專利名稱:玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于生物技術領域：
，具體是涉及一種以玉米浸泡水代替玉米漿用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法。
背景技術：
玉米淀粉生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量浸泡水，其干物質含量約占7% 9%，pH值
3.9 4.1，其中生物可利用的主要成分是葡萄糖、各種氨基酸和微量元素，另外還含有生物進行生命活動必需的生物素、核黃素、維生素BI等。傳統(tǒng)的利用玉米浸泡水的方法是進一步蒸發(fā)濃縮生產(chǎn)玉米漿或濃縮后噴漿生產(chǎn)玉米漿粉，這不僅消耗大量的能源，也污染環(huán)境。
玉米漿是谷氨酸生物素亞適量發(fā)酵工藝的一項重要原材料，玉米漿、葡萄糖、無機鹽、氨基酸水解液等按照發(fā)酵配方的要求配料，滅菌后接種進行發(fā)酵。傳統(tǒng)的谷氨酸生物素亞適量發(fā)酵工藝，要求在發(fā)酵配料過程中，使用玉米漿等原料和一次水進行配料，水消耗量巨大；而玉米浸泡水經(jīng)處理后濃縮產(chǎn)生的冷凝水由于氨氮含量高，不能直接排放，必須進行生物處理后才可排放，否則會造成嚴重的環(huán)境污染。
公開號CN 1880465A(申請?zhí)?00510043807.4)的中國專利文獻公開了一種玉米浸泡水生產(chǎn)賴氨酸的方法，是用玉米浸泡水代替豆柏水解液制備發(fā)酵培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸的方法。公開號CN 1912102A(申請?zhí)?00610068445.9)的中國專利文獻公開了一種利用玉米浸泡水生產(chǎn)飼料酵母的方法。申請公布號CN 101880634A(申請?zhí)?01010201736.7)的中國專利文獻公開了一種以玉米浸泡水生產(chǎn)飼料酵母的方法。上述文獻探討了玉米浸泡水的合理利用，但以玉米浸泡水代替玉米漿生產(chǎn)谷氨酸的方法未見報道。`
發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，以便節(jié)約能源和用水，減少廢水污染和污水治理費用。本發(fā)明通過工藝革新，適當調整發(fā)酵液原料配比，直接將玉米浸泡水利用，作為發(fā)酵原料，代替原來使用的玉米漿和部分一次水，以達到節(jié)水節(jié)能的目的。
本發(fā)明的技術方案如下:玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，其創(chuàng)新性在于，用玉米浸泡水代替生物素亞適量發(fā)酵工藝中的玉米漿制備發(fā)酵培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸。
前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的原料配比如下:淀粉水解糖:130 150g/L ;玉米浸泡水:100 150ml/L ;糖蜜:1.5-2.5g/L ;磷酸氫二鈉:1.6-1.8g/L ；氯化鉀:1-1.3g/L ;硫酸鎂:0.3-0.5g/L ;消泡劑:0.02-0.04g/L。
更優(yōu)選的是，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的原料配比如下:淀粉水解糖:130 150g/L ;玉米浸泡水:100 150ml/L ;糖蜜:2g/L ;磷酸氫二鈉:1.7g/L ;氯化鉀:1.2g/L ;硫酸鎂:0.4g/L;消泡劑:0.03g/L。[0009]前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，所述糖蜜為甘蔗糖蜜。
前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，所述發(fā)酵培養(yǎng)基pH:7.2 7.3。
前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，所述玉米浸泡水用量:120-130ml/L。更加優(yōu)選的是，所述玉米浸泡水用量:125ml/L。
前面所述的方法，優(yōu)選的方案是，包括步驟如下:
(I)沉淀:新鮮的玉米浸泡水于儲罐內沉淀24小時；
(2)除沉淀物:打開儲罐底閥，排除沉淀物，通過底閥前的視盅判斷排放料液的多少，當視盅無絮狀物時即排放完全；
(3)輸送:將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲罐內備用；
(4)配料:按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基；
(5)滅菌:將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的滅菌方式，溫度125_130°C，維持時間5-7分鐘，連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內降溫至33°C等待接種；
(6)接種發(fā)酵。
本發(fā)明用玉米浸泡水代替玉米漿進行配料，不僅可節(jié)省配料用的一次水，也大大節(jié)省玉米浸泡水進一步蒸發(fā) 濃縮所消耗的能源。本發(fā)明提供了一種玉米浸泡水的高效利用途徑，解決了利用玉米浸泡水生產(chǎn)玉米漿(粉)所造成的環(huán)境污染和能源消耗問題。
本發(fā)明利用玉米浸泡水進行谷氨酸生物素亞適量發(fā)酵工藝技術屬于廢物利用新技術。在谷氨酸生物素亞適量發(fā)酵工藝發(fā)酵過程中，玉米漿是其重要的原材料，玉米漿是玉米淀粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的浸泡水經(jīng)過蒸發(fā)濃縮得到的，用玉米浸泡水代替玉米漿配料，進行發(fā)酵，谷氨酸產(chǎn)酸指標未有明顯的降低。其工藝流程如下:所需原料按比例配料一滅菌接種一發(fā)酵一提取一谷氨酸。本發(fā)明不改變原有的發(fā)酵工藝流程，原料替代，實施方便，廢物利用的資源效益顯著。
所用玉米浸泡水是指玉米綜合加工濕法生產(chǎn)淀粉和葡萄糖過程中第一步所制備的玉米浸泡水。其制備方法與玉米濕法制備淀粉和葡萄糖液的玉米浸泡水相同，其加工流程為:玉米初清理一立筒庫一玉米后處理一在浸泡罐中加入水和亞硫酸進行浸泡一篩分一分水篩篩下物送下步工序配置發(fā)酵培養(yǎng)基。其浸泡操作工藝條件為:玉米:水:亞硫酸的重量用量比例為:1: 0.6: 0.02 ;浸泡溫度:49 53°C ;浸泡時間:54 72小時。
本發(fā)明人經(jīng)過對玉米浸泡水的成分、性質、生物活性功能等進行認真分析、檢測、研究后認為，玉米浸泡水匯總所含的有機氮源及無機物、微量元素、維生素等成分在品種和功能上與豆柏水解液基本相同，玉米浸泡水中幾乎包括了玉米粒中可溶性的全部營養(yǎng)成分，加上原來一部分不溶解的物質在浸泡過程中被乳酸水解轉化為可溶性物質，玉米浸泡中含有多種礦物質(如:κ、P)、多種維生物(VA、VB、VH、肌醇、胡蘿卜素等等)、可溶性蛋白及其降解物(肽類、各種氨基酸)，還含有乳酸、植酸和可溶性糖，營養(yǎng)物質品種和微量元素種類與玉米漿相同。在發(fā)酵培養(yǎng)基中的玉米漿用適量的玉米浸泡水替代，培養(yǎng)基中的維生素、微量元素和氨基酸維持不變，不會影響發(fā)酵產(chǎn)酸和糖酸轉化率。
經(jīng)研究實驗證明，在谷氨酸發(fā)酵過程中，可以用本發(fā)明所述的玉米浸泡水代替原已知配方中的所需用玉米漿，對谷氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)未產(chǎn)生負面影響。在已知的谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)方法中，采用生物素缺陷型棒桿菌，培養(yǎng)基中需要玉米漿作原料的，均可選用本發(fā)明所述的玉米浸泡水代替。
具體實施方式
下面結合實施例詳細說明本發(fā)明的技術方案，但保護范圍不限于此。
本發(fā)明將玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，是用玉米浸泡水代替生物素亞適量發(fā)酵工藝中的玉米漿制備發(fā)酵培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸。采用本發(fā)明所述的玉米浸泡水代替玉米漿制備的培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的操作方法和工藝控制條件，若不加特別說明，均與用玉米漿的培養(yǎng)基發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的公知操作方法和工藝控制條件一致。
實施例1:玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，具體包括步驟如下:
(I)沉淀:新鮮的玉米浸泡水于儲罐內沉淀24小時；
(2)除沉淀物:打開儲罐底閥，排除沉淀物，通過底閥前的視盅判斷排放料液的多少，當視盅無絮狀物時即排放完全；
(3)輸送:將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲罐內備用；
(4)配料:按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基；
所述發(fā)酵培養(yǎng)基的原料配比如下:淀粉水解糖:130g/L ;玉米浸泡水:100ml/L ;甘蔗糖蜜:1.5g/L ;磷酸氫二鈉:1.6g/L ;氯化鉀:lg/L ;硫酸鎂:0.3g/L ;消泡劑(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚):0.02g/L。所述發(fā)酵培養(yǎng)基pH:7.2。
(5)滅菌:將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的滅菌方式，溫度125_130°C，維持時間5-7分鐘，連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內降溫至33°C等待接種；
(6)接種發(fā)酵。
實施例2:玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，具體包括步驟如下:
(I)沉淀:新鮮的玉米浸泡水于儲罐內沉淀24小時；
(2)除沉淀物:打開儲罐底閥，排除沉淀物，通過底閥前的視盅判斷排放料液的多少，當視盅無絮狀物時即排放完全；
(3)輸送:將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲罐內備用；
(4)配料:按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基；
所述發(fā)酵培養(yǎng)基的原料配比如下:淀粉水解糖:150g/L ;玉米浸泡水:150ml/L ;甘蔗糖蜜:2.5g/L ;磷酸氫二鈉:1.8g/L ;氯化鉀:1.3g/L ;硫酸鎂:0.5g/L ;消泡劑(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚):0.04g/L。所述發(fā)酵培養(yǎng)基pH:7.3。
(5)滅菌:將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的滅菌方式，溫度125_130°C，維持時間5-7分鐘，連消好 的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內降溫至33°C等待接種；
(6)接種發(fā)酵(使用生物素缺陷型棒桿菌)。
實施例3:玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，具體包括步驟如下:
(I)沉淀:新鮮的玉米浸泡水于儲罐內沉淀24小時；
(2)除沉淀物:打開儲罐底閥，排除沉淀物，通過底閥前的視盅判斷排放料液的多少，當視盅無絮狀物時即排放完全；
(3)輸送:將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲罐內備用；
(4)配料:按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基；
所述發(fā)酵培養(yǎng)基的原料配比如下:淀粉水解糖:140g/L ;玉米浸泡水:120ml/L ;甘蔗糖蜜:2g/L ;磷酸氫二鈉:1.7g/L ;氯化鉀:1.2g/L ;硫酸鎂:0.4g/L ;消泡劑(聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚):0.03g/L。所述發(fā)酵培養(yǎng)基pH:7.2。
(5)滅菌:將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的滅菌方式，溫度125_130°C，維持時間5-7分鐘，連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內降溫至33°C等待接種；
(6)接種發(fā)酵(使用生物素缺陷型棒桿菌)。
實施例4:玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，步驟與實施例3相同，不同的是所述玉米浸泡水用量:130ml/L。
實施例5:玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，步驟與實施例3相同，不同的是所述玉米浸泡水用量:所述玉米浸泡水用量:125ml/L。
實驗例:按照實施例3-5的步驟，在75m3發(fā)酵罐分別連續(xù)進行了 10批發(fā)酵生產(chǎn)試驗，其它工藝參數(shù)一致，結果如下表:
權利要求
1.玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，其特征是，用玉米浸泡水代替生物素亞適量發(fā)酵工藝中的玉米漿制備發(fā)酵培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸； 具體步驟如下: (1)沉淀:新鮮的玉米浸泡水于儲罐內沉淀24小時； (2)除沉淀物:打開儲罐底閥，排除沉淀物，通過底閥前的視盅判斷排放料液的多少，當視盅無絮狀物時即排放完全； (3)輸送:將除沉淀的玉米浸泡水用泵輸送到發(fā)酵配料崗位的儲罐內備用； (4)配料:按照配比，將各種原料稱量好，溶解完全配成發(fā)酵培養(yǎng)基； (5)滅菌:將配好的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌，采用連消的滅菌方式，溫度125-130°C，維持時間5-7分鐘，連消好的培養(yǎng)基在發(fā)酵罐內降溫至33°C等待接種； (6)接種發(fā)酵； 所述發(fā)酵培養(yǎng)基的原料配比如下:淀粉水解糖:130 150g/L ;玉米浸泡水:100 150ml/L ;糖蜜:1.5-2.5g/L ;磷酸氫二鈉:1.6-1.8g/L ;氯化鉀:1_1.3g/L ；硫酸鎂:0.3-0.5g/L ;消泡劑:0.02-0.04g/L ;所述消泡劑為聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚。
2.根據(jù)權利要求
1所述的方法，其特征是，所述發(fā)酵培養(yǎng)基的原料配比如下:淀粉水解糖:130 150g/L ;玉米浸泡水:100 150ml/L ;糖蜜:2g/L ;磷酸氫二鈉:1.7g/L ;氯化鉀:1.2g/L ;硫酸鎂:0.4g/L ;消泡劑:0.03g/L。
3.根據(jù)權利要求
1或2所述的方法，其特征是，所述糖蜜為甘蔗糖蜜。
4.根據(jù)權利要求
1或2所述的方法，其特征是，所述發(fā)酵培養(yǎng)基pH:7.2 7.3。
5.根據(jù)權利要求
1或2所述的方法，其特征是，所述玉米浸泡水:120-130ml/L。
6.根據(jù)權利要求
5所述的方法，其特征是，所述玉米浸泡水:125ml/L。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種玉米浸泡水用于生物素亞適量發(fā)酵工藝生產(chǎn)谷氨酸的方法，其創(chuàng)新性在于，用玉米浸泡水代替生物素亞適量發(fā)酵工藝中的玉米漿制備發(fā)酵培養(yǎng)基，發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸。該工藝技術操作方便，節(jié)水節(jié)能，有利于降低谷氨酸的發(fā)酵成本，適于在生產(chǎn)中全面推廣。本發(fā)明不僅可節(jié)省配料用的一次水，也大大節(jié)省玉米浸泡水進一步蒸發(fā)濃縮所消耗的能源，解決了利用玉米浸泡水生產(chǎn)玉米漿(粉)所造成的環(huán)境污染和能源消耗問題，同時其產(chǎn)酸率和糖酸轉化率也有所提高。
文檔編號C12P13/14GKCN102154397 B發(fā)布類型授權 專利申請?zhí)朇N 201010599682
公開日2013年8月14日 申請日期2010年12月22日
發(fā)明者楊玉嶺, 岳希金, 張恒志, 滿德恩, 郭脈海 申請人:菱花集團有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (2), 非專利引用 (1),