专利名称：一种玉米加工残渣的深加工方法
一种玉米加工残渣的深加工方法技术领域：
本发明涉及农产品加工残渣资源化深加工领域，具体地说，涉及一种玉米加工残渣深加工的方法。背景技术：
我国玉米在2011年产量在I. 6亿吨以上，栽培面积和总产量均居世界第二位，从东北、华北到西南这一段地区是主要的玉米产区，其中约4. 7%的玉米被用于深加工。玉米的主要加工途径是生产玉米淀粉，从而产生大量的玉米加工残渣，约占玉米总重的14 % - 20 %，玉米加工残渣除含有丰富的半纤维素、纤维素以及木质素以外，还含有较多的残留淀粉、月旨肪酸、蛋白质和钙磷等营养物质，是一种很好的营养源。现阶段国内外对玉米加工残渣的利用研究可归纳为以下几个方面 I.农业饲料生产
最初玉米加工残渣作为副产物一般被作为饲料来源处理给工厂附近的农村。中小型淀粉厂由于设备技术原因，玉米加工残渣中淀粉含量较高，早期被用于生产酒精和柠檬酸，主要是利用其中残留的淀粉；经过技术改进和设备引进后淀粉含量降低，开始被用来生产饲料纤维蛋白，蛋白质量达到21%-22%。近年来，有专家开始研究利用玉米加工残渣来生产饲料酵母来提供动物性饲料蛋白，刘晓兰等对玉米加工残渣水解液发酵方式进行了摇瓶间歇培养和分批补料培养，从最终发酵液中获取高浓度的酵母细胞；王普等对固态发酵生产蛋白强化饲料用菌株进行了优选，结果表明采用康宁木霉单菌发酵时，产物中蛋白质含量有大幅度提闻。蛋白质研究
玉米加工残渣中含有部分蛋白质，有学者对其进行水解处理来将其转化为游离态的氨基酸和低分子量肽。王遂等利用枯草杆菌碱性蛋白酶和中性蛋白酶来水解玉米加工残渣中的蛋白制取水解液，水解液中蛋白质溶出率可达到90%;同时崔凌飞还对进行了多肽功能特性分析，表明玉米加工残渣中蛋白多肽具有较好的溶解性和乳化性，一定的起泡性、凝胶性以及较差的泡沫稳定性。食品工业应用
玉米加工残渣中的各种成分在食品工业中也开始被更多地利用，崔凌飞、王遂利用乙醇来提取玉米加工残渣中的食用黄色素，并对其进行了稳定性研究，结果证明其具有耐氧化性和耐热性的特点；Y. D. Hang, E. E. Woodams利用黑曲霉发酵固体发酵玉米加工残渣生产柠檬酸，同时还能从产物中获得较多的可溶性糖；另有利用玉米加工残渣水解来获取单糖的报道；玉米加工残渣中含有较多的纤维类物质，被作为膳食纤维功能性产品的主要来源，国外小麦麸皮、燕麦麸皮等谷物纤维已经投入实际生产与应用，国内近年来也对各种膳食纤维来源进行了较多的研究。虽然玉米加工残渣现已有相关的资源化技术，但总体而言其资源化产生的附加值较低，其关键在于没有充分利用好玉米加工残渣中的有效营养物质进行高值化转化。灵芝又称灵芝草、神芝、芝草、仙草、瑞草，是多孔菌科赤芝或紫芝的全株，灵芝作为拥有数千年药用历史的中国传统珍贵药材，具备很高的药用价值。灵芝的化学成分较为复杂，且因所用菌种、菌种产地、栽培方法、提取工艺、制剂方法不同而各异。灵芝属的子实体、菌丝体和孢子中含有多糖类、核苷类、呋喃类衍生物、留酵类、生物碱类、蛋白质、多肽、氨基酸类、三萜类、倍半萜、有机锗、无机盐等，其中灵芝多糖是灵芝的主要有效成分之一，具有抗肿瘤、免疫调节、降血糖、抗氧化、降血脂与抗衰老作用。灵芝多糖是由三股单糖链构成的、具有螺旋状立体构形(三级结构)的葡聚糖，其立体构形与脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)相似,是一种大分子化合物。目前灵芝多糖的制备主要采用两种技术进行生产灵芝子实体提取和深层液体发酵提取。其中，子实体因生长周期等问题难以实现大规模化制备，而深层液体发酵技术因昂贵的原料成本导致其生产成本较高。因上述原因，导致灵芝多糖相关产品少见报道。本发明专利通过热浸出原理对玉米加工残渣进行营养物质的提取，从而获得玉米汁和营养缺失的玉米渣，再以该玉米汁和淀粉为原料培养灵芝菌以生产灵芝多糖，该技术很好的降低了灵芝多糖发酵成本，具有突出的技术创新性和技术推广应用价值。
发明内容
本发明基于玉米加工残渣低值化的现状，提出了一种利用玉米加工残渣高值化深加工的方法。本深加工方法主要涉及三个步骤1)玉米加工残渣的渣汁分离；2)灵芝菌发酵玉米汁制备灵芝多糖；3)玉米渣制备膳食纤维。该发明为玉米加工残渣的高值化深加工提供了一种新技术，为玉米的循环经济发展提供了一种新途径。本发明提供一种玉米加工残渣的深加工方法，所述方法包括以下步骤1)玉米加工残渣的预处理将玉米加工残渣通过蒸煮、过滤分离，获得玉米汁和玉米渣，将玉米汁定容后备用；2)灵芝菌发酵玉米汁制备灵芝多糖将步骤I)中的玉米汁通过灵芝菌液体菌种发酵，制备灵芝多糖液；3)玉米渣制备膳食纤维玉米渣通过干燥、粉碎，制备膳食纤维粉末。在具体实施例中，所述步骤I)具体是取O. 3-2吨的玉米加工残渣放置到蒸煮锅中，再加入3-12吨饮用水，通过蒸汽夹套加热，当温度到达80°C时，蒸汽直接通入到锅内直至沸腾，保持25-40min，过滤后得玉米汁和玉米渣，玉米汁定容到3m3后备用。进一步地，其中玉米加工残渣蒸煮时加水比例为I :6 I :20。优选的，所述加水比例为I :10。在具体实施例中，所述步骤2)中玉米汁发酵培养基为玉米汁中添加2-10%淀粉；将培养好的灵芝液体菌种转接到发酵培养基中，发酵条件为接种量2-20%，转速为100 300r/min，通风量为I :0· 3 I :1· 5，温度为20 35°C，发酵2 IOcL优化的，发酵培养基为玉米汁中添加5%淀粉；优化的发酵条件为接种量10%，转速为200r/min，通风量为I :1，温度为32°C，发酵7d。进一步地,所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉或其他淀粉。在具体实施例中，所述的灵芝液体菌种的制备方法是将冰箱保藏的灵芝菌斜面菌株接入土豆斜面上进行活化，培养至菌丝长满斜面后，取菌丝斜面块接入土豆液体培养基中进行培养，室温下150r/min培养4d,之后通过发酵罐逐级放大,培养条件为150r/min,通风量为I :0. 5，温度30°C，培养3 4d，即得灵芝菌液体菌种。在具体实施例中，所述步骤3)是将收获的玉米渣通过流化床干燥，再通过常规粉碎机进行机械粉碎，过100目筛，即得玉米渣膳食纤维粉末。按照上述的方法制备的灵芝多糖液和玉米渣膳食纤维作为单独的食品或者添加剂的应用。本发明的优点在于
1)通过热浸出原理对玉米加工残渣进行分离，获得营养较为丰富的玉米浸汁和缺乏营养的玉米渣，这样更有利于进一步的资源化开发；
2)以玉米加工残渣制备的玉米汁为灵芝菌发酵原料，极大的降低了灵芝多糖的发酵成本，为规模化制备灵芝多糖提供了可能。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改或替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例中的灵芝菌种是通过购买得到的，可在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心或中国农业微生物菌种保藏管理中心处购买。另外，本申请中发酵罐的通风量，在该领域的通用定义是指每分钟单位体积的发酵液通入的空气流量。实施例I :玉米加工残渣的预处理(一)
取O. 3吨玉米加工残渣放置到蒸煮锅中，再加入3吨饮用水，通过蒸汽夹套加热，当温度到达80°C时，将蒸汽直接通入到锅内直至沸腾，保持30min，趁热板框过滤，得玉米汁和玉米渣，玉米汁定容到3m3后备用。实施例2 :玉米加工残渣的预处理(二)
取O. 3吨玉米加工残渣放置到蒸煮锅中，再加入6吨饮用水，通过蒸汽夹套加热，当温度到达80°C时，将蒸汽直接通入到锅内直至沸腾，保持25min，趁热板框过滤(蒸煮液采用任何方便的过滤技术均可)，得玉米汁和玉米渣，玉米汁定容到3m3后备用。实施例3 :玉米加工残渣的预处理(三)
取2吨玉米加工残渣放置到蒸煮锅中，再加入12吨饮用水，通过蒸汽夹套加热，当温度到达80°C时，将蒸汽直接通入到锅内直至沸腾，保持40min，趁热板框过滤，得玉米汁和玉米渣，玉米汁定容到3m3后备用。实施例4 :灵芝菌液体菌种制备
将冰箱保藏的灵芝菌斜面菌株接入土豆斜面上进行活化，培养至菌丝长满斜面后，取菌丝斜面块接入土豆液体培养基中进行培养，室温下150r/min培养4d (天)，之后通过发酵罐逐级放大，培养条件为转速为150r/min，通风量为I :0. 5，温度30°C，培养3 4d，即得灵芝菌液体菌种。实施例5 :灵芝发酵玉米汁(一)
在实施例4基础上，按照10%的接种比例将培养好的灵芝液体菌种转接到5吨发酵罐中(发酵培养基按照实施例I制备玉米汁，并添加150kg玉米淀粉制备)，转速为200r/min，通风量为I :1，温度为32°C，发酵7d。灵芝多糖产量达到2g/L以上。实施例6 :灵芝发酵玉米汁(二)
在实施例4基础上，按照2%的接种比例将培养好的灵芝液体菌种转接到10吨发酵罐中(按照实施例2制备玉米汁，并添加600kg的小麦淀粉)，转速为100r/min，通风量为I :
I.5，温度为25°C，发酵10d。灵芝多糖产量达到2g/L以上。实施例7 :灵芝发酵玉米汁(三)
在实施例4基础上，按照20%的接种比例将培养好的灵芝液体菌种转接到20吨发酵罐中(按照实施例3制备玉米汁,并添加240kg的玉米淀粉),转速为300r/min,通风量为I :
O.5，温度为35°C，发酵4d。灵芝多糖产量达到2g/L以上。实施例8 :玉米渣膳食纤维制备
在实施例I 一 3基础上，将收获的玉米渣通过流化床干燥，再通过常规粉碎机进行机械粉碎，过100目筛，即得玉米渣膳食纤维粉末。
本发明的优点在于
1)通过热浸出原理对玉米加工残渣进行分离，获得营养较为丰富的玉米浸汁和缺乏营养的玉米渣，这样更有利于进一步的资源化开发；
2)以玉米加工残渣制备的玉米汁为灵芝菌发酵原料，极大的降低了灵芝多糖的发酵成本，为规模化制备灵芝多糖提供了可能。
权利要求
1.一种玉米加工残渣的深加工方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 1)玉米加工残渣的预处理将玉米加工残渣通过蒸煮、过滤分离，获得玉米汁和玉米渣，将玉米汁定容后备用； 2)灵芝菌发酵玉米汁制备灵芝多糖将步骤I)中的玉米汁通过灵芝菌液体菌种发酵，制备灵芝多糖液； 3)玉米渣制备膳食纤维玉米渣通过干燥、粉碎，制备膳食纤维粉末。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤I)具体是取O.3-2吨的玉米加工残渣放置到蒸煮锅中，再加入3-12吨饮用水，通过蒸汽夹套加热，当温度到达80°C时，蒸汽直接通入到锅内直至沸腾，保持25-40min，过滤后得玉米汁和玉米渣，玉米汁定容到3m3后备用。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，其中玉米加工残渣蒸煮时加水比例为I:6 I:20。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，优化的所述加水比例为I:10。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中玉米汁发酵培养基为玉米汁中添加2-10%淀粉；将培养好的灵芝液体菌种转接到发酵培养基中，发酵条件为接种量2-20%，转速为100 300r/min，通风量为I :0. 3 I : I. 5，温度为20 35°C，发酵2 IOcL
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，优化的发酵培养基为玉米汁中添加5%淀粉；优化的发酵条件为接种量10%，转速为200r/min，通风量为I :1，温度为32°C，发酵7d。
7.如权利要求所述5或6的方法，其特征在于，所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉或其他淀粉。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的灵芝液体菌种的制备方法是将冰箱保藏的灵芝菌斜面菌株接入土豆斜面上进行活化，培养至菌丝长满斜面后，取菌丝斜面块接入土豆液体培养基中进行培养，室温下150r/min培养4d，之后通过发酵罐逐级放大，培养条件转速为150r/min，通风量为I :0. 5，温度30°C，培养3 4d，即得灵芝菌液体菌种。
9.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤3)具体是将收获的玉米渣通过流化床干燥，再通过常规粉碎机进行机械粉碎，过100目筛，即得玉米渣膳食纤维粉末。
10.按照权利要求1-9所述的方法制备的灵芝多糖液和玉米渣膳食纤维作为单独的食品或者添加剂的应用。
全文摘要
本发明基于玉米加工残渣低值化的现状，提出了一种利用玉米加工残渣高值化深加工的方法。该深加工方法主要涉及三个步骤1)玉米加工残渣的渣汁分离；2)灵芝菌发酵玉米汁制备灵芝多糖；3)玉米渣制备膳食纤维。该发明为玉米加工残渣的高值化深加工提供了一种新技术，为玉米的循环经济发展提供了一种新途径。
文档编号A23L1/30GK102876749SQ20121035411
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月21日 优先权日2012年9月21日 公开号201210354112.8
发明者邬建国, 尹新波, 张晓昱 申请人:湖北梨花湖食品有限公司