[发明专利]一种玉米的预处理方法及柠檬酸的发酵方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米的预处理方法及柠檬酸的发酵方法。

背景技术

玉米是世界上分布最广的作物之一，从北纬58度到南纬35-40度的地区均有大量栽培。北美洲种植面积最大，亚洲、非洲和拉丁美洲次之。从栽培面积和总产量看，玉米仅次于小麦和水稻居第三位。

玉米作为发酵的原料已广泛地应用于柠檬酸、赖氨酸和乙醇的生产中。以发酵生产柠檬酸为例，目前以玉米为原料来生产柠檬酸的方法包括：将玉米进行预处理(即对玉米进行粉碎并进行酶解液化)，之后进行发酵。但现有的玉米预处理得到的酶解液化产物中不可发酵糖的含量过多，且对后续发酵效率的影响较大，导致发酵效率(酸度和转化率)低。

因此，迫切地需要开发一种能够提高后续发酵发酵效率(酸度和转化率)的玉米的预处理方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有的玉米的预处理方法存在的得到的酶解液化产物中不可发酵糖的含量过多、且多后续发酵效率的影响较大，导致发酵效率(酸度和转化率)低的缺点，提供一种能够提高后续发酵发酵效率(酸度和转化率)的玉米的预处理方法。

本发明提供了一种玉米的预处理方法，该方法包括：将玉米粉碎，将粉碎后的产物进行酶解，得到酶解产物，其中，该方法还包括：在粉碎之前，对玉米进行脱胚处理得到脱胚玉米。

本发明还提供了一种生产柠檬酸的发酵方法，其中，该方法包括将黑曲霉接种至发酵液中，之后发酵以产生柠檬酸，所述发酵液含有玉米的酶解产物，其中，所述玉米的酶解产物的制备方法为本发明提供的玉米的预处理方法。

本发明人对柠檬酸发酵进行了深入的研究，意外地发现柠檬酸发酵的效率低是由于玉米中的油脂组分所导致的，并且在酶解液化过程中，由于油脂与部分直链淀粉发生反应，使部分淀粉老化，从而使酶解液化的不彻底，使淀粉利用率下降，从而导致发酵效率(酸度和转化率)降低。

基于这种发现，本发明的发明人通过在将玉米粉碎之前，将玉米进行脱胚处理，一方面去除了胚芽中油脂对酶解液化以及后续发酵的影响，另一方面，脱除后的胚芽还可以用于榨油，提高了玉米的利用价值，并且榨油后的残渣由于还含有部分淀粉，也可以与脱胚玉米一起进行破碎以用于后续的发酵，由此实现了玉米利用的最大化。

具体实施方式

本发明提供了一种玉米的预处理方法，该方法包括：将玉米粉碎，将粉碎后的产物进行酶解，得到酶解产物，其中，该方法还包括：在粉碎之前，对玉米进行脱胚处理得到脱胚玉米。

根据本发明，所述脱胚处理的方法没有特别的限制，可以通过各种脱胚处理的方法，例如，所述脱胚处理的方法可以包括：将玉米在水中浸润使玉米的含水量为10-25重量％，之后进行破碎以去掉玉米胚芽，得到脱胚玉米。

优选情况下，本发明提供的方法还可以包括对脱胚处理得到的玉米胚芽进行压榨，得到油脂和玉米胚芽粕，之后将得到的玉米胚芽粕与脱胚玉米一起进行粉碎和酶解。在这种情况下，提高了玉米的利用价值，作为榨油副产物的玉米胚芽粕由于还含有部分的淀粉，还可以与脱胚玉米一起进行破碎，以用于后续的发酵。

根据本发明，所述粉碎的条件没有特别的限制，只要能够使玉米充分破碎即可，优选情况下，所述粉碎的条件使粉碎后的产物的平均粒子直径为300-1000微米。

所述酶解步骤可以通过本领域常用的方法完成，比如向粉碎产物中添加产酶微生物和/或酶，在产酶微生物的生长温度和/或酶有活力的温度下保温完成。所述产酶微生物为能够分泌淀粉酶的产酶微生物。所述酶包括淀粉酶。

由于微生物生长会产生副产物，因此优选直接加入酶。所述酶的用量越多越好，出于成本考虑，优选以每克粉碎后的产物的干重计，所述淀粉酶的用量为15-50个酶活力单位。

本发明所述酶的酶活力单位的定义为：在pH值为6.0、温度为70℃的条件下，1分钟将1毫克淀粉转化为还原糖所需的酶量为一个酶活力单位。

所述酶解的温度可以在很大范围内改变，优选为70-105℃，更优选为80-95℃。所述酶解的时间理论上越长越好，考虑到设备利用率，优选所述酶解的时间为90-150分钟，更优选为100-120分钟。所述酶解的pH值可以在很大范围内改变，优选为5.0-7.0，更优选pH值为5.4-5.7。

淀粉酶是指能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，所述淀粉酶一般包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。