消毒工藝在玉米粉液化中的應(yīng)用

高善禮

中糧生物化學(xué)（安徽）股份有限公司，安徽蚌埠 233010

0 引言

液化過(guò)程中，淀粉首先糊化，糊化后淀粉分子在耐高溫α-淀粉酶分子的作用之下，最終形成含有少量葡萄糖的糊精溶液。耐高溫α-淀粉酶，pH作用適合范圍5.5～7.0，最佳范圍為6.0～6.2。玉米、河水含有細(xì)菌，特別是賴氨酸廢水含大量細(xì)菌。乳酸菌消耗料糖源、氮源、磷源等液營(yíng)養(yǎng)物和生長(zhǎng)因子。醋酸菌分泌醋酸和其他副產(chǎn)物，丁酸菌除產(chǎn)生丁酸外，它們還能產(chǎn)生少量的醋酸、乳酸、己酸等。細(xì)菌不斷繁殖，分泌有機(jī)酸，使料液酸值升高，pH下降。細(xì)菌中的芽胞在100℃以上經(jīng)過(guò)一段時(shí)間才會(huì)死亡。漂白粉是一種強(qiáng)氧化劑，遇水反應(yīng)后釋出活性氧和氯，起到殺菌作用。青霉素屬于戶內(nèi)肽胺類(lèi)抗生素，它通過(guò)抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成起作用?？梢杂行У貧⑺栏锾m氏陽(yáng)性菌。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1）實(shí)驗(yàn)裝備：中糧生物化學(xué)（安徽）股份有限公司40萬(wàn)t玉米/年生產(chǎn)線，玉米直接粉碎后調(diào)漿，噴射液化。噴射器能力為200方/小時(shí)，噴射后經(jīng)過(guò)7臺(tái)層流柱。壓濾使用XM80/1000×1000壓濾機(jī)；2）實(shí)驗(yàn)材料：本地玉米，淀粉含量70%～74%，蛋白含量8%～10%，脂肪含量3%～8%。淀粉酶，諾維信（中國(guó)）投資有限公司生產(chǎn)的利可來(lái) Supra耐高溫α-淀粉酶。氫氧化鈣，浙江長(zhǎng)興華業(yè)化工有限公司生產(chǎn)，含量≥95%，鹽酸不溶物≤0.6%，篩余物≤5%，重金屬≤10mg/kg。漂白粉，山東郯城縣漂白粉廠，有效氯≥28%。青霉素鉀，華北制藥股份有限公司，16億單位/kg；3）實(shí)驗(yàn)方法：第一月，粉碎后的玉米粉和工藝用水混合成粉漿，其pH值在4.0～5.1；添加氫氧化鈣調(diào)整pH值在5.8～6.2，添加淀粉酶，使用蒸汽噴射液化，噴射溫度92℃，在層流柱維持1.5小時(shí)，使用壓濾機(jī)壓濾。檢測(cè)工藝用水活菌數(shù)，液化液活菌數(shù)，液化液pH值，濾渣中糖分。第二月，玉米粉碎、液化、壓濾方法不變；在工藝水槽，每?jī)尚r(shí)一次性添加10kg漂白粉，漂白粉在工藝水中消毒時(shí)間在1.5小時(shí)。在粉漿槽每小時(shí)一次性添加0.5kg青霉素鉀。檢測(cè)工藝水活菌數(shù)，液化液活菌數(shù)，液化液pH值，濾渣中糖分。對(duì)比添加消毒劑前后各指標(biāo)變化，以及加工噸玉米的消耗，產(chǎn)糖量、飼料量；4）樣品檢測(cè)：活菌數(shù)，使用平板計(jì)數(shù)法；微生物形態(tài)，使用上海光學(xué)儀器五廠XSP-2CA生物顯微鏡檢測(cè)； pH值 ，使用METTLER TOLEDO pH計(jì)；濾渣糖分，使用酶水解法檢測(cè)。

2 結(jié)果與討論

1）使用消毒工藝前，調(diào)漿水細(xì)菌數(shù)最低500萬(wàn)個(gè)/mL，最高1.2億個(gè)/mL，細(xì)菌數(shù)波動(dòng)大，水質(zhì)不穩(wěn)定。粉漿中細(xì)菌數(shù)和調(diào)漿水的細(xì)菌數(shù)相比，上升6.7千萬(wàn)個(gè)/mL～3.6億個(gè)/mL。原因是調(diào)漿水中、玉米粉漿溫度在32℃～40℃之間，玉米粉漿營(yíng)養(yǎng)豐富，細(xì)菌大量繁殖。液化液仍存大量細(xì)菌，最高1.4億個(gè)/mL，最低2475萬(wàn)個(gè)/mL，細(xì)菌數(shù)波動(dòng)較大；原因是液化噴射溫度92℃，液化后85℃；可以殺滅大部分細(xì)菌，不能殺滅芽胞，壓濾后溫度適宜，細(xì)菌繼續(xù)生長(zhǎng)繁殖。液化液pH值最低5.1，最高5.6，波動(dòng)范圍大，在此條件下不能有效發(fā)揮淀粉酶的作用。液化液的pH值和調(diào)配pH值相比，大幅度下降，平均下降0.65.主要原因生產(chǎn)過(guò)程中，物料中的細(xì)菌產(chǎn)生乳酸、醋酸、丁酸等，降低了粉漿、液化液的pH值；

2）使用消毒工藝后，調(diào)漿水細(xì)菌數(shù)平均7.5萬(wàn)個(gè)/mL，原因是漂白粉殺滅調(diào)漿水中的細(xì)菌。濾液pH值最低5.6，最高6.0，在耐高溫α-淀粉酶的適合pH值范圍，接近最佳pH值范圍；

3）使用消毒工藝后，調(diào)漿用水的細(xì)菌個(gè)數(shù)大幅度下降，平均下降4869萬(wàn)個(gè)/mL；消毒后粉漿細(xì)菌數(shù)平均18萬(wàn)個(gè)/mL，平均下降1.9億個(gè)/mL；糖液細(xì)菌數(shù)平均673個(gè)/mL，平均下降7479萬(wàn)個(gè)/mL。使用消毒工藝前，濾渣水分平均53%，飼料中糖份平均18.8%，使用消毒工藝后濾渣水分平均50%，飼料中糖份平均17.5%；濾渣水分平均下降3%，飼料中糖份平均下降1.3%。原因是使用消毒工藝之前，物料中細(xì)菌分泌酸性物質(zhì)，降低粉漿的pH值，影響耐高溫α-淀粉酶的催化作用，影響液化反應(yīng)，液化液粘度大，過(guò)濾效果差，濾渣中水分高，濾渣中的糖液含量增加；

4）加工噸玉米，原工藝干燥飼料消耗0.35t蒸汽，使用消毒工藝后消耗0.31t蒸汽，原因是濾渣水分降低后，生產(chǎn)同樣重量飼料，干燥機(jī)蒸發(fā)水量減少。使用消毒工藝后加工噸玉米產(chǎn)糖0.654t，比之前的0.651t相比，加工噸玉米多產(chǎn)糖30kg；加工噸玉米氫氧化鈣的消耗降低0.98kg。按2010年價(jià)格，飼料2100元/t，糖液內(nèi)部?jī)r(jià)格2760元/t，蒸汽內(nèi)部?jī)r(jià)格150元/t；加工噸玉米，酶、玉米、電、人員成本為2230元，核算加工噸玉米效益，改進(jìn)前58.2元，使用消毒工藝65.5元，使用消毒工藝后加工噸玉米效益增加7.3元，2010年加工玉米43萬(wàn)t，增加效益43×7.3=313.9萬(wàn)元。

3 結(jié)論

1）玉米粉使用賴氨酸廢水和河水調(diào)漿后噴射液化，細(xì)菌大量繁殖，同時(shí)分泌酸性物質(zhì)，降低調(diào)配后的pH值，影響液化反應(yīng)；

2）使用漂白粉、青霉素對(duì)調(diào)漿水和物料消毒，可以殺滅細(xì)菌，穩(wěn)定液化反應(yīng)，降低濾渣的糖份；

3）使用漂白粉、青霉素消毒工藝后，提高玉米產(chǎn)糖量，節(jié)約氫氧化鈣的使用量，節(jié)約干燥飼料的蒸汽，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]沈萍.微生物學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2000.

[2]姜錫瑞，段鋼.酶制劑實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2002.

[3]陳聲明，等.微生物生態(tài)學(xué)導(dǎo)論[M].北京：高等教育出版社，2007.

[4]張力田.淀粉糖[M].北京：輕工業(yè)出版社，2007.