[發明專利]小麥麩皮提取蛋白并全水解發酵生產丙酮、丁醇及乙醇的方法

有效

• 申請號: 201210271581.3
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN102766192A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 沈兆兵;劉莉;史吉平;孫俊松;王建平;林增祥;姜標
• 申請（專利權）人: 上海中科高等研究院
• 主分類號: C07K1/30
• 分類號: C07K1/30;C12P7/36;C12P7/16;C12P7/08;C12R1/145
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 許亦琳;余明偉

技術領域

本發明涉及一種小麥麩皮提取蛋白并全水解發酵生產丙酮、丁醇及乙醇的方法。

背景技術

小麥麩皮是小麥粉碎生產面粉過程中的副產品，在我國儲量100萬噸/年，其中殘留淀粉含量約25%，蛋白含量15-20%，纖維素含量約10%，半纖維素約15%，木質素約3%，目前小麥麩皮主要用作飼料，綜合利用效率不高。

從小麥麩皮的原料組成來分析，首先其蛋白含量較高，而且麩皮蛋白和小麥蛋白相比，具有更高的清蛋白和球蛋白含量以及賴氨酸含量，比小麥蛋白的營養價值和生理價值更高，可以用作多種食品添加劑，如飲料、肉制品、冰淇淋等。

其次，小麥麩皮中的碳水化合物（殘留淀粉、纖維素、半纖維素）含量約占50%，將其全水解為可發酵糖，非常適合丙酮丁醇發酵。丁醇是新一代的生物燃料，與現有的生物燃料相比，丁醇與汽油的混合比更高，無需對車輛進行改造，同時具有顯著的環境效益，能降低溫室氣體的排放，在未來的運輸燃料結構中將會占有重要的比重，同時丁醇還是一種大宗化工原料；丙酮可作為制造醋酸纖維素膠片薄膜、塑料和涂料的溶劑，又可用于生產甲基丙烯酸甲酯（MMA）、雙酚A、醇醛縮合物等化工產品。乙醇是良好的有機溶劑和消毒劑，其殺菌作用較快，消毒效果可靠，對人刺激性小，無毒，對物品無損害，多用于皮膚消毒以及醫療器械臨床的消毒。

丙酮丁醇的生產方法有化學合成法和微生物發酵法，微生物發酵法主要利用糧食為原料，由于糧食成本高，微生物發酵法生產丙酮丁醇在90年代初，被日益成熟、成本低廉的石油化工法所取代。近年來隨著石油資源的日趨減少和環境問題的不斷惡化，利用可再生資源微生物發酵生產丙酮丁醇等大宗化工能源產品，重新引起世界各國的普遍關注。

目前利用麩皮中的殘留淀粉發酵丙酮丁醇或者堿法提取小麥麩皮蛋白已有報道，但是未見利用小麥麩皮中的纖維質糖進行發酵丙酮丁醇的報道，更未見超微氣流粉碎技術在小麥麩皮綜合開發中的應用，尤其是經過超微氣流粉碎后提取小麥麩皮蛋白并聯產丙酮丁醇的綜合開發技術更為鮮見。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術中的缺陷，提供一種小麥麩皮提取蛋白并全水解發酵生產丙酮、丁醇及乙醇的方法。

本發明將小麥麩皮經超微氣流粉碎后堿法提取蛋白，殘渣全水解后發酵生產丙酮、丁醇及乙醇。

本發明所要解決的技術問題由以下技術方案來實現：

一種小麥麩皮提取蛋白并全水解發酵生產丙酮、丁醇及乙醇的方法，包括如下步驟：

A.超微氣流粉碎：小麥麩皮經超微氣流粉碎至粒徑為500-4000目；

B.堿提酸沉法提取小麥麩皮蛋白；

C.全水解：堿提酸沉法提取小麥麩皮蛋白后的殘渣按照水解后總糖重量體積百分比濃度為4-6%（4-6g總糖/100ml水解液）加水混合，加入高溫淀粉酶、糖化酶、纖維素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶對殘渣中的淀粉、纖維素、半纖維素進行全水解，得到水解液；

D.發酵：水解液接種丙酮丁醇梭菌（Clostridium?acetobutylicum），33-38℃厭氧培養35-55小時獲得發酵產物；

E.從發酵后的水解液中分離丙酮、丁醇及乙醇。

在步驟A中：

粉碎粒徑優選2000-4000目。

在步驟B中，

所述堿提酸沉法提取小麥麩皮蛋白包括下列步驟：

1）堿提：超微氣流碎得到的麩皮按照固液比1:1-1:20，加入濃度不高于1mol/L的堿液，20-90℃下浸泡0.1-20小時；

2）將堿提產物進行固液分離獲得液體與固形物；

3）酸沉：將經步驟2）分離得到的液體加酸進行沉淀，洗滌沉淀物；

4）干燥：沉淀物干燥處理獲得小麥麩皮蛋白；

步驟1）中：

固液比1:1-1:20即指固體與液體的混合重量體積比例為：1g固體：1ml液體-1g固體：20ml液體。

所述固液比優選1:6-1:12，具體可選1:6，1:8，1:10，1:12。

所述堿濃度優選0.01-0.1mol/L，更優選0.03-0.07mol/L,具體可選0.03mol/L，0.04mol/L，0.05mol/L，0.06mol/L。

所述堿液可為堿提中常用堿液，包含但不限于氫氧化鈉。

所述堿提溫度優選30-70℃，具體可選30℃，40℃，50℃，60℃，70℃。