一种从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种W玉米浆液为原料提取蛋白和菲汀的综合工艺，属于谷物综合利 用深加工领域。
【背景技术】
[0002] 玉米是我国传统的农作物，约占粮食总产量的30%，在国民经济的发展中具有举足 轻重的地位。玉米80% W上成分为淀粉类物质，因此大量用于生产淀粉，然而在淀粉生产过 程中，会产生大量的副产物如湿磨法生产玉米淀粉时，首先要将玉米粒放在水中浸泡，并加 入一定的化学药品，如亚硫酸，玉米浸泡后留下的废水称为玉米浸泡水或玉米浸溃水，一般 一吨玉米会产生0. 8m3的浸泡水。
[0003] 早期玉米浸泡水或其浓缩产品玉米浆几乎都被当做废水排放掉从而带来了严重 的环境污染，或采用碱(石灰水或氨氧化轴等）沉淀法从玉米浸泡水或玉米浆中提取粗菲 汀，菲汀是植酸巧镇或植酸巧的泛称，是制备肌醇的主要原料，其提取实际上获取的是玉米 浸泡水或玉米浆中的植酸。但是上述提取工艺只是提取菲汀，其残液中还含有蛋白质(氨基 酸)、乳酸、糖类等有机成分均未得到合理有效的开发利用，反而带来严重的环境污染，从而 使得部分菲汀生产企业被强行关闭或取缔。
[0004] 中国专利文献CN103214512A中公开了一种W脱脂米慷为原料利用膜技术制取高 纯度植酸的工艺，从产品角度来讲，该工艺的目的是为了提取高纯度的植酸，尽量的除去对 其纯度产生影响的蛋白质、多糖等大分子物质，并不考虑该些成分的有效利用问题，由于上 述工艺中超滤膜的高精度截留，使截留产品中除含有蛋白外还含有大量的其他大分子物 质，使截留液中蛋白含量极低；从工艺是来看，其使用的超滤膜需截留的分子量为3000道 尔顿，其膜孔径极小，该孔径虽然能除去分子量较大的蛋白质等物质，但该些蛋白会带来膜 污染导致膜通量的下降，一般在20LMH左右或W下，分离效率极低，其工业应用严重受限。
[0005] 中国专利文献CN102689947A公开了一种采用四级膜浓缩玉米浸泡水的方法，该 方法通过反洗，将膜过滤器中截留的胶体、微生物、蛋白质、糖类、溶磯物质、氨基酸及微量 元素洗脱，得到浓缩的玉米浆，W便于玉米浆后续的加工利用。上述制备玉米浆的过程中， 在玉米浸泡水中加入蛋白酶，将蛋白质分子剪切为分子量在3万左右的蛋白质，是为了减 少头几级过滤过程中膜的堵塞，但在降解大分子量蛋白时增加的部分小分子蛋白仍会影响 第四级膜过滤程序的顺利进行，其整体通量的提高有限，并且上述方法得到的玉米浆液并 不适用于提取菲汀之用，其主要原因是，在实际操作中从玉米浆中碱回收菲汀时影响菲汀 纯度的主要蛋白是分子量在3万左右的蛋白质，而上述方法得到的玉米浆恰恰是含有3万 左右分子量的蛋白质，因此直接使用该专利方法生产的玉米浆仍不能通过碱回收法获得纯 度较高的菲汀产品。
[0006] 综上所述，如果提取高纯度菲汀的同时，还能将其它的大分子有机成分最大程度 地提取出来并转化成相应的产品，不仅可W实现资源的综合利用，增加菲汀生产企业新的 经济效益，同时，变单纯末端治理为从源头治理，实现污染物的减排，从而大大减轻末端污 染治理的负荷及治理成本。
【发明内容】
[0007] 为解决现有技术中，在从玉米浸泡水中提取菲汀的工艺中由于其它有机成分的排 放污染环境的问题，进而提供一种从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺，其在提取高 纯度菲汀的同时，还能联产蛋白及饲料等各种副产品。
[0008] 为此，本申请采取的技术方案为：
[0009] -种从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺，包括如下步骤，
[0010] (1)向玉米浆液中加入蛋白酶进行酶解反应得到玉米浆酶解液，其中，所述蛋白酶 为酸性内切蛋白酶，所述蛋白酶的加入量为5~500u/g干物（U为酶活力单位，5~500u/g 表示每g干物中加入蛋白酶的量为5~500个酶活力单位U)，反应温度35C~55C，酶解 时间为1~2化；
[0011] (2)去除所述玉米浆酶解液中的杂质；
[0012] (3)将除去杂质的玉米浆酶解液进行膜过滤，得到截留液和透过液；
[0013] (4)向所述透过液中加入巧盐或氨氧化巧水溶液，其中，巧与透过液中干物质的质 量比为1 ;1〇~1 ;40,再用氨氧化轴溶液调节溶液抑值至6.7~7.5后，通过板框过滤得 到的滤渣为粗菲汀，所述粗菲汀经过精制、烘干、粉碎得到所需的菲汀成品，板框滤过液经 过浓缩作为饲料或发酵工业原料；
[0014] (5)所述截留液经过渗滤、干燥制得所需的蛋白产品。
[0015] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，所述步骤（1)中所述玉米浆液 中大分子蛋白的水解程度，W根据还原条件下十二烷基硫酸轴聚丙帰醜胺蛋白质凝胶电泳 在2kDa W上蛋白组分在酶解前后的总密度值差值占未酶解原液中蛋白组分总密度值的百 分数计，为2%~50%时终止所述酶解反应。
[0016] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，所述步骤（1)中还包括调节反 应液抑值至3. 5-5.0的步骤。
[0017] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，所述步骤（1)中，所述蛋白酶的 加入量为10~200u/g干物，反应温度45C~55C，酶解时间为2~12h，反应液的抑值为 3. 8-4. 2。
[0018] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，所述步骤（1)还包括灭酶活的 步骤。
[0019] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，所述玉米浆液为玉米浸泡水或 玉米浸泡水浓缩浆。
[0020] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，在所述步骤（3)中所述玉米浆 酶解液温度为25~65°C，抑值为3. 5~5. 0,运行压力1~8Bar。
[0021] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，所述步骤（3)中所述膜过滤使 用的膜为孔径在20kDa-200kDa的超滤膜或孔径在20-100nm的微滤膜。
[0022] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，所述步骤（3)中所述膜过滤使 用的膜为管式膜、卷式膜或平板膜；
[0023] 所述步骤（3)中所述膜过滤使用的膜为中空纤维膜、金属膜、陶瓷膜、有机膜、无机 膜或膜生物反应器。
[0024] 上述从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺中，所述玉米浆液中干物含量为 5-30wt%，抑值 3. 5-4. 5。
[0025] 与现有技术相比，本申请具有如下优点：
[0026] (1)本发明提供的从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺，加入酸性的内切蛋 白酶在特定的条件下进行酶解反应，从而对玉米浆液中的特定蛋白进行降解，在不影响膜 通量的情况下，最大限度的提取了玉米浆液中的蛋白，在不影响菲汀产品质量的条件下，还 能将其它的大分子有机成分最大程度地提取出来并转化成相应的产品，解决了现有技术中 减小膜孔径单纯提取菲汀时膜的污染，或为了减少膜污染，提高膜孔径或单纯的加入蛋白 酶造成的蛋白成分的损失，及由此带来的环境污染。
[0027] (2)本发明提供的从玉米浆液中提取蛋白和菲汀的综合工艺，步骤（1)中酶解后 所述玉米浆液中大分子蛋白的水解程度，W根据还原条件下十二烷基硫酸轴聚丙帰醜胺蛋 白质凝胶电泳在2kDa W上蛋白组分在酶解前后的总密度值差值占