利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氨基葡萄糖(Glucosamine)，2_氨基_2_脫氧_D_葡萄糖，簡稱氨糖，是具有重要應(yīng)用價值的骨關(guān)節(jié)炎的膳食補充劑和臨床治療的輔助用藥，能夠強化軟骨結(jié)構(gòu)，預(yù)防關(guān)節(jié)病變，修復(fù)骨質(zhì)疏松導(dǎo)致的軟骨受損，舒緩關(guān)節(jié)炎引起的疼痛、僵硬和腫脹。隨著世界范圍內(nèi)的人口結(jié)構(gòu)的老齡化趨勢，骨關(guān)節(jié)炎患者愈來愈多，氨糖作為膳食補充劑大量用于骨關(guān)節(jié)炎的預(yù)防和輔助治療，全球氨糖市場已發(fā)展到3萬噸，相關(guān)制品的產(chǎn)值在40億美元左右。
[0003]伴隨著氨糖市場的快速發(fā)展，其產(chǎn)品品質(zhì)和原料來源問題逐漸突出。目前市場上的氨糖主要為甲殼源氨糖，是以蝦蟹殼中的甲殼素為原料，依次通過堿浸脫除蛋白質(zhì)、酸浸去除礦物質(zhì)等多個步驟進行生產(chǎn)的，盡管最終產(chǎn)品純度均能夠滿足醫(yī)藥和食品標(biāo)準(zhǔn)，但仍然存在微量的過敏因子，容易引發(fā)皮疹、騷癢、腹瀉、過敏性哮喘等癥狀。尤其在歐美市場，有大量的人群是蝦蟹蛋白過敏者。與此同時，伊斯蘭教國家及一些崇尚素食的人群拒絕帶有蝦蟹原料氣味的甲殼源氨糖。近年來，國際市場上產(chǎn)生了安全性更好的植物源氨糖，其生產(chǎn)的原料不是來自動物的甲殼素，而是來自于植物原料轉(zhuǎn)化而成的真菌幾丁質(zhì)。
[0004]高等真菌或絲狀真菌的細(xì)胞壁均含有幾丁質(zhì)，如金針菇、猴頭菌、黑曲霉、犁頭霉、赤霉菌、木霉等均含有較多的幾丁質(zhì)，其含量從5%到15%不等。絲狀真菌容易培養(yǎng)，對營養(yǎng)和培養(yǎng)條件要求不高，可通過現(xiàn)代發(fā)酵進行大規(guī)模培養(yǎng)，同時，食品發(fā)酵工業(yè)中也大量使用絲狀真菌進行生產(chǎn)，如果從這些廢棄的菌絲體中制備氨糖，就可以變廢為寶，實現(xiàn)副產(chǎn)物的資源化和高值化開發(fā)，是保護環(huán)境、創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)環(huán)境的一舉多得的好事。如檸檬酸發(fā)酵工業(yè)，每年產(chǎn)生廢棄黑曲霉近20萬噸，至少可以提取5000噸氨糖。此外，近年來全國各地建成了大量的工廠化食用菌生產(chǎn)，其廢棄的菌根和菌渣也是生產(chǎn)氨糖的較好原料，目前這些廢棄物基本沒有實現(xiàn)高值化加工，大多數(shù)是還田或直接燒掉。因此，在我國發(fā)展植物源氨糖有著十分良好的資源條件，如能夠建立起高效的資源利用途徑，將對我國的食品發(fā)酵工業(yè)、食用菌產(chǎn)業(yè)化起到積極的推動作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是提供一種利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法。
[0006]技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，具體是按如下步驟進行:
[0007]向12?20份玉米渣中加入2?3份硫酸銨、I?2份磷酸鉀，0.5?I份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50?60份水，加熱至100°C?120°C維持15?20min，然后冷卻至25?30°C時接入綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為48?50h，然后抽真空，降低溫度，放置24?30h;然后進行超聲提取，分離，得到氨基葡萄糖。
[0008]具體的，上述步驟中所述的抽真空，其真空度為-0.2?-0.1兆帕。所述的降低溫度，降至-10?-5 °C。
[0009]具體的，上述步驟中所述的綠色毛霉袍子的濃度為5X 108/mL。
[0010]具體的，上述步驟中所述的超聲提取，超聲功率為60W;超聲溫度為40°C;超聲時間為20?30min。
[0011]進一步研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)，在于所述的超聲提取之前，向原料中加入濃度為0.1?
0.2mol/L的醋酸I?2份。提取效果有所提升。當(dāng)，在所述的超聲提取之時，向原料中加入淀粉I份。提取效果進一步提升。
[0012]有益效果:本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中原料幾丁質(zhì)含量低、提取效率低、精制工藝難等瓶頸問題，提升了氨糖產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和綜合效益。
[0013]本發(fā)明采用工業(yè)發(fā)酵檸檬酸的廢棄玉米渣(含菌絲體)和食用菌工廠化栽培產(chǎn)生的大量菌根、菌渣為原料進行PGS生產(chǎn)，既變廢為寶，實現(xiàn)了大宗廢棄物的資源化和高值化利用，同時解決了氨糖產(chǎn)業(yè)的原料不足問題，并對資源產(chǎn)業(yè)鏈延伸、農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和產(chǎn)業(yè)環(huán)境的改善具有重要意義。
[0014]本發(fā)明所的到的產(chǎn)品植物源氨基葡萄糖(PGS)具有高純度、無甲殼致敏源、無腥味、無重金屬污染的特點，是促進關(guān)節(jié)軟骨恢復(fù)、緩解骨關(guān)節(jié)痛、輔助治療骨關(guān)節(jié)炎的重要醫(yī)藥和功能食品原料。
【具體實施方式】
:
[0015]實施例1
[0016]向12份玉米渣中加入2份硫酸銨、I份磷酸鉀，0.5失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50份水，加熱至100°(:維持151^11，然后冷卻至25°(:時接入濃度為5\108/11^的綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為48h，然后抽真空，真空度為-0.2兆帕，降低溫度至-10°C，放置24h;然后在超聲功率為60W，超聲溫度為40°C的條件下進行超聲提取20min，分離，得到氨基葡萄糖，純度為88 %。
[0017]實施例2
[0018]向20份玉米渣中加入3份硫酸銨、2份磷酸鉀，I份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入60份水，加熱至120°(:維持201^11，然后冷卻至30°(:時接入濃度為5\108/11^的綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為50h，然后抽真空，真空度為-0.1兆帕，降低溫度至-50C，放置30h ；然后在超聲功率為60W，超聲溫度為400C的條件下進行超聲提取30min，分離，得到氨基葡萄糖，純度為87 %。
[0019]實施例3
[0020]向12份玉米渣中加入2份硫酸銨、I份磷酸鉀，0.5失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50份水，加熱至100°(:維持151^11，然后冷卻至25°(:時接入濃度為5\108/11^的綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為48h，然后抽真空，真空度為-0.2兆帕，降低溫度至-10°C，放置24h;加入濃度為0.1?0.2mol/L的醋酸I?2份，攪拌30min，然后在超聲功率為60W，超聲溫度為40°C的條件下進行超聲提取20min，分離，得到氨基葡萄糖，純度為92%。[0021 ] 實施例4
[0022]向20份玉米渣中加入3份硫酸銨、2份磷酸鉀，I份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入60份水，加熱至120°(:維持201^11，然后冷卻至30°(:時接入濃度為5\108/11^的綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為50h，然后抽真空，真空度為-0.1兆帕，降低溫度至_5°C，放置30h;加入濃度為0.1?0.2mol/L的醋酸I?2份，攪拌30min，然后在超聲功率為60W，超聲溫度為40°C的條件下進行超聲提取30min，分離，得到氨基葡萄糖，純度為91 %。
[0023]實施例5
[0024]向12份玉米渣中加入2份硫酸銨、I份磷酸鉀，0.5失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50份水，加熱至100°(:維持151^11，然后冷卻至25°(:時接入濃度為5\108/11^的綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為48h，然后抽真空，真空度為-0.2兆帕，降低溫度至-10°C，放置24h;加入濃度為0.1?0.2mol/L的醋酸I?2份，攪拌30min，然后加入淀粉I份，在超聲功率為60W，超聲溫度為40°C的條件下進行超聲提取20min，分離，得到氨基葡萄糖，純度為96 %。
[0025]實施例6
[0026]向20份玉米渣中加入3份硫酸銨、2份磷酸鉀，I份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入60份水，加熱至120°(:維持201^11，然后冷卻至30°(:時接入濃度為5\108/11^的綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為50h，然后抽真空，真空度為-0.1兆帕，降低溫度至_5°C，放置30h;加入濃度為0.1?0.2mol/L的醋酸I?2份，攪拌30min，然后在超聲功率為60W，超聲溫度為40°C的條件下進行超聲提取30min，分離，得到氨基葡萄糖，純度為98%。
【主權(quán)項】
1.一種利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于按如下步驟進行:向12?20份玉米渣中加入2?3份硫酸銨、I?2份磷酸鉀，0.5?I份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50?60份水，加熱至100°C?120°C維持15?20min，然后冷卻至25?30°C時接入綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為48?50h，然后抽真空，降低溫度，放置24?30h;然后進行超聲提取，分離，得到氨基葡萄糖。2.如權(quán)利要求1所述的利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的抽真空，其真空度為-0.2?-0.1兆帕。3.如權(quán)利要求1所述的利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于降低溫度至-10?_5°C。4.如權(quán)利要求1所述的利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述綠色毛霉袍子的濃度為5 X 108/mL。5.如權(quán)利要求1所述的利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的超聲提取，超聲功率為60W;超聲溫度為40°C;超聲時間為20?30min。6.如權(quán)利要求1所述的利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的超聲提取之前，加入濃度為0.1?0.2mol/L的醋酸I?2份。7.如權(quán)利要求1所述的利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的超聲提取之時，加入淀粉I份。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用生物轉(zhuǎn)化從玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，具體是按如下步驟進行：向10～12份玉米渣中加入2～3份硫酸銨、1～2份磷酸鉀，0.5～1份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50～60份水，加熱至100℃～120℃維持15～20min，然后冷卻至25～30℃時接入綠色毛霉孢子，拌料均勻后進行淺盤發(fā)酵，發(fā)酵時間為48～50h，然后抽真空，降低溫度，放置24～30h；然后進行超聲提取，分離，得到氨基葡萄糖。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中原料幾丁質(zhì)含量低、提取效率低、精制工藝難等瓶頸問題，提升了氨糖產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平和綜合效益。
【IPC分類】C12R1/785, C12P19/26
【公開號】CN105603024
【申請?zhí)枴緾N201610131033
【發(fā)明人】張超, 史勁松, 丁振中, 馮小海, 柳志強, 孫達(dá)鋒, 胡忠策, 謝志剛, 李鵬, 龔勁松, 張曉娟, 方祥, 趙耀
【申請人】揚州日興生物科技股份有限公司, 江南大學(xué)
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月8日