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    重庆时时彩缩水在线: 一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201910033900

    申请日:

    20190102

    公开号:

    CN109504712A

    公开日:

    20190322

    当前法律状态:

    实质审查的生效

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效
    IPC分类号: C12P7/48;C12P19/14 主分类号: C12P7/48;C12P19/14
    申请人: 河南科技学院
    发明人: 王宝石;张明霞;谭凤玲;李林波;朱梦涵;刘晨
    地址: 453003 河南省新乡市红旗区华兰大道东段
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201910033900

    授权公告号:

    法律状态公告日:

    20190416

    法律状态类型:

    实质审查的生效

    摘要

    本发明提供了一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用。木薯全粉经电子束辐照处理,获得辐射木薯粉;辐射木薯粉添加纤维素酶与部分α?淀粉酶,然后置于双螺杆挤压机中进行反应型挤出,获得木薯挤出物;挤出物粉碎后,与水按照一定比例混合,添加另一部分α?淀粉酶在低温条件下进行酶解处理,酶解液直接用于柠檬酸发酵过程。本发明解决了木薯传统高温酶解方式能耗高、且易产生美拉德反应,木薯除渣再发酵导致资源浪费等问题,实现了木薯粉的全利用,实现了资源的高效利用,减少环境污染,具有广阔的应用前景。

    权利要求书

    1.一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用,其特征在于包括以下步骤: (1)木薯全粉置于直线加速器中,进行辐射处理,获得辐射木薯粉; (2)步骤(1)获得的辐射木薯粉添加一定水分调整湿度至30%,同时添加纤维素酶与α-淀粉酶; (3)步骤(2)获得的木薯粉置于双螺杆挤压机中,在螺杆转速240r/min条件下,进行挤压处理,获得木薯挤出物; (4)将步骤(3)获得的挤出物进行粉碎处理,与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加α-淀粉酶进行酶解处理,控制酶解温度为60℃; (5)在步骤(4)酶解液中添加15g/L的(NH4)2SO4配置发酵培养基,接种成熟的种子液进行发酵培养,当发酵液中还原糖浓度低于0.5%时,结束发酵。 2.根据权利要求1所述一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用,其特征在于:步骤(1)电子束辐射处理强度为5~30kGy。 3.根据权利要求1所述一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用,其特征在于:步骤(2)纤维素酶添加量为30~50FPU/g,α-淀粉酶为5~15U/g。 4.根据权利要求1所述一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用,其特征在于:步骤(3)螺杆挤压机挤出温度为130~140℃。 5.根据权利要求1所述一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用,其特征在于:步骤(4)α-淀粉酶添加量为10~20U/g,酶解时间1~3h。 6.根据权利要求1所述一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用,其特征在于:步骤(5)发酵培养基初始糖浓度16~17%。

    说明书


    一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠檬酸发酵中的应用
    技术领域


    本发明属于淀粉加工技术领域,尤其涉及一种木薯全粉原料的处理方法及其在柠
    檬酸发酵中的应用。


    背景技术


    柠檬酸(citric acid,简称CA),化学名称2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸(C
    6H
    8O
    7)又名
    枸橼酸,是三羧酸循环的中间代谢产物,广泛应用于食品、医药、化工等领域。柠檬酸在水中
    溶解度高,具有柔和爽快的酸味,能被生物体直接吸收代谢,被FAO/WHO认定为GRAS(公认安
    全的),被称为第一食用酸味剂。同时,柠檬酸也是化学合成的中间体,是非常重要的平台化
    合物。近年来,柠檬酸在新型产业领域的应用不断被开拓,诸如纳米医学,药物运输与组织
    工程等领域,其市场需求量逐年增长。


    近年来,柠檬酸市场虽然比较活跃,但柠檬酸利润较低,其中生产原料成本是制约
    柠檬酸产业提升的重要因素。柠檬酸传统发酵方式主要以玉米为原料,但生产成本较高,同
    时玉米作为重要的粮食资源限制了其应用。木薯作为廉价的非粮原料应用于柠檬酸生产受
    到了广泛关注。现有技术针对木薯用于发酵生产柠檬酸进行了一些研究,专利申请号为
    200910233468.4的发明专利“一种木薯去渣发酵生产柠檬酸的方法”公开木薯粉在液化温
    度85~125℃进行水解,经过滤机进行过滤得到清液用于柠檬酸发酵,其缺点是液化温度高
    易产生非发酵性糖,木薯除渣未实现资源化利用;专利申请号201110341834.5的发明专利
    “一种全木薯发酵生产柠檬酸的方法”公开了木薯粉液化温度80-110℃进行液化,液化后过
    滤,保留过滤清液用于柠檬酸发酵,此方法缺点是液化温度高易产生美拉德副反应,仅保留
    发酵清液,发酵残渣丢弃。木薯粉传统的高温液化方式(液化温度120-145℃添加α-淀粉酶,
    90℃保持1-3h进行液化),能耗高且易产生副反应等问题,导致发酵残糖偏高,粮耗偏高。木
    薯渣中含有丰富的纤维素和未被水解的残余淀粉,直接丢弃,会造成资源的浪费。如何实现
    非粮资源木薯粉的全利用,实现资源的综合利用,是提升柠檬酸发酵行业亟待解决的重要
    课题。


    发明内容


    针对现有技术存在的上述问题,本发明提供了一种木薯全粉原料的处理技术及其
    在柠檬酸发酵中应用的方法。


    本发明的技术方案如下:


    (1)木薯全粉置于直线加速器,进行辐射处理,辐射剂量5~30kGy,获得辐射木薯
    粉;


    (2)步骤(1)获得的辐射木薯粉添加一定水分调整湿度至30%,纤维素酶添加量为
    30~50FPU/g,α-淀粉酶为5~15U/g;


    (3)步骤(2)获得的木薯粉置于双螺杆挤压机中,在螺杆转速240r/min条件下,进
    行挤压处理,控制挤出温度为130~140℃;


    (4)将步骤(3)挤出物进行粉碎处理,与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加α-淀粉酶
    10~20U/g进行酶解处理,控制酶解温度为60℃,酶解时间1~3h;


    (5)在步骤(4)酶解液中添加15g/L的(NH
    4)
    2SO
    4配置发酵培养基,调整初始糖浓度
    16~17%,接种成熟的种子液进行发酵培养,当发酵液中还原糖浓度低于0.5%时,结束发
    酵。


    本发明具有如下有益技术效果:不仅解决了木薯传统高温酶解方式能耗高、且易
    产生美拉德反应等问题,同时实现了木薯粉的全利用,实现了资源的高效利用,减少环境污
    染,具有广阔的应用前景。


    具体实施方式


    以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。


    以下实施例及对比例中,总糖、还原糖的测定方法采用菲林滴定法,柠檬酸的测定
    采用HPLC测定,孢子计数采用血球计数板;如无特殊说明,均采用本领域常用设备和工艺方
    法。


    实施例1


    木薯全粉置于直线加速器,进行辐射处理,辐射剂量5kGy,获得辐射木薯粉;将获
    得的辐射木薯粉添加一定水分调整湿度至30%,纤维素酶添加量为50FPU/g,α-淀粉酶为
    15U/g;将木薯全粉置于双螺杆挤压机中,在螺杆转速240r/min条件下,进行挤压处理,控制
    挤出温度为130℃;挤出物进行粉碎处理,与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加α-淀粉酶20U/
    g进行酶解处理,控制酶解温度为60℃,酶解时间2.5h;在酶解液中添加15g/L的(NH
    4)
    2SO
    4配
    置发酵培养基,调整初始糖浓度16.5%,接种成熟的种子液进行发酵培养,当发酵液中还原
    糖浓度低于0.5%时,结束发酵。测得发酵周期56h,柠檬酸含量16.4%,残总糖1.8%。


    实施例2


    木薯全粉置于直线加速器,进行辐射处理,辐射剂量20kGy,获得辐射木薯粉;将获
    得的辐射木薯粉添加一定水分调整湿度至30%,纤维素酶添加量为40FPU/g,α-淀粉酶为
    5U/g;将木薯全粉置于双螺杆挤压机中,在螺杆转速240r/min条件下,进行挤压处理,控制
    挤出温度为140℃;挤出物进行粉碎处理,与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加α-淀粉酶15U/
    g进行酶解处理,控制酶解温度为60℃,酶解时间3h;在酶解液中添加15g/L的(NH
    4)
    2SO
    4配置
    发酵培养基,调整初始糖浓度16%,接种成熟的种子液进行发酵培养,当发酵液中还原糖浓
    度低于0.5%时,结束发酵。测得发酵周期53h,柠檬酸含量15.9%,残总糖1.6%。


    实施例3


    木薯全粉置于直线加速器,进行辐射处理,辐射剂量30kGy,获得辐射木薯粉;将获
    得的辐射木薯粉添加一定水分调整湿度至30%,纤维素酶添加量为30FPU/g,α-淀粉酶为
    10U/g;将木薯全粉置于双螺杆挤压机中,在螺杆转速240r/min条件下,进行挤压处理,控制
    挤出温度为135℃;挤出物进行粉碎处理,与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加α-淀粉酶10U/
    g进行酶解处理,控制酶解温度为60℃,酶解时间3h;在酶解液中添加15g/L的(NH
    4)
    2SO
    4配置
    发酵培养基,调整初始糖浓度17%,接种成熟的种子液进行发酵培养,当发酵液中还原糖浓
    度低于0.5%时,结束发酵。测得发酵周期62h,柠檬酸含量16.8%,残总糖1.8%。


    实施例4


    木薯全粉置于直线加速器,进行辐射处理,辐射剂量30kGy,获得辐射木薯粉;将获
    得的辐射木薯粉添加一定水分调整湿度至30%,纤维素酶添加量为40FPU/g,α-淀粉酶为
    15U/g;将木薯全粉置于双螺杆挤压机中,在螺杆转速240r/min条件下,进行挤压处理,控制
    挤出温度为135℃;挤出物进行粉碎处理,与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加α-淀粉酶15U/
    g进行酶解处理,控制酶解温度为60℃,酶解时间1h;在酶解液中添加15g/L的(NH
    4)
    2SO
    4配置
    发酵培养基,调整初始糖浓度16.5%,接种成熟的种子液进行发酵培养,当发酵液中还原糖
    浓度低于0.5%时,结束发酵。测得发酵周期54h,柠檬酸含量16.5%,残总糖1.5%。


    实施例5


    木薯全粉置于直线加速器,进行辐射处理,辐射剂量10kGy,获得辐射木薯粉;将获
    得的辐射木薯粉添加一定水分调整湿度至30%,纤维素酶添加量为30FPU/g,α-淀粉酶为
    15U/g;将木薯全粉置于双螺杆挤压机中,在螺杆转速240r/min条件下,进行挤压处理,控制
    挤出温度为136℃;挤出物进行粉碎处理,与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加α-淀粉酶17U/
    g进行酶解处理,控制酶解温度为60℃,酶解时间1.5h;在酶解液中添加15g/L的(NH
    4)
    2SO
    4配
    置发酵培养基,调整初始糖浓度16.8%,接种成熟的种子液进行发酵培养,当发酵液中还原
    糖浓度低于0.5%时,结束发酵。测得发酵周期58h,柠檬酸含量16.7%,残总糖1.7%。


    实施例6


    木薯全粉置于直线加速器,进行辐射处理,辐射剂量20kGy,获得辐射木薯粉;将获
    得的辐射木薯粉添加一定水分调整湿度至30%,纤维素酶添加量为40FPU/g,α-淀粉酶为
    10U/g;将木薯全粉置于双螺杆挤压机中,在螺杆转速240r/min条件下,进行挤压处理,控制
    挤出温度为130℃;挤出物进行粉碎处理,与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加α-淀粉酶15U/
    g进行酶解处理,控制酶解温度为60℃,酶解时间1.5h;在酶解液中添加15g/L的(NH
    4)
    2SO
    4配
    置发酵培养基,调整初始糖浓度16.4%,接种成熟的种子液进行发酵培养,当发酵液中还原
    糖浓度低于0.5%时,结束发酵。测得发酵周期53h,柠檬酸含量16.3%,残总糖1.4%。


    对比例(现有技术)


    木薯粉与水按照1∶2.5比例混合均匀,添加高温α-淀粉酶,添加量为40U/g木薯粉;
    二次喷射液化(一次喷射温度95℃,二次喷射温度125℃),在液化温度90℃下维持2.5h,经
    碘试合格,获得液化混液,液化混液经过板块压滤得到液化清液,除去木薯渣;木薯液化清
    液中添加硫酸铵15g/L,配置发酵培养基,调整初始总糖浓度为16.5%,接种成熟的种子液
    进行发酵培养,当发酵液中还原糖浓度低于0.5%时,结束发酵。测得发酵周期65h,柠檬酸
    含量15.8%,残糖2.9%。


    将实施例1~6各项测试指标与对比例进行比较,结果参见下表。


    表1实施例1~6与对比例各项测试指标对比结果







    从表1可以看出,实施例1~6应用了本发明技术,发酵周期缩短,降低发酵过程能
    量消耗,发酵转化率明显提升,发酵残总糖显著降低,降低44%,发酵指数明显提升,提高
    21%,提高了发酵效率,实现了木薯粉的全利用,具有重要的经济效益和环境效益,具有重
    要的工业应用价值。以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明不限于以上实施例??梢?br>理解,本领域技术人员在不脱离本发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改
    进和变化,均应认为包含在本发明的?;し段е?。


    关 键 词:
    一种 木薯 原料 处理 方法 及其 柠檬酸 发酵 中的 应用
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