[发明专利]利用玉米皮水解产物制备苏氨酸发酵培养基的工艺

说明书

本发明属于氨基酸发酵技术领域，公开了利用玉米皮水解产物制备苏氨酸发酵培养基的工艺，其包括如下步骤：步骤1）取发酵培养基原料，蔗糖，葡萄糖，玉米皮水解产物，硫酸铵，磷酸二氢钾，磷酸氢二钾，七水硫酸镁，七水硫酸亚铁，一水硫酸锰，V_B1，V_H；步骤2）将各原料搅拌均匀后，调节pH为6‑7，灭菌，自然冷却，即得发酵培养基。本发明利用了玉米皮废弃作为原料进行水解，利用水解产物制备了苏氨酸发酵培养基，实现了废弃物的再利用，提高了工业附加值。

技术领域

本发明属于氨基酸发酵技术领域，具体涉及利用玉米皮水解产物制备苏氨酸发酵培养基的工艺。

背景技术

苏氨酸的主要生产途径是微生物发酵，近年来，每年以20%的产量增幅递增，为提高饲料行业的产品品质，苏氨酸的添加量还会进一步增加。高品质的苏氨酸产品的主要市场也是医药行业，主要用于各种氨基酸输液。目前，全世界主要的苏氨酸生产企业为日本味之素公司、德国德固赛公司、美国ADM公司、日本协和发酵工业公司等，这几大公司的产量占全球份额的90%左右，产能达到10万吨左右，而国内苏氨酸生产处于发展阶段，截至2014年初，国内生产厂家有8至9家，苏氨酸大部分供应国内需求，而且部分公司有向国外出口氨基酸，苏氨酸的国内生产水平还是与国外存在一定差距，产品价格总体比国外价格略高；降低苏氨酸发酵成本是生产企业所需要解决的技术问题。

玉米（Corn )是禾本科玉蜀黍属一年生草本植物，是重要的粮食作物和饲料作物，也是全世界总产量最高的农作物，其种植面积和总产量仅次于水稻和小麦。玉米原产于中美洲墨西哥和秘鲁，16世纪传入我国，至今有400余年的栽培历史。目前全国各地都有种植，尤以东北、华北和西南各省较多。东北地区普遍种植硬粒型玉米，华北地区多种植适于磨粉的马齿型玉米，品质次于硬粒型玉米。玉米含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、微量元素、纤维素等，具有开发高营养、 高生物学功能食品的巨大潜力。

玉米皮，是玉米深加工企业生产的一种副产品。即将玉米颗粒经过浸泡后进入淀粉生产过程，后经洗涤、挤水、烘干等工序加工而成。其主要成分是纤维、淀粉、蛋白质等。玉米表皮中蛋白质、淀粉含量较高，主要用于饲料行业；玉米皮中的玉米纤维（Corn Fiber)经过添加玉米浆后干燥而成的产品即为加浆纤维，蛋白含量可达16%(干基)以上，主要用于生产饲料。

近年来，为了提高玉米皮的应用价值，研究人员将玉米皮加工成膳食纤维，目前纤维素的水解主要是无机酸和酶水解。无机酸水解效率高、温度低、副产物较少，但是酸回收困难，设备腐蚀达、成本高、产物难分离以及环境污染严重等问题。酶解法条件温和，副产物少，是较为常用的方法。如文献“复合酶法提取玉米皮渣中水溶性膳食纤维的研究，马雪等2016年” ：以玉米皮渣为原料，酶解其不溶性膳食纤维，使其改性转化为水溶性膳食纤维，利用纤维素酶和半纤维素酶复合酶解玉米皮渣，采用单因素实验和正交实验方法，研究水不溶性膳食纤维改性制备高品质水溶性膳食纤维的制备工艺。申请人之前的专利技术“一种赖氨酸发酵培养基”，通过脱脂、淀粉酶和中性蛋白酶水解工艺对玉米皮进行了处理，得到了膳食纤维和玉米皮处理物，玉米皮处理物应用于赖氨酸发酵培养基中，一举两得；但是酶存在价格昂贵的问题，对规模化生产造成影响。

为了降低酶解法存在的酶成本昂贵的技术问题，研究人员尝试采用菌株对玉米皮进行降解，如文献“黑曲霉固态发酵及酶解玉米皮，胡慧东等2011年” 以玉米提取淀粉后的玉米皮渣为主要原料，采用黑曲霉固态发酵法产酶再酶解的二步法降解玉米皮中纤维素类物质。经Plackeu-Bunnan法及响应面设计优化发酵条件，中性洗涤纤维与酸性洗涤纤维降解率分别为46.09％、48.82％，还原糖质量分数达到9.02％。该方法对纤维素的降解率仍然较低，得到的产品中纤维素含量较高，杂质较多，无法作为高价值产品来应用，工业使用价值并不大；可能原因是黑曲霉产生的纤维素酶的酶活和类型并不能完全降解纤维素。

发明内容

为了克服现有技术中对苏氨酸发酵培养基成本较高的技术问题，本发明提出了利用玉米皮水解产物制备苏氨酸发酵培养基的工艺。