專利名稱：含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微生物生產(chǎn)培養(yǎng)基，具體涉及一種含酒精廢液的 細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基，利用該培養(yǎng)基生產(chǎn)細(xì)菌纖維素，可以縮短生 產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本。
背景技術(shù)：
酒精是一種重要的工業(yè)原料，具有十分廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景。 但同時(shí)，酒精工業(yè)又是一個(gè)污染十分嚴(yán)重的行業(yè)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，以甘 蔗糖蜜或木薯為原料，每生產(chǎn)lt酒精排放的高濃度有機(jī)廢水約為
14~15t,廢液CODcr值在120000mg/L左右，BOD5值在60000mg/L
左右，由于其成分相當(dāng)復(fù)雜，使廢水處理難度較大。酒精廢液的利用 與治理一直是國(guó)內(nèi)外多年來(lái)難以解決的問(wèn)題，據(jù)文獻(xiàn)"糖蜜酒精廢液 處理技術(shù)"(《工業(yè)水處理》2002年第10期) 一文中的報(bào)道，目前酒 精廢液主要采取的方法有堆肥、好氧處理、厭氧處理、循環(huán)利用、 干燥、焚燒等。堆肥法雖能達(dá)標(biāo)排放，但處理廢液量有限；生物氧化 塘法雖然能在一定程度上減少好氧有機(jī)物量，但仍不能達(dá)到排放標(biāo) 準(zhǔn)，仍會(huì)污染環(huán)境；循環(huán)需借助其他方法，且達(dá)標(biāo)不徹底；將酒精廢 液蒸發(fā)濃縮、干燥，制備肥料、飼料，是一種解決污染的常用方法， 但由于蒸發(fā)濃縮需要消耗大量的能量，焚燒的一次性投入較高，而且 管理難度大使用廠家少。在執(zhí)行環(huán)保高標(biāo)準(zhǔn)的今天，酒精廢液處理作為酒精生產(chǎn)不可缺少的環(huán)節(jié)，使酒精生產(chǎn)成本大大提高。
從經(jīng)濟(jì)角度考慮，廢物綜合利用是改善環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益、促 進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大舉措，酒精廢液中的有機(jī)物為各種途徑 的資源化提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)，特別是作為微生物生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)基 質(zhì)，將酒精廢液中有用成分的回收利用達(dá)到零排放，同時(shí)又能保證處 理過(guò)程成本低廉應(yīng)是未來(lái)的主要方向。目前國(guó)內(nèi)外在這方面也做了 一
定研究和探討，如中國(guó)專利CN 1149282C中公布了一種利用酒精廢
液提高纖維素酶活的方法，它是在培養(yǎng)基中加入糖廠酒精廢液，經(jīng)滅 菌后纖維素酶產(chǎn)生菌發(fā)酵培養(yǎng)，得到的產(chǎn)品可精制為纖維素酶制劑。
專利CN 1159235C中公布了一種糖蜜酒精廢蜜的處理方法，它是將 甘蔗蔗髓與糖蜜酒精廢液按一定比例混合后，介入腐生食用菌菌種栽 培，使混合料變成菌糠料，同時(shí)獲得食用菌。上述方法都是將酒精廢 液作為微生物培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行再利用，但存在一定缺陷，導(dǎo)致生 產(chǎn)無(wú)法大規(guī)模推廣應(yīng)用。如利用酒精廢液生產(chǎn)精制的酶制劑，仍然 無(wú)法避免生產(chǎn)過(guò)程二次排放帶來(lái)的污染以及由于濃縮干燥等工藝帶 來(lái)的高昂成本；利用酒精廢液生產(chǎn)食用菌方法，雖然沒(méi)有二次排放以 及濃縮干燥，但這種產(chǎn)品的附加值一般較低，難以取得令人滿意的經(jīng) 濟(jì)效益，并且這種方法生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，難以形成較大規(guī)模，這意味著 無(wú)法完全利用酒精廢液巨大的排放量。
利用微生物(主要是醋桿菌)發(fā)酵產(chǎn)生的纖維素， 一般稱之為細(xì) 菌纖維素或微生物纖維素，這種纖維素具有純度高、吸水性強(qiáng)、結(jié)晶
度高、聚合度高等許多不同于植物纖維素的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其纖維束直徑在100納米以下，是一種天然的納米生物材料，是近年來(lái)生物材料研
究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)之一，在食品、造紙、聲音振動(dòng)膜、人造皮膚的制造及 造紙行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。目前，這種細(xì)菌纖維素在食品方面有 較廣泛的應(yīng)用，其主要方法是以椰子水、菠蘿水或其他天然基質(zhì)為培 養(yǎng)基，經(jīng)產(chǎn)纖維素的醋桿菌發(fā)酵后，產(chǎn)生的可食用的細(xì)菌纖維素凝膠 膜，俗稱"椰果"、"高纖椰果"、"椰纖果"或"納塔"。細(xì)菌纖維素 產(chǎn)業(yè)近年來(lái)在我國(guó)海南省、越南、菲律賓等地區(qū)獲得的飛速的發(fā)展，
其產(chǎn)能超過(guò)500000t/a，由于其需求巨大，產(chǎn)品有供不應(yīng)求之勢(shì)，目 前未經(jīng)處理的細(xì)菌纖維素銷(xiāo)售價(jià)格達(dá)到每噸1200元人民幣左右，經(jīng) 深加工處理的細(xì)菌纖維素價(jià)格達(dá)到10000元人民幣左右，其產(chǎn)品附加 值較高。目前細(xì)菌纖維素的規(guī)?；a(chǎn)主要是利用椰子水、菠蘿汁等 營(yíng)養(yǎng)豐富的天然基質(zhì)作為培養(yǎng)基生產(chǎn)，其比例一般占培養(yǎng)基總重量的 30%以上，生產(chǎn)周期一般在7天以上，這種生產(chǎn)方式生產(chǎn)成本較高而 且生產(chǎn)原料受到季節(jié)和地域的限制， 一直是細(xì)菌纖維素產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶 頸之一。也有文獻(xiàn)報(bào)道嘗試減少或不用這些天然基質(zhì)生產(chǎn)細(xì)菌纖維 素，但生產(chǎn)周期和產(chǎn)品品質(zhì)卻不盡如人意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基， 其能有效地降低細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基中天然基質(zhì)比例，同時(shí)可以縮 短生產(chǎn)周期。
酒精廢液的成分十分復(fù)雜，發(fā)明人通過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)酒精廢液中除 含有較高的蛋白質(zhì)和氨基酸外，同時(shí)還含有一定量的糖類(lèi)、有機(jī)酸、酵母殘?bào)w、無(wú)機(jī)鹽及微量元素，這些成分可以作為微生物培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng) 成分的有益補(bǔ)充。發(fā)明人通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，由于微生物代謝對(duì)于營(yíng)養(yǎng)因 子的需求不同，并非所有微生物都適于在含有酒精廢液的培養(yǎng)基中生 長(zhǎng)，對(duì)于一些微生物，酒精廢液的某些成分(如 一定濃度的酒精、 乙酸等)往往成為抑制因子，不僅不能促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，反而起到 抑制作用；而對(duì)于另外一些微生物，酒精廢液中的某些成分卻成為發(fā) 酵目標(biāo)產(chǎn)物的誘導(dǎo)因子或激活劑，在發(fā)酵中通過(guò)協(xié)同作用促進(jìn)了微生 物的生長(zhǎng)繁殖和目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)生。
發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，酒精廢液在培養(yǎng)基中的比例對(duì)微生物的生長(zhǎng)也有 顯著的影響，在生產(chǎn)細(xì)菌纖維素的培養(yǎng)基中添加少量的酒精廢液，接 入木葡糖酸醋桿菌(一種能高產(chǎn)細(xì)菌纖維素的細(xì)菌，嚴(yán)格好氧，靜置 培養(yǎng)時(shí)能在液體培養(yǎng)基與空氣接觸的表面產(chǎn)生細(xì)菌纖維素膜)，對(duì)于 纖維素膜的產(chǎn)生并沒(méi)有非常明顯的促進(jìn)作用，但也沒(méi)有明顯抑制作
用；將酒精廢液在培養(yǎng)基中調(diào)成一定的比例時(shí)，對(duì)于纖維素膜的產(chǎn)生
卻會(huì)起到非常明顯的促進(jìn)作用 一是縮短生產(chǎn)周期，二是所得到的細(xì) 菌纖維素的品質(zhì)較好，纖維素的含量較高。除此之外，由于酒精廢液 中還含一定量的蛋白質(zhì)和微量元素，可以解決天然果蔬汁培養(yǎng)基中氮 源和無(wú)機(jī)鹽含量不足的問(wèn)題，作為氮源和無(wú)機(jī)鹽的有益補(bǔ)充，從而降 低了生產(chǎn)成本。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基，特征是將天然基質(zhì)和
酒精廢液按重量比為4:1 1:9的比例進(jìn)行混合，得到混合液，然后將混合液、水、蔗糖混合均勻，得到細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基，其中混合
液占培養(yǎng)基總重量的30%~70%，蔗糖占培養(yǎng)基總重量的1%~5°/。，余量為水。所述天然基質(zhì)是椰子水、菠蘿水或其他用于細(xì)菌纖維素生產(chǎn)的天然培養(yǎng)液中的一種或混合。蔗糖的添加可為培養(yǎng)基補(bǔ)充碳源。
其中優(yōu)選的方案是在混合液中天然基質(zhì)和酒精廢液的重量比為1:1 1:5。
正如所有的發(fā)酵工藝，生產(chǎn)細(xì)菌纖維素培養(yǎng)基的初始pH值會(huì)對(duì)發(fā)酵產(chǎn)生明顯的影響。以往生產(chǎn)細(xì)菌纖維素一般是將培養(yǎng)基pH值調(diào)節(jié)在4.0左右才能得到較高的產(chǎn)率，而由于培養(yǎng)基發(fā)生了變化，這種經(jīng)驗(yàn)的生產(chǎn)條件只能作為參考。通過(guò)試驗(yàn)，本發(fā)明所述的培養(yǎng)基的pH值調(diào)節(jié)在3.0~ 6.5之間都能得到較高的產(chǎn)率，其優(yōu)選的方案是pH值在3.1-3.8之間或者5.1~6.3之間。
本發(fā)明所提供的含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入產(chǎn)細(xì)菌纖維素的菌種，淺盤(pán)發(fā)酵3 10天后，可以收獲細(xì)菌纖維素。采用上述方法淺盤(pán)發(fā)酵生產(chǎn)細(xì)菌纖維素，生產(chǎn)周期可縮短，發(fā)酵4 5天后，纖維素膜厚度^1.2cm，而椰子水培養(yǎng)基生產(chǎn)則一般需要6~8天。
利用含酒精廢液的培養(yǎng)基生產(chǎn)細(xì)菌纖維素，其明顯的優(yōu)勢(shì)是
1、 能降低細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基中所需天然基質(zhì)比例，降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)可以縮短生產(chǎn)周期。
2、 找到一種酒精廢液綜合利用的新路子，變廢為寶，產(chǎn)品附加值較高，適合生產(chǎn)推廣。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合非限定性具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。實(shí)施例一
將椰子水lkg和酒精廢液4kg進(jìn)行混合，得到5kg混合液，在向混合液中加入5kg水進(jìn)行稀釋，再其中添加200g的蔗糖補(bǔ)充碳源，這樣就構(gòu)成了一種含酒精廢液新的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH值3.8，然后通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入木葡糖酸醋桿菌，淺盤(pán)發(fā)酵5天后，細(xì)菌纖維素膜厚度達(dá)1.2cm。
將椰子水lkg和酒精廢液4kg進(jìn)行混合，得到5kg混合液，在向混合液中加入5kg水進(jìn)行稀釋，再其中添加200g的蔗糖作為碳源，這樣就構(gòu)成了一種含酒精廢液新的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH值3.8，然后通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入木醋桿菌，淺盤(pán)發(fā)酵4天后，細(xì)菌纖維素膜厚度達(dá)1.2cm。
實(shí)施例三
將椰子水lkg和酒精廢液4kg進(jìn)行混合，得到5kg混合液，在向混合液中加入5kg水進(jìn)行稀釋，再其中添加300g的蔗糖作為碳源，這樣就構(gòu)成了一種含酒精廢液新的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH值3.8然后通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入木醋桿菌，淺盤(pán)發(fā)酵5天后，細(xì)菌纖維素膜厚度達(dá)1.5cm。
實(shí)施例四將椰子水lkg和酒精廢液4kg進(jìn)行混合，得到5kg混合液，在向混合液中加入5kg水進(jìn)行稀釋，再其中添加300g的蔗糖作為碳源，這樣就構(gòu)成了一種含酒精廢液新的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH值6.0，然后通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入木葡糖酸醋桿菌，淺盤(pán)發(fā)酵5天后，細(xì)菌纖維素膜厚度達(dá)1.3cm。
實(shí)施例五
將椰子水lkg和酒精廢液4kg進(jìn)行混合，得到5kg混合液，在向混合液中加入5kg水進(jìn)行稀釋，再其中添加占300g的蔗糖作為碳源，這樣就構(gòu)成了一種含酒精廢液新的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH值6.0然后通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入木醋桿菌，淺盤(pán)發(fā)酵5天后，細(xì)菌纖維素膜厚度達(dá)1.5cm。
實(shí)施例六
將菠蘿水lkg和酒精廢液4kg進(jìn)行混合，得到5kg混合液，在向混合液中加入5kg水進(jìn)行稀釋，再其中添加300g的蔗糖作為碳源，這樣就構(gòu)成了一種含酒精廢液新的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH值3.8然后通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入木醋桿菌，淺盤(pán)發(fā)酵5天后，細(xì)菌纖維素膜厚度達(dá)1.5cm。
實(shí)施例七
將菠蘿水lkg和酒精廢液4kg進(jìn)行混合，得到5kg混合液，在向混合液中加入5kg水進(jìn)行稀釋，再其中添加300g的蔗糖作為碳源，這樣就構(gòu)成了一種含酒精廢液新的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH值6.0，然后通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入木葡糖酸醋桿菌，淺盤(pán)發(fā)酵5天后，細(xì)菌纖維素膜厚度達(dá)1.3cm。實(shí)施例八
將椰子水、菠蘿水各0.5kg和酒精廢液4kg進(jìn)行混合，得到5kg混合液，在向混合液中加入5kg水進(jìn)行稀釋，再其中添加占300g的蔗糖作為碳源，這樣就構(gòu)成了一種含酒精廢液新的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH值6.0然后通過(guò)熱力殺菌，冷卻后接入木醋桿菌，淺盤(pán)發(fā)酵5天后，細(xì)菌纖維素膜厚度達(dá)1.5cm。
權(quán)利要求
1、一種含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基，其特征在于將天然基質(zhì)和酒精廢液按重量比為4∶1～1∶9的比例進(jìn)行混合，得到混合液，然后將混合液、水、蔗糖混合均勻，得到細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基，其中混合液占培養(yǎng)基總重量的30％～70％，蔗糖占培養(yǎng)基總重量的1％～5％，余量為水；所述天然基質(zhì)是椰子水、菠蘿水或其他用于細(xì)菌纖維素生產(chǎn)的天然培養(yǎng)液中的一種或混合。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基， 其特征在于在混合液中天然基質(zhì)和酒精廢液的重量比為1:1 1:5。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基， 其特征在于所述的培養(yǎng)基的pH值調(diào)節(jié)在3.0 6.5之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基， 其特征在于所述的培養(yǎng)基的pH值調(diào)節(jié)在3.1~3.8之間或者5.1-6.3 之間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含酒精廢液的細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基，特征是將天然基質(zhì)和酒精廢液按比例進(jìn)行混合，得到混合液，然后將混合液、水、蔗糖混合均勻，得到細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基。本發(fā)明能有效地降低細(xì)菌纖維素生產(chǎn)培養(yǎng)基中所需天然基質(zhì)比例，降低了生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，還為酒精廢液綜合利用找到了一條新路子，變廢為寶，生產(chǎn)的細(xì)菌纖維素產(chǎn)品附加值較高，適合推廣。
文檔編號(hào)C12P19/04GK101475973SQ20091000247
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者鐘春燕 申請(qǐng)人:海南椰國(guó)食品有限公司