專利名稱：利用玉米皮生產(chǎn)單細胞蛋白和l-阿拉伯糖的方法
利用玉米皮生產(chǎn)單細胞蛋白和L-阿拉伯糖的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用玉米皮生產(chǎn)單細胞蛋白和阿拉伯糖的方法，特別是以玉米皮 水解液為原料同時生產(chǎn)單細胞蛋白和阿拉伯糖的新方法，包括玉米皮水解，單細胞蛋白制 備菌種選擇，L-阿拉伯糖的結晶等方法。
背景技術：
我國是玉米生產(chǎn)大國，作為玉米淀粉加工業(yè)中的主要副產(chǎn)物，每年有大量的玉米 皮產(chǎn)出，其中主要成分是半纖維素、纖維素和蛋白質(zhì)。但目前很多企業(yè)只將其用作飼料或廢 棄，造成很大的資源浪費，因此玉米皮的合理利用顯得非常重要。玉米皮中含有40%左右的 半纖維，主要是阿拉伯木聚糖，是由木糖和阿拉伯糖通過β-1，4-糖苷鍵連接而成，可通過 稀酸水解得到木糖和阿拉伯糖，同時部分纖維素水解為葡萄糖。玉米皮水解液中的L-阿拉伯糖屬于五碳醛糖，是一種沒有熱量的甜料，可抑制水 解雙糖的酶，抑制因攝入蔗糖而導致的血糖升高，可以抑制肥胖、預防并治療與高血糖相關 的疾病，具有較高的經(jīng)濟價值和研究前景。玉米皮水解液中的葡萄糖和木糖可用于發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白(飼料酵母)，每 克飼料酵母中酵母菌的菌體數(shù)應在150億以上，飼料酵母是優(yōu)質(zhì)蛋白飼料，粗蛋白一般在 45%以上；賴氨酸含量較高，含豐富的B族維生素，還含有未知促生長因子。飼料酵母中鋅、 硒、鐵的含量很高，而且磷的吸收率對魚類而言可達93%，是所有常規(guī)飼料原料中利用率最 高的。飼料酵母可廣泛用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，是魚粉的最佳代替品，可降低養(yǎng)殖業(yè)的成本，具有 極大的經(jīng)濟效益和社會效益。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決玉米淀粉加工業(yè)中的玉米皮利用效率低和環(huán)境污染的問題， 提供一種利用玉米皮生產(chǎn)單細胞蛋白和L-阿拉伯糖的方法，以提高玉米皮綜合利用效率， 提高玉米淀粉加工業(yè)企業(yè)的經(jīng)濟效益，降低環(huán)境污染。本發(fā)明以玉米皮水解液生產(chǎn)單細胞蛋白和L-阿拉伯糖，既可以提高淀粉生產(chǎn)企 業(yè)的經(jīng)濟效益，又能降低環(huán)境污染，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，可謂一舉兩得。本發(fā)明提供的利用玉米皮生產(chǎn)單細胞蛋白和L-阿拉伯糖的方法包括第1、以玉米皮為原料，進行稀酸水解，得到玉米皮稀酸水解液；第2、選用能快速優(yōu)先利用木糖和葡萄糖的熱帶假絲酵母菌種發(fā)酵玉米皮稀酸水 解液中的木糖和葡萄糖生產(chǎn)單細胞蛋白，假絲酵母的培養(yǎng)條件為溫度28°C，初始pH 4.0， 搖床轉速160轉/分，培養(yǎng)時間55小時；第3、將第2步發(fā)酵得到的發(fā)酵液離心，收集菌體干燥制得單細胞蛋白，得率為 13.2% (玉米皮計)，并得到以阿拉伯糖為主要成分的發(fā)酵清液；第4、將第3步離心后得到的發(fā)酵清液經(jīng)活性炭脫色、離子交換除雜、濃縮、結晶得 到L-阿拉伯糖晶體產(chǎn)品，得率為6. 8% (玉米皮計)
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明以淀粉工業(yè)的廢棄物為原料，原料來源廣泛且價格低廉，采用化學和生物 法相結合的生產(chǎn)方法，選取能特異性利用木糖和葡萄糖，而幾乎不利用阿拉伯糖的酵母菌 種，發(fā)酵玉米皮稀酸水解液中的木糖和葡萄糖生產(chǎn)單細胞蛋白，同時經(jīng)離子交換、結晶制備 L-阿拉伯糖晶體產(chǎn)品，提高了玉米皮水解液中各種單糖的綜合利用價值。具有工藝簡單，經(jīng) 濟效益顯著的特點，同時還解決了玉米皮處理不當造成的環(huán)境污染問題。

圖1為利用玉米皮生產(chǎn)單細胞蛋白和L-阿拉伯糖的工藝流程。
具體實施方式實施例1 玉米皮稀酸水解液的制備步驟如下(1)準確稱取IOg烘干后的玉米皮放入250mL三角瓶中加入稀硫酸水解，硫酸濃度 1. 5% ；液固比10 1，水解溫度115°C，水解時間3小時，采用HPLC測定主要單糖含量，結 果如下表1玉米皮水解液中各種糖的含量
權利要求
一種利用玉米皮生產(chǎn)單細胞蛋白和L 阿拉伯糖的方法，其特征在于該方法包括第1、以玉米皮為原料，進行稀酸水解，得到玉米皮稀酸水解液；第2、選用能快速優(yōu)先利用木糖和葡萄糖的酵母菌種發(fā)酵玉米皮稀酸水解液中的木糖和葡萄糖生產(chǎn)單細胞蛋白；第3、將第2步的發(fā)酵液進行離心分離，收集菌體，得到單細胞蛋白；第4、將第3步離心分離后的發(fā)酵清液經(jīng)離子交換、結晶得到L 阿拉伯糖晶體產(chǎn)品。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于第2步所述的能夠快速優(yōu)先利用木糖和葡 萄糖的酵母菌種為熱帶假絲酵母。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于所述的假絲酵母的培養(yǎng)條件為溫度28°C， 初始pH 4. 0，搖床轉速160轉/分，培養(yǎng)時間55小時，發(fā)酵結束后，離心，收集菌體，干燥得 到單細胞蛋白，得率為13.2% (玉米皮計)，并得到以阿拉伯糖為主要成分的發(fā)酵清液。
4.根據(jù)權利要求1至3中所述的方法，其特征在于第4步L-阿拉伯糖的制備是將離心 后得到的發(fā)酵清液經(jīng)脫色、離子交換、濃縮、結晶得到L-阿拉伯糖晶體產(chǎn)品，產(chǎn)品得率以玉 米皮計為6.8%。
全文摘要
一種利用玉米皮(淀粉生產(chǎn)廢棄物)生產(chǎn)單細胞蛋白和L-阿拉伯糖的方法。首先以玉米皮為原料進行稀酸水解，得到玉米皮水解液；選用能快速優(yōu)先利用葡萄糖和木糖而幾乎不利用L-阿拉伯糖的酵母菌種即假絲酵母，利用所選菌種發(fā)酵玉米皮稀酸水解液中的木糖和葡萄糖，發(fā)酵液進行離心分離，收集菌體，得到單細胞蛋白，其發(fā)酵清液經(jīng)離子交換、結晶得到L-阿拉伯糖晶體產(chǎn)品。本發(fā)明以淀粉工業(yè)的廢棄物為原料，原料來源廣泛且價格低廉，采用化學和生物相結合的方法同時生產(chǎn)單細胞蛋白和L-阿拉伯糖，該方法具有工藝簡單，經(jīng)濟效益顯著的特點，可大大提高玉米皮的綜合利用價值，同時解決環(huán)境污染的問題。
文檔編號C12P19/02GK101974431SQ20101029911
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月8日 優(yōu)先權日2010年10月8日 公開號201010299111.9
發(fā)明者張翠英, 杜麗平, 蓋偉東, 肖冬光, 郭學武, 陳葉福 申請人:天津科技大學