一種利用乳酸鏈球菌素提取廢液制備飼料添加劑的方法
【專利摘要】一種利用乳酸鏈球菌素提取廢液制備飼料添加劑的方法，屬于發(fā)酵工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】。本方法首先利用陶瓷膜循環(huán)過濾截留菌體，然后將含高濃度菌體的料液干燥制備菌體蛋白粉，主要用于飼料或農(nóng)肥領(lǐng)域。通過該方法截留蛋白回收率高，除了能截留菌體蛋白之外，還能截留住培養(yǎng)基中的大分子蛋白，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。陶瓷膜透出液經(jīng)超濾濃縮，然后鹽析制得高純度乳酸鏈球菌素。鹽析后的上清液含大量氯化鈉，經(jīng)噴霧干燥后作為飼料添加劑用于飼料工業(yè)。通過該技術(shù)方案可以將乳酸鏈球菌素提取廢液變廢為寶，避免排放后對環(huán)境的污染。實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)提供切實(shí)可行的途徑。
【專利說明】一種利用乳酸鏈球菌素提取廢液制備飼料添加劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用乳酸鏈球菌素提取廢液制備飼料添加劑的方法，屬于發(fā)酵工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展非糧食飼料源一直是飼料工業(yè)的研究方向，這可以解決人畜掙糧的矛盾。利用發(fā)酵廠提取廢液制備飼料添加劑可以減少糧食在飼料工業(yè)的應(yīng)用，達(dá)到合理利用資源、變廢為寶的效果，為實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展開辟一條清潔生產(chǎn)之路。
[0003]乳酸鏈球菌素的生產(chǎn)與菌株的生長密切相關(guān)，即乳酸鏈球菌素的產(chǎn)率依賴于菌株的生長率，發(fā)酵結(jié)束后菌體量較大，下游提取的第一步就是去除菌體。菌體蛋白含有占干重40?80%的蛋白質(zhì)，豐富的維生素、生長因子及培養(yǎng)基殘留物等營養(yǎng)物質(zhì)，可用于飼料工業(yè)或農(nóng)肥工業(yè)。
[0004]目前發(fā)酵工業(yè)去除菌體多采用板框過濾的方法，該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要人工較多,還需要加入珍珠巖或硅藻土等加工助劑,相應(yīng)的增加了生產(chǎn)成本。通過板框過濾去除菌體，菌體較難回收。本方法采用膜過濾技術(shù)去除菌體，設(shè)備占地面積小，勞動(dòng)強(qiáng)度小，不用加入其它原輔料，最后濃縮獲得的菌體蛋白易回收利用，避免了排放后對環(huán)境造成的污染。
[0005]提取發(fā)酵液中菌體蛋白的方法很多，有高速離心、加熱沉淀和絮凝沉淀，但存在高速離心能耗大、加熱沉淀效果較差、絮凝沉淀蛋白提取率低的技術(shù)問題。通過陶瓷膜過濾法提取菌體蛋白回收率高達(dá)98%，發(fā)酵液中的大分子蛋白也被截住，蛋白含量高，同時(shí)菌懸液中還有少量的維生素、生長因子、各種無機(jī)鹽，營養(yǎng)物質(zhì)豐富。用乳酸鏈球菌素發(fā)酵液提取菌體蛋白，里面含有生物防腐劑乳酸鏈球菌素，可以防止飼料長菌，延長飼料儲(chǔ)藏期。
[0006]發(fā)酵料液經(jīng)陶瓷膜過濾后，透出液經(jīng)超濾膜濃縮，所得濃縮液進(jìn)行鹽析處理，析出蛋白經(jīng)干燥獲得乳酸鏈球菌素產(chǎn)品。上清液固形物中含90%以上的氯化鈉、少量其它無機(jī)鹽、低分子糖，如果直接排放會(huì)給污水處理帶來難度，同時(shí)也造成資源的浪費(fèi)。如果將鹽析上清液噴霧干燥，作為食鹽加入到飼料中，可達(dá)到變廢為寶的效果。用該方法制得的飼料添加劑含有提取殘留的天然防腐劑乳酸鏈球菌素，添加到飼料中具有防腐作用，可以延長飼料的儲(chǔ)存時(shí)間，同時(shí)可以減少或替換其它化學(xué)防腐劑的添加，從而減少了化學(xué)防腐劑在動(dòng)物體內(nèi)的積累，對于提高肉制品的質(zhì)量，保障食品安全具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種回收、利用乳酸鏈球菌素提取廢液的方法，變廢為寶，減少排放后對環(huán)境的污染。
[0008]上述目的可通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
I通過陶瓷膜濃縮獲得菌體蛋白，通過干燥獲得菌體蛋白粉:乳酸鏈球菌素發(fā)酵液須用酸調(diào)PH2.5?3.0，然后經(jīng)70?90°C加熱10?40min，解除菌體對產(chǎn)物的吸附，使產(chǎn)物釋放到發(fā)酵液中，同時(shí)殺死菌體；采用孔徑為30000?80000Da的陶瓷膜，在溫度40?70°C，進(jìn)膜壓力0.1~0.3MPa,膜通量10~70L/min的條件下過濾；當(dāng)濃縮液不夠循環(huán)時(shí)停止?jié)饪s，開始加PH2.5~3.0的純化水洗有效成分，加水量與濃縮液等體積，水洗I~3次；陶瓷膜透出液進(jìn)入下一步工序，在濃縮液中加入5~10%的納他霉素提取廢液，然后經(jīng)噴霧干燥制得蛋白粉，供飼料工業(yè)使用。
[0009]2鹽析超濾膜濃縮料液，鹽析上清液經(jīng)噴霧干燥制得的含大量氯化鈉的粉末，可作為飼料添加劑用于飼料工業(yè)中:陶瓷膜透出液經(jīng)超濾膜濃縮3~10倍，濃縮液中加入20%~30%的氯化鈉鹽析I~IOh ;鹽析蛋白經(jīng)離心、重溶后再噴霧干燥，制得乳酸鏈球菌素成品。鹽析上清液中含有大量氯化鈉，少量其它無機(jī)鹽、低分子糖及微量乳酸鏈球菌素，經(jīng)噴霧干燥，作為食鹽添加到飼料當(dāng)中，鹽析后上清液可以加入5~10%的納他霉素提取廢液然后再干燥，可以同時(shí)達(dá)到抗細(xì)菌及真菌的效果。其噴霧干燥條件為進(jìn)口溫度160~200°C，出口溫度 70 ~90°C。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
I本方法采用陶瓷膜過濾技術(shù)去除菌體，設(shè)備占地面積小，勞動(dòng)強(qiáng)度小，不用加入其它原輔料，最后濃縮獲得的菌體蛋白易回收利用，避免了排放后對環(huán)境造成的污染。而目前發(fā)酵工業(yè)去除菌體多采用板框過濾的方法，該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，還需要加入珍珠巖或硅藻土等加工助劑，相應(yīng)的增加了生產(chǎn)成本。通過板框過濾去除菌體,菌體與珍珠巖和硅藻土混合在一起，菌體較難回收利用；
2從發(fā)酵液中提取菌體蛋白的方法很多，但普遍存在著能耗大、蛋白提取率低、工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)，通過陶瓷膜過濾法提取菌體蛋白工藝簡單，無需添加其它化學(xué)試劑，回收率高達(dá)98%，同時(shí)培養(yǎng)基中剩余的大分子蛋白也被回收，營養(yǎng)成分更加豐富，菌粉中蛋白質(zhì)含量高達(dá)85%以上；
3通過本方法獲得的菌體蛋白或鹽析上清液噴成的粉末，含有殘留的天然防腐劑乳酸鏈球菌素，在噴霧干燥之前又加入納他霉素提取廢液，能夠達(dá)到同時(shí)防止真菌和細(xì)菌的效果，能夠延長飼料的儲(chǔ)存期，可以減少或替代化學(xué)防腐劑的添加，提高食品安全指數(shù)；
4通過本方法回收菌體蛋白及鹽析上清液，可以避免排放后對環(huán)境造成的污染，變廢為寶，降低生產(chǎn)成本，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵工業(yè)的清潔生產(chǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1:
菌種:乳酸鏈球菌
種子培養(yǎng)基(g/L):蔗糖5、酵母粉10、氯化鈉5、磷酸二氫鉀2、硫酸鎂0.2 ；
發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L):蔗糖70 (分批流加)、酵母粉5、玉米漿10、氯化鈉5、磷酸二氫鉀2、硫酸鎂0.2，消泡劑0.2 ；
培養(yǎng)條件:30°C、厭氧培養(yǎng)；
經(jīng)24h發(fā)酵，乳酸鏈球菌素效價(jià)達(dá)到6800IU/mL，放罐體積為10T。發(fā)酵液pH調(diào)至3.0，然后經(jīng)801:加熱處理201^11。通冷卻水冷卻，溫度降至50°C時(shí)開始陶瓷膜過濾。用50000Da陶瓷膜過濾，通過調(diào)節(jié)主泵頻率和截止閥開度，控制進(jìn)膜壓力0.3MPa，控制透出液流量30L/min左右，經(jīng)過5h過濾，剩余體積為500L時(shí)停止。然后加入pH2.5的純化水，水
洗一次，轉(zhuǎn)至噴霧干燥工序；將陶瓷膜濃縮菌液在進(jìn)口溫度180°C、出口溫度90°C條件下噴霧干燥獲得50kg菌粉，蛋白質(zhì)含量高達(dá)87%，各種營養(yǎng)成分含量如下表。
[0012]表1菌粉中各種營養(yǎng)成分含量
【權(quán)利要求】
1.一種利用乳酸鏈球菌素提取廢液制備飼料添加劑的方法，其特征在于乳酸鏈球菌素發(fā)酵液通過陶瓷膜過濾制備高濃度菌懸液，然后通過干燥制備菌體蛋白，陶瓷膜透出液經(jīng)超濾膜濃縮而后鹽析，上清液中含大量氯化鈉，鹽析上清液經(jīng)干燥得到含大量氯化鈉的粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的乳酸鏈球菌素發(fā)酵液須用酸調(diào)PH2.5?3.0，然后經(jīng)70?90°C加熱10?40min，解除菌體對產(chǎn)物的吸附，使產(chǎn)物釋放到發(fā)酵液中，同時(shí)殺死菌體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的陶瓷膜過濾是采用孔徑為30000?80000Da的陶瓷膜，在溫度40?70°C，進(jìn)膜壓力0.10?0.30MPa，膜通量10?70L/min的條件下過濾。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于當(dāng)陶瓷膜濃縮液不夠循環(huán)時(shí)停止?jié)饪s，開始加pH2.5?3.0的純化水洗有效成分，加水量與濃縮液等體積，水洗I?3次。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的陶瓷膜透出液進(jìn)入下一步工序，濃縮的高濃度菌液經(jīng)干燥制得菌體蛋白粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述的菌體蛋白粉主要用于飼料或農(nóng)肥領(lǐng)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的陶瓷膜透出液經(jīng)超濾濃縮3?10倍時(shí)停止超濾。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于鹽析是在超濾濃縮液中加入20%?30%的氯化鈉，鹽析時(shí)間為I?IOh。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的鹽析后上清液經(jīng)干燥制得的含大量氯化鈉的粉末，作為飼料添加劑用于飼料工業(yè)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的高濃度菌懸液及鹽析后上清液在干燥前可以加入5?10%的納他霉素提取廢液。
11.根據(jù)權(quán)利要求5和權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述的干燥均采用噴霧干燥，條件為進(jìn)口溫度160?200°C，出口溫度70?90°C。
12.根據(jù)權(quán)利要求6和權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述回收的的菌體蛋白及鹽析上清液經(jīng)噴霧干燥后均可作為飼料添加劑用于飼料工業(yè)中。
【文檔編號】C05F11/08GK103798515SQ201210443769
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】康傳利, 蘇移山, 朱希強(qiáng), 袁艷華, 張曉元, 凌沛學(xué) 申請人:山東福瑞達(dá)生物科技有限公司