[發(fā)明專利]酶解玉米生產(chǎn)淀粉的綜合工藝及其設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310332988.7
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN103360501A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬吉銀;劉鴻;曹洪;劉鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 寧夏伊品生物科技股份有限公司
• 主分類號: C08B30/04
• 分類號: C08B30/04;C12N9/42;C12N15/56;C12N15/81;C12N1/19
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技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明屬于酶發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及酶解玉米生產(chǎn)淀粉的綜合工藝流程以及其中所用的設(shè)備。

背景技術(shù)

玉米是世界上主要糧食作物之一，我國玉米產(chǎn)量為1億噸左右。玉米最有價值的部分是其子粒。子粒的表面覆蓋著皮層，在皮層的下面是胚芽和胚乳，其中胚芽含油量高，韌性強(qiáng)；而胚乳的外層包裹著糊粉層（渣皮），而里面充滿淀粉顆粒。玉米子粒營養(yǎng)成分豐富，除了淀粉之外，還包括蛋白質(zhì)、油脂、纖維素、可溶性糖、礦物質(zhì)等。

為了有效利用玉米中的各營養(yǎng)成分，目前國內(nèi)玉米淀粉加工中大多采用的是如圖1所示的綜合加工流程，通過各個工序分別得到玉米漿、玉米胚芽及胚芽油、玉米纖維、玉米蛋白和玉米淀粉。這些工序及其設(shè)備除了表述方式略有不同之外，在中國專利02144742和中國專利申請200510135112中都有詳細(xì)內(nèi)容的介紹，而且這兩個專利文獻(xiàn)還詳細(xì)闡述了工藝中廢水的循環(huán)利用，但是沒有對浸泡工藝和干燥后廢氣排放及綜合利用方面有所啟示。

在上述過程中，首先的步驟是浸泡，即將玉米子粒在50℃左右的約0.3%（w/w）亞硫酸水溶液中常壓浸泡72小時左右。這一步驟對充分分離玉米漿和其他產(chǎn)物來說至關(guān)重要，但是由于使用了亞硫酸，造成在后續(xù)步驟中的液體和氣體中不可避免的會產(chǎn)生二氧化硫污染物。為此，中國專利申請200810051296公開了一種新的玉米淀粉生產(chǎn)中的浸泡方法，其中在加壓環(huán)境中浸泡玉米，浸泡液中使用了高濃度的蛋白酶和纖維素酶。該方法的特點(diǎn)是不使用而且也不能使用亞硫酸浸泡，因?yàn)槠渲兴褂玫氖袌鲣N售的蛋白酶和纖維素酶在pH中性乃至堿性的環(huán)境中才有高活性，在加了亞硫酸的pH酸性環(huán)境中活性很低乃至喪失，因而其具有減少二氧化硫污染和浸泡時間短的優(yōu)點(diǎn)。

但是，該方法也有如下缺點(diǎn)：浸泡需要使用加壓容器，這對于該專利申請中以10L規(guī)模進(jìn)行的試驗(yàn)室測試來說是可行的，但是現(xiàn)在工廠生產(chǎn)中動輒以噸計(jì)的常壓浸泡罐，幾乎無法改造成加壓容器，需要全部更換，成本不菲而且造成了原有浸泡罐的浪費(fèi)；加壓需要的運(yùn)行和維護(hù)成本較高，而且加壓后比常壓運(yùn)行多了一個事故隱患，即隨著設(shè)備的老化，加壓會引起壓力容器的爆炸，這對于安全生產(chǎn)被日益重視的今天，也是不容易推廣的；其中使用的蛋白酶和纖維素酶的用量較大，成本較高，而且這是長期的運(yùn)行成本；其中使用了蛋白酶，造成蛋白質(zhì)降解為水溶性多肽和氨基酸而流失，從而使得后續(xù)的玉米蛋白質(zhì)產(chǎn)量大幅降低，極大減少了一個較高利潤的產(chǎn)品的產(chǎn)量。另外，雖然該方法浸泡時間短，但是由于目前國內(nèi)玉米淀粉加工業(yè)普遍在較偏遠(yuǎn)地區(qū)，場地充足，加之常壓浸泡罐便宜而且易于維護(hù)，目前已經(jīng)普遍采用大量浸泡罐并行運(yùn)行來克服浸泡時間長的缺點(diǎn)。

本發(fā)明人經(jīng)過長期的研究并結(jié)合目前國內(nèi)玉米淀粉加工業(yè)的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)采用亞硫酸浸泡的現(xiàn)有玉米深加工技術(shù)都只著重于治理液體中的二氧化硫，而無論胚芽的處理、纖維的獲得、蛋白的制備，還是最終獲得淀粉成品，都需要干燥機(jī)來干燥，干燥蒸發(fā)出的氣體含有較多二氧化硫被排除污染環(huán)境，因而發(fā)明了一套新的技術(shù)方案，在無需更換目前使用的浸泡罐等設(shè)備的情況下，首先，在浸泡過程中使用了本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)的耐酸性纖維素酶，可以有效降低浸泡過程中亞硫酸的使用量，在保持浸泡效果的情況下，減少干燥蒸發(fā)出的氣體中二氧化硫的含量；其次，收集干燥蒸發(fā)出的氣體，通過本發(fā)明人組合設(shè)計(jì)的尾氣處理設(shè)備，不但使得氣體的熱能得到有效利用，而且進(jìn)一步脫除氣體中的二氧化硫，使得氣體排放中的二氧化硫濃度低于5mg/立方米。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供新的酶解玉米深加工的方法，其在使用常壓浸泡設(shè)備的情況下，通過加入新的耐酸性纖維素酶，減少了亞硫酸的用量，從源頭上控制了二氧化硫氣體的產(chǎn)生，而且添加了新的干燥尾氣處理設(shè)備，不但充分利用了尾氣的熱能，而且基本上消除尾氣中的二氧化硫，使得對環(huán)境友好。另外，本發(fā)明還提供了新的耐酸性纖維素酶和新的干燥尾氣處理設(shè)備。

具體而言，在第一個方面，本發(fā)明提供了酶解玉米深加工的方法，其包括在亞硫酸水溶液中浸泡清除雜質(zhì)后的玉米子粒并將浸泡液經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)成玉米漿，粗磨破碎浸泡得到的固體物并將粗磨破碎出的胚芽依次進(jìn)行洗滌、脫水、干燥和榨油處理，精磨篩洗粗磨破碎出的胚乳并將精磨篩洗出的渣皮依次進(jìn)行脫水和干燥從而獲得纖維，經(jīng)分離機(jī)分離精磨篩洗得到的粗淀粉乳并將分離出的麩質(zhì)水依次進(jìn)行濃縮和干燥從而獲得蛋白粉，以及將分離出的淀粉依次進(jìn)行洗滌、脫水和干燥從而獲得淀粉成品，其特征在于，

????所述亞硫酸水溶液中加入如下（a）或（b）的耐酸性纖維素酶，

???????（a）由SEQ?ID?NO：2所示的氨基酸序列組成的纖維素酶；