CN103045699A - 一种橡实粉糖化及发酵方法 - Google Patents

一种橡实粉糖化及发酵方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103045699A
CN103045699A CN2011103138274A CN201110313827A CN103045699A CN 103045699 A CN103045699 A CN 103045699A CN 2011103138274 A CN2011103138274 A CN 2011103138274A CN 201110313827 A CN201110313827 A CN 201110313827A CN 103045699 A CN103045699 A CN 103045699A
Authority
CN
China
Prior art keywords
racahout
acorn
saccharification
microwave
fermentation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103138274A
Other languages
English (en)
Inventor
张霖
师文静
李晓姝
高大成
王领民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN2011103138274A priority Critical patent/CN103045699A/zh
Publication of CN103045699A publication Critical patent/CN103045699A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开一种橡实粉糖化及发酵方法,包括如下步骤:(1)对橡实粉悬浊液进行微波处理;(2)向微波处理后的橡实粉悬浊液中加入淀粉酶、糖化酶进行酶解糖化;(3)向橡实粉糖化液中接入微生物种子培养液,进行微生物发酵生产。所述的微波处理微波频率可选择2450MHz、915MHz、896MHz中的一种,微波功率为1kW/L~50kW/L,处理时间为0.5h~3h。该方法能够以各种橡实粉为原料,不受橡实粉中单宁含量的限制,糖化及发酵效果好,适于工业应用。

Description

一种橡实粉糖化及发酵方法
技术领域
    本发明涉及一种橡实粉糖化及发酵方法,属于生物工程领域的非粮淀粉资源的加工利用方法。
背景技术
橡实是壳斗科Fagaceae植物籽实的统称。橡实含有淀粉、单宁以及蛋白质、脂肪、纤维素、矿质、维生素、色素等成分,其中淀粉含量高达50%~68%。我国橡实资源十分丰富,约有橡实林1.33×107~1.67×107公顷,年产橡实600~700万吨,主要分布于东北、华北、及陕西、宁夏、甘肃、青海、山东、四川等地。目前国内橡实资源利用率较低,主要用于制备橡子饲料及橡实淀粉。CN95115716.7公开了一种将橡子粉用于生产牲畜饲料的方法。CN92106312.1公开了一种从橡实中提取高纯度淀粉的方法,包括:脱壳,除壳,晒干,除杂除沙,磨浆,脱水,甩干,烘干工序。CN94110375.7公开了一种橡实淀粉的制作方法,过程包括:加水和亚硫酸浸泡,破碎,磨浆,过滤制得精浆,精浆精磨成淀粉乳,最后脱水干燥制成含有94%~99%淀粉,0.5%~1%植物胶,0.03%~0.06%维生素E和余量水的产品。CN96103688.5公开了一种从橡实中提取使用淀粉的方法,即经过采集、保鲜、贮藏、浸泡、粉碎、再浸泡、研磨、过筛、分离清洗、脱水精制、提取、干燥等工艺流程,制备食用橡实淀粉成品。
CN200710123394.x公开了一种利用橡子淀粉代替粮食淀粉,通过酶解糖化发酵乙醇的方法。但是该方法需要从橡子粉中提取出橡子淀粉,因此从成本上考虑是不可行的。
目前,橡实粉直接进行酶解糖化存在以下问题:(1)橡实粉中含有较高的单宁成分,最高可达17 wt%,由于单宁是多酚中高度聚合的化合物,它们能与蛋白质和各种酶类形成难溶于水的复合物,影响糖化过程及发酵过程;(2)橡实粉是含有支链较多的聚糖,与玉米淀粉等粮食淀粉相比,其直链淀粉仅占30%左右,而所占比例更多支链淀粉在双酶的作用下,糖化效果并不好。CN200910188146.2公开了一种利用橡实粉发酵生产乳酸的方法,包括以下步骤:(1)取橡实粉添加水配比为1:2~1:9,加入淀粉酶20U/g~40U/g橡实粉,在50℃~110℃液化1h~2h,然后加入糖化酶80U/g~200U/g橡实粉,30℃~60℃保温1h~4h,进行预糖化处理;(2)当步骤(1)中葡萄糖浓度达到20g/L~70g/L时,接入培养好的微生物种子培养液,同时加入中和剂,接种量为5%~20%,搅拌转数50rpm~300rpm,发酵温度40℃~50℃。该方法所用的橡实粉单宁含量小于5.0wt%,优选小于1.0wt%,更优选小于0.5wt%。可见其并没有完全解决单宁影响等问题,而且糖化及发酵的效果也不太理想。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种橡实粉糖化及发酵方法。该方法能够以各种橡实粉为原料,不受橡实粉中单宁含量的限制,糖化及发酵效果好,适于工业应用。
一种橡实粉糖化及发酵方法,包括如下步骤:(1)对橡实粉悬浊液进行微波处理;(2)向微波处理后的橡实粉悬浊液中加入淀粉酶、糖化酶进行酶解糖化;(3)向橡实粉糖化液中接入微生物种子培养液,进行微生物发酵生产。
本发明方法中所述的微波处理,微波频率可选择2450MHz、915MHz、896MHz中的一种,微波功率为1kW/L~50kW/L,处理时间为0.5h~3h。
本发明方法中所述的橡实粉悬浊液中橡实粉与水的质量体积比为1:1~1:5,混合搅拌0.5h~2h,水温20℃~60℃。
本发明方法中所述的橡实粉为橡实仁经脱壳、除壳、晒干、研磨、筛分等简单处理后得到的橡实粉初级产品。橡实粉中单宁质量含量一般为0.26%~17.74%,目数为30~200目,优选为60~150目,更优选为80~120目。
本发明方法中所述的酶解糖化过程及条件如下:α-淀粉酶20U/g~40U/g橡实淀粉,在80℃~100℃液化1h~2h;加入糖化酶80U/g~200U/g橡实淀粉,40℃~60℃保温1h~4h。
本发明方法中可以通过控制加入不同的微生物种子培养液及培养条件,发酵生产不同的产品,例如发酵生产乙醇、乳酸等。本发明方法中优选发酵生产乳酸,采用的微生物为厌氧微生物或者兼性厌氧微生物。所述的厌氧微生物可以选自现有常规的厌氧乳杆菌、链球菌和芽孢杆菌属的一种或几种。所述的兼性厌氧微生物优选干酪乳杆菌Lactobacillus casei FY-04,CGMCC NO. 3269。所述的干酪乳杆菌Lactobacillus casei FY-04是抚顺石油化工研究院筛选培养的一种兼性厌氧菌,其保藏号为CGMCC NO.3269,具有如下性质:
(1)形态特征:杆状细菌,不运动,无芽孢,常排列为短链;
(2)生理特征:过氧化氢酶阴性,乳酸消旋酶阴性,格兰氏染色显阴性,兼性好氧。
本发明方法中发酵生产乳酸的条件如下:接种量为5%~20%(v/v),搅拌转数50rpm~300rpm,发酵温度30℃~50℃,pH值为4.5~6.5,发酵时间24 h~72h。
与现有技术相比,本发明橡实粉糖化及发酵方法具有如下优点:
(1)本发明方法在橡实粉进行酶解糖化之前采用微波对橡实粉悬浊液进行预处理,可使单宁单体中的活性单元酚羟基氧化成羰基,从而缓解橡实淀粉中单宁成分对酶解糖化过程中酶以及发酵过程中微生物的抑制作用,提高了糖化发酵效果,从而不需要对橡实粉进行工序繁杂的精制过程,不受橡实粉中单宁含量的限制,能够将各种橡实粉应用于微生物发酵生产中,降低成本,提高经济效益;
(2)本发明方法中微波预处理过程能够改变橡实淀粉的分子特性,从而将支链淀粉裂解形成一些短的直链淀粉,有利于后继的酶解糖化;
(3)本发明方法步骤简单,可将非粮食作物的橡实资源,更加广泛的应用于可利用碳水化合物的微生物发酵中,创造可观的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例具体说明本发明方法的作用及效果。
按照本发明方法,将橡实粉悬浊液做微波处理后,进行双酶糖化,并利用SBA-40型生物传感分析仪对糖化液中葡萄糖浓度进行测定。将橡实粉糖化液进行乳酸菌发酵生产L-乳酸试验,定时检测考察橡实粉的糖化情况及发酵生产L-乳酸情况。本实施例及比较例所使用的乳酸发酵菌种为抚顺石油化工研究院筛选培养的Lactobacillus casei FY-04,CGMCC NO.3269 。
实施例1
1.5kg橡实粉(橡实粉目数60,单宁含量5wt%)加入6L自来水,50℃混合搅拌30min,转入微波发生装置,微波频率选择915MHz,设置微波功率为10kW,时间为1h。转入糖化装置,加入1.4 mL高温淀粉酶(40000U/mL),92℃液化1h,降温到50℃,加入5.0mL淀粉糖化酶(30000U/mL),保温3h测定葡萄糖浓度为50 g/L。然后加入1.0 L经MRS培养基培养至对数期的干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)种子液进行乳酸发酵,条件控制37℃,100rpm,pH 5.0,发酵48h,测得产乳酸116g/L。
实施例2
2kg橡实粉(橡实粉的目数80,单宁含量6wt%)加入7L自来水,40℃混合搅拌30min,转入微波发生装置,微波频率选择2450MHz,设置微波功率为20kW,时间为0.5h。转入糖化装置,加入2.0mL高温淀粉酶(40000U/mL),92℃液化1h,降温到50℃,加入7.0mL淀粉糖化酶(30000U/mL),保温3h测定葡萄糖浓度为58g/L。然后加入1.2 L经MRS培养基培养至对数期的干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)种子液进行乳酸发酵,条件控制37℃,100rpm,pH 5.0,发酵48h,测得产乳酸124g/L。
实施例3
1.5kg橡实粉(橡实粉的目数120,单宁含量10wt%)加入7L自来水,30℃混合搅拌1h,转入微波发生装置,微波频率选择896MHz,设置微波功率为15kW,时间为1h。转入糖化装置,加入1.4mL高温淀粉酶(40000U/mL),92℃液化1h,降温到50℃,加入5.0mL淀粉糖化酶(30000U/mL),保温3h测定葡萄糖浓度为51g/L。然后加入1.2L经MRS培养基培养至对数期的干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)种子液进行乳酸发酵,条件控制37℃,100rpm,pH 5.0,发酵48h,测得产乳酸118g/L。
比较例1(同实施例2相比较)
2kg橡实粉(橡实粉的目数80,单宁含量6wt%)加入7L自来水,40℃混合搅拌30min,转入糖化装置,加入2.0 mL高温淀粉酶(40000U/mL),92℃液化1h,降温到50℃,加入7.0mL淀粉糖化酶(30000U/mL),保温3h测定葡萄糖浓度为39g/L。延长酶解糖化时间,当测定葡萄糖浓度为58g/L时,加入1.2 L经MRS培养基培养至对数期的干酪乳杆菌(Lactobacillus casei)种子液进行乳酸发酵,条件控制37℃,100rpm,pH 5.0,48h,测得产乳酸90g/L。

Claims (10)

1.一种橡实粉糖化及发酵方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)对橡实粉悬浊液进行微波处理;(2)向微波处理后的橡实粉悬浊液中加入淀粉酶、糖化酶进行酶解糖化;(3)向橡实粉糖化液中接入微生物种子培养液,进行微生物发酵生产。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的微波处理微波频率为2450MHz、915MHz、896MHz中的一种,微波功率为1kW/L~50kW/L,处理时间为0.5h~3h。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的橡实粉悬浊液中橡实粉与水的质量体积比为1:1~1:5,混合搅拌0.5h~2h,水温20℃~60℃。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的橡实粉为橡实仁经脱壳、除壳、晒干、研磨、筛分处理后得到的橡实粉初级产品。
5.根据权利要求1或4所述的方法,其特征在于:所述的橡实粉中单宁质量含量一般为0.26%~17.74%,目数为30~200目。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于:所述的橡实粉目数为60~150目。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述的酶解糖化过程及条件如下:α-淀粉酶20U/g~40U/g橡实淀粉,在80℃~100℃液化1 h~2h;加入糖化酶80U/g~200U/g橡实淀粉,40℃~60℃保温1 h~4h。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:通过控制加入不同的微生物种子培养液及培养条件,发酵生产不同的产品。
9.根据权利要求1或8所述的方法,其特征在于:所述向橡实粉糖化液中接入微生物种子培养液,进行微生物发酵生产乳酸。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于:所述的发酵生产乳酸的条件如下:接种量为5%~20%(v/v),搅拌转数50rpm~300rpm,发酵温度30℃~50℃,pH值为4.5~6.5,发酵时间24h~72h。
CN2011103138274A 2011-10-17 2011-10-17 一种橡实粉糖化及发酵方法 Pending CN103045699A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103138274A CN103045699A (zh) 2011-10-17 2011-10-17 一种橡实粉糖化及发酵方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103138274A CN103045699A (zh) 2011-10-17 2011-10-17 一种橡实粉糖化及发酵方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103045699A true CN103045699A (zh) 2013-04-17

Family

ID=48058559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103138274A Pending CN103045699A (zh) 2011-10-17 2011-10-17 一种橡实粉糖化及发酵方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103045699A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104489277A (zh) * 2014-12-31 2015-04-08 成都枫澜科技有限公司 一种液态含糖化液微生态饲料添加剂及其制备生产方法
CN105543289A (zh) * 2015-12-30 2016-05-04 北京化工大学 一种栎属橡子单宁提取与淀粉浓醪发酵耦合方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101085992A (zh) * 2007-06-28 2007-12-12 周彦春 野生植物淀粉资源如橡子淀粉替代粮食生产乙醇的办法
CN102051385A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 中国石油化工股份有限公司 橡实粉发酵生产乳酸的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101085992A (zh) * 2007-06-28 2007-12-12 周彦春 野生植物淀粉资源如橡子淀粉替代粮食生产乙醇的办法
CN102051385A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 中国石油化工股份有限公司 橡实粉发酵生产乳酸的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵志强 等: "微波辅助麻栎壳斗单宁浸提的研究", 《皮革化工》, vol. 22, no. 1, 8 February 2005 (2005-02-08), pages 35 - 39 *
陆冬梅 等: "微波变性淀粉水解规律的研究", 《化工科技》, vol. 13, no. 1, 20 February 2005 (2005-02-20), pages 26 - 29 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104489277A (zh) * 2014-12-31 2015-04-08 成都枫澜科技有限公司 一种液态含糖化液微生态饲料添加剂及其制备生产方法
CN105543289A (zh) * 2015-12-30 2016-05-04 北京化工大学 一种栎属橡子单宁提取与淀粉浓醪发酵耦合方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Paz et al. Enzymatic hydrolysis of brewer’s spent grain to obtain fermentable sugars
Moran-Aguilar et al. Production of cellulases and xylanases in solid-state fermentation by different strains of Aspergillus niger using sugarcane bagasse and brewery spent grain
Cao et al. Single-step bioconversion of lignocellulose to hydrogen using novel moderately thermophilic bacteria
Wu et al. Sequential acid and enzymatic hydrolysis in situ and bioethanol production from Gracilaria biomass
Awg-Adeni et al. Recovery of glucose from residual starch of sago hampas for bioethanol production
Pensupa et al. A solid state fungal fermentation-based strategy for the hydrolysis of wheat straw
do Nascimento Santos et al. Potential for biofuels from the biomass of prickly pear cladodes: Challenges for bioethanol and biogas production in dry areas
Vučurović et al. Sugar beet pulp as support for Saccharomyces cerivisiae immobilization in bioethanol production
Gullón et al. L-Lactic acid production from apple pomace by sequential hydrolysis and fermentation
FI126855B (fi) Menetelmä ja laitteisto orgaanisten liuottimien ja alkoholien tuottamiseksi mikrobeilla
Szymanowska-Powałowska et al. Stability of the process of simultaneous saccharification and fermentation of corn flour. The effect of structural changes of starch by stillage recycling and scaling up of the process
US20110003341A1 (en) Process for producing saccharide
Scholl et al. Elephant grass (Pennisetum purpureum Schum.) pretreated via steam explosion as a carbon source for cellulases and xylanases in submerged cultivation
Si et al. Screen of high efficiency cellulose degrading strains and effects on tea residues dietary fiber modification: Structural properties and adsorption capacities
CN101423848A (zh) 采用含木薯渣的原料制备乙醇的方法
Liu et al. Production of bioethanol from Napier grass via simultaneous saccharification and co-fermentation in a modified bioreactor
WO2016173262A1 (zh) 一种农林生物质废弃物浓醪发酵产纤维素乙醇的方法
Rastogi et al. Production and characterization of cellulose from Leifsonia sp.
CN103045699A (zh) 一种橡实粉糖化及发酵方法
CN101619328B (zh) 一种以菊芋块茎及茎叶为原料发酵生产2,3-丁二醇的方法
CN102051385B (zh) 橡实粉发酵生产乳酸的方法
KR101255090B1 (ko) 조류 바이오매스의 동시 당화 및 발효공정을 통한 효율적 젖산의 생산방법
CN102041276A (zh) 橡实粉发酵生产燃料乙醇的方法
CN102864180A (zh) 从麦糟中同时制备阿魏酸、低聚木糖及乙醇的方法
CN106032542A (zh) 发酵纤维素水解液来生成乙醇的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130417