CN104263793A

CN104263793A - 一种结晶葡萄糖母液的处理方法

Info

Publication number: CN104263793A
Application number: CN201410501839.3A
Authority: CN
Inventors: 冯珍泉; 董力青; 郭永波; 杜鹏飞
Original assignee: Hulunbuir Northeast Fufeng Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Qigihar Longjiang Fufeng Biotechnology Co. Ltd.
Priority date: 2014-09-27
Filing date: 2014-09-27
Publication date: 2015-01-07
Anticipated expiration: 2034-09-27
Also published as: CN104263793B

Abstract

本发明属于结晶葡萄糖生产技术领域，公开了一种结晶葡萄糖母液的处理方法，其包括如下步骤：1）结晶葡萄糖母液的产生，2）制备培养基和发酵生产赖氨酸，3）过滤除菌，4）结晶以及5）制备蛋白饲料。本发明将结晶葡萄糖废母液用作赖氨酸发酵的原料，降低了原料成本，使得废物再利用，整个过程无废弃物产生，真正实现了变废为宝和节能减排。

Description

一种结晶葡萄糖母液的处理方法

技术领域

本发明属于结晶葡萄糖生产技术领域，具体涉及一种结晶葡萄糖母液的处理方法。

背景技术

淀粉糖是产量最大的一类淀粉深加工产品。淀粉糖分液体淀粉糖和固体淀粉糖，液体淀粉糖包括葡萄糖浆、麦芽糖浆、含42％果糖的果葡糖浆和含55％果糖的高果糖浆；固体淀粉糖主要有结晶葡萄糖、结晶果糖、麦芽糊精及多元糖醇等。目前市场需求广泛的淀粉糖为结晶葡萄糖。结晶葡萄糖一般以淀粉为原料，经淀粉调浆、液化、糖化、除渣、脱色、树脂吸附、结晶、分离、烘干等工序加工而成。它是食品加工、医药产品、工业发酵等行业的重要原料，具有很强的实用性。中国淀粉糖产能扩展迅速， 2011年淀粉糖产能1100万吨。

然而，结晶葡萄糖生产中，在结晶分离葡萄糖后，会存留大量的母液，这些母液干物浓度在50％左右，还原糖（DE值）含量在88％左右。由于该母液干物浓度低，极易发酵，存储期不能超过两天，加之其含水量50％左右，限制了远途运输，商品价值极低，而且成为新污染的可能又极大。母液回收重新结晶提取结晶葡萄糖，又会影响结晶葡萄糖的品质，不利用又会增加生产成本，造成极大的浪费。

目前结晶葡萄糖生产企业中一部分将产生的母液返回糖化工序重新糖化、浓缩、结晶生产结晶葡萄糖，随着母液返回次数的增加，结晶葡萄糖的质量会大幅下降且保存过程中易结块，因此需定期外排母液；其余企业生产全糖粉，主要用于中低档食品的食品甜味剂、固体饮料及饼干中，但市场需求量不大且分布较散。

发明内容

为了解决上述问题，减少污染，提高资源利用率，本发明提出一种结晶葡萄糖母液的处理方法。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种结晶葡萄糖母液的处理方法，其包括如下步骤：1）结晶葡萄糖母液的产生，2）制备培养基和发酵生产赖氨酸，3）过滤除菌，4）结晶以及5）制备蛋白饲料；

具体地，包括以下步骤：

1）结晶葡萄糖母液的产生:

A：将糖液用活性炭脱色30min，再经过离子交换，将盐份和色素去除，使得透光率≥98%；

B：加入珍珠岩助滤剂，搅拌脱色30分钟，然后过滤；

C：将滤液浓缩蒸发至原体积的70-72%，然后结晶，离心分离晶体和母液，所得结晶体烘干后作为成品出售，所得母液即为结晶葡萄糖母液；

2）制备培养基和发酵生产赖氨酸：

选取谷氨酸棒状杆菌ATCC14997和黄色短杆菌ATCC14067作为发酵菌株；将两种菌液按照体积比为1∶1混合，两种菌液的浓度均为1×10⁸个/mL，混合菌液接入种子培养基中，接种量5%，培养至对数期，制得种子液；所述种子培养基：结晶葡萄糖母液2t（吨）、酵母粉140kg、玉米浆420 kg、MgSO₄35 kg、KH₂PO₄63kg、对氨基苯甲酸9.1kg、硫酸铵35kg、七水硫酸亚铁70kg，120℃灭菌15min，即得。

将种子液按照10％的接种量接种至发酵罐，进行好氧发酵，发酵48小时制得赖氨酸发酵液，流加氨水控制发酵液出料pH在7.0-7.2；发酵罐培养基：葡萄糖母液2t、玉米浆300 kg、酵母粉150kg、豆粕120kg、MgSO₄50 kg、KH₂PO₄38kg、对氨基苯甲酸15kg、硫酸铵12kg、七水硫酸亚铁10kg，120℃灭菌15min，即得；

3）过滤除菌：

赖氨酸发酵液经微滤膜过滤除菌，分别收集截留物和滤过液；然后将滤过液继续进行超膜过滤，收集浓缩液和赖氨酸净化液；将上述截留物和浓缩液合并为混合料液备用；其中，微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为2000MW，微滤温度为40℃；超滤膜截留分子量为300MW，超滤温度为40℃；

4）结晶：将赖氨酸净化液真空浓缩至固含量为70％，然后进入结晶罐，结晶罐的温度为70℃，用硫酸调节液体的pH为4.6，随后降温至晶体析出，离心分离，得到湿晶和赖氨酸母液；最后将湿晶用沸腾床50℃烘干，即得；

5）制备蛋白饲料：

将步骤3）所得混合料液和步骤4）所得赖氨酸母液合并得到液体A，然后往液体A中添加玉米秸秆粉、花生壳粉、麦麸和豆渣，1000-1200转/min搅拌4-5min，最后通入蒸汽升温至100℃，蒸馏15分钟；然后将蒸馏物烘干，粉碎机粉碎即得；其中，玉米秸秆粉、花生壳粉、麦麸和豆渣分别占液体A质量的7-8%，3-4％，2-3%和1%。

本发明取得的有益效果主要包括：

本发明将结晶葡萄糖废母液用作赖氨酸发酵的原料，降低了原料成本，使得废物再利用，整个过程无废弃物产生，真正实现了变废为宝和节能减排；本发明独创采用两种发酵菌株合理配伍，大大提高了发酵效率；本发明结晶葡萄糖母液中所含的大量还原糖，少量蛋白质、生物素正好可以被赖氨酸生产菌所利用，本发明既避免了原料的浪费节约成本，又生产出了赖氨酸和高蛋白饲料产品，给企业带来了丰厚的利润。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种结晶葡萄糖母液的处理方法，其包括如下步骤：

1）结晶葡萄糖母液的产生：

玉米淀粉酶法制备的糖液用活性炭脱色30min，再经过离子交换，将料液中的盐份、色素和异味物质去除，使得透光率≥98%；

上述所得料液加入珍珠岩助滤剂，搅拌脱色30分钟，然后过滤；

上述滤液浓缩蒸发至70%，进入结晶机，助晶罐温度50℃，混合罐温度44-46℃，放料收率53%，降温速率1℃/3h；

上述结晶机出料采用高速离心机，将结晶体和母液分离，要求氯化物≤10ppm，水份≤14%，所得葡萄糖结晶体烘干后作为成品出售，所得分离母液即为结晶葡萄糖母液。

2）制备培养基和发酵：

选取谷氨酸棒状杆菌ATCC14997（可参见Appl Microbiol Biotechnol. 2010 Aug;87(5):1855-66.等）和黄色短杆菌ATCC14067（可参见CN1305009A以及CN1284560A等文献）作为发酵菌株；将两种菌液按照体积比为1∶1混合，两种菌液的浓度均为1×10⁸个/mL，混合菌液接入种子培养基中，接种量5%，培养至对数期，制得种子液；所述种子培养基：结晶葡萄糖母液2t、酵母粉140kg、玉米浆420 kg、MgSO₄35 kg、KH₂PO₄63kg、对氨基苯甲酸9.1kg、硫酸铵35kg、七水硫酸亚铁70kg，120℃灭菌15min，即得。

将种子液按照10％的接种量接种至发酵罐，进行好氧发酵，发酵48小时制得发酵液，流加氨水控制发酵液出料PH在7.0左右；发酵罐培养基：葡萄糖母液2t、玉米浆300 kg、酵母粉150kg、豆粕120kg、MgSO₄50 kg、KH₂PO₄38kg、对氨基苯甲酸15kg、硫酸铵12kg、七水硫酸亚铁10kg，120℃灭菌15min，即得；其中，发酵液中赖氨酸含量为18.3g/100ml，较谷氨酸棒状杆菌ATCC14997或黄色短杆菌ATCC14067单一菌株发酵提高30％以上。

3）微滤和超滤除菌

4）结晶：将赖氨酸净化液真空浓缩至固含量为70％，然后进入结晶罐，结晶罐的温度为70℃，用硫酸调节液体的pH为4.6，随后降温至晶体析出，离心分离，得到湿晶和赖氨酸母液；最后将湿晶用沸腾床50℃烘干，即得；所得晶体含量大于98.9％。

5）制备蛋白饲料：

将步骤3）所得混合料液和步骤4）所得赖氨酸母液合并得到液体A，然后往液体A中添加玉米秸秆粉、花生壳粉、麦麸和豆渣，1000转/min搅拌5min，最后通入蒸汽升温至100℃，蒸馏15分钟；然后将蒸馏物烘干，粉碎机粉碎即得；其中，玉米秸秆粉、花生壳粉、麦麸和豆渣分别占液体A质量的7%，3％，2%和1%。经检测，该饲料蛋白含量36.3%，无机矿物质含量4.9%，赖氨酸组分含量6.4%，其余为淀粉、糖类物质及少量其他氨基酸。

实施例2

一种结晶葡萄糖母液的处理方法，其包括如下步骤：

1）结晶葡萄糖母液的产生：

玉米淀粉制备的糖液用活性炭脱色30min，再经过离子交换，将料液中的盐份、色素和异味物质去除，使得透光率≥98%；

上述滤液浓缩蒸发至72%，进入结晶机，助晶罐温度50℃，混合罐温度44-46℃，放料收率58%，降温速率1℃/3h；

（2）制备培养基和发酵：

选取谷氨酸棒状杆菌ATCC14997和黄色短杆菌ATCC14067作为发酵菌株；将两种菌液按照体积比为1∶1混合，两种菌液的浓度均为1×10⁸个/mL，混合菌液接入种子培养基中，接种量5%，培养至对数期，制得种子液；所述种子培养基：结晶葡萄糖母液2t、酵母粉140kg、玉米浆420 kg、MgSO₄35 kg、KH₂PO₄63kg、对氨基苯甲酸9.1kg、硫酸铵35kg、七水硫酸亚铁70kg，120℃灭菌15min，即得。

将种子液按照10％的接种量接种至发酵罐，进行好氧发酵，发酵48小时制得发酵液，流加氨水控制发酵液出料PH在7.2；发酵罐培养基：葡萄糖母液2t、玉米浆300 kg、酵母粉150kg、豆粕120kg、MgSO₄50 kg、KH₂PO₄38kg、对氨基苯甲酸15kg、硫酸铵12kg、七水硫酸亚铁10kg，120℃灭菌15min，即得；发酵液中赖氨酸含量为18.4g/100ml，较谷氨酸棒状杆菌ATCC14997或黄色短杆菌ATCC14067单一菌株发酵提高30％以上。

3）微滤和超滤除菌

5）制备蛋白饲料：

将步骤3）所得混合料液和步骤4）所得赖氨酸母液合并得到液体A，然后往液体A中添加玉米秸秆粉、花生壳粉、麦麸和豆渣，1200转/min搅拌4min，最后通入蒸汽升温至100℃，蒸馏15分钟；然后将蒸馏物烘干，粉碎机粉碎即得；其中，玉米秸秆粉、花生壳粉、麦麸和豆渣分别占液体A质量的8%，4％，3%和1%。经检测，该饲料蛋白含量36.1%，无机矿物质含量5.3%，赖氨酸组分含量6.6%，其余为淀粉、糖类物质及少量其他氨基酸。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims

1.一种结晶葡萄糖母液的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：1）结晶葡萄糖母液的产生，2）制备培养基和发酵生产赖氨酸，3）过滤除菌，4）结晶以及5）制备蛋白饲料。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括如下步骤：

1）结晶葡萄糖母液的产生；

2）制备培养基和发酵生产赖氨酸：

混合菌液接入种子培养基中，接种量5%，培养制得种子液；将种子液按照10％的接种量接种至发酵罐，进行好氧发酵，发酵48小时，制得赖氨酸发酵液，流加氨水控制赖氨酸发酵液出料pH在7.0-7.2；

所述种子培养基为：结晶葡萄糖母液2吨、酵母粉140kg、玉米浆420 kg、MgSO₄35 kg、KH₂PO₄63kg、对氨基苯甲酸9.1kg、硫酸铵35kg、七水硫酸亚铁70kg，120℃灭菌15min，即得；

所述发酵罐培养基为：葡萄糖母液2吨、玉米浆300 kg、酵母粉150kg、豆粕120kg、MgSO₄50 kg、KH₂PO₄38kg、对氨基苯甲酸15kg、硫酸铵12kg、七水硫酸亚铁10kg，120℃灭菌15min，即得；

3）过滤除菌：

赖氨酸发酵液经微滤膜过滤除菌，分别收集截留物和滤过液；然后将滤过液继续进行超滤膜过滤，收集浓缩液和赖氨酸净化液；将上述截留物和浓缩液合并为混合料液备用；

4）结晶：

将赖氨酸净化液真空浓缩至固含量为70％，然后进入结晶罐，结晶罐的温度为70℃，用硫酸调节液体的pH为4.6，随后降温至晶体析出，离心分离，得到湿晶和赖氨酸母液；最后将湿晶用沸腾床50℃烘干，即得；

5）制备蛋白饲料：

将步骤3）所得混合料液和步骤4）所得赖氨酸母液合并得到液体A，然后往液体A中添加玉米秸秆粉、花生壳粉、麦麸和豆渣，1000-1200转/min搅拌4-5min，随后通入蒸汽升温至100℃，蒸馏15分钟；最后将蒸馏物烘干，粉碎机粉碎即得；其中，玉米秸秆粉、花生壳粉、麦麸和豆渣分别占液体A质量的7-8%，3-4％，2-3%和1%。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述混合菌液按照如下方法制备而成：

将谷氨酸棒状杆菌ATCC14997和黄色短杆菌ATCC14067按照体积比为1∶1混合，两种菌的浓度均为1×10⁸个/mL。

4.根据权利要求2或3所述的处理方法，其特征在于，所述微滤膜为无机陶瓷膜，截留分子量为2000MW，微滤温度为40℃；所述超滤膜的截留分子量为300MW，超滤温度为40℃。

5.根据权利要求1-4任其一所述的处理方法，其特征在于，所述1）结晶葡萄糖母液的产生，包括如下步骤：

B：加入珍珠岩助滤剂，搅拌脱色30分钟，然后过滤；

C：将滤液浓缩蒸发至70-72%，然后结晶，离心分离晶体和结晶葡萄糖母液。