[發明專利]一種利用棉籽餅粕制備復合氨基酸液的方法

有效

• 申請號: 201410101521.6
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103937846A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 張劍;高冰;張開誠;楊明
• 申請（專利權）人: 武漢輕工大學
• 主分類號: C12P13/00
• 分類號: C12P13/00;C12R1/685;C12R1/69;C12R1/865;C12R1/125;C12R1/10
• 代理公司: 武漢荊楚聯合知識產權代理有限公司 42215
• 代理人: 劉牧

技術領域

本發明涉及一種以棉籽餅粕為原料，多菌種協同發酵制備復合氨基酸液的方法，適用于提高原料利用率、降低生產成本、避免毒性副產物產生、提高產品的附加值。

背景技術

氨基酸及其衍生物在醫藥、食品、農業和林業等領域得到了廣泛應用。單一氨基酸常見的生產方法有化學合成法和發酵法兩種。化學合成法工藝復雜，成本高昂，且品種不全。微生物發酵法產率低，產品濃縮能耗大，品種也不全。復合氨基酸的制備多以動物的血液、毛發、動物殘體以及植物蛋白為原料，通過生物轉化（直接發酵和酶轉化）、化學分解、抽提三種方式實現。

棉籽餅粕是棉籽經榨油后的副產物，不僅含纖維素，其粗蛋白含量也高達33%‐42%。與豆粕和菜籽餅粕等植物蛋白源相比，棉籽餅粕除了賴氨酸和蛋氨酸含量略低外，其他氨基酸含量都與前者十分接近，棉籽餅粕中的精氨酸含量甚至遠高于前者。除此之外，棉籽餅粕中的精氨酸和賴氨酸比高達2.7以上，為正常值的2倍，可見，棉籽餅粕是上好的植物蛋白源。但由于游離棉酚的存在，棉籽餅粕的利用價值大打折扣，長期以來，棉籽餅粕多充當肥料使用，性價比低下。

中國專利：申請公布號為CN1733925A，公布日為2006年2月15日的發明專利公開了一種用廢棄蛋白制備復合氨基酸液的方法，該方法先將豆粕、菜籽餅及棉籽餅進行除雜、粉碎、過篩，用稀硫酸或稀鹽酸浸泡、蒸煮，再采用細菌中性蛋白酶對其進行酶水解，然后加入食用級純鹽酸對其進行酸水解。雖然該發明操作簡單，安全可靠，但仍然存在以下缺陷：

1、在用稀硫酸或稀鹽酸浸泡的過程中，原料中的部分纖維素和蛋白質被水解，其水解產物溶于上清液中被除去，因此，原料中纖維素和蛋白質的利用率較低，同時，被濾去的上清液的處理也是一個難題；

2、在酶水解步驟中，中性蛋白酶的使用不僅提高了整個制備工藝的成本，而且其水解蛋白的能力有限，因此在酸水解步驟中需將水解液中酸的體積百分比濃度調節至33%‐50%，即酸的質量百分比濃度為12%‐18%，該酸度條件很容易產生有機毒物氯丙醇，導致終產品喪失實用性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的原料利用率低、生產成本高、易產生毒性副產物的問題，提供一種能夠有效提高原料利用率、降低生產成本、避免毒性副產物產生的利用棉籽餅粕制備復合氨基酸液的方法。

為實現以上目的，本發明提供了以下技術方案：

一種利用棉籽餅粕制備復合氨基酸液的方法，該制備方法依次包括以下工藝：

棉籽餅粕的預處理工藝：將經機械粉碎后的棉籽餅粕與水等質量混勻后于110‐130℃蒸煮15‐20min以形成待水解物料；

菌酶水解工藝：先將待水解物料冷卻至30‐36℃，再于該溫度下分別接種黑曲霉（Aspergillus?niger）、米曲霉（Aspergillus?oryzae）、釀酒酵母（Saccharomyces?cerevisiae），隨后在相對濕度為80%‐88%、且有氧的條件下培養15‐20h以形成一級酶解體系，然后向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌（Bacillus?subtilis）、地衣芽孢桿菌（Bacillus?licheniformis）繼續有氧培養18‐32h以形成發酵液，其中，所述黑曲霉、米曲霉、釀酒酵母、枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌的接種量都為棉籽餅粕質量的0.2%‐0.5%；

酸水解工藝：先向發酵液中添加質量分數為36%的食用級濃鹽酸，再于85‐95℃水解10‐15h，其中，所述食用級濃鹽酸的添加質量為待水解物料質量的0.7‐0.9倍；

過濾中和工藝：先采用300目濾布對經酸水解后的發酵液進行過濾以得到濾液，再用固體碳酸鈉或固體碳酸氫鈉將濾液的pH值調至1.5‐3.2以形成固液混合體系，然后對該固液混合體系進行過濾以得到復合氨基酸液，此時，復合氨基酸液的制備完成。

所述菌酶水解工藝中，先向一級酶解體系中分別接種枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌有氧培養8‐12h以形成二級酶解體系，再向二級酶解體系中補加水，然后將補加水后的二級酶解體系的pH值調至5.0‐7.0，并于50‐58℃下繼續有氧培養10‐20h以形成發酵液，其中，補加的水與待水解物料的質量比為2.5‐3.5∶1。

所述過濾中和工藝中，在采用300目濾布對經酸水解后的發酵液進行過濾之前，先用100目雙層紗布對其進行粗濾。

所述過濾中和工藝中，在對固液混合體系進行過濾之前，先于室溫下將其靜置1‐4h。

所述制備方法還包括復合氨基酸液的精制工藝，該工藝位于過濾中和工藝之后；