一种利用玉米副产物同时生产ε-聚赖氨酸和蛋白饲料的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于发酵和饲料生产的技术领域，具体的涉及一种利用玉米副产物同时生产ε-聚赖氨酸和蛋白饲料的方法。
【背景技术】
[0002]玉米含淀粉70%左右，含脂肪4?5%。在玉米深加工产业中，除去主产物淀粉、淀粉糖及玉米油，副产物占了玉米成分的25?30%。具体副产物种类有玉米皮、胚芽柏、玉米浆、蛋白粉、葡萄糖母液等。各种玉米副产物一般作为饲料原料单独销售，利润非常低。例如玉米浆，虽然蛋白质含量高，由于硫、灰分等成分的存在，作为饲料原料的适口性差，可溶性蛋白和部分糖的存在使其不易加工成固体物料，销售半径小，所以销售价格很低，成为了很多玉米加工企业的负担。葡萄糖母液经过多次回配到结晶罐，由于低聚糖浓度逐渐升高导致结晶困难而将其退出生产系统，作为一种糖源即使低价出售仍然鲜有问津，并且占用大量储罐而影响到了企业的加工链，也成为了企业头疼的问题。再比如玉米皮和胚芽柏，由于纤维质含量高，蛋白含量低，使得其动物消化率低，本身就是一种低价的饲料原料，也存在销售压力大的问题。随着玉米加工行业及饲料行业竞争日益激烈，如何解决副产物销售压力及提高附加值成为了企业的当务之急。
[0003]ε -聚赖氨酸是一种新型的天然防霉防腐剂，是一种类似于抗生素但不属于抗生素的物质，它不但对人体健康无害，还具有一定的营养价值，是今后开发的方向。ε -聚赖氨酸具有广谱抗菌性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌均有很好的抑菌效果，是目前天然防腐剂中具有优良防腐性能和巨大商业潜力的微生物类防腐剂。2014年4月3日，国家卫生计生委批准了 ε-聚赖氨酸作为食品添加剂新品种的申请。ε -聚赖氨酸可通过液态深层发酵生产，碳源种类很多，有葡萄糖、果糖、淀粉、甘油、木糖、阿拉伯糖等。有机氮源可以用牛肉膏、蛋白胨、鱼粉、酵母抽提物、玉米浆等。在发酵工业中，碳源与氮源的选择往往要考虑原料来源及价格。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对玉米副产物利用率极低的问题而提供一种利用玉米副产物同时生产ε -聚赖氨酸和蛋白饲料的方法，该方法将玉米皮、胚芽柏、玉米浆、葡萄糖母液进行整合，既能有效利用副产物中的碳源和氮源，又能将玉米皮和胚芽柏的蛋白含量提升，可以大规模生产应用，为企业解决玉米副产物问题提供了一条有效的途径。
[0005]本发明的技术方案为:一种利用玉米副产物同时生产ε-聚赖氨酸和蛋白饲料的方法，包括以下步骤:
(1)分别在玉米皮和胚芽柏中加水搅拌，使其含水量均大于60%；
(2)分别在步骤(I)所得的玉米皮和胚芽柏各物料基中加入淀粉酶和纤维素酶进行酶解，淀粉酶与纤维素酶的质量比为1:1?1:3，并且加酶总量不低于各物料基重量的0.1% ;酶解温度范围为30?70°C，处理时间至少为15 h ；
(3)酶解结束后，分别将玉米皮酶解母液和胚芽柏酶解母液进行固液分离，分别得到玉米皮酶解滤液1、玉米皮酶解滤渣1、胚芽柏酶解滤液I和胚芽柏酶解滤渣I ;用质量两倍于玉米皮酶解滤液I的水洗涤玉米皮酶解滤渣I，用质量两倍于胚芽柏酶解滤液I的水洗涤胚芽柏酶解滤渣I ;再次进行固液分离得到玉米皮酶解滤液I1、玉米皮酶解滤渣I1、胚芽柏酶解滤液II和胚芽柏酶解滤渣II ;
(4)步骤(3)中所得玉米皮和胚芽柏的各总滤渣，含水量均为55?60%，分别用烘干设备干燥后，获得蛋白饲料玉米皮和胚芽柏；
(5)将步骤(3)中所得全部滤液I与全部滤液II混合，再与葡萄糖母液混合，该部分糖浆作为发酵碳源；另取玉米副产物中的玉米浆作为发酵有机氮源；
(6)ε -聚赖氨酸的发酵培养基成分为:糖浆、玉米浆、(NH4)2SO4^P MgSO4;
(7)根据常规的聚赖氨酸发酵工艺，用步骤(6)所述培养基发酵生产ε_聚赖氨酸。
[0006]所述步骤(6)中的糖浆包括滤液1、滤液II和葡萄糖母液。
[0007]所述步骤(7)中发酵的温度为25?40°C。
[0008]所述步骤(7)中发酵所用ε -聚赖氨酸产生菌为白色链霉菌5:利迪链霉菌 51 lydicus、北里抱菌 Kitasatospora.sp、灰澄链霉菌 51 griseoaurantiacus^ 淀粉酶产色链霉菌51 dias ta tochromogenes、枯草芽抱杆菌Bacillus sub tilis、禾粟链霉菌S.graminearus^吸水链霉菌51 hygroscopicus^灰褐链霉菌51 griseofuscus、稠李链霉菌S.jOai/awiAs.中的至少一种。
[0009]本发明的有益效果为:本发明所述方法用淀粉酶和纤维素酶处理玉米皮和胚芽柏，将其中的淀粉和部分纤维质酶解成还原糖。玉米皮和胚芽柏经过酶解后进行固液分离，滤液作为碳源发酵生产ε-聚赖氨酸，滤渣烘干后作为蛋白饲料。常规玉米皮的蛋白含量为7-10%，常规胚芽柏蛋白含量为16-18%，而本发明中获得的玉米皮蛋白含量为12-20%，胚芽柏蛋白含量为25-35%。本发明所述方法具有以下优点:
1、生产成本低、投资少、见效快、效益高。
[0010]2、酶解及发酵条件粗放，周期短，生产效率高。
[0011]3、对玉米副产物中的玉米皮、胚芽柏、葡萄糖母液、玉米浆进行有效整合，既能发酵生产ε -聚赖氨酸，又提升了玉米皮和胚芽柏的附加值。
[0012]本发明首次涉及以玉米副产物发酵生产ε -聚赖氨酸以及提升玉米皮和胚芽柏的附加值，为玉米深加工行业处理副产物提供了一条有效的解决途径，具有重大的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[0013]以下是实施例，将对本发明进一步说明，但对本发明没有限制。
[0014]实施例1
(1)取玉米皮Ikg，加入水3 kg，则物料含水量为75%;取胚芽柏I kg，加入水3 kg, 则物料含水量为75% ;
(2)分别往两种物料中加入淀粉酶1.5 g，纤维素酶1.5 g，即加酶量为物料干基的0.15%O
[0015]搅拌均匀后，将物料放入50°C的烘箱中，放置24 h ；
(3)将玉米皮和胚芽柏的物料取出，分别用三层纱布包裹，用力挤压进行固液分离，获得滤液和滤渣。玉米皮物料可获得滤液1.5 1^，滤渣2.5 kg ;胚芽柏物料可获得滤液
1.8 kg,滤渣 2.2 kg ；
(4)往玉米皮滤渣中加入3kg水，混合均匀后后再次用纱布挤压，获得滤液3.2 kg， 滤渣2.3 kg;往胚芽柏滤渣中加入3 kg水，混合均匀后再次用纱布挤压，获得滤液3.2
kg，滤渣 2 kg ；
(5)分别将2.3 kg的玉米皮滤渣和2 kg的胚芽柏滤渣放入烘箱中，80 °C烘干后，获得玉米皮0.7 kg，蛋白含量为14% ;获得胚芽柏0.55 kg，蛋白含量为30%。
[0016]斜面培养基:葡萄糖1.0%，玉