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小赢说：
一颗玉米，已不仅仅是我们餐桌上的美食，它其实有“七十二般变化”。清早起床，无论是我们用的枕头、盖的被子，挤的牙膏，喝的饮料，用的纸，看的书，快餐的包装盒……，实际上这些都是玉米的变身。
本文涉及第二十二届中国专利金奖项目
专利号：ZL8
专利名称：提高玉米浸泡效果的复合菌剂及其应用
专利权人：中粮集团有限公司，吉林中粮生化有限公司
玉米是我国主要的粮食作物，全球有两大著名的玉米黄金带，分布在中国和美国，而中国是全球第二大玉米生产国和消费国。随着玉米深加工技术的不断发展，老玉米有了很多新身份——玉米淀粉，糖醇，酒精，氨基酸，化工，材料产品数不胜数，粮食玉米向经济玉米拓展延伸，形成了新的玉米经济系统（图1）。
玉米号称“杂粮之冠”，是最古老的作物之一，淀粉是玉米粒的主要成分，玉米淀粉的含量超过玉米粒的70%以上，是淀粉的天然宝库。在我国，玉米淀粉生产也是淀粉产业的领头雁，年，玉米淀粉的产量占我国淀粉总产量的95%[1]，以玉米淀粉为代表的玉米深加工已成为玉米产业链的重要环节。
玉米淀粉又可以制成淀粉糖，糖醇，味精，变性淀粉等下游产品，随着淀粉工业的迅猛发展，这些下游产品也如雨后春笋般蓬勃发展，有力促进了淀粉深加工的生产水平提高和产品更新换代。近年来，玉米纺织品、玉米塑料等生物化工产品具有可自然降解、无污染的优良特性，契合了绿色制造、碳减排的战略要求，具有更开阔的市场前景[2]。
玉米酒精是我国最古老的玉米深加工产品，现在，随着科技发展，以玉米为原料还可以制成燃料酒精，供汽车“饮用”，“饮用”后的汽车不会产生任何不良反应。同时，随着机动车增多造成的碳氧化合物污染愈加严重，乙醇汽油（由90%的普通汽油和10%的燃料乙醇调和而成的一种新燃料）的推广越来越受到重视。
图1玉米的加工链条
小赢发现，在玉米的深加工产品中，玉米淀粉起着承上启下的关键作用。作为基础原料，生产淀粉衍生物，精细化学品和能源产品，大大延伸了玉米的加工链条。
根据史料记载，玉米原产美洲，印第安人种植玉米的历史可追溯到七千年前，年，哥伦布发现新大陆之后，玉米逐渐传入欧洲，非洲，亚洲的一些国家。在我国，公元年《颖州志》中即有玉米种植的记载[3]。
在玉米广泛的种植生产中，人们逐渐发现了玉米是淀粉的天然宝库，开始想办法把淀粉从玉米中分离出来。
石器时代，人们用石头砸玉米取淀粉；后来发展到人力以及牲畜推磨取淀粉；比如家庭式的干磨或者水磨制粉，这也是我国解放前主要的淀粉生产模式。新中国成立后，随着医药工业发展的需要，我国建立了当时中国第一座大型淀粉工厂-华北制药厂淀粉分厂[4]。改革开放以来，淀粉企业进行了现代化的转型升级，淀粉的生产和深加工进入了快车道（图2）。
图2玉米淀粉生产的发展历史
玉米淀粉生产的第一步就是湿法浸泡，也许你想不到吧，泡玉米不就是把玉米粒放到热水里吗，会有多少科技含量呢？知之非难,行之不易，在玉米淀粉工业中，浸泡玉米可是基础、关键环节，在整个生产工艺流程中所占时间最长，消耗能源多，这一步骤直接影响着淀粉工业各类产品的收率和质量。
玉米中的淀粉，深埋在玉米角质胚乳区，淀粉外层包围了大量的谷蛋白，想要把淀粉从玉米中释放出来，首先要脱离包裹在淀粉颗粒外的蛋白质，还要挣脱玉米细胞壁的阻碍（图3）。
图3淀粉与蛋白质分离的过程示意图
传统方法是向浸泡液中加高浓度的SO2，与蛋白质基团发生反应，形成可溶物，转入浸泡液中，使得蛋白质网膨胀，形成小孔，和包住的淀粉粒分开，释放淀粉。然而，SO2浸泡法也是一把双刃剑，高浓度的SO2不仅会污染环境，还会造成设备腐蚀和淀粉产品中亚硫酸残留过高等问题。
因此，人们一直在寻找如何高效、环保泡玉米的高招。说到这里，今天的主角要亮相了，怎么又快又好的把淀粉从玉米粒里解放出来，看看这项获奖专利中的技术吧。
本专利记载了，玉米细胞中的淀粉受到外围蛋白质的羁绊，还有细胞壁纤维素的阻碍，不能自由活动，如果直接用酶制剂来辅助浸泡玉米或者高压浸泡，成本又太高。因此想到从筛选相应的产酶菌入手，利用产生蛋白酶、纤维素酶的微生物帮手，就能瓦解这些束缚淀粉的藩篱，释放淀粉，解决问题的同时，还能降低成本。
进一步的，从产酶性能和耐高温的角度，筛选了泡玉米的黄金搭档—微生物小伙伴，其共同特点就是耐高温，可以产乳酸、蛋白酶、纤维素酶和半纤维素酶中的至少一种，但基本上不产淀粉酶。这样，在小伙伴的帮助下，玉米粒的皮层加速分解，崩溃，削弱包围在玉米淀粉表面的蛋白质连接键，淀粉就能沿着他们清理好的道路顺利解放，浸泡时间得以缩短，淀粉得率显著提高，SO2的浓度明显降低。
而且，小赢发现，浸泡玉米的菌种组合，都是中粮集团自主研发的，从与玉米浸泡，加工相关的众多菌种中精心筛选出并保藏的菌种并形成专利保护（表1），这是实实在在的自主研发创新成果。中粮集团作为央企及国内玉米深加工行业领军企业，经过十余年不断技术研发积累，在玉米加工生物技术方面成果斐然。相关技术创新自年起陆续实现了产业化应用，为行业带来了新的技术驱动力。
表1金奖专利中菌种的相关专利技术
中粮集团在淀粉生产中，研发了专利金奖技术，引入生物浸泡、酶促分离新技术，解决了化学-机械浸泡分离工艺污染高，周期长的技术难题，突破了常规工艺的分离；另外，在淀粉糖生产中，中粮集团通过使用生物酶降低加热糊化过程中淀粉的粘度，从而能够在较低的蒸汽喷射压力下对高浓度的淀粉乳进行处理，实现了高浓度淀粉的连续液化，提高了淀粉糖的生产效率[1]。
一颗玉米，浑身是宝。小赢检索发现，中粮集团涉及玉米深加工的专利申请共件。包括淀粉、饲料、酒精、食用等主要技术方向，逐渐形成了玉米-淀粉-清洁能源-发酵产品的玉米生物科技全株产业链的布局（图4），创新能力和产业层次逐步增强，产品档次和附加值不断提高，持续推进玉米生物科技产业高质量发展。
图4中粮集团涉及玉米深加工的专利申请主要技术方向
“十三五”以来，我国加快了智能制造、绿色制造进程，大力推进制造业智能、绿色体系建设，这也是未来全行业稳定健康发展的必由之路。小赢相信，通过生物制造引领的玉米深加工技术能够更好的优化产业结构，提高绿色环保的加工水平，为玉米工业化应用插上腾飞的翅膀。
参考文献：
[1]中国玉米淀粉与淀粉糖工业技术发展历程与展望,佟毅,《食品与发酵工业》，（45）：第17期，第-页
[2]玉米深加工行业及特点，于作江，
