玉米浆在发酵工业中的应用及研究进展(上)

文摘   2024-08-22 18:00   山东  

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玉米浆(Corn steep liquer,CSL)是玉米淀粉制备的副产物,可通过湿磨法制备。玉米浆含有大量的亚硫酸、肽、多糖、蛋白质和各种氨基酸,如精氨酸、谷氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸和β-苯乙胺。

玉米浆的主要用途有:用作水溶性植物蛋白及水溶性维生素、复合肥料添加剂、发酵氮源和纤维饲料玉米浆中的大多数化学成分是通过发酵法合成的氨基酸前体,占玉米浆干质量的25%。用盐酸水解18h,肽和蛋白质水解成氨基酸,且含量可达到干质量的 50%以上[1]

目前,仅有很少一部分玉米浆用于氨基酸发酵。玉米浆在氨基酸发酵中被用作有机氮源和生长因子的供应者,它富含的生物素和限制性氨基酸对各种氨基酸的发酵有很大影响[2-4]。作为廉价高效的发酵氮源,增加氨基酸发酵中玉米浆的使用量,以减少或代替一部分有机氮源,如豆粕水解液、酵母粉和毛发粉等[5-8],可以提高玉米浆价值,降低氨基酸生产成本。在青霉素发酵培养基中,玉米浆的含量对菌丝、氨氮代谢、糖代谢、发酵周期和发酵效价等工艺参数影响很大。

01
玉米浆的基本化学组成

通常,用于氨基酸发酵的玉米浆约20°Be‘,质量浓度1.08~1.15kg/L,水的质量分数为46%~50%,还原糖的质量分数>5.5%,氨的质量分数>3.6%,无机物的质量分数>10%,氨氮的质量分数>0.9%,乳酸的质量分数为9%~12%。

1.1氨基酸

测定玉米浆的组成成分,显示含有组成蛋白质的20种氨基酸;检测三氯乙酸的提取物,发现了氨基酸化合物,如羟基脯氨酸、γ-氨基丁酸和天门冬酰胺等[9]

1.2 维生素

玉米浆含有维生素B25μg/mL,尼克酰胺89μg/mL,泛酸22.5μg/mL,生物素0.125μg/mL。在玉米浆所含的11种维生素中,胆碱(0.2%)和肌醇(0.35%)所占比例最高,而维生素B12与叶酸含量相对较少[10]

1.3 矿物质元素

陈逸琚等[11]利用电感耦合等离子体质谱(ICPMS)检测到玉米浆干粉中存在砷、镉、铬、铜、铅和锌。研究结果表明,玉米浆干粉中还含有微量金属元素铜、锌和铅[12],含量如表1所示。

02
玉米浆主要营养成分及特点

浓缩后的玉米浸渍液为黏稠状,带有芳香气息的煳味,呈黄棕色。玉米浸渍液富含玉米的可溶性养分,具有营养丰富和营养价值高的特点。

玉米浆的营养成分包括:可溶性蛋白质、乳酸(LA)、糖类和淀粉等,并富含多种氨基酸、矿物质、微量元素和维生素,其中胆碱含量为6.99x103IU/kg,肌醇含量为1.20x103IU /kg。

03
玉米浆生产工艺

玉米深加工的第一步为玉米浸泡。在浸泡过程中,有大量的浸泡水产生,玉米浸泡水被直接排放至污水处理厂,造成了资源浪费和环境污染。为了变废为宝,鼓励企业深度开发玉米浆及其生产工艺显得尤为重要。

吕满霞等[13]研究了玉米浆的生产工艺。采用中温α-淀粉酶和糖化酶的双酶法进行分段酶解,获得生产甜玉米汁的最佳条件为:料液比为m(玉米):V(水)=14g/mL,中温α-淀粉酶0.35%,55℃液化25min,糖化酶0.15%,55℃糖化20min。最终测定玉米汁中可溶性固形物的质量分数为3.9%。

郭成宇等[14]用速冻玉米研究了玉米浆生产的新工艺。该工艺中,没有过滤和煳化过程,玉米的利用率为100%。通过检测玉米浆的颗粒直径、沉降速率、悬浮物的稳定性和感官评价来确定玉米浆最优的工艺参数为:磨浆2次;均质压力30MPa;均质温度40℃;均质2次;灭菌121℃,25 min。最终产品保质期达6个月。

工艺流程为:蔗糖和复合稳定剂→混合均匀→化胶→新鲜速冻糯玉米→缓冻→磨浆→定容→搅拌→均质→灌装→灭菌→检测和感官评定。

来源:天津科技大学,王婷,张德志等,转载请注明出处,侵删致歉!

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