[发明专利]一种利用棉籽饼粕制备复合氨基酸液的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以棉籽饼粕为原料，多菌种协同发酵制备复合氨基酸液的方法，适用于提高原料利用率、降低生产成本、避免毒性副产物产生、提高产品的附加值。

背景技术

氨基酸及其衍生物在医药、食品、农业和林业等领域得到了广泛应用。单一氨基酸常见的生产方法有化学合成法和发酵法两种。化学合成法工艺复杂，成本高昂，且品种不全。微生物发酵法产率低，产品浓縮能耗大，品种也不全。复合氨基酸的制备多以动物的血液、毛发、动物残体以及植物蛋白为原料，通过生物转化（直接发酵和酶转化）、化学分解、抽提三种方式实现。

棉籽饼粕是棉籽经榨油后的副产物，不仅含纤维素，其粗蛋白含量也高达33%‐42%。与豆粕和菜籽饼粕等植物蛋白源相比，棉籽饼粕除了赖氨酸和蛋氨酸含量略低外，其他氨基酸含量都与前者十分接近，棉籽饼粕中的精氨酸含量甚至远高于前者。除此之外，棉籽饼粕中的精氨酸和赖氨酸比高达2.7以上，为正常值的2倍，可见，棉籽饼粕是上好的植物蛋白源。但由于游离棉酚的存在，棉籽饼粕的利用价值大打折扣，长期以来，棉籽饼粕多充当肥料使用，性价比低下。

中国专利：申请公布号为CN1733925A，公布日为2006年2月15日的发明专利公开了一种用废弃蛋白制备复合氨基酸液的方法，该方法先将豆粕、菜籽饼及棉籽饼进行除杂、粉碎、过筛，用稀硫酸或稀盐酸浸泡、蒸煮，再采用细菌中性蛋白酶对其进行酶水解，然后加入食用级纯盐酸对其进行酸水解。虽然该发明操作简单，安全可靠，但仍然存在以下缺陷：

1、在用稀硫酸或稀盐酸浸泡的过程中，原料中的部分纤维素和蛋白质被水解，其水解产物溶于上清液中被除去，因此，原料中纤维素和蛋白质的利用率较低，同时，被滤去的上清液的处理也是一个难题；

2、在酶水解步骤中，中性蛋白酶的使用不仅提高了整个制备工艺的成本，而且其水解蛋白的能力有限，因此在酸水解步骤中需将水解液中酸的体积百分比浓度调节至33%‐50%，即酸的质量百分比浓度为12%‐18%，该酸度条件很容易产生有机毒物氯丙醇，导致终产品丧失实用性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的原料利用率低、生产成本高、易产生毒性副产物的问题，提供一种能够有效提高原料利用率、降低生产成本、避免毒性副产物产生的利用棉籽饼粕制备复合氨基酸液的方法。

为实现以上目的，本发明提供了以下技术方案：

一种利用棉籽饼粕制备复合氨基酸液的方法，该制备方法依次包括以下工艺：

棉籽饼粕的预处理工艺：将经机械粉碎后的棉籽饼粕与水等质量混匀后于110‐130℃蒸煮15‐20min以形成待水解物料；

菌酶水解工艺：先将待水解物料冷却至30‐36℃，再于该温度下分别接种黑曲霉（Aspergillus niger）、米曲霉（Aspergillus oryzae）、酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），随后在相对湿度为80%‐88%、且有氧的条件下培养15‐20h以形成一级酶解体系，然后向一级酶解体系中分别接种枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）继续有氧培养18‐32h以形成发酵液，其中，所述黑曲霉、米曲霉、酿酒酵母、枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌的接种量都为棉籽饼粕质量的0.2%‐0.5%；

酸水解工艺：先向发酵液中添加质量分数为36%的食用级浓盐酸，再于85‐95℃水解10‐15h，其中，所述食用级浓盐酸的添加质量为待水解物料质量的0.7‐0.9倍；

过滤中和工艺：先采用300目滤布对经酸水解后的发酵液进行过滤以得到滤液，再用固体碳酸钠或固体碳酸氢钠将滤液的pH值调至1.5‐3.2以形成固液混合体系，然后对该固液混合体系进行过滤以得到复合氨基酸液，此时，复合氨基酸液的制备完成。

所述菌酶水解工艺中，先向一级酶解体系中分别接种枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌有氧培养8‐12h以形成二级酶解体系，再向二级酶解体系中补加水，然后将补加水后的二级酶解体系的pH值调至5.0‐7.0，并于50‐58℃下继续有氧培养10‐20h以形成发酵液，其中，补加的水与待水解物料的质量比为2.5‐3.5∶1。

所述过滤中和工艺中，在采用300目滤布对经酸水解后的发酵液进行过滤之前，先用100目双层纱布对其进行粗滤。

所述过滤中和工艺中，在对固液混合体系进行过滤之前，先于室温下将其静置1‐4h。

所述制备方法还包括复合氨基酸液的精制工艺，该工艺位于过滤中和工艺之后；