CN105603024B - 利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法 - Google Patents

利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，具体是按如下步骤进行：向10～12份玉米渣中加入2～3份硫酸铵、1～2份磷酸钾，0.5～1份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50～60份水，加热至100℃～120℃维持15～20min，然后冷却至25～30℃时接入绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为48～50h，然后抽真空，降低温度，放置24～30h；然后进行超声提取，分离，得到氨基葡萄糖。本发明解决了现有技术中原料几丁质含量低、提取效率低、精制工艺难等瓶颈问题，提升了氨糖产业的技术水平和综合效益。

Description

利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法
技术领域
本发明属于生物化工技术领域，具体涉及一种利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法。
背景技术
氨基葡萄糖(Glucosamine)，2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，简称氨糖，是具有重要应用价值的骨关节炎的膳食补充剂和临床治疗的辅助用药，能够强化软骨结构，预防关节病变，修复骨质疏松导致的软骨受损，舒缓关节炎引起的疼痛、僵硬和肿胀。随着世界范围内的人口结构的老龄化趋势，骨关节炎患者愈来愈多，氨糖作为膳食补充剂大量用于骨关节炎的预防和辅助治疗，全球氨糖市场已发展到3万吨，相关制品的产值在40亿美元左右。
伴随着氨糖市场的快速发展，其产品品质和原料来源问题逐渐突出。目前市场上的氨糖主要为甲壳源氨糖，是以虾蟹壳中的甲壳素为原料，依次通过碱浸脱除蛋白质、酸浸去除矿物质等多个步骤进行生产的，尽管最终产品纯度均能够满足医药和食品标准，但仍然存在微量的过敏因子，容易引发皮疹、骚痒、腹泻、过敏性哮喘等症状。尤其在欧美市场，有大量的人群是虾蟹蛋白过敏者。与此同时，***教国家及一些崇尚素食的人群拒绝带有虾蟹原料气味的甲壳源氨糖。近年来，国际市场上产生了安全性更好的植物源氨糖，其生产的原料不是来自动物的甲壳素，而是来自于植物原料转化而成的真菌几丁质。
高等真菌或丝状真菌的细胞壁均含有几丁质，如金针菇、猴头菌、黑曲霉、犁头霉、赤霉菌、木霉等均含有较多的几丁质，其含量从5％到15％不等。丝状真菌容易培养，对营养和培养条件要求不高，可通过现代发酵进行大规模培养，同时，食品发酵工业中也大量使用丝状真菌进行生产，如果从这些废弃的菌丝体中制备氨糖，就可以变废为宝，实现副产物的资源化和高值化开发，是保护环境、创造新的经济增长点、优化产业环境的一举多得的好事。如柠檬酸发酵工业，每年产生废弃黑曲霉近20万吨，至少可以提取5000吨氨糖。此外，近年来全国各地建成了大量的工厂化食用菌生产，其废弃的菌根和菌渣也是生产氨糖的较好原料，目前这些废弃物基本没有实现高值化加工，大多数是还田或直接烧掉。因此，在我国发展植物源氨糖有着十分良好的资源条件，如能够建立起高效的资源利用途径，将对我国的食品发酵工业、食用菌产业化起到积极的推动作用。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法。
技术方案：本发明提供了一种利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，具体是按如下步骤进行：
向12～20份玉米渣中加入2～3份硫酸铵、1～2份磷酸钾，0.5～1份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50～60份水，加热至100℃～120℃维持15～20min，然后冷却至25～30℃时接入绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为48～50h，然后抽真空，降低温度，放置24～30h；然后进行超声提取，分离，得到氨基葡萄糖。
具体的，上述步骤中所述的抽真空，其真空度为-0.2～-0.1兆帕。所述的降低温度，降至-10～-5℃。
具体的，上述步骤中所述的绿色毛霉袍子的浓度为5×108/mL。
具体的，上述步骤中所述的超声提取，超声功率为60W；超声温度为40℃；超声时间为20～30min。
进一步研究发现，当，在于所述的超声提取之前，向原料中加入浓度为0.1～0.2mol/L的醋酸1～2份。提取效果有所提升。当，在所述的超声提取之时，向原料中加入淀粉1份。提取效果进一步提升。
有益效果：本发明解决了现有技术中原料几丁质含量低、提取效率低、精制工艺难等瓶颈问题，提升了氨糖产业的技术水平和综合效益。
本发明采用工业发酵柠檬酸的废弃玉米渣(含菌丝体)和食用菌工厂化栽培产生的大量菌根、菌渣为原料进行PGS生产，既变废为宝，实现了大宗废弃物的资源化和高值化利用，同时解决了氨糖产业的原料不足问题，并对资源产业链延伸、农业增效、农民增收和产业环境的改善具有重要意义。
本发明所的到的产品植物源氨基葡萄糖(PGS)具有高纯度、无甲壳致敏源、无腥味、无重金属污染的特点，是促进关节软骨恢复、缓解骨关节痛、辅助治疗骨关节炎的重要医药和功能食品原料。
具体实施方式：
实施例1
向12份玉米渣中加入2份硫酸铵、1份磷酸钾，0.5失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50份水，加热至100℃维持15min，然后冷却至25℃时接入浓度为5×108/mL的绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为48h，然后抽真空，真空度为-0.2兆帕，降低温度至-10℃，放置24h；然后在超声功率为60W，超声温度为40℃的条件下进行超声提取20min，分离，得到氨基葡萄糖，纯度为88％。
实施例2
向20份玉米渣中加入3份硫酸铵、2份磷酸钾，1份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入60份水，加热至120℃维持20min，然后冷却至30℃时接入浓度为5×108/mL的绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为50h，然后抽真空，真空度为-0.1兆帕，降低温度至-5℃，放置30h；然后在超声功率为60W，超声温度为40℃的条件下进行超声提取30min，分离，得到氨基葡萄糖，纯度为87％。
实施例3
向12份玉米渣中加入2份硫酸铵、1份磷酸钾，0.5失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50份水，加热至100℃维持15min，然后冷却至25℃时接入浓度为5×108/mL的绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为48h，然后抽真空，真空度为-0.2兆帕，降低温度至-10℃，放置24h；加入浓度为0.1～0.2mol/L的醋酸1～2份，搅拌30min，然后在超声功率为60W，超声温度为40℃的条件下进行超声提取20min，分离，得到氨基葡萄糖，纯度为92％。
实施例4
向20份玉米渣中加入3份硫酸铵、2份磷酸钾，1份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入60份水，加热至120℃维持20min，然后冷却至30℃时接入浓度为5×108/mL的绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为50h，然后抽真空，真空度为-0.1兆帕，降低温度至-5℃，放置30h；加入浓度为0.1～0.2mol/L的醋酸1～2份，搅拌30min，然后在超声功率为60W，超声温度为40℃的条件下进行超声提取30min，分离，得到氨基葡萄糖，纯度为91％。
实施例5
向12份玉米渣中加入2份硫酸铵、1份磷酸钾，0.5失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50份水，加热至100℃维持15min，然后冷却至25℃时接入浓度为5×108/mL的绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为48h，然后抽真空，真空度为-0.2兆帕，降低温度至-10℃，放置24h；加入浓度为0.1～0.2mol/L的醋酸1～2份，搅拌30min，然后加入淀粉1份，在超声功率为60W，超声温度为40℃的条件下进行超声提取20min，分离，得到氨基葡萄糖，纯度为96％。
实施例6
向20份玉米渣中加入3份硫酸铵、2份磷酸钾，1份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入60份水，加热至120℃维持20min，然后冷却至30℃时接入浓度为5×108/mL的绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为50h，然后抽真空，真空度为-0.1兆帕，降低温度至-5℃，放置30h；加入浓度为0.1～0.2mol/L的醋酸1～2份，搅拌30min，然后在超声功率为60W，超声温度为40℃的条件下进行超声提取30min，分离，得到氨基葡萄糖，纯度为98％。

Claims (4)

1.一种利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于按如下步骤进行：向12~20份玉米渣中加入2~3份硫酸铵、1~2份磷酸钾，0.5~1份失水山梨醇三硬脂酸酯，并加入50~60份水，加热至100℃～120℃维持15~20min，然后冷却至25~30℃时接入绿色毛霉孢子，拌料均匀后进行浅盘发酵，发酵时间为48~50h，然后抽真空，降低温度，放置24~30h；然后进行超声提取，分离，得到氨基葡萄糖；所述的超声提取之前，加入浓度为0.1~0.2mol/L的醋酸1~2份；所述的超声提取之时，加入淀粉1份；所述绿色毛霉袍子的浓度为5×108/ mL。
2.如权利要求1所述的利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的抽真空，其真空度为-0.2~-0.1兆帕。
3.如权利要求1所述的利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于降低温度至-10~-5℃。
4.如权利要求1所述的利用生物转化从玉米渣中提取氨基葡萄糖的方法，其特征在于所述的超声提取，超声功率为60W；超声温度为40℃；超声时间为20~30min。
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木霉发酵玉米渣菌种筛选及其发酵条件研究;田静等;《山西科技》;20071120(第06期);全文 *

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