活性 pH酶活性 （IU/mg） 6.5 39.8 5.5 127.5 5.0 133.2 4.5 116.7 实施例 2 酶解玉米深加工过程 作为比较例， 如图 1 所示， 采用已经在国内推广使用的玉米深加工。
38、流程及设备 （参见 玉米淀粉工业手册 ） 进行连续生产， 其中， 清除了杂质的玉米子粒在 50的 0.3%（w/w） 亚 硫酸水溶液中常压浸泡 72 小时 ； 干燥步骤采用加热干燥步骤， 使得执行各干燥步骤的干燥 机排出的尾气保持在 7595， 收集各干燥步骤排出的尾气检测， 结果如下 ： 胚芽处理过程中干燥步骤的尾气二氧化硫含量 550mg/ +10% ； 纤维加工过程中干燥步骤的尾气二氧化硫含量 430mg/ +15% ； 蛋白粉加工过程中干燥步骤的尾气二氧化硫含量 730mg/ +10% ； 和 淀粉处理过程中干燥步骤的尾气二氧化硫含量 40mg/ +15%。 0042 上述尾气的二氧化。
39、硫含量虽低于国家标准的污染源大气污染物排放限值， 但是仍 说 明 书 CN 103360501 A 9 7/7 页 10 旧非常高， 有些已经接近限值， 长期排放将使得周边钢构建筑腐蚀严重。 0043 采用本发明的酶解玉米深加工过程， 其步骤与设备参数均与上述比较例基本相 同， 所有的区别如下 ： 其中， 清除了杂质的玉米子粒在 50的 0.175% （w/w） 亚硫酸水溶液中 常压浸泡 50 小时， 所述水溶液含 3.5IU/g 玉米子粒的实施例 1 所纯化的耐酸性纤维素酶 ； 除了淀粉处理过程中干燥步骤的尾气直接排入大气之外， 其他干燥步骤的尾气汇合后通入 图 3 所示的脱硫处理系统， 在。
40、通过洗涤塔时调节冷凝水量从而将尾气温度降低到 8085， 在蒸发器中通过调节风机排风速率和浸泡液通过量从而将尾气温度降低至 4550， 另外 当脱硫塔中的液体 pH 达到 7 时， 排出液体并通入 NaOH 溶液。采用该酶解玉米深加工过程 生产的胚芽油、 玉米纤维、 玉米蛋白和淀粉成品均与比较例生产的相应产品无显著质量和 产量区别， 均符合相应产品标准。收集各干燥步骤排出的尾气和经过脱硫处理系统处理的 尾气检测， 结果如下 ： 胚芽处理过程中干燥步骤的尾气二氧化硫含量 270mg/ +15% ； 纤维加工过程中干燥步骤的尾气二氧化硫含量 210mg/ +15% ； 蛋白粉加工过程中干燥步骤的尾。
41、气二氧化硫含量 560mg/ +10% ； 脱硫处理系统处理的尾气 G 二氧化硫含量 0.3mg/ +5% ； 和 淀粉处理过程中干燥步骤的尾气二氧化硫含量 15mg/ +15%。 0044 因此， 采用本发明的耐酸性纤维素酶， 可以显著降低浸泡过程中亚硫酸的使用量， 缩短浸泡时间并降低浸泡温度 ； 而且， 在不影响产品产量和质量的情况下， 大幅降低排放的 尾气中的二氧化硫含量， 尤其是如果仅仅生产淀粉 （其他中间产物作为液体废弃物处理） ， 则淀粉处理过程中的尾气二氧化硫含量甚至低于欧盟的居民区排放标准， 可以直接排放。 进一步结合使用本发明的脱硫处理系统， 即使在玉米深加工的各个尾气排放环。
42、节， 都能使 二氧化硫含量降低到极底水平。 说 明 书 CN 103360501 A 10 1/3 页 11 宁夏伊品生物科技股份有限公司 酶解玉米生产淀粉的综合工艺及其设备 中国专利申请 2 PatentIn version 3.3 1 1476 DNA Penicillium purporogenum 1 atgactaaca tggcgactag accattggct tttgcagcta ttgctgctct tttccaccat 60 gccgcctcac agcaggcccc taccccagat aatttagctt ctctaccgac ctggaaatgt 120 acaac。
43、ttccg gcggctgtgt tcaacagtcg acctctattg tcgtggattg ggtgtatcac 180 tggatccaca cagtcaatgg gagcacatcg tgcaccacat ctagcggatt ggacccaact 240 ttatgtggaa cggaagagga atgctataca aactgtgaaa tctcacctgc aacctacgat 300 ggcctcggta taaaaacttc tggaaacgct ttaaccctca atcaatacgt cacaagcaac 360 ggaacgacaa gtaacgcctc tcc。
44、gcgtgta tatcttttgg atcccgccgg caagaattat 420 gagatgctgc agctcctcgg tcaagagatt agctttgacg tagatgcctc caatttacca 480 tgtggcgaaa acggggctct ttatctctct gagatggatg cgactggagg tcgaagccag 540 tacaaccctg ccggagcttc atacggttcc ggttactgtg atgctcagtg tggaagtagc 600 agctggttta atggctcgat taatagcgct ggccttggtt c。
45、ttgctgtaa cgaaatggat 660 ctctgggaag caaatggcga ggcaactgct ttgacacctc atccatgcag tgtcgatggt 720 ccttatggct gctctggtag cgcctgtggt tcgactggag tgtgtgacaa gaatggttgc 780 ggattcaatc catatgccct tggaaatcac agctactacg gcccaggtct tacagtggac 840 acaagcaagc cctttacagt tacgacacag tttgtgacca acgatggcac caagaccggc。
46、 900 accctgaccg aaattcgtcg atcttacact cagaatggca aggttattgc gaatgccgtt 960 gcatcctctt cgtcggggtt ttcaggtcaa agttctatca cagagtcctt ctgtactgcg 1020 atggactccg aagccgggac actgggtggt ctgactacaa tgggtgaggc ccttggccgt 1080 ggcatggttc ttatcttcag catttggaat gatgcaggtg gatacatgaa ctggctggat 1140 agtggtagct c。
47、gggcccttg cagtagtact gcaggaattc cgtccaccat tcaggcgaat 1200 gaccccggta cttcggttac tttctcaaac atcaagtggg gtgatattgg atctacaggg 1260 tctggcactg gaggaagcag ttcatcatcg tcgtcaactt cgacctcacc aaaaactacc 1320 agcaccacaa caacatcagc aacgaccaaa acatcagcag gggtaactca gactcactat 1380 ggtcaatgtg gaggcatgta ttatac。
48、tggt cctactgttt gtgcctctcc gtacacctgt 1440 caagtacaga atccgtacta ttcacagtgc ctttag 1476 2 序 列 表 CN 103360501 A 11 2/3 页 12 491 PRT Penicillium purporogenum 2 Met Thr Asn Met Ala Thr Arg Pro Leu Ala Phe Ala Ala Ile Ala Ala 1 5 10 15 Leu Phe His His Ala Ala Ser Gln Gln Ala Pro Thr Pro Asp Asn Leu 20 25 30 Ala Ser Leu Pro Thr Trp Lys Cys Thr Thr Ser Gly Gly Cys Val Gln 35 40 45 Gln Ser Thr Ser Ile Val Val Asp Trp Val Tyr His Trp Ile His Thr 50 55 60 Val Asn Gly Ser Thr Ser Cys Thr Thr Ser Ser Gly Leu Asp Pro Thr 65 70 75 80 Leu Cys Gly Thr Glu Glu Glu Cy。