两种粮食加工废弃物的回收利用

摘要

玉米和马铃薯是我国广泛种植的粮食作物,其产量均超过1亿吨,既是主要的粮食作物又是重要的工业原料。玉米胚芽主要用于榨油,玉米胚乳和马铃薯主要用于提取淀粉,因此,产生了玉米胚芽粕、玉米黄粉、马铃薯淀粉加工废料等废弃物。
　　 本文的目的之一是以玉米胚芽粕为原料提取玉米胚芽蛋白,以玉米黄粉为原料提取玉米醇溶蛋白和玉米黄素,并对提取的蛋白进行酶切,制备小肽和微肽。目的之二是从马铃薯淀粉加工废水中提取马铃薯蛋白抑制剂,以马铃薯淀粉加工废渣为原料生产饲料。主要工作如下:
　　 (1)本文利用碱提酸沉工艺从玉米胚芽粕中回收了玉米胚芽蛋白,在单因素实验的基础上,采用正交法优化了从两种玉米胚芽粕(高温粕和低温粕)中回收玉米胚芽蛋白的工艺,该法得到最优提取条件为:高温粕高温粕碱提pH9.0、水料比10、温度60℃、时间120min；低温粕碱提ph9.0、水料比10、温度60℃、时间90min,高温粕和低温粕的提取率分别达到27.5％和50.8％,蛋白得率分别达到5.14％和9.29％。
　　 (2)采用响应面法同时优化了玉米黄粉中醇溶蛋白和玉米黄素的提取工艺,得到提取的最优工艺条件为乙醇体积分数82.5％、提取温度60℃、提取时间6h,此条件下醇溶蛋白和玉米黄素得率的理论值为30.44％和O.19952‰,与实际值30.87％和0.20404‰接近,高效液相检测玉米黄素出峰时间与标准品相同且纯度为41.22％。
　　 (3)采用复合酶切的方法对玉米蛋白进行酶切,玉米胚芽蛋白先用碱性蛋白酶酶切3h后再加胰蛋白酶酶切4h,水解率达到29.9％,玉米醇溶蛋白先用碱性蛋白酶酶切3h后再用中性蛋白酶酶切3h,水解率达到25.7％,通过质谱分析显示酶切后的多肽与微肽分子量达到设计要求。
　　 (4)通过盐析、透析和阴离子交换的方法从马铃薯淀粉加工废液中分离了蛋白酶抑制剂,并发现其对胰蛋白酶的抑制率达到77.27％。通过酸沉、加热、离心、活性炭吸附等方法降低了废水中各项污染物指标,处理后COD、总糖和总蛋白分别下降了58.12％、27.36％和56.54％。以马铃薯淀粉加工废渣为原料生产饲料,经黑曲霉、酿酒酵母和巨大芽孢杆菌发酵后,饲料中还原性总糖、总蛋白和总磷分别提高到了13.15％、28.685％和0.04％。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 玉米概况

1.1.1 玉米简介

1.1.2 玉米的基本成分

1.1.3 玉米消费及加工现状

1.1.4 玉米胚芽粕简介

1.1.5 玉米黄粉简介

1.2 玉米加工废料的综合利用

1.2.1 玉米蛋白的利用

1.2.2 玉米黄素的利用

1.3 马铃薯概况

1.3.1 马铃薯简介

1.3.2 马铃薯的基本成分

1.4 铃薯加工废料的综合利用

1.4.1 马铃薯废料发酵利用

1.4.2 马铃薯废料提取利用

1.4.3 马铃薯蛋白饲料

1.5 存在问题

第二章 玉米胚芽粕的利用

2.1 材料与仪器

2.1.1 材料

2.1.2 试剂

2.1.3 仪器

2.2 实验方法

2.2.1 Bradford法测定蛋白含量试验

2.2.2 玉米胚芽粕蛋白等电点的测定试验

2.2.3 玉米胚芽中总蛋白含量的测定

2.2.4 玉米胚芽蛋白提取条件的优化

2.2.5 α-淀粉酶酶解预处理试验

2.3 结果与讨论

2.3.1 Bradford法标准曲线

2.3.2 玉米胚芽粕蛋白等电点

2.3.3 玉米胚芽粕中蛋白含量

2.3.4 玉米胚芽粕提取工艺的优化

2.3.5 α-淀粉酶酶解预处理试验

2.4 本章小结

第三章 玉米黄粉的利用

3.1 材料与仪器

3.1.1 材料

3.1.2 试剂

3.1.3 仪器

3.2 实验方法

3.2.1 玉米黄素波长扫描试验

3.2.2 玉米黄素标准曲线建立试验

3.2.3 玉米黄粉中蛋白含量的测定试验

3.2.4 玉米醇溶蛋白提取溶剂和分离方式选择试验

3.2.5 玉米醇溶蛋白与玉米黄素提取单因素条件试验

3.2.6 响应面法同时优化玉米醇溶蛋白与玉米黄素提取条件试验

3.2.7 响应面法优化验证试验

3.2.8 玉米黄素的高效液相检测

3.3 结果与讨论

3.3.1 玉米黄素波长扫描

3.3.2 玉米黄素标准曲线建立

3.3.3 玉米黄粉蛋白含量

3.3.4 玉米醇溶蛋白提取溶剂和测定方式选择

3.3.5 玉米醇溶蛋白与玉米黄素提取单因素条件

3.3.6 响应面法同时优化玉米醇溶蛋白与玉米黄素提取条件

3.3.7 响应面优化验证

3.3.8 玉米黄素的高效液相分析

3.4 本章小结

第四章 玉米肽的制备

4.1 材料与仪器

4.1.1 材料

4.1.2 试剂

4.1.3 仪器

4.2 实验方法

4.2.1 蛋白酶活力测定试验

4.2.2 蛋白酶切试验

4.2.3 多肽制备

4.2.4 过氧化氢去除

4.2.5 多肽脱苦

4.3 结果与讨论

4.3.1 蛋白酶活力测定

4.3.2 蛋白酶切

4.3.3 多肽制备

4.3.4 过氧化氢去除

4.3.5 多肽脱苦

4.4 本章小结

第五章 马铃薯加工废料综合利用

5.1 材料与仪器

5.1.1 材料

5.1.2 试剂

5.1.3 仪器

5.2 实验方法

5.2.1 马铃薯蛋白酶抑制剂的制备试验

5.2.2 马铃薯淀粉加工废液的处理试验

5.2.3 马铃薯淀粉加工废渣发酵饲料的制备试验

5.2.4 以马铃薯淀粉加工废渣为原料的饲料配方

5.2.5 以马铃薯淀粉加工废渣为原料的姬菇培育

5.3 结果与讨论

5.3.1 马铃薯蛋白酶抑制剂的制备

5.3.2 马铃薯淀粉加工废液处理

5.3.3 马铃薯淀粉加工废渣发酵饲料的制备

5.3.4 饲料配方

5.3.5 姬菇培育和木聚糖酶活检测

5.4 本章小结

第六章 结论及建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者及导师简介

北京化工大学-硕士研究生学位论文答辩委员会决议书