1、双酶法玉米粉低温同步糖化南京工业大学Yelian MIAO, Ph.D.,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析,内容,世界三大作物：大米、小麦、玉米世界玉米年总产量： 6亿t美国：玉米产量占世界的34，90以上作工 业原料中国：玉米产量占世界的22，食用10，工 业原料15%，饲料75玉米是我国未来生产增长的主要作物之一，新 增量主要用作工业原料和饲料,玉米生产,1844年：Thomas Kingsford在美国泽西市开设世界上第一个玉米淀粉生产厂，湿磨；1866年：用
2、玉米淀粉生产葡萄糖，采用德国化学家G.S.C.Kirchhoff在1811年开发的 淀粉酸水解技术；1900年：酸变性淀粉；1915年：氧化淀粉；1921年：结晶葡萄糖水化合物，葡萄糖提纯和结晶技术；1940年：酸酶水解专利公开，获得范围更广的糖浆组分，同时，94浓缩葡萄糖；1945年：糯玉米淀粉、阳离子淀粉，羟乙基淀粉；1960年：热稳定-淀粉酶、糖化酶1975年：玉米葡萄糖发酵制取饮料和酒精（石油危机）；1977年：Staley公司在印第安纳州建立“计算机总控”玉米淀粉加工厂；1980年：采用膜过滤技术除去蛋白质和其他非糖浆物质；1990年：采用酶技术生产柠檬酸、乳酸等有机酸，以及赖氨酸、
3、苏氨酸等氨基酸,玉米加工业发展历史,玉米的工业利用,玉米,精细化工品,医药、食品,乙醇、乙二醇等醇类,乳酸、丁二酸等有机酸,多糖,增稠剂、乳化剂,材料、燃料,现有双酶法淀粉糖化工艺,1) 水、电、汽消耗量大，对设备要求高2) 料液黏度大，不易拌匀3) 生成不发酵性糖，使淀粉损失1.2%左右4) 蛋白质变性，不饱和脂肪酸氧化成酮和醛，在后续发酵中的利用率低,（高温蒸煮）,（中温液化）,玉米粉的结构特点,蛋白质和淀粉颗粒,(Chanvrier,2005),双酶法玉米粉低温糖化新工艺,1) 降低糖化能耗和生产成本2) 提高葡萄糖、蛋白质、脂肪等成分在后续发酵中的综合利用效率3) 与后续发酵同步耦合，
4、提高生物法化学品生产的效率和经济性,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析,内容,酶,中温-淀粉酶 酶活力:2,000u/mL,最适温度:6070,最适pH:6.06.5,糖化酶 酶活力:100,000 u/mL,最适温度:60,最适pH:4.04.5,(无锡赛德生物工程有限公司),玉米粉液化的Arrhenius图,（条件：料液浓度10%，pH6.06.5，中温-淀粉酶用量10u/g）,市售玉米粉液化正交试验（两步）,（糖化条件：pH4.04.5，糖化酶用量200u/g，
5、温度60，24h）,各因素对葡萄糖收率的影响顺序是ACB ，只有液化温度对葡萄糖收率的影响在0.01水平上具有显著性,细微玉米粉液化正交试验（两步）,（糖化条件：pH4.04.5，糖化酶用量200u/g，温度60，24时间）,各因素对葡萄糖收率的影响顺序是CAB，但各因素对葡萄糖收率的影响在0.05水平上都没有显著性,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 细微粉碎的机械力化学效应5. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合6. 能耗和经济性分析,内容,细微玉米粉同步糖化温度,（条件：料液浓度10，液化酶用量10u/g，糖化酶用量2
6、00u/g，pH6.0）,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析,内容,细微玉米粉同步酒精发酵温度,（条件：料液浓度10，pH6.0，中温-淀粉酶用量10u/g，糖化酶用量200u/g， 酸性蛋白酶用量16u/g，酵母菌用量0.1）,1. 玉米粉低温同步糖化新工艺的提出2. 双酶法低温液化、糖化（两步）3. 双酶法低温同步糖化（一步）4. 低温同步糖化与酒精发酵的同步偶合5. 能耗和经济性分析,内容,新工艺,比较对象,设备、能耗、成本比较,低温糖化工艺中的细微粉碎与玉米半
7、湿法脱皮脱胚工艺过程中的粉碎合并(2) 与高温液化相比，低温液化还节约了在液 化过程中的保温能耗(3) 液化和糖化的同步,其他节能措施,研究成果,论文 (1) 细微玉米粉的低温糖化，2006年中国生物质能科学技术论坛会议论文集，87-93，2006.8.15-17（哈尔滨） (2) 细微玉米粉低温酶解试验研究，中国农业工程学报（CN11-2047/S）（EI Page one）, 2007.8 (3) 细微化对玉米粉糖化的机械力化学效应, 2007中国农业工程学会农产品加工及贮藏工程分会学术年会论文集，88-92, 2007.7.22 -26（保定市） (4) Mechanochemical effects of micronization on enzymatic hydrolysis of corn flour, Carbohydrate Polymers, (in press) (SCI)专利 (1)玉米粉的低温糖化工艺,200610086039.5 (发明人：缪冶炼，吴琴燕，夏发俊)，2006.7.20 (2) 双酶法玉米粉低温同步糖化工艺及其在酒精发酵中的应用，200710024994.0，(发明人：缪冶炼，吴琴燕),
