玉米加工設(shè)備加工成玉米漿后在發(fā)酵工業(yè)中有什么應(yīng)用及研究發(fā)展。

       玉米漿 (Corn steep liquer, CSL) 是玉米深加工設(shè)備加工的玉米淀粉制備的副產(chǎn)物, 可通過濕磨法制備。玉米漿含有大量的亞硫酸、肽、多糖、蛋白質(zhì)和各種氨基酸, 如精氨酸、谷氨酸、組氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸和β-苯乙胺。玉米漿的主要用途有:用作水溶性植物蛋白及水溶性維生素、復(fù)合肥料添加劑、發(fā)酵氮源和纖維飼料。玉米漿中的大多數(shù)化學(xué)成分是通過發(fā)酵法合成的氨基酸前體, 占玉米漿干質(zhì)量的25%。用鹽酸水解18h, 肽和蛋白質(zhì)水解成氨基酸, 且含量可達(dá)到干質(zhì)量的50%以上。

　　目前, 僅有很少 部分玉米漿用于氨基酸發(fā)酵。玉米漿在氨基酸發(fā)酵中被用作有機(jī)氮源和生長因子的供應(yīng)者, 它富含的生物素和限制性氨基酸對各種氨基酸的發(fā)酵有很大影響。作為廉價**的發(fā)酵氮源, 增加氨基酸發(fā)酵中玉米漿的使用量, 以減少或代替 部分有機(jī)氮源, 如豆粕水解液、酵母粉和毛發(fā)粉等, 可以提高玉米漿價值, 降低氨基酸生產(chǎn)成本。在青霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中, 玉米漿的含量對菌絲、氨氮代謝、糖代謝、發(fā)酵周期和發(fā)酵效價等工藝參數(shù)影響很大。

　　1玉米漿的基本化學(xué)組成
　　通常, 用于氨基酸發(fā)酵的玉米漿約20°Be′, 質(zhì)量濃度1.08~1.15kg/L, 水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%~50%, 還原糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>5.5%, 氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>3.6%, 無機(jī)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>10%, 氨氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>0.9%, 乳酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%~12%。
　　1.1 氨基酸
　　測定玉米漿的組成成分, 顯示含有組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸;檢測三氯乙酸的提取物, 發(fā)現(xiàn)了氨基酸化合物, 如羥基脯氨酸、γ-氨基丁酸和天門冬酰胺等。
　　1.2 維生素
　　玉米漿含有維生素B25μg/mL, 尼克酰胺89μg/mL, 泛酸22.5μg/mL, 生物素0.125μg/mL。在玉米漿所含的11種維生素中, 膽堿 (0.2%) 和肌醇 (0.35%) 所占比例 高, 而維生素B12與葉酸含量相對較少。
　　1.3 礦物質(zhì)元素
　　陳逸琚等利用電感耦合等離子體質(zhì)譜 (ICP-MS) 檢測到玉米漿干粉中存在砷、鎘、鉻、銅、鉛和鋅。研究結(jié)果表明, 玉米漿干粉中還含有微量金屬元素銅、鋅和鉛, 含量如表1所示。
　　2玉米漿主要營養(yǎng)成分及特點
　　濃縮后的玉米浸漬液為黏稠狀, 帶有芳香氣息的糊味, 呈黃棕色。玉米深加工設(shè)備玉米浸漬液富含玉米的可溶性養(yǎng)分, 具有營養(yǎng)豐富和營養(yǎng)價值高的特點。玉米漿的營養(yǎng)成分包括:可溶性蛋白質(zhì)、乳酸 (LA) 、糖類和淀粉等, 并富含多種氨基酸、礦物質(zhì)、微量元素和維生素, 其中膽堿含量為6.99×103 IU/kg, 肌醇含量為1.20×103 IU/kg。
　　3玉米漿生產(chǎn)工藝
　　玉米深加工的第 步為玉米浸泡。在浸泡過程中, 有大量的浸泡水產(chǎn)生, 玉米浸泡水被直接排放至污水處理廠, 造成了資源浪費和環(huán)境污染。為了變廢為寶, 鼓勵企業(yè)深度開發(fā)玉米漿及其生產(chǎn)工藝顯得尤為重要。
　　呂滿霞等研究了玉米漿的生產(chǎn)工藝。采用中溫α-淀粉酶和糖化酶的雙酶法進(jìn)行分段酶解, 獲得生產(chǎn)甜玉米汁的 佳條件為:料液比為m (玉米) ∶V (水) =14 g/mL, 中溫α-淀粉酶0.35%, 55℃液化25min, 糖化酶0.15%, 55℃糖化20min。 終測定玉米汁中可溶性固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.9%。
　　郭成宇等用速凍玉米研究了玉米漿生產(chǎn)的新工藝。該工藝中, 沒有過濾和糊化過程, 玉米的利用率為**。通過檢測玉米漿的顆粒直徑、沉降速率、懸浮物的穩(wěn)定性和感官評價來確定玉米漿 優(yōu)的工藝參數(shù)為:磨漿2次;均質(zhì)壓力30MPa;均質(zhì)溫度40℃;均質(zhì)2次;**121℃, 25min。 終, 產(chǎn)品保質(zhì)期達(dá)6個月。工藝流程為:蔗糖和復(fù)合穩(wěn)定劑→混合均勻→化膠→新鮮速凍糯玉米→緩凍→磨漿→定容→攪拌→均質(zhì)→灌裝→**→檢測和感官評定。
　　4玉米漿的應(yīng)用
　　4.1 在氨基酸發(fā)酵工藝中的應(yīng)用
　　玉米漿是 廉價的氮源, 含有豐富的營養(yǎng)成分, 是微生物合成代謝的促進(jìn)劑, 目前, 玉米深加工機(jī)械在生物制藥、氨基酸發(fā)酵和酶制劑等 域中, 作為氮源被廣泛利用。左瑩等研究表明:在氨基酸發(fā)酵時, 為了降低發(fā)酵成本, 可以使用玉米漿替代或部分替代其他氮源, 如豆粕水解液、酵母粉和蛋白胨。向夢雄優(yōu)化了發(fā)酵培養(yǎng)基, 采用堿法對玉米漿預(yù)處理, 并將玉米漿作為唯 氮源, 使Blakeslea trispora的β-胡蘿卜素的積累量達(dá)到60.36mg/L。丁涓等報道在用玉米漿為氮源的培養(yǎng)基中培養(yǎng)嗜熱乳酸鏈球菌并進(jìn)行L-乳酸發(fā)酵, 實驗結(jié)果顯示:用41g/L的玉米漿代替牛肉膏作為氮源是可行的, L-乳酸的積累量為11g/L。對比其他乳酸發(fā)酵培養(yǎng)基, 可以在很大程度上降低生產(chǎn)成本。張俊剛比較了有機(jī)氮源在氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)中的作用, 與豆粕、毛發(fā)水解液和毛發(fā)粉溶液相比, 使用玉米漿水解液生產(chǎn)絲氨酸、脯氨酸、胱氨酸、精氨酸和蘇氨酸, 產(chǎn)量顯著高于其他氮源。
　　4.2 在動物飼料中的應(yīng)用

　　在加工玉米副產(chǎn)物及農(nóng)副產(chǎn)品的過程中, 可通過提高玉米加工機(jī)械玉米利用率降低發(fā)酵飼料的生產(chǎn)成本。同時, 玉米漿含可溶性蛋白、糖分、生長素和 些前體物, 其中可溶性蛋白和糖分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為16%~30%和11%, 為微生物生長提供了 有機(jī)氮源和碳源。所以, 在生物發(fā)酵過程中, 可以用玉米漿作為營養(yǎng)成分的補(bǔ)充劑;還可以利用乳酸桿菌和玉米漿, 與葡萄糖釀酒渣 起發(fā)酵生產(chǎn)乳酸;也可以使用酵母與低乳糖的玉米漿和蔗糖蜜, 進(jìn)行乳糖酶工業(yè)化生產(chǎn)。李紅宇等的研究指出:通過玉米漿與秸稈不同比例混合發(fā)酵, 在黃貯玉米秸中添加25%~30%玉米漿, 制成纖維發(fā)酵飼料, 增加了飼料的能量、蛋白質(zhì)含量及其他營養(yǎng)成分, 提高了適口性。

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