專利名稱：循環(huán)利用發(fā)酵廢液生產(chǎn)天然β－胡蘿卜素的新工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)酵生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的工藝，更確切地說是涉及一種循環(huán)利用發(fā)酵廢液生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的新工藝。
在現(xiàn)有技術中，《生物技術》1998年第8卷第5期報導了一種利用味精廢水培養(yǎng)蘇云金桿菌的方法，該方法利用味精工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)的廢水為原料，配制培養(yǎng)基培養(yǎng)蘇云金桿菌，確定了最適宜的培養(yǎng)基配方，說明以味精廢水培養(yǎng)蘇云金桿菌進而生產(chǎn)Bt生物農藥在技術上是可行的。但目前該技術還停留在實驗室階段。
《食品與發(fā)酵工業(yè)》第24卷第5期報導了一種利用味精濃縮廢液固體發(fā)酵生產(chǎn)蛋白飼料的方法，試驗發(fā)現(xiàn)，濃縮至38％的味精廢水與部分輔料混合后可固體發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白飼料，經(jīng)過動物飼養(yǎng)試驗證實，菌體蛋白可代替豆粕飼料，適合于飼養(yǎng)畜禽，經(jīng)濟效益明顯。
現(xiàn)在發(fā)酵法生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素產(chǎn)生的廢液量一般占發(fā)酵液總量的75～80％，廢液中主要殘留一些菌體沒有利用完的營養(yǎng)物質，其中總糖在0.9～3.6％，還原糖在0.01～0.65％，氨基氮在0.20～0.65mg/mL，還有一些微量的金屬錳等。發(fā)酵廢液具有濃度高、色度大、固含量高等特征，其中CODCr值高達約17～22萬mg/L，懸浮固體(SS)量很高，為乳狀液，色度達40000倍，是高濃度的有機廢水，不能直接排放，必須經(jīng)過環(huán)保處理達到國家環(huán)保標準后才能排放。目前國家推薦的有機廢水治理方案各有利弊，有的雖然處理效果較好，但工藝復雜，投資太大，工業(yè)化生產(chǎn)上應用經(jīng)濟不過關，制約了技術的推廣。因此，尋找發(fā)酵廢液的循環(huán)利用，實現(xiàn)發(fā)酵廢液的零排放，是解決有機廢水治理的最好途徑之一。
本發(fā)明的目的是提供一種循環(huán)利用發(fā)酵廢液生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的新工藝，該工藝通過循環(huán)利用發(fā)酵生產(chǎn)β-胡蘿卜素的發(fā)酵廢液作為配制培養(yǎng)基的原料，減少了有機廢水的處理量，降低了設備投資，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的。本發(fā)明的一種循環(huán)利用發(fā)酵廢液生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的新工藝，該生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)步驟主要包括斜面培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、發(fā)酵工序，其特征在于所述的發(fā)酵工序是利用發(fā)酵后濾除菌絲體的廢液配制培養(yǎng)基來發(fā)酵生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素。
所述的利用發(fā)酵后過濾的廢液配制培養(yǎng)基來發(fā)酵生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素，就是將前一次發(fā)酵后過濾出菌絲體的廢液收集起來配制新的發(fā)酵液，其中碳源的加入量可根據(jù)廢液中殘留的總糖量作適當?shù)恼{整，其它營養(yǎng)成分可保持不變。
發(fā)酵的菌種采用生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素國際上公認的工業(yè)化生產(chǎn)最好的菌株——三孢布拉霉(Blakeslea trispora)，其中菌種的斜面培養(yǎng)和種子培養(yǎng)采用通常的培養(yǎng)方法，可采用正、負菌株的分別培養(yǎng)或混合培養(yǎng)。種子培養(yǎng)結束后即接入發(fā)酵工序進行發(fā)酵培養(yǎng)。
本發(fā)明所述的新工藝，所述的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為淀粉5～8％(重量)、粕餅粉1.2～2.8％(重量)、植物油5.1～7.0％(重量)、磷酸二氫鉀0.04～0.09％(重量)、非離子表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚0.05～0.20％(重量)、維生素B13～10ppm、硫酸錳0.01～0.06％(重量)，再將發(fā)酵后濾除菌絲體的廢液與上述組分混合，不足的液體量加清水補足，攪拌均勻后即可作為發(fā)酵生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的培養(yǎng)基。
本發(fā)明所述的新工藝，所述的發(fā)酵培養(yǎng)條件是培養(yǎng)溫度26～28℃，培養(yǎng)時間120～168小時。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點一、本發(fā)明由于采用循環(huán)利用發(fā)酵廢液生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的新工藝，解決了發(fā)酵生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素產(chǎn)生的高濃度有機廢液的環(huán)保處理問題，是一種發(fā)酵廢液接近零排放的綠色工藝，經(jīng)濟和社會效益明顯。
二、本發(fā)明的新工藝節(jié)省了發(fā)酵廢液的昂貴的環(huán)保處理費用及繁雜的處理工藝，節(jié)約了大量的三廢處理設備的投資，避免了發(fā)酵廢液對環(huán)境的污染。
三、本發(fā)明的新工藝經(jīng)過多次試驗證實，循環(huán)利用發(fā)酵生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的發(fā)酵廢液配制培養(yǎng)基，對β-胡蘿卜素的發(fā)酵水平?jīng)]有影響。如發(fā)酵廢液循環(huán)利用第6次時，β-胡蘿卜素的發(fā)酵水平為2.307g/L，對照(用清水配制培養(yǎng)基)發(fā)酵水平為2.350g/L；發(fā)酵廢液循環(huán)利用第8次時，β-胡蘿卜素的發(fā)酵水平為2.436g/L，對照發(fā)酵水平為2.150g/L。
下面通過對本發(fā)明具體實施例的詳細說明來進一步闡述本發(fā)明，但實施例不是對本發(fā)明的限制。
實施例1將第一次發(fā)酵過濾后的發(fā)酵廢液替代清水作為配制培養(yǎng)基的液體，往其中添加淀粉5％(重量)、粕餅粉1.4％(重量)、植物油6.6％(重量)、磷酸二氫鉀0.06％(重量)、曲拉通(Triton)0.12％(重量)、維生素B15ppm，硫酸錳0.05％(重量)，液體量不足時，添加清水補足液體量，調節(jié)pH值為7.0。配制成的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后接入三孢布拉霉(Blakesleatrispora)正負菌混合種子液，在約27℃、轉速為230rpm搖床上發(fā)酵培養(yǎng)120小時后得發(fā)酵液，分析結果如下菌體含量18.33％，菌體中β-胡蘿卜素含量12.097mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量2.218g/L。
對比例1除配制發(fā)酵培養(yǎng)基用清水替代發(fā)酵廢液外，其它諸如培養(yǎng)基配方、接入菌種量及培養(yǎng)條件同實施例1。分析發(fā)酵液結果如下菌體含量16.55％，菌體中β-胡蘿卜素含量11.430mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量1.892g/L。
實施例2
除發(fā)酵培養(yǎng)時間為168小時外，其它諸如發(fā)酵培養(yǎng)基配方和配制方法、接入菌種量及培養(yǎng)條件同實施例1。分析發(fā)酵液結果如下菌體含量18.26％，菌體中β-胡蘿卜素含量12.458mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量2.274g/L。
對比例2除配制發(fā)酵培養(yǎng)基用清水替代發(fā)酵廢液外，其它諸如培養(yǎng)基配方、接入菌種量及培養(yǎng)條件同實施例2。分析發(fā)酵液結果如下菌體含量17.43％，菌體中β-胡蘿卜素含量11.219mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量1.955g/L。
實施例3以循環(huán)第5次的發(fā)酵廢液替代清水作為配制培養(yǎng)基的液體，往其中添加淀粉8％(重量)、粕餅粉1.2％(重量)、植物油7.0％(重量)、磷酸二氫鉀0.04％(重量)、曲拉通(Triton)0.05％(重量)、維生素B13ppm，硫酸錳0.03％(重量)，液體量不足時，添加清水補足液體量，調節(jié)pH值為7.0。配制成的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后接入三孢布拉霉(Blakesleatrispora)正負菌混合種子液，在約27℃、轉速為230rpm搖床上發(fā)酵培養(yǎng)144小時后得發(fā)酵液，分析結果如下菌體含量16.84％，菌體中β-胡蘿卜素含量12.664mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量2.132g/L。
對比例3除配制發(fā)酵培養(yǎng)基用清水替代發(fā)酵廢液外，其它諸如培養(yǎng)基配方、接入菌種量及培養(yǎng)條件同實施例3。分析發(fā)酵液結果如下菌體含量16.74％，菌體中β-胡蘿卜素含量12.718mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量2.129g/L。
實施例4以循環(huán)第8次的發(fā)酵廢液替代清水作為配制培養(yǎng)基的液體，往其中添加淀粉7％(重量)、粕餅粉2.8％(重量)、植物油5.1％(重量)、磷酸二氫鉀0.09％(重量)、曲拉通(Triton)0.20％(重量)、維生素B110ppm，硫酸錳0.01％(重量)，液體量不足時，添加清水補足液體量，調節(jié)pH值為7.0。配制成的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后接入三孢布拉霉(Blakesleatrispora)正負菌混合種子液，在約27℃、轉速為230rpm搖床上發(fā)酵培養(yǎng)144小時后得發(fā)酵液，分析結果如下菌體含量15.06％，菌體中β-胡蘿卜素含量15.642mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量2.355g/L。
對比例4除配制發(fā)酵培養(yǎng)基用清水替代發(fā)酵廢液外，其它諸如培養(yǎng)基配方、接入菌種量及培養(yǎng)條件同實施例4。分析發(fā)酵液結果如下菌體含量15.39％，菌體中β-胡蘿卜素含量10.424mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量1.604g/L。
實施例5以循環(huán)第10次的發(fā)酵廢液替代清水作為配制培養(yǎng)基的液體，往其中添加淀粉6％(重量)、粕餅粉2.1％(重量)、植物油6.0％(重量)、磷酸二氫鉀0.06％(重量)、曲拉通(Triton)0.12％(重量)、維生素B16ppm，硫酸錳0.06％(重量)，液體量不足時，添加清水補足液體量，調節(jié)pH值為7.0。配制成的發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌后接入三孢布拉霉(Blakesleatrispora)正負菌混合種子液，在約27℃、轉速為230rpm搖床上發(fā)酵培養(yǎng)168小時后得發(fā)酵液，分析結果如下菌體含量14.95％，菌體中β-胡蘿卜素含量16.470mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量2.462g/L。
對比例5除配制發(fā)酵培養(yǎng)基用清水替代發(fā)酵廢液外，其它諸如培養(yǎng)基配方、接入菌種量及培養(yǎng)條件同實施例5。分析發(fā)酵液結果如下菌體含量14.75％，菌體中β-胡蘿卜素含量11.255mg/g，發(fā)酵液中β-胡蘿卜素含量1.660g/L。
權利要求
1.一種循環(huán)利用發(fā)酵廢液生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的新工藝，其生產(chǎn)步驟主要包括斜面培養(yǎng)、種子培養(yǎng)、發(fā)酵工序，其特征在于所述的發(fā)酵工序是利用發(fā)酵后濾除菌絲體的廢液配制培養(yǎng)基來發(fā)酵生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素。
2.如權利要求1所述的新工藝，其特征在于所述的發(fā)酵培養(yǎng)基組成為淀粉5～8％(重量)、粕餅粉1.2～2.8％(重量)、植物油5.1～7.0％(重量)、磷酸二氫鉀0.04～0.09％(重量)、非離子表面活性劑烷基酚聚氧乙烯醚0.05～0.20％(重量)、維生素B13～10ppm、硫酸錳0.01～0.06％(重量)，再將發(fā)酵后濾除菌絲體的廢液與上述組分混合，不足的液體量加清水補足，攪拌均勻后即可作為發(fā)酵生產(chǎn)天然β-胡蘿卜素的培養(yǎng)基。
3.如權利要求1所述的新工藝，其特征在于所述的發(fā)酵培養(yǎng)的條件是培養(yǎng)溫度26～28℃，培養(yǎng)時間120～168小時。
全文摘要
一種循環(huán)利用發(fā)酵廢液生產(chǎn)天然β－胡蘿卜素的新工藝,生產(chǎn)步驟包括斜面培養(yǎng)、種子培養(yǎng)及發(fā)酵工序,其特點在于發(fā)酵工序是利用發(fā)酵后濾除菌絲體的廢液替代清水配制培養(yǎng)基來發(fā)酵生產(chǎn)β－胡蘿卜素。本發(fā)明解決了發(fā)酵生產(chǎn)中產(chǎn)生的高濃度有機廢液的環(huán)保處理,節(jié)省了大量的三廢處理設備投資,革除了繁雜的處理工藝和昂貴的處理費用,是一種綠色工藝,經(jīng)濟和社會效益顯著。試驗證明,發(fā)酵廢液循環(huán)使用對β－胡蘿卜素發(fā)酵水平?jīng)]有影響。
文檔編號C12P23/00GK1331344SQ00116699
公開日2002年1月16日 申請日期2000年6月22日 優(yōu)先權日2000年6月22日
發(fā)明者童海寶, 任征, 楊曄, 蔡揚, 常佳春, 馬海森 申請人:上?；ぱ芯吭?br>