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1、(10)申请公布号 CN 103014085 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103014085 A *CN103014085A* (21)申请号 201210558303.6 (22)申请日 2012.12.20 C12P 13/08(2006.01) C12P 19/40(2006.01) C12P 13/14(2006.01) (71)申请人 通辽梅花生物科技有限公司 地址 028024 内蒙古自治区通辽市科尔沁区 木里图镇通辽梅花生物科技有限公司 (72)发明人 刘康乐 刘秀敏 彭芳菊 彭亮 龚华 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代。
2、理人 赵青朵 冯琼 (54) 发明名称 一种玉米浆水解液的制备方法 (57) 摘要 本发明涉及氨基酸发酵领域， 具体涉及一种 玉米浆水解液的制备方法。该方法取波美度为 12 25的玉米浆与硫酸的水溶液混合获得第 一溶液， 取第一溶液水解即得， 以 g/mL 计， 硫酸与 第一溶液的质量体积比为 8 15:100。采用本发 明提供的制备方法制备的玉米浆水解液用于氨基 酸发酵， 发酵液几乎没有染菌， 而使用传统方法制 备的玉米浆， 氨基酸发酵液出现不同程度的染菌 情况， 染菌率高达 60%。同时， 采用本发明所述制 备方法制备的玉米浆用于氨基酸发酵， 其氨基酸 产酸水平与采用传统方法制备的玉米浆发。
3、酵的产 酸水平相比有明显提高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 10 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 1 页 说明书 10 页 1/1 页 2 1.一种玉米浆水解液的制备方法， 其特征在于， 取波美度为1225的玉米浆与硫酸 的水溶液混合获得第一溶液， 取所述第一溶液水解即得 ； 以 g/mL 计， 所述硫酸与所述第一溶液的质量体积比为 8 15:100。 2. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述玉米浆的波美度为 18 22。 3. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述硫酸在所述硫酸的水溶液中。
4、的 质量百分数为 20 98%。 4. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述玉米浆与所述硫酸的水溶液的 体积比为 1:0.05 1。 5. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述水解的温度为 100 120。 6. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述水解的压力为 0 0.1MPa。 7. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述水解的时间为 16 24h。 8. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述水解的时间为 18 22h。 9. 根据权利要求 1 所述的制备方法， 其特征在于， 所述水解后还包括冷却、 过。
5、滤的步 骤。 10. 根据权利要求 9 所述的制备方法， 其特征在于， 所述冷却具体为冷却至 30 60。 权 利 要 求 书 CN 103014085 A 2 1/10 页 3 一种玉米浆水解液的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及氨基酸发酵领域， 特别涉及一种玉米浆水解液的制备方法。 背景技术 0002 玉米 （Zea mays L.） ， 亦称玉蜀黍、 包谷、 苞米、 棒子， 是一年生禾本科草本植物， 是 重要的粮食作物和重要的饲料来源， 也是全世界总产量最高的粮食作物。玉米淀粉 （corn starch） ， 又称玉蜀黍淀粉， 俗名六谷粉， 白色微带淡黄色的粉末。将玉米用 0.3%。
6、 亚硫酸浸 渍后， 通过破碎、 过筛、 沉淀、 干燥、 磨细等工序而制成， 含有少量脂肪和蛋白质等， 吸湿性 强， 最高能达 30% 以上。玉米淀粉多用于食品行业、 制糖、 医药工业。 0003 玉米浆是制备玉米淀粉的副产物， 是一种玉米粒先用亚硫酸浸泡， 浸泡液经加热 蒸发浓缩所制得黄褐色的液体。 玉米浆中含有丰富的可溶性蛋白、 生长素和一些前体物质， 含大约 40% 50% 固体物质， 在玉米浸泡过程中若长有乳酸菌和酵母菌， 则提高玉米浆的 质量 ； 若长有腐败性细菌则降低玉米浆的质量。玉米浆是微生物生长很普遍应用的有机氮 源， 由于其含有丰富有机氮源及微量生长元素， 因此广泛应用于发酵工。
7、业， 它还能促进青霉 素等抗生素的生物合成。 0004 由于玉米浆中大部分氨基酸以大分子的蛋白形式存在， 微生物对其的利用较为困 难， 为向发酵生产提供足够有效的营养物质， 往往需要添加较大比例的玉米浆。 随着玉米浆 用量加大， 发酵过程中大分子蛋白以及其他胶体类杂质产生较多泡沫， 发酵罐容的有效利 用率随之降低， 另外玉米浆中不溶性颗粒及部分不易高温杀灭的微生物芽孢随之增多， 发 酵染菌风险增大。 发明内容 0005 有鉴于此， 本发明提供一种玉米浆水解液的制备方法。采用本发明提供的制备方 法制备的玉米浆水解液用于氨基酸发酵， 发酵液几乎没有染菌， 氨基酸产酸水平与采用传 统方法制备的玉米浆。
8、发酵的产酸水平相比有明显提高。 0006 为了实现上述发明目的， 本发明提供以下技术方案 ： 0007 本发明提供了一种玉米浆水解液的制备方法， 取波美度为 12 25的玉米浆与 硫酸的水溶液混合获得第一溶液， 取第一溶液水解即得 ； 0008 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体积比为 8 15:100。 0009 玉米浆作为发酵行业广泛应用的有机氮源， 其含有较多大分子蛋白， 不能为微生 物直接利用， 还使得发酵过程形成大量泡沫， 需要采取加入消泡剂消泡、 增加消泡桨进行机 械消泡， 以及降低料液等措施避免跑料， 泡沫过大还会干扰发酵溶氧测定， 造成工艺控制偏 差。另外玉米浆中含有较。
9、多的不溶物颗粒和微生物芽孢， 在高温灭菌时由于不溶物颗粒表 面及内部温度不同， 以及部分芽孢不能经常规高温灭菌杀灭等原因给发酵带来了一定的染 菌风险， 因此本发明通过对玉米浆进行强酸水解， 所得玉米浆水解液的营养价值比玉米浆 更高， 由于大部分大分子蛋白被水解， 发酵过程产生泡沫减小， 不仅节省了消泡剂用量， 还 说 明 书 CN 103014085 A 3 2/10 页 4 提高了罐容有效利用率。 另外玉米浆水解液的强酸环境， 保证其内无杂菌及芽孢滋生， 可避 免因原料灭菌不彻底导致的染菌风险。 本发明提供的玉米浆水解液的制备方法中利用玉米 浆中的大分子物质在强酸性、 高温的条件下易分解的性。
10、质将其水解成氨基酸等利于菌体利 用的小分子物质。控制硫酸在第一溶液中的浓度既可以保证玉米浆的水解率， 又可以抑制 副反应的发生。硫酸在第一溶液中的浓度过低则玉米浆水解率偏低， 高于此浓度则副反应 比例明显上升， 且可能会降低水解液的可利用性。 0010 玉米浆的制备工艺包括如下步骤 ： 取玉米粒经亚硫酸浸泡后， 经加热蒸发、 浓缩即 得。 0011 在本发明的一些实施例中， 玉米浆的制备工艺过程中加热蒸发包括第一加热蒸 发、 第二加热蒸发和第三加热蒸发， 其中第一加热蒸发的温度为 50， 第二加热蒸发的温度 60， 第三加热蒸发的温度 70。 0012 玉米浆的浓度过高或过低都会影响水解率， 。
11、在本发明的一些实施例中， 玉米浆的 波美度为 18 22。 0013 硫酸在硫酸的水溶液中的体积百分数过低会降低水解率。 在本发明的一些实施例 中， 硫酸在硫酸的水溶液中的质量百分数为 20 98%。 0014 在本发明的另一些实施例中， 硫酸在硫酸的水溶液中的质量百分数为 50 98%。 0015 料酸比能够影响水解率， 在本发明的一些实施例中， 玉米浆与硫酸的水溶液的体 积比为 1:0.05 1。 0016 在本发明的另一些实施例中， 玉米浆与硫酸的水溶液的体积比为 1:0.1 0.2。 0017 水解温度也是影响玉米浆水解的因素。温度过低会导致水解率偏低， 温度过高则 副反应比例明显增加。
12、。在本发明的一些实施例中， 水解的温度为 100 120。 0018 在本发明的另一些实施例中， 水解的温度为 105 115。 0019 水解压力也能够影响玉米浆水解率。压力过低会导致水解率偏低， 压力过高则副 反应比例明显增加。在本发明的一些实施例中， 水解的压力为 0 0.1MPa。 0020 在本发明的另一些实施例中， 水解的压力为 0.07 0.09MPa。 0021 水解时间， 是影响玉米浆水解的另一因素。水解时间过短， 水解不完全 ； 水解时间 过长， 则副反应发生的比例明显增加。在本发明的一些实施例中， 水解的时间为 16 24h。 0022 在本发明的另一些实施例中， 水解的。
13、时间为 18 22h。 0023 作为优选， 水解后还包括冷却、 过滤的步骤。 0024 优选地， 冷却具体为冷却至 30 60。 0025 本发明提供的玉米浆水解液的制备方法， 取波美度为 12 25的玉米浆与硫酸 的水溶液混合获得第一溶液， 取第一溶液水解即得， 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体 积比为 8 15:100。采用本发明提供的制备方法制备的玉米浆水解液用于氨基酸发酵， 发 酵液几乎没有染菌， 而使用传统方法制备的玉米浆， 氨基酸发酵液出现不同程度的染菌情 况， 染菌率高达60%。 同时， 采用本发明所述制备方法制备的玉米浆用于氨基酸发酵， 其氨基 酸产酸水平与采用传统。
14、方法制备的玉米浆发酵的产酸水平相比有明显提高。 具体实施方式 0026 本发明公开了一种玉米浆水解液的制备方法， 本领域技术人员可以借鉴本文内 说 明 书 CN 103014085 A 4 3/10 页 5 容， 适当改进工艺参数实现。 特别需要指出的是， 所有类似的替换和改动对本领域技术人员 来说是显而易见的， 它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施 例进行了描述， 相关人员明显能在不脱离本发明内容、 精神和范围内对本文所述的方法和 应用进行改动或适当变更与组合， 来实现和应用本发明技术。 0027 本发明提供的玉米浆水解液的制备方法中所用原料与试剂均可由市场购得。 0。
15、028 下面结合实施例， 进一步阐述本发明 ： 0029 实施例 1 本发明提供的玉米浆的制备方法及赖氨酸发酵应用试验 0030 对照组 ： 传统玉米浆制备方法 0031 从浸泡水储罐将 100m3浸泡水 （波美 4） 泵入三效蒸发器， 通过真空度控制三效 蒸发温度 50， 二效蒸发温度 60， 一效蒸发温度 70， 出料波美 22， 得玉米浆 20m3， 经 3 批次生产得玉米浆 60m3。 0032 试验组 ： 本发明提供的玉米浆水解液制备方法 0033 向 10m3搪瓷反应罐中泵入浓缩至波美 14玉米浆 6m3， 开启搅拌， 再向罐内打入 540L 含量 93% 左右的浓硫酸， 获得第一。
16、溶液， 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体积比为 14.1:100。关闭进料阀门后， 开启夹套蒸汽升温至 100， 待排气管有稳定的蒸汽排出 3min 后关闭排气阀门， 继续升温至 105， 保温 20h 后泄压， 将水解液打入冷却罐冷却至 50以 下， 经板框过滤， 清液打入玉米浆水解液储罐得6.2m3玉米浆水解液。 经10批次生产得62m3 玉米浆水解液。 0034 赖氨酸产酸试验 ： 0035 将对照组制备获得的玉米浆、 试验组制备的玉米浆水解液应用于赖氨酸发酵过程 中， 各 40 批次， 接种量相同， 通过对种子罐后期菌液镜检观察。 0036 使用对照组中传统工艺玉米浆的罐批菌。
17、液通过显微镜观察， 除生产菌外， 可见多 种少量长杆菌及中长杆菌。 而使用试验组中本发明工艺玉米浆水解液的罐批取同时期菌液 进行显微观察， 很难发现与生产菌形态明显不同的微生物。 0037 从发酵罐染菌率来看， 用于发酵各 40 批对比试验来看， 使用传统玉米浆的对照组 试验中， 16批次试验染菌， 染菌率高达40%， 其中严重染菌 （产酸100g/L以下， 发酵液镜检可 观察到杂菌） 批次达 10 批， 40 批试验平均产酸为 134g/L。而使用试验组本发明工艺玉米浆 水解液轻微染菌 （产酸 130g/L 以上， 发酵液镜检可观察到杂菌） 的只有 1 批， 其余无染菌， 染 菌率可忽略不计。
18、， 40 批试验平均产酸为 162g/L， 平均放罐体积较对比试验未染菌试验提高 6%。 0038 具体数据见表 1。 0039 表 1 赖氨酸发酵试验结果 0040 说 明 书 CN 103014085 A 5 4/10 页 6 0041 说 明 书 CN 103014085 A 6 5/10 页 7 0042 实施例 2 本发明提供的玉米浆的制备方法及鸟苷发酵试验 0043 对照组 ： 传统玉米浆制备方法 0044 从浸泡水储罐将 100m3浸泡水 （波美 4） 泵入三效蒸发器， 通过真空度控制三效 蒸发温度 50， 二效蒸发温度 60， 一效蒸发温度 70， 出料波美 22， 得玉米浆 。
19、19m3， 经 说 明 书 CN 103014085 A 7 6/10 页 8 2 批次生产得玉米浆 38m3。 0045 试验组 ： 本发明提供的玉米浆制备方法 0046 向 20m3搪瓷反应罐中泵入浓缩至波美 22的玉米浆 13m3， 开启搅拌， 再向罐内打 入 1m3含量 93% 左右的浓硫酸， 获得第一溶液， 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体积比为 12.2:100。关闭进料阀门后， 开启夹套蒸汽升温至 100， 待排气管有稳定的蒸汽排出 3min 后关闭排气阀门， 继续升温至 115， 保温 17h 后泄压， 将水解液打入冷却罐冷却至 50以 下， 经板框过滤， 清液打入玉。
20、米浆水解液储罐得13.7m3玉米浆水解液。 经3批次生产得41m3 玉米浆水解液。 0047 鸟苷发酵试验 0048 将对照组制备获得的玉米浆和试验组制备的玉米浆水解液用于鸟苷发酵试验。 各 进行 20 批试验对比， 通过对比试验， 使用传统工艺玉米浆的批次发酵有 3 批在 20-30 小时 染菌倒罐， 3批在50-60小时左右染菌， 染菌率高达30%， 平均产苷20g/L， 单罐消泡剂用量达 初定容的 0.2%。使用本发明工艺玉米浆水解液平均产苷 27g/L， 试验过程中未出现染菌批 次， 平均放罐体积较对比批次提高 5%， 消泡剂平均用量为初定容的 0.08%。 0049 具体数据见表 2。
21、。 0050 表 2 鸟苷发酵试验结果 0051 0052 说 明 书 CN 103014085 A 8 7/10 页 9 0053 实施例 3 本发明提供的玉米浆的制备方法及谷氨酸发酵试验 0054 对照组 ： 传统玉米浆制备方法 0055 从浸泡水储罐将 100m3浸泡水 （波美 4） 泵入三效蒸发器， 通过真空度控制三效 蒸发温度 50， 二效蒸发温度 60， 一效蒸发温度 70， 出料波美 22， 得玉米浆 20m3， 经 4 批次生产得玉米浆 80m3。 0056 试验组 ： 本发明提供的玉米浆水解液的制备方法 0057 向 20m3搪瓷反应罐中泵入浓缩至波美 22的玉米浆 13.2。
22、m3， 开启搅拌， 再向罐内 打入 1m3含量 93% 左右的浓硫酸， 获得第一溶液， 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体积比 为12:100。 关闭进料阀门后， 开启夹套蒸汽升温至100， 待排气管有稳定的蒸汽排出3min 后关闭排气阀门， 继续升温至 115， 保温 17h 后泄压， 将水解液打入冷却罐冷却至 50以 下， 经板框过滤， 清液打入玉米浆水解液储罐得 14m3玉米浆水解液。经 4 批次生产得 80m3 玉米浆水解液。 0058 温敏谷氨酸发酵试验 说 明 书 CN 103014085 A 9 8/10 页 10 0059 将对照组制备获得的玉米浆和试验组制备的玉米浆水。
23、解液用于 150m3温敏谷氨酸 发酵试验。与传统玉米浆各进行 20 批试验对比， 通过对比试验， 使用对照组传统工艺玉米 浆的批次发酵有 6 批染菌， 1 批严重染菌倒罐， 染菌率为 30%， 其未染菌批次平均产酸 152g/ L。使用本发明工艺制得的玉米浆水解液平均产苷 170g/L， 未出现染菌批次。 0060 具体数据见表 3。 0061 表 3 谷氨酸发酵试验结果 0062 0063 说 明 书 CN 103014085 A 10 9/10 页 11 0064 实施例 4 玉米浆水解液的制备方法及发酵试验 0065 向 20m3搪瓷反应罐中泵入浓缩至波美 12的玉米浆 10m3， 开启。
24、搅拌， 再向罐内打 入 0.5m3含量 98% 左右的硫酸获得第一溶液， 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体积比为 8.6:100。关闭进料阀门后， 开启夹套蒸汽升温至 100， 待排气管有稳定的蒸汽排出 3min 后关闭排气阀门， 继续升温至115， 在压力为0.07MPa保温18h后泄压， 将水解液打入冷却 罐冷却至 60， 经板框过滤， 清液打入玉米浆水解液储罐得 10m3玉米浆水解液。经 8 批次 生产得 80m3玉米浆水解液。 0066 使用本发明工艺玉米浆水解液用于谷氨酸温敏发酵试验平均产酸 165g/L， 试验过 程中未出现染菌批次。 0067 实施例 5 玉米浆水解液的。
25、制备方法及发酵试验 0068 向 20m3搪瓷反应罐中泵入浓缩至波美 25的玉米浆 10m3， 开启搅拌， 再向罐内打 入 10m3含量 20% 左右的硫酸获得第一溶液， 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体积比为 11.4:100。关闭进料阀门后， 开启夹套蒸汽升温至 120， 待排气管有稳定的蒸汽排出 3min 后关闭排气阀门， 继续升温至115， 在压力为0.09MPa保温24h后泄压， 将水解液打入冷却 罐冷却至 30， 经板框过滤， 清液打入玉米浆水解液储罐得 14m3玉米浆水解液。经 4 批次 生产得 80m3玉米浆水解液。 0069 使用本发明工艺玉米浆水解液用于鸟苷发酵试。
26、验平均产苷 26g/L， 试验过程中未 出现染菌批次。 0070 实施例 6 玉米浆水解液的制备方法及发酵试验 0071 向 20m3搪瓷反应罐中泵入浓缩至波美 18的玉米浆 10m3， 开启搅拌， 再向罐内打 入 5.4m3含量 20% 左右的硫酸获得第一溶液， 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体积比为 8:100。关闭进料阀门后， 开启夹套蒸汽升温至 105， 待排气管有稳定的蒸汽排出 3min 后 说 明 书 CN 103014085 A 11 10/10 页 12 关闭排气阀门， 继续升温至 115， 在压力为 0.1MPa 保温 16h 后泄压， 将水解液打入冷却罐 冷却至 。
27、50， 经板框过滤， 清液打入玉米浆水解液储罐得 15m3玉米浆水解液。经 4 批次生 产得 60m3玉米浆水解液。 0072 使用本发明工艺玉米浆水解液用于鸟苷发酵试验平均产苷 26g/L， 试验过程中未 出现染菌批次。 0073 实施例 7 玉米浆水解液的制备方法及发酵试验 0074 向 20m3搪瓷反应罐中泵入浓缩至波美 22的玉米浆 10m3， 开启搅拌， 再向罐内打 入 1.53m3含量 70% 左右的硫酸获得第一溶液， 以 g/mL 计， 硫酸与第一溶液的质量体积比为 15:100。 关闭进料阀门后， 开启夹套蒸汽升温至115， 待排气管有稳定的蒸汽排出3min后 关闭排气阀门， 继续升温至115， 在压力为0.08MPa保温22h后泄压， 将水解液打入冷却罐 冷却至 40， 经板框过滤， 清液打入玉米浆水解液储罐得 11.3m3玉米浆水解液。经 4 批次 生产得 45.2m3玉米浆水解液。 0075 使用本发明工艺玉米浆水解液用于赖氨酸发酵试验平均产酸 163g/L， 试验过程中 未出现染菌批次。 0076 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103014085 A 12 。