一種從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種W玉米漿液為原料提取蛋白和菲汀的綜合工藝，屬于谷物綜合利 用深加工領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 玉米是我國傳統(tǒng)的農(nóng)作物，約占糧食總產(chǎn)量的30%，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中具有舉足 輕重的地位。玉米80% W上成分為淀粉類物質(zhì)，因此大量用于生產(chǎn)淀粉，然而在淀粉生產(chǎn)過 程中，會產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物如濕磨法生產(chǎn)玉米淀粉時，首先要將玉米粒放在水中浸泡，并加 入一定的化學(xué)藥品，如亞硫酸，玉米浸泡后留下的廢水稱為玉米浸泡水或玉米浸潰水，一般 一噸玉米會產(chǎn)生0. 8m3的浸泡水。
[0003] 早期玉米浸泡水或其濃縮產(chǎn)品玉米漿幾乎都被當(dāng)做廢水排放掉從而帶來了嚴(yán)重 的環(huán)境污染，或采用堿(石灰水或氨氧化軸等）沉淀法從玉米浸泡水或玉米漿中提取粗菲 汀，菲汀是植酸巧鎮(zhèn)或植酸巧的泛稱，是制備肌醇的主要原料，其提取實際上獲取的是玉米 浸泡水或玉米漿中的植酸。但是上述提取工藝只是提取菲汀，其殘液中還含有蛋白質(zhì)(氨基 酸)、乳酸、糖類等有機成分均未得到合理有效的開發(fā)利用，反而帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染，從而 使得部分菲汀生產(chǎn)企業(yè)被強行關(guān)閉或取締。
[0004] 中國專利文獻CN103214512A中公開了一種W脫脂米慷為原料利用膜技術(shù)制取高 純度植酸的工藝，從產(chǎn)品角度來講，該工藝的目的是為了提取高純度的植酸，盡量的除去對 其純度產(chǎn)生影響的蛋白質(zhì)、多糖等大分子物質(zhì)，并不考慮該些成分的有效利用問題，由于上 述工藝中超濾膜的高精度截留，使截留產(chǎn)品中除含有蛋白外還含有大量的其他大分子物 質(zhì)，使截留液中蛋白含量極低；從工藝是來看，其使用的超濾膜需截留的分子量為3000道 爾頓，其膜孔徑極小，該孔徑雖然能除去分子量較大的蛋白質(zhì)等物質(zhì)，但該些蛋白會帶來膜 污染導(dǎo)致膜通量的下降，一般在20LMH左右或W下，分離效率極低，其工業(yè)應(yīng)用嚴(yán)重受限。
[0005] 中國專利文獻CN102689947A公開了一種采用四級膜濃縮玉米浸泡水的方法，該 方法通過反洗，將膜過濾器中截留的膠體、微生物、蛋白質(zhì)、糖類、溶磯物質(zhì)、氨基酸及微量 元素洗脫，得到濃縮的玉米漿，W便于玉米漿后續(xù)的加工利用。上述制備玉米漿的過程中， 在玉米浸泡水中加入蛋白酶，將蛋白質(zhì)分子剪切為分子量在3萬左右的蛋白質(zhì)，是為了減 少頭幾級過濾過程中膜的堵塞，但在降解大分子量蛋白時增加的部分小分子蛋白仍會影響 第四級膜過濾程序的順利進行，其整體通量的提高有限，并且上述方法得到的玉米漿液并 不適用于提取菲汀之用，其主要原因是，在實際操作中從玉米漿中堿回收菲汀時影響菲汀 純度的主要蛋白是分子量在3萬左右的蛋白質(zhì)，而上述方法得到的玉米漿恰恰是含有3萬 左右分子量的蛋白質(zhì)，因此直接使用該專利方法生產(chǎn)的玉米漿仍不能通過堿回收法獲得純 度較高的菲汀產(chǎn)品。
[0006] 綜上所述，如果提取高純度菲汀的同時，還能將其它的大分子有機成分最大程度 地提取出來并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的產(chǎn)品，不僅可W實現(xiàn)資源的綜合利用，增加菲汀生產(chǎn)企業(yè)新的 經(jīng)濟效益，同時，變單純末端治理為從源頭治理，實現(xiàn)污染物的減排，從而大大減輕末端污 染治理的負(fù)荷及治理成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為解決現(xiàn)有技術(shù)中，在從玉米浸泡水中提取菲汀的工藝中由于其它有機成分的排 放污染環(huán)境的問題，進而提供一種從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝，其在提取高 純度菲汀的同時，還能聯(lián)產(chǎn)蛋白及飼料等各種副產(chǎn)品。
[0008] 為此，本申請采取的技術(shù)方案為：
[0009] -種從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝，包括如下步驟，
[0010] (1)向玉米漿液中加入蛋白酶進行酶解反應(yīng)得到玉米漿酶解液，其中，所述蛋白酶 為酸性內(nèi)切蛋白酶，所述蛋白酶的加入量為5~500u/g干物（U為酶活力單位，5~500u/g 表示每g干物中加入蛋白酶的量為5~500個酶活力單位U)，反應(yīng)溫度35C~55C，酶解 時間為1~2化；
[0011] (2)去除所述玉米漿酶解液中的雜質(zhì)；
[0012] (3)將除去雜質(zhì)的玉米漿酶解液進行膜過濾，得到截留液和透過液；
[0013] (4)向所述透過液中加入巧鹽或氨氧化巧水溶液，其中，巧與透過液中干物質(zhì)的質(zhì) 量比為1 ;1〇~1 ;40,再用氨氧化軸溶液調(diào)節(jié)溶液抑值至6.7~7.5后，通過板框過濾得 到的濾渣為粗菲汀，所述粗菲汀經(jīng)過精制、烘干、粉碎得到所需的菲汀成品，板框濾過液經(jīng) 過濃縮作為飼料或發(fā)酵工業(yè)原料；
[0014] (5)所述截留液經(jīng)過滲濾、干燥制得所需的蛋白產(chǎn)品。
[0015] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，所述步驟（1)中所述玉米漿液 中大分子蛋白的水解程度，W根據(jù)還原條件下十二烷基硫酸軸聚丙帰醜胺蛋白質(zhì)凝膠電泳 在2kDa W上蛋白組分在酶解前后的總密度值差值占未酶解原液中蛋白組分總密度值的百 分?jǐn)?shù)計，為2%~50%時終止所述酶解反應(yīng)。
[0016] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，所述步驟（1)中還包括調(diào)節(jié)反 應(yīng)液抑值至3. 5-5.0的步驟。
[0017] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，所述步驟（1)中，所述蛋白酶的 加入量為10~200u/g干物，反應(yīng)溫度45C~55C，酶解時間為2~12h，反應(yīng)液的抑值為 3. 8-4. 2。
[0018] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，所述步驟（1)還包括滅酶活的 步驟。
[0019] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，所述玉米漿液為玉米浸泡水或 玉米浸泡水濃縮漿。
[0020] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，在所述步驟（3)中所述玉米漿 酶解液溫度為25~65°C，抑值為3. 5~5. 0,運行壓力1~8Bar。
[0021] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，所述步驟（3)中所述膜過濾使 用的膜為孔徑在20kDa-200kDa的超濾膜或孔徑在20-100nm的微濾膜。
[0022] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，所述步驟（3)中所述膜過濾使 用的膜為管式膜、卷式膜或平板膜；
[0023] 所述步驟（3)中所述膜過濾使用的膜為中空纖維膜、金屬膜、陶瓷膜、有機膜、無機 膜或膜生物反應(yīng)器。
[0024] 上述從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝中，所述玉米漿液中干物含量為 5-30wt%，抑值 3. 5-4. 5。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請具有如下優(yōu)點：
[0026] (1)本發(fā)明提供的從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝，加入酸性的內(nèi)切蛋 白酶在特定的條件下進行酶解反應(yīng)，從而對玉米漿液中的特定蛋白進行降解，在不影響膜 通量的情況下，最大限度的提取了玉米漿液中的蛋白，在不影響菲汀產(chǎn)品質(zhì)量的條件下，還 能將其它的大分子有機成分最大程度地提取出來并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的產(chǎn)品，解決了現(xiàn)有技術(shù)中 減小膜孔徑單純提取菲汀時膜的污染，或為了減少膜污染，提高膜孔徑或單純的加入蛋白 酶造成的蛋白成分的損失，及由此帶來的環(huán)境污染。
[0027] (2)本發(fā)明提供的從玉米漿液中提取蛋白和菲汀的綜合工藝，步驟（1)中酶解后 所述玉米漿液中大分子蛋白的水解程度，W根據(jù)還原條件下十二烷基硫酸軸聚丙帰醜胺蛋 白質(zhì)凝膠電泳在2kDa W上蛋白組分在酶解前后的總密度值差值占