玉米淀粉加工复合酶制剂的生产与应用研究

工作报告

1.1课题来源

“玉米淀粉加工复合酶制剂的生产与应用研究”由白银赛诺生物科技有限公司自主立项，白银赛诺生物科技有限公司与江南大学共同组建的白银赛诺酶制剂应用技术研究中心实施完成。实施期为2010年1月——2010年12月。

1.2项目研究的目的和意义

玉米淀粉是以玉米粒为原料，通过亚硫酸浸泡、破碎筛选、分离洗涤、脱水烘干制成的产品，玉米淀粉除直接用于食品、造纸、纺织、医药等领域，绝大多数用于深加工。利于淀粉深加工产品主要有：淀粉糖、氨基酸、山梨醇、化工醇、燃料乙醇、有机酸等。另外，在玉米淀粉生产过程中，还可以得到玉米油、玉米纤维、蛋白粉和玉米浆等副产品。例如淀粉糖就有较高的经济价值和食用价值，被广泛应用于食品、医药、化工、发酵等行业中；山梨醇是淀粉糖的衍生物，主要用于生产维生素C，近年来国内需求旺盛；玉米浆是一种高蛋白营养物，同时含有丰富的维生素B和矿物质。国外利用玉米进行深加工而生产的产品有3000多种，而我国仅仅开发出90多种产品。近几年，由于变性淀粉及淀粉糖的大量投产及扩产有力地促进了全球玉米深加工的快速发展，2006年全球玉米淀粉产量为3940万吨，2007年为5400万吨，2010年超过了8000万吨，我国玉米淀粉的产量从2009年到2011年每年15%-20%的增速发展，2009年玉米淀粉产量为2170万吨，2010年产量为3350万吨，居世界第二位。但人均消费淀粉只有美国人均消费的8%，欧盟的32%。未来一定的时期，随着我国居民消费水平的提升机饮食习惯的转变，玉米淀粉的消费潜力仍有极大的空间。目前，国际上生产玉米淀粉普遍采用“湿法生产玉米淀粉法”，这种技术就是对玉米先行进行浸泡，然后通过粉碎、筛分、离心、挤压、过滤等机械方法进行分离和干燥来提取。这类生产技术的缺点是分离物的分离效果差、纯度有限，深加工提纯成本高，能耗大等。因此，如何提高玉米淀粉的得率、纯度和降低能耗（水、电、煤）生产技术已成为玉米淀粉生产企业迫切需求。近年来国内外科研人员不断研究改进玉米

淀粉的生产工艺，如利用高压和复合酶联合浸泡生产法等，这类方法生产玉米淀粉大多采用亚硫酸或在浸泡液中添加蛋白酶，对玉米淀粉产品的质量、应用及深加工和环保都带来一定的影响，蛋白酶会将玉米淀粉中部分蛋白质水解，这最终会导致最具有经济价值的蛋白质的损失，而且溶解在水中的可溶性蛋白会污染排放的工艺水，不利于环保。为了提高玉米淀粉产品的得率和纯度，最大限度的降低玉米淀粉生产中的能耗，更大的满足客户和市场的要求，提高企业的经济效益，公司决定设立课题组，利用酶法对湿法生产玉米淀粉加工艺进行改进和优化设计研究。

通过此次玉米淀粉加工复合酶制剂应用研究，研发出一种新型玉米淀粉加工复合酶，该复合酶通过水解玉米中纤维素、半纤维素，降低纤维素、半纤维素的持水性和粘度，提高分离效果，达到提高淀粉收率、蛋白收得率，降低能耗、提高产品品质和设备利用率，提高公司经济效益和社会效益的目的。

1.3技术方案的论证

本课题的技术方案是利用纤维素、半纤维素特别是木聚糖具有极强的亲水性（木聚糖可吸收自身10－20倍水分），通过玉米粉浆中非淀粉多糖酶NSP，使玉米籽粒中的细胞壁及种皮联接纤维有效破裂或分离，可有效地降低玉米粉浆粘度，提高淀粉、蛋白、胚芽、纤维的分离效果和效率这一特性，研发一种由纤维素酶、木聚糖酶、β-葡聚糖酶等酶制剂组成的复合酶制剂。该复合酶制剂在玉米淀粉加工的洗涤、脱水与干燥步骤之前加入酶制剂，添加至工艺水或针磨前罐中，通过酶制剂的分解作用提高淀粉和蛋白的收率和品质，通过试验确定组成该复合酶制剂的酶组分，以及生产玉米淀粉中该复合酶制剂的添加参数和加工工艺。项目立项后，查阅了大量文献和咨询了酶制剂方面的业内人士，确定了试验技术方案。本方案分为两部分实施：第一部分进行玉米淀粉加工复合酶制剂中纤维素酶、木聚糖酶等酶制剂的组分研究，第二部分进行该酶制剂的添加量研究。对于该技术方案，公司组织专门人员对国内外玉米淀粉加工规模、生产工艺、技术难点、酶法加工法的应用等情况进行了全面而有细致的调研，召开了的技术论证会，聘请国内酶制剂行业专家、全国发酵工业协会专家、江南大学教授与课题

组成员一道进行了论证。与会专家一致认为该技术方案利用木聚糖极强的亲水性来提高玉米籽粒中的细胞壁及种皮联接纤维分离效果技术理论性强，科学依据充分，能够实现资源的综合利用，大力提高玉米淀粉加工复合酶在玉米淀粉生产中的应用，降低玉米淀粉生产企业的生产成本，符合玉米淀粉加工业的发展趋势，该技术方案操作性较强，能够在较短时间内完成研发任务，建议予以实施。1.4研发工作的组织与管理

由于生物产业在我国是一项新兴产业，国家大力发展生物产品，酶制剂更是高新技术产品，工艺试验比较复杂，课题工作的任务较重，针对本项目的特点，公司成立了由技术总监任组长的玉米淀粉加工复合酶制剂研发课题组，课题组确定总课题的研究目标和总体方案，精心设计项目的实施方案和步骤。由课题负责人具体落实各项研究任务，给每项任务的负责人明确目标和研究重点。课题组又分为两个实施小组，第一小组主要负责酶制剂组分和添加量的实验室试验、产品的检测和试验结果的综合分析，主要由白银赛诺酶制剂应用技术研究中心实施完成。第二小组主要负责该产品的应用试验厂家的选择和相关专业人士的选聘，与厂家一道进行应用试验与产品推广，以及应用过程中问题的分析与反馈。在项目实施的每一阶段课题组都及时召开项目实施小组成员会议，分析项目实施效果，落实下一阶段的试验任务。项目负责人协调安排和及时沟通、总结，为项目的顺利事实提供了组织保证。在全体课题组成员的共同努力下，各项工作进行的较为顺利，较好地完成了研发协议书所确定的各项工作任务。

1.5项目计划目标

(1) 降低玉米中纤维素、半纤维素的持水性，提高分离效果；

(2) 优化现有玉米淀粉的加工工艺和生产技术参数；

(3)降低能耗，达到提高淀粉收率、蛋白收得率；

(4) 考察、选择、配置合适的玉米淀粉加工复合酶制剂设备；

（5）制定《玉米淀粉加工复合酶制剂》企业标准，并推荐企业标准升为行业