一种快速评估用于氨基酸发酵的工业玉米浆品质的方法
【专利摘要】本发明公开了一种快速评估用于氨基酸发酵的工业玉米浆品质的方法，属于生物【技术领域】。本发明使用纸层析将玉米浆中的所有游离氨基酸分离并洗脱收集，同时以缬氨酸为标准样制作氨基酸含量与标样纸层析洗脱液吸光值关系的标准曲线，计算游离氨基酸的总含量。本发明建立了一种快速评估游离氨基酸含量的方法，并提供了判断玉米浆品质的标准，整个评估过程简便易操作，极大的提高了氨基酸发酵企业对玉米浆的质量控制水平，保障了氨基酸发酵的产酸率。
【专利说明】一种快速评估用于氨基酸发酵的工业玉米浆品质的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种快速评估用于氨基酸发酵的工业玉米浆品质的方法，属于生物技 术领域。
【背景技术】
[0002] 玉米浆是玉米淀粉生产过程中得到的副产物，富含糖类、可溶性蛋白质、氨基酸、 多肽、脂肪酸、维生素、肌醇、水解酶，以及其他有机化合物、重金属和无机离子。玉米浆是生 产抗生素、有机酸和其他发酵产品的培养基组成成分之一，由于其富含可溶性蛋白和多种 游离氨基酸，是微生物发酵的良好氮源。
[0003] 玉米浆是氨基酸发酵工业的常规培养基成分，提供了微生物培养所需的氮源与生 长因子。玉米浆的品质高低对氨基酸发酵的结果有重大的影响，高品质的玉米浆可以保障 氨基酸发酵的产酸率，降低氨基酸粗品的提取难度；低品质的氨基酸能够显著降低氨基酸 的产酸率，同时增加氨基酸粗品的提取难度。如何判定工业玉米浆的质量对于氨基酸发酵 生产至关重要。
[0004] 如今，国内尚未出台工业玉米楽的国家质量标准,只有地方标准或企业标准。这些 玉米浆的质量标准非常的简单，只对干物质、蛋白质、酸度和亚硫酸做出了规定。国内市场 上的工业玉米浆基本上都能满足这些标准。虽然各个企业提供的玉米浆基本都能满足这些 简单的标准，但是各个企业提供的玉米浆，甚至是同一个企业提供的不同批次的玉米浆对 氨基酸发酵还是存在显著差异。由于在生产原料、工艺控制和生产季节上存在着差异，所以 不同厂家、不同生产批次玉米浆的成分变化较大，甚至在玉米浆的储运过程中都会引起成 分的改变。
[0005] 发明人发现玉米浆中游离氨基酸的总量对氨基酸发酵的产酸率有较大影响，游离 氨基酸含量低的玉米浆能够明显降低氨基酸发酵的产酸率。如何快速评估玉米浆中游离氨 基酸的总含量，以及建立氨基酸含量高低的标准是摆在眼前的实际问题。
[0006] 使用HPLC检测方法可以对玉米浆中游离氨基酸进行精确定量检测，但是由于以 下几个原因限制了 HPLC的应用：I，HPLC法对仪器和操作人员有很高的要求，增加了企业的 经济负担；2,玉米浆的成分很复杂，需要对玉米浆进行预处理，才能检测氨基酸；3,玉米浆 中的游离氨基酸种类繁多，需要先对每种氨基酸进行定量，再经计算获得总量，这将是一种 非常耗时耗力的过程，无法快速评估玉米浆中的氨基酸含量。
【发明内容】
[0007] 为了解决用于氨基酸发酵的工业玉米浆难于评估的问题，本发明提供了一种快速 评估用于氨基酸发酵的工业玉米浆品质的方法，使用纸层析将玉米浆中的所有游离氨基酸 分离并洗脱收集，同时以缬氨酸为标准样制作氨基酸含量与标样纸层析洗脱液吸光值关系 的标准曲线，计算游离氨基酸的总含量。
[0008] 本发明首先解决的问题是提供一种快速评估玉米浆中游离氨基酸的方法，主要包 括以下步骤：称取Ig玉米浆加 IOml水充分搅匀，作为供试品溶液；用微量进样器吸取供试 品溶液及标准缬氨酸样品，按纸色谱法点样Iul;以正丁醇-冰乙酸-水按体积比4 : 1 : 5混合为展开剂，展开时间彡3小时；将晾干后的色谱滤纸放在盛有显色剂2% (g/100mL) 茚三酮的丙酮溶液的瓷托盘中湿润、浸透，风干后置l〇5°C烘箱中干燥5min，即呈现斑点； 剪下所有显色斑，分别置于具塞试管中，用洗脱剂5ml洗脱2h以上；取各洗脱液在520nm 的波长处测定吸光度；选取5个浓度梯度的缬氨酸标准样：0. 4%、0. 6%、0. 8%、1.0%、 1. 2%，同样品一起点样、展开、茚三酮丙酮显色、洗脱，在520nm的波长处测定吸光度，以标 准样浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线；根据供试品溶液处理后得到的洗脱液 吸光度对应标准曲线中浓度，得出氨基酸含量。
[0009] 所述洗脱剂是75 %乙醇和0. 2 % CuSO4 ? 5H20按体积比39 : 1混合。
[0010] 所述标样缬氨酸还可以替换为其他天然氨基酸。
[0011] 本发明要解决的第二个技术问题是提供一种用于氨基酸发酵的工业玉米浆的质 量控制方法，是以玉米浆中的游离氨基酸为特征成分，以游离氨基酸的含量作为控制工业 玉米楽质量的质量参数。
[0012] 所述方法首先通过上述快速评估玉米浆中游离氨基酸的方法测定玉米浆中游离 氨基酸的含量，游离氨基酸含量为7. 5% -10%时，为合格的玉米浆，适于氨基酸发酵。所述 含量百分比为质量百分比。
[0013] 本发明填补了氨基酸发酵领域内对工业玉米浆品质无有效评估方法的空白，通过 一种快速简单，无需昂贵仪器，就能实现快速评估玉米浆中游离氨基酸，实现了对玉米浆品 质的有效评判，从而帮助氨基酸发酵企业保持高水平的发酵产酸率。
【具体实施方式】
[0014] 以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。下述实施例中的实验 方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自 常规生化试剂商店购买得到的。
[0015] 实施例1
[0016] 从鲁洲生物科技（山东）有限公司采购了 10个批次的工业玉米浆，分别命名为 1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#、9#、10#分别称取Ig玉米浆加 IOml水充分搅匀，作为供试品溶 液；用微量进样器分别吸取10种供试品溶液及标准缬氨酸样品（浓度分别〇. 4%、0. 6%、 0. 8 2 % )，按纸色谱法点样liU，每个样品点3个平行样；以正丁醇-冰乙 酸-水（4 : I : 5;v/v/v)为展开剂，展开3小时；将晾干后的色谱滤纸放在盛有显色剂 2% (g/100mL)茚三酮的丙酮溶液的瓷托盘中湿润、浸透，风干后置105°C烘箱中干燥5min， 即呈现斑点；剪下所有显色斑，置于具塞试管中，用洗脱剂（75 %乙醇：0. 2% CuSO4 ? 5H20 =39 : I) 5ml洗脱2h ;将洗脱液在520nm的波长处测定吸光度，结果如表1-1所示。第二 天，重新配制涉及检测的所有溶剂，重复第一天所做的所有实验，结果如表1-2所示。第三 天，重新配制涉及检测的所有溶剂，重复第一天所做的所有实验，结果如表1-3所示。
[0017] 表1-1、1_2、1-3、1-4中，游离氨基酸含量是根据洗脱液吸光值和标准曲线换算得 到的，玉米浆中的实际游离氨基酸含量要在此基础之上乘以11，因为是称取的Ig玉米浆加 IOml水混匀后作为供试品溶液的。因此，表1-1、1-2、1-3、1-4中的游离氨基酸含量，是原玉 米浆样品稀释11之后的游离氨基酸的含量。
[0018] 以标准样浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线；根据供试品溶液处理后 得到的洗脱液吸光度对应标准曲线中浓度，得出氨基酸含量。从表1-1、1-2、1-3、1-4所显 示的结果可知，三次试验所绘制的标准曲线的线性相关度高，且针对10批次的工业玉米浆 所获得的三次游离氨基氨酸含量基本一致，这说明了本发明方法具有很高的稳定性和重现 性。选择8# (氨基酸含量为7. 7 %)、10# (氨基酸含量为6. 6%)工业玉米浆用于后续的试 验，并分别命名为1#_1和1#_2玉米楽。
[0019] 实施例2
[0020] 从邳州市奋达淀粉有限公司采购了多个批次的工业玉米浆，从中选择游离氨基酸 含量分别为7. 7%和6. 71%的两个批次的玉米浆用于试验，分别命名为2#-1和2#-2玉米 浆。
[0021] 实施例3
[0022] 从宝应县永昌淀粉有限公司采购了多个批次的工业玉米浆，从中选择游离氨基酸 含量分别为7. 59%和6. 6%的两个批次的玉米浆用于试验，分别命名为3#-1和3#-2玉米 浆。
[0023] 实施例1?3所选择的六个批次的玉米浆成分（质量百分比）如下表2所示，表 2中氨基酸含量为玉米浆稀释11倍之后的氨基酸含量：
[0024] 表2六个批次玉米浆主要成分
[0025]
【权利要求】
1. 一种快速评估玉米浆中游离氨基酸含量的方法，其特征在于，使用纸层析将玉米浆 中的游离氨基酸分离并洗脱收集，同时以缬氨酸为标准样制作氨基酸含量与标样纸层析洗 脱液吸光值关系的标准曲线，计算游离氨基酸的总含量； 所述方法主要包括以下步骤：（1)称取lg玉米浆加10ml水充分搅匀，作为供试品溶 液，按纸色谱法点样lul;(2)将正丁醇、冰乙酸、水按体积比4 : 1 : 5混合作为展开剂， 展开时间彡3小时；（3)展开结束后，将色谱滤纸晾干，将晾干后的色谱滤纸放在盛有显 色剂的瓷托盘中湿润、浸透，风干后置l〇5°C烘箱中干燥5min，即呈现斑点；所述显色剂是 含2%茚三酮的丙酮溶液；（4)剪下所有显色斑，置于具塞试管中，用洗脱剂5ml洗脱2h以 上；（5)取洗脱液在520nm的波长处测定吸光度；(6)选取5个浓度梯度的缬氨酸标准样： 0. 4%、0. 6%、0. 8%、1. 0%、1. 2%，米用与供试样品同样的方法点样、展开、讳三酮丙酮显 色、洗脱，在520nm的波长处测定吸光度，以标准样浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标 准曲线；根据供试品溶液的洗脱液吸光度对应标准曲线中的浓度，得出玉米浆中游离氨基 酸含量。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述洗脱剂是75 %乙醇和0.2 % CuS04 ? 5H20按体积比39 : 1混合。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将标样缬氨酸替换为其他天然氨基酸。
4. 一种用于氨基酸发酵的工业玉米浆的质量控制方法，是以玉米浆中的游离氨基酸为 特征成分，以游离氨基酸的含量作为控制工业玉米浆质量的质量参数；首先通过纸层析法 测定玉米浆中游离氨基酸的含量，游离氨基酸含量为7.5% -10%时，为合格的玉米浆，适 于氨基酸发酵。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述氨基酸发酵包括异亮氨酸、缬氨酸、 亮氨酸、谷氨酰胺的工业发酵生产。
【文档编号】G01N30/90GK104360005SQ201410616266
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年11月5日
【发明者】宁健飞, 侯一鸣, 李琼 申请人:无锡晶海氨基酸有限公司