CN1880466A - 葡萄糖母液生产赖氨酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为葡萄糖母液生产赖氨酸的方法，其特征是用葡萄糖母液代替发酵培养基中主要原料葡萄糖制备发酵培养基生产赖氨酸的方法。采用本发明所述的葡萄糖母液生产赖氨酸的方法，可明显降低原料成本，减少配套设备投资，还可以合理综合利用玉米深加工过程的副产品资源，减少环境污染和污水处理费用，缓解玉米综合加工中污水处理的压力，其产品含杂质少，与液糖发酵生产的赖氨酸比较更有品质保障。
Description
技术领域：
本发明属玉米深加工综合利用领域，涉及赖氨酸的生产方法，具体地说是一种回收利用结晶分离葡萄糖后的母液为原料生产赖氨酸的方法。
技术背景：
我国是农业大国，农产品资源丰富，主要农产品的总产量、商品量均居世界前列，因此农产品深加工是大有发展前途的产业。
玉米是人类种植的最主要粮食作物之一，约占世界粮食作物总产量的四分之一。玉米也是我国主要的粮食作物品种，总产量仅次于稻谷和小麦，居世界第二位。其综合加工更是急待开发的经济领域。
玉米具有快熟，高产、种植地区广、籽粒含淀粉量高、副产物品种多、价值高、易于运输和储存、可全年加工生产等优点。因此，世界各国对玉米深加工都十分重视，西方国家50％以上的玉米用于生产综合加工产品，品种有4000余个。
玉米深加工更直接的作用是拉动农业产业链的发展，玉米资源开发利用潜力很大，其深加工项目繁多，用途广泛，市场容量大，产业链长，发展前景不可限量。
玉米淀粉经一定的加工工艺处理后，可广泛应用于食品、造纸、纺织、医药、化工行业及其相关产业，如饮料业、糖果糕点业、奶业、肉类加工、调味品、营养小食品、功能性保健食品、酶制剂、各类添加剂、酿造业以及建筑涂料、地矿、石油化工等，用途极为广泛，其市场前景十分广阔。
用玉米淀粉糖类为原料，经发酵生产氨基酸，也是玉米综合利用的开发方向之一。
赖氨酸是人体必需的八种基本氨基酸之一。赖氨酸及苏氨酸是动物营养中最主要的氨基酸，因为其他几种氨基酸一般均能为具有X-酮基或羟基的类似物或小型光学异构体所代替。但赖氨酸在八种氨基酸中是唯一的仅L-型成分才能有效利用的。由于赖氨酸不能在人体中由还原胺化作用或转氨作用来生成，必须由食物中摄取，因此它是一种最重要的基本氨基酸。
动物需要各种氨基酸做为其维持正常生长的原料，动物所需的各种氨基酸之间有一定的比例，当食物中某些氨基酸超量时，这些氨基酸(超量的)要被降解成含氮废物，经尿排出体外。相对而言，当食物中某些必要的氨基酸不足时，其它的氨基酸也会因缺少这些氨基酸而无法合成蛋白质而降解成含氮废物排出体外。由此看来，供给人类饮食和动物饲料中氨基酸的最佳配比是相当重要的，如因某些必要的氨基酸缺乏，会造成食物(饲料)的浪费而不利于生长。
在谷类蛋白质中，必需氨基酸的比例不平衡，而赖氨酸的百分比含量最低，故称为第一限制氨基酸。由于谷类蛋白质的氨基酸配比不足，影响蛋白质的有效利用，如能补充赖氨酸，就能提高蛋白质的利用率，因而提高其营养价值。
近年来，国内外饲料工业及食品工业快速发展，医药工业上赖氨酸新的用途不断被发现，赖氨酸已成为一种国际市场上发展前景好，国内市场上缺口较大的产品。
赖氨酸的生产方法有抽提法，化学合成法和酶法以及发酵法。近年来国际上生产赖氨酸的大型企业，多数采用直接发酵法。
国内外发酵法生产赖氨酸的原料主要为葡萄糖或用淀粉生产的糖液和豆粕水解液。其生产步骤主要是菌种培养，发酵培养，提取和精制，公开的工艺技术和条件基本相同或相近。
目前国内赖氨酸市场比较短缺，主要包括三方面原因，一是由于人民生活水平和对食品营养需要的提高，以及饲料工业产品技术水平、质量要求的提高，大大促进拉动市场对赖氨酸的需求；二是由于赖氨酸生产设备投资过高配套工艺庞大，动辄上亿元，限制了新建项目的建设进度；三是市场农副产品价格上升，特别是豆价格成倍加翻，加大了生产成本，给生产企业造成了经济压力和负担，制得了国内赖氨酸生产的增长速度。
发明内容：
为了进一步降低赖氨酸生产的原料成本和生产配备设备投资，综合回收利用玉米深加工基地的副产品资源，本发明人提出了用葡萄糖母液为原料生产赖氨酸的方法。
本发明所述的技术方案是用葡萄糖母液代替发酵培养基中主要原料葡萄糖制备发酵培养基生产赖氨酸的方法。
本发明所述技术方案中所说的“葡萄糖母液”是指由玉米淀粉生产结晶葡萄糖生产过程中，分离出结晶葡萄糖后的原始母液。
结晶葡萄糖生产过程中分离出葡萄糖后所排出的原始母液，浓度为70Be左右，含糖量为86％左右。
采用本发明所述的葡萄糖母液为原料代替公知的赖氨酸发酵培养基中的原料葡萄糖，对赖氨酸发酵培养基的成份、性能、功效等几乎没有任何影响。
本发明所述发酵培养基的主要成份重量百分含量：
葡萄糖母液：10～15(折葡萄糖)
豆粕水解液；1～2
玉米浸泡水：1～2
硫酸铵：2～4
磷酸氢二钾或磷酸二氢钾 0.1
采用本发明所述的葡萄糖母液代替公知培养基配方中的葡萄糖制备的培养基发酵生产赖氨酸的操作方法和工艺控制条件均与采用葡萄糖为主要原料的公知操作方法和工艺控制条件一致。、
经研究测试和现场应用实验证明，由于葡萄糖母液中残留有少量的多糖，当菌种刚刚转入发酵罐发酵时，可能不太适应，因此，在向发酵罐中第一次添加底糖(初糖)时，以使用葡萄糖为好，其余的流加糖，可全部采用本发明所述的葡萄糖母液代替，对发酵过程和产品质量均不会产生负面影响。
采用本发明所述葡萄糖母液制备的培养基发酵生产的L-赖氨酸的产品质量如下：
饲料级98.5％L赖氨酸盐酸盐产品：
| 序号 | 指标名称 | 国标 | 本发明方法 |
| 1 | 含量(C6H14N2O2·HCl干基计) | ≥98.5％ | 98.6％ |
| 2 | 比旋光度[α]20 D | +18.0°～+21.5° | +20.0 |
| 3 | 干燥失重 | 1.0％ | 1.0％ |
| 4 | 灼烧残渣 | 0.3％ | 0.25％ |
| 5 | 铵盐(以NH4 +计) | ≤0.01％ | ＜0.01％ |
| 6 | 重金属(以Pb计) | 0.003％ | 0.002％ |
| 7 | 砷(以As计) | 0.0002％ | 未标出 |
| 8 | 外观 | 白色或淡褐色粉末 | 白色或淡褐色粉末 |
饲料级65％L赖氨酸硫酸盐产品
| 序号 | 指标名称 | 国标 | 本发明方法 |
| 1 | L-赖氨酸含量％ | ≥51 | 53 |
| 2 | 其他氨基酸％ | ≥10 | 12 |
| 3 | 硫酸盐(以SO42-)％ | ≤15 | 12 |
| 4 | 干燥失重％ | ≤3 | 2 |
| 5 | 铵盐(以NH4 +)％ | ≤1 | 0.5 |
| 6 | 灼烧残渣％ | ≤4 | 3 |
| 7 | 重金属(以Pb计)％ | ≤0.003 | 0.002 |
| 8 | 砷(以As计)％ | ≤0.0002 | 未标出 |
| 9 | 粒度＞1.5mm(筛孔径/mm)％ | ≤10 | 8 |
| 10 | 外观 | 褐色或淡褐色粒状 | 褐色或淡褐色粒状 |
采用本发明所述葡萄糖母液制备的培养基生产赖氨酸与采用公知培养基发酵生产赖氨酸的技术指标对比如下：
| 指标 | 本发明 | 公知技术 |
| 发酵温度 | 32～34℃ | 32～34℃ |
| 发酵周期 | 70小时 | 68小时 |
| 菌种量 | 折光1.0 | 折光1.0 |
| 产酸率(提高) | 14％ | 13％ |
| 糖酸转化率 | 45％ | 43％ |
采用本发明所述的葡萄糖母液生产赖氨酸的方法，可明显降低原料成本，减少配套设备投资，还可以合理综合利用玉米深加工过程的副产品资源，减少环境污染和污水处理费用，缓解玉米综合加工中污水处理的压力，其产品含杂质少，与液糖发酵生产的赖氨酸比较更有品质保障。
具体实施方式：
现以年产6万吨赖氨酸的生产线为例介绍本发明的实施方式和优异效果。
菌种：黄色短杆菌
菌种培养：斜面种子培养——一级种子培养——二级种子培养
发酵培养基主要成分重量百分含量：
葡萄糖：15 (折葡萄糖)
豆粕水解液：2
玉米浸泡水：2
硫酸铵：2
磷酸氢二钾：0.1
硫酸镁：0.05
PH：7.0
发酵罐：形式 立式 体积 300m3
采用流加糖(葡萄糖母液)的方式发酵：
产酸率：14％
糖酸转化率：45％
产品达到L一赖氨酸盐酸盐国家标准G B 8245-87的全部指标。
与现有公知方法相比较，每吨赖氨酸可降低成本1000元，全年可增加利润6000万元。同时综合利用了葡萄糖生产系统中排出的废母液，减少了废液处理费用，年节约污水处理费100万元。还可以减少公知技术所需配套的液糖生产装置的投资建设费用3600万元。
Claims (2)
1、葡萄糖母液生产赖氨酸的方法，其特征是用葡萄糖母液代替发酵培养基中主要原料葡萄糖制备发酵培养基生产赖氨酸的方法。
2、如权利要求1所述葡萄糖母液生产赖氨酸的方法，其特征是所说的发酵培养基的主要成分重量百分含量为：
葡萄糖母液：10～15(折葡萄糖)
豆粕水解液；1～2
玉米浸泡水：1～2
硫酸铵：2～4
磷酸氢二钾或磷酸二氢钾0.1。
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|---|---|---|---|---|
| CN103614428A (zh) * | 2013-06-26 | 2014-03-05 | 山东鲁抗医药股份有限公司 | 一种高效发酵生产l-色氨酸的方法 |
| CN104212870A (zh) * | 2014-09-28 | 2014-12-17 | 呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司 | 一种发酵生产赖氨酸盐酸盐的工艺 |
| CN104263793A (zh) * | 2014-09-27 | 2015-01-07 | 呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司 | 一种结晶葡萄糖母液的处理方法 |
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