[发明专利]一种使用酸性蛋白酶和细胞壁多糖降解酶从玉米中获得油的方法

说明书

相关申请的引用

本申请要求在2012年11月9日提交的第61/724,458号美国临时申请的权益，其通过引用的方式全文并入本申请中。

背景技术

本发明公开了一种从玉米(maize)中获得油的方法，包括将玉米颗粒粉碎形成粉，向粉中加水形成浆体，以及在温度为约75℃至约120℃和pH为约3至约7条件下，用α-淀粉酶培育该浆体约10分钟至约180分钟形成糊状物(mash)，将糊状物冷却至约15℃至约40℃，并加入氮源、葡糖淀粉酶、酵母、酸性蛋白酶和细胞壁多糖降解酶(cell-wall polysaccharide-degrading enzymes)形成含有乙醇和油的啤酒，其中，啤酒的pH为约3至约7，并从啤酒中回收油。

目前进行的玉米(corn)处理方法主要有两种：干磨处理和湿磨处理。湿磨处理用于玉米是有效的，因为其可产生许多高价值的玉米产品，例如玉米油、淀粉、玉米面筋粉、玉米蛋白饲料和玉米浆。然而，湿磨处理需要在机械装置上高资本投资。使用干磨乙醇处理生产乙醇和动物饲料。动物饲料的价值远远低于玉米油和玉米蛋白，它们被留在由干磨处理生产的动物饲料中。

过去几年中，通过离心分离浓缩的酒精废液流(thin stillage stream)(浆)来回收后发酵玉米油(经常被称作后期油回收)已经有显著增加。美国环境保护局(EPA)预测，至2013年将会有60％以上的干磨乙醇生产者采用该技术(环境保护局，2011，燃料和燃料添加剂的管理：2012可再生燃料标准，联邦公报76:38844-38890)(EPA,2011,Regulation of fuels and fuel additives:2012renewable fuel standards,Federal Register76:38844-38890)。这种工业上的快速实施是由于良好的经济回报，以及对现有乙醇处理的最小影响。采用该技术回收的油品质相对较低，由于高游离脂肪酸水平，这使得回收的油不适合精制成食品级油(Winkler-Moser,J.K.和L.Breyer，工业原料作物与制品，33:572-578(2011)；Moreau,R.A.等，美国石油化学家协会杂志，87:895-902(2010))(Winkler-Moser,J.K.,and L.Breyer,Industrial Crops and Products,33:572-578(2011)；Moreau,R.A.,et al.,Journal of the American Oil Chemists′Society,87:895-902(2010))。目前它被用作生物柴油产品的原料和作为动物饲料成分。

当该技术在工业中达到快速成功时，其也存在着许多重大的技术问题。主要问题是回收率低。虽然一些设施报道达到了较好的产率，但大多数也只是每蒲式耳玉米(25.4kg)回收约0.25kg。这表明约25％的油存在于原料玉米(incoming corn)中，通常是干基重约4％的油(Johnston,D.B.等，美国石油化学家协会杂志，82:603-608(2005)；Moreau,R.A.等，美国石油化学家协会杂志，86:469-474(2009))(Johnston,D.B.,et al.,Journal of the American Oil Chemists′Society,82:603-608(2005)；Moreau,R.A.,et al.,Journal of the American Oil Chemists′Society,86:469-474(2009))。已经发现，使用破乳剂以及机械和热处理对提高一些设施的产率方面是有益的，然而，回收仍然通常低于30％，而且这些添加剂增加了操作成本。

我们发现，在发酵期间加入酸性蛋白酶和细胞壁多糖降解酶(例如纤维素酶和半纤维素酶)，可增加后发酵油回收，其它加工因素(例如玉米粉粒径)影响干磨玉米乙醇工艺的油回收率。

发明概述

本发明公开了一种从玉米中获得油的方法，包括将玉米颗粒研磨形成粉，向粉中加水形成浆液，以及在温度为约75℃至约120℃和pH为约3至约7条件下，用α-淀粉酶培育该浆体约10分钟至180分钟形成糊状物，将糊状物冷却至约15℃至约40℃，并加入氮源、葡糖淀粉酶、酵母、酸性蛋白酶和细胞壁多糖降解酶形成含有乙醇和油的啤酒，其中，啤酒的pH为约3至约7，并从啤酒中回收油。