專利名稱：一種工業(yè)發(fā)酵制取氨基酸粗品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)發(fā)酵法，尤其是動(dòng)物營養(yǎng)氨基酸的發(fā)酵制取方法。
現(xiàn)有的動(dòng)物營養(yǎng)氨基酸的發(fā)酵制取方法是先在經(jīng)過嚴(yán)密消毒殺菌的發(fā)酵罐中，注入凈水和占凈水總重量20％的淀粉、礦物質(zhì)、氮源組成的培養(yǎng)液，嚴(yán)格滅菌，再將制備好的種源母液注入培養(yǎng)液中，然后在培養(yǎng)液中通入滅菌空氣，采用水冷降溫、控溫和攪拌措施，使種源母液中的菌種在不含雜菌和理想條件下迅速繁殖，經(jīng)過50小時(shí)左右的時(shí)間，培養(yǎng)液中的氨基酸和菌種量增加10倍以上，成為下級發(fā)酵的菌種母液。然后又將此菌種母液輸送至體積比第一級發(fā)酵罐大10余倍已加入滅菌培養(yǎng)液的第二級發(fā)酵罐中，通入滅菌空氣，采用水冷降溫、控溫和攪拌措施，使菌種母液中的菌種迅速繁殖，再經(jīng)過50小時(shí)左右的時(shí)間，培養(yǎng)液中的氨基酸和菌種量又增加10倍以上。最后再將第二級發(fā)酵罐中的菌種母液輸送至體積比第二級發(fā)酵罐大10余倍的第三級發(fā)酵罐中，采用與第二級同樣的發(fā)酵措施及條件，氨基酸和菌種再增加10倍以上，發(fā)酵成了最終成品菌種母液。這種經(jīng)過三級發(fā)酵的最終菌種母液，含有大量的氨基酸和菌皮、淀粉、礦物質(zhì)、氮源等動(dòng)物所需要的物質(zhì)。為了制取氨基酸，通常的作法是，將最終菌種母液經(jīng)沉淀過濾、酸堿處理、離子交換處理，提取出氨基酸水溶液，使部份水、菌皮、淀粉，礦物質(zhì)、氮源等成為廢液廢渣。提純后的氨基酸水溶液被輸入低壓噴霧干燥塔中，蒸發(fā)除去水份，成為氨基酸干品。該制取方法，雖獲得了純度較高的氨基酸成品，但需要眾多的設(shè)備和消耗數(shù)種化工原料，工藝復(fù)雜，成本較高。特別是制取過程中產(chǎn)品的廢渣廢液即耗費(fèi)資源又對環(huán)境造成污染。
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡單，低成本，無廢渣廢液的工業(yè)發(fā)酵制取氨基酸粗品的方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是在滅菌空氣的條件下，先在經(jīng)過嚴(yán)密消毒殺菌的發(fā)酵罐中，注入凈水和占凈水總重量20％的淀粉、礦物質(zhì)、氮源組成的培養(yǎng)液，嚴(yán)格滅菌，再將制備好的種源母液注入培養(yǎng)液中，然后在培養(yǎng)液中通入滅菌空氣，采用冷卻水降溫、控溫和攪拌措施，使種源母液中的菌種迅速繁殖，經(jīng)過一定的時(shí)間，培養(yǎng)液中的氨基酸和菌種量大大增加，成為下級發(fā)酵的菌種每液。用此方法，再經(jīng)過多次擴(kuò)容發(fā)酵罐發(fā)酵，最后菌種母液中氨基酸和菌種的含量很高，成為最終菌種母液。然后將最終菌種母液輸送至一個(gè)體積數(shù)倍于末級發(fā)酵罐并經(jīng)過消毒處理，裝有培養(yǎng)液的發(fā)酵池中，使用發(fā)酵池中的噴淋裝置、攪拌裝置、溫控裝置，使最終菌種母液中的菌種在發(fā)酵池空氣中和32℃的溫度條件下繼續(xù)繁殖，經(jīng)過比單級發(fā)酵罐發(fā)酵更短的時(shí)間增加數(shù)倍的氨基酸和菌種。最后將發(fā)酵池中超末級發(fā)酵后的菌種母液直接輸送至低壓噴霧干燥塔中蒸發(fā)，除去水份，成為氨基酸粗品。
由于本發(fā)明對末級發(fā)酵罐中的最終菌種母液進(jìn)行了低成本的倍增自然再發(fā)酵，和直接將已發(fā)酵完畢和菌種母液送入低壓噴霧干燥塔蒸發(fā)，除去水份，取消了傳統(tǒng)的沉淀過濾、酸堿處理、離子交換工藝過程。因此，在采用與傳統(tǒng)方法相同的發(fā)酵罐的情況下，凈氨基酸的產(chǎn)量倍增，并且節(jié)省了設(shè)備和酸堿等原料，使制造成本大大降低。此外，菌種母液中的菌皮和殘剩的淀粉、礦物質(zhì)、氮源等動(dòng)物所需要的有效成份也保留在粗品中，進(jìn)行了利用，避免產(chǎn)品廢渣廢液，保護(hù)了環(huán)境。其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
第一實(shí)施例是，先在經(jīng)過嚴(yán)密消毒殺菌的發(fā)酵罐中，在滅菌空氣的條件下，注入凈水和占凈水重量20％的淀粉、礦物質(zhì)、氮源組成的培養(yǎng)液，嚴(yán)格滅菌，再將制備好的種源母液注入培養(yǎng)液中。然后，在培養(yǎng)液的底部通入滅菌空氣，由于菌種在繁殖過程中要產(chǎn)生大量的熱量，因此可采用接入冷卻水管的方法降溫，并同時(shí)采用控溫和攪拌措施，使種源母液中的菌種在充足的氧氣和適宜的溫度下迅速大量繁殖，經(jīng)過50小時(shí)左右的時(shí)間，培養(yǎng)液中氨基酸和菌種量可增加10倍以上，成為菌種母液。然后又將此菌種母液輸送至體積比第一級發(fā)酵罐大10余倍裝有培養(yǎng)液的第二級發(fā)酵罐中，通入滅菌空氣，采用相同的降溫、控溫和攪拌措施，使菌種母液中的菌種在不含雜菌的理想條件下迅速繁殖，經(jīng)過50小時(shí)左右的時(shí)間，培養(yǎng)液中的氨基酸和菌種量又增加10倍以上。用此方法，經(jīng)過3次擴(kuò)容發(fā)酵罐發(fā)酵后的最終菌種母液中氨基酸和菌種量很高，然后將這種氨基酸和菌種量很高的最終菌種母液輸送到一個(gè)體積數(shù)倍于末級發(fā)酵罐的經(jīng)過消毒處理、裝有培養(yǎng)液的發(fā)酵池中，發(fā)酵池中的空氣是經(jīng)過有很多微孔的物體粗過濾的，也是經(jīng)過紫外線光照射粗消毒的。發(fā)酵池中有噴淋裝置、攪拌裝置和溫度控制裝置，噴淋裝置不斷地把最終菌種母液噴淋在空中或池壁邊沿，以利于最終菌種母液在空氣中自然散熱和吸收空氣中的氧氣。使其中的菌種在空氣中和32℃的溫度條件下繼續(xù)繁殖，經(jīng)過24小時(shí)左右的時(shí)間增加約三倍的氨基酸和菌種。由于最終菌種母液的比例較大(約30％)，抑制其它細(xì)菌生長的能力強(qiáng)，再加上在發(fā)酵池中的發(fā)酵時(shí)間較短(約24小時(shí))，因此，菌種母液被其它細(xì)菌污染的程度是很微弱的。最后，將發(fā)酵池中超末級發(fā)酵后的菌種母液直接輸送至低壓噴霧干燥塔中蒸發(fā)，除去水份，成為氨基酸粗品。
另一個(gè)實(shí)施例是，把按照第一實(shí)施例中經(jīng)過3次擴(kuò)容發(fā)酵罐發(fā)酵后得到的最終菌種母液直接輸送至低壓噴霧干燥塔中蒸發(fā)，除去水份，獲得氨基酸粗品。此實(shí)施例僅為常規(guī)方法發(fā)酵的后處理工序的簡化。
用以上兩種方法獲得的氨基酸粗品，含有部分菌皮、淀粉、礦物質(zhì)、氮源等，因此，僅適用于動(dòng)物飼料的添加劑，而不適用于人類的食品和醫(yī)用方面。
上述第一實(shí)施例是最重要的技術(shù)改進(jìn)，因?yàn)樗窃诔Ｒ?guī)三級密閉發(fā)酵的基礎(chǔ)上，增加了一級非密閉的超末級發(fā)酵池，由于此超末級發(fā)酵池是“非密閉”的，發(fā)酵時(shí)間也較短，池體較大(約為常規(guī)末級發(fā)酵罐的5倍)，且可以為低價(jià)材料做成，冷卻方式是靠噴淋自然散熱，故成本較之常規(guī)低得多。而由于使用的菌種母液比例較大(約30％)，且發(fā)酵時(shí)間相對較短(為常規(guī)時(shí)間的一半)，加之是最末級(第四級)發(fā)酵，故其它雜菌污染的程度不大。直接將此超末級發(fā)酵后的菌種母液送至低壓噴霧干燥，不僅成本低，且避免了廢水污染環(huán)境。
權(quán)利要求
1．一種工業(yè)發(fā)酵制備氨基酸的方法，在滅菌空氣的條件下，先在經(jīng)過嚴(yán)密消毒殺菌的發(fā)酵罐中，注入凈水和占凈水重量20％的淀粉、礦物質(zhì)、氮源組成的培養(yǎng)液，嚴(yán)格滅菌，再將制備好的菌種母液注入培養(yǎng)液中，然后在培養(yǎng)液中通入滅菌空氣，采用冷卻水降溫、控溫和攪拌措施，使種源母液中的菌種迅速繁殖，經(jīng)過一定的時(shí)間，培養(yǎng)液中的氨基酸和菌種量大大增加，成為下級發(fā)酵的菌種母液，用此方法，再經(jīng)過多次擴(kuò)容發(fā)酵罐發(fā)酵，最后菌種母液中氨基酸和菌種的含量很高，成為最終菌種母液；然后將最終菌種母液輸送至一個(gè)體積數(shù)倍于末級發(fā)酵罐并經(jīng)過消毒處理，裝有培養(yǎng)液的發(fā)酵池中，使用發(fā)酵池中的噴淋裝置、溫控裝置，攪拌裝置，使最終菌種母液中的菌種在發(fā)酵池空氣中和32℃的溫度條件下繼續(xù)繁殖，經(jīng)過比單級發(fā)酵罐發(fā)酵更短的時(shí)間增加數(shù)倍的氧基酸和菌種；最后將發(fā)酵池中超末級發(fā)酵后的菌種母液直接輸送至低壓噴霧干燥塔中蒸發(fā)，除去水份，成為氨基酸粗品。
全文摘要
一種工業(yè)發(fā)酵制備動(dòng)物飼料級氨基酸的方法,先按傳統(tǒng)發(fā)酵方法多次使用擴(kuò)容發(fā)酵罐發(fā)酵,得到氨基酸含量較高的最終菌種母液。然后將最終菌種母液輸送至一個(gè)體積數(shù)倍于末級發(fā)酵罐,裝有培養(yǎng)液的發(fā)酵池中,使用發(fā)酵池中的噴淋裝置、溫控裝置、攪拌裝置,使最終菌種母液繼續(xù)自然發(fā)酵,最后將發(fā)酵池中超末級發(fā)酵后的菌種母液直接輸送至低壓噴霧干燥塔中蒸發(fā),除去水分,成為氨基酸粗品。本方法制成的氨基酸粗品成本低,無廢渣廢液產(chǎn)生。
文檔編號C12P13/04GK1290751SQ0011311
公開日2001年4月11日 申請日期2000年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月21日
發(fā)明者劉永言 申請人:成都希望電子研究所