專利名稱：一種紅霉素菌渣的處理新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開了一種紅霉素菌渣及其微生物學(xué)處理方法，即紅霉素發(fā)酵菌渣經(jīng)過微生物發(fā)酵處理后，作為紅霉素發(fā)酵的營養(yǎng)成分部分替代黃豆餅粉添加于紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中。屬發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
紅霉素菌渣是紅霉素生產(chǎn)菌液體發(fā)酵生產(chǎn)的廢棄物，其成分包括菌體、未利用完的培養(yǎng)基、培養(yǎng)基降解物、生產(chǎn)菌次級代謝物及在產(chǎn)品提取過程中添加的無機鹽等。紅霉素菌渣中含有豐富的營養(yǎng)成分，其中粗蛋白含量較高，是一種可利用度較高的有機資源。但亦不能將菌渣直接作為飼料蛋白源使用，因為菌渣中還含有抗生素殘留及紅霉素生產(chǎn)菌產(chǎn)生的多種次級代謝產(chǎn)物，這些物質(zhì)進入動物體后就可能引起抗生素在動物體內(nèi)的積累，進而威脅人類健康；同時也不能作為土壤有機肥使用，因為菌渣中含有的抗生素殘留超標并且還含有大量的無機金屬離子，可破壞土壤生態(tài)平衡，使作物無法生長。

伴隨著紅霉素發(fā)酵行業(yè)的發(fā)展，紅霉素菌渣對環(huán)境的污染也越來越嚴重，因此，尋找一條更好的途徑開發(fā)紅霉素菌渣對節(jié)約資源、防止環(huán)境污染、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟具有重要意義，同時可以更好的帶動中小型企業(yè)對生態(tài)環(huán)境的重視，利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于摧毀菌渣中的植物細胞壁，將纖維素、果膠質(zhì)降解為單糖和寡糖，并生成多種有機酸、維生素、生物酶、未知生長因子，提高發(fā)酵物的營養(yǎng)水平，同時通過微生物自身的生命活動降解菌渣中的毒性較大的次級代謝產(chǎn)物紅霉素B和紅霉素C，提高了菌渣的安全性，進而將紅霉素菌渣轉(zhuǎn)化為安全性高、性能優(yōu)良的菌體蛋白，處理后的產(chǎn)品可作為紅霉素發(fā)酵的營養(yǎng)成分替代部分黃豆餅粉添加于紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中。從而降低了相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)成本和耗能，并解決了紅霉素生產(chǎn)中的環(huán)境污染問題，保護生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種紅霉素菌渣的再生應(yīng)用，具體是將紅霉素菌渣經(jīng)過微生物發(fā)酵處理后，作為紅霉素發(fā)酵的營養(yǎng)成分添加于紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中。利用微生物發(fā)酵法處理紅霉素菌渣的具體方法是:首先配制發(fā)酵底物，紅霉素菌渣中添加一些透氣性較好蛋白含量較高的工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品(如酒糟、柏類、麩皮、糠皮等)作為輔料，加入輔料的種類為2 3種，將原輔料混合均勻，使水分含量在50% 65%，接入黑色單孢子種子液，同時添加復(fù)合酶制劑，將菌種、酶及底物混合均勻；在28-351:，發(fā)酵40 45小時；對發(fā)酵底物進行干燥，干燥至其含水量< 12%，粉碎過60目篩；包裝即得菌體蛋白干品O本發(fā)明還包括以下特征:加入的輔料為酒糟、柏類或麩皮、糠皮中的2-3種。其加入比例為15 45% ;接入的黑色單孢菌量為原料干重的5 15% ;添加的復(fù)合酶制劑由高活性β -葡聚糖酶、高活性蛋白酶、高活性纖維素酶組成，并且添加量為原料干料的0.05 0.3% ;磷酸二氫鉀的加入量為原料干料的0.0l 1%。紅霉素菌渣經(jīng)發(fā)酵所得菌體蛋白營養(yǎng)豐富，其蛋白質(zhì)含量>40%，灰分< 12%，相對于原渣蛋白質(zhì)含量增加了 45.8 133.3%，灰分降低了 40 57.1%，將此產(chǎn)品用于紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中替代45%的黃豆餅粉，顯著降低了原料成本。本發(fā)明通過微生物發(fā)酵和添加復(fù)合酶制劑對紅霉素菌渣進行二次發(fā)酵，摧毀了菌渣中的植物細胞壁，將纖維素、果膠質(zhì)降解為單糖和寡糖，并生成多種有機酸、維生素、生物酶、未知生長因子，提高發(fā)酵物的營養(yǎng)水平，同時通過微生物自身的生命活動降解菌渣中的毒性較大的次級代謝產(chǎn)物紅霉素B和紅霉素C，提高了菌渣的安全性，進而將紅霉素菌渣轉(zhuǎn)化為安全性高、性能優(yōu)良的菌體蛋白，經(jīng)干燥處理后的產(chǎn)品可作為紅霉素發(fā)酵的營養(yǎng)成分添加于紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中。從而降低了相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)成本和耗能，并解決了紅霉素生產(chǎn)中的環(huán)境污染問題，保護生態(tài)環(huán)境。本發(fā)明找到了紅霉素菌渣科學(xué)合理的再生利用途徑，使其循環(huán)利用，為生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)污染的“零排放”提供可能，對環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
具體實施方式
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通過下面給出的具體實施例可以進一步清楚地了解本發(fā)明，但他們不是對本發(fā)明的限定。制造實施例1:處理100千克紅霉素菌渣制備紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基的固態(tài)營養(yǎng)成分:
菌種制備:黑色單孢子菌； 種子制備:葡萄糖20克，蛋白胨10克，酵母浸膏5克，氯化鈉12克、硫酸銨10克、磷酸二氫鉀I克，硫酸鎂0.5克，水5升，pH值自然.121°C滅菌20分鐘，降溫后，接入上述菌種，與30 33°C培養(yǎng)44小時即得種子液。發(fā)酵:紅霉素干菌渣(水分含量15%左右)lOOKg，干啤酒糟6 Kg，豆柏12Kg，麩皮6 Kg，將發(fā)酵底物充分混勻，常溫下接入10 Kg黑色單孢菌和0.1 Kg的復(fù)合酶制劑進行發(fā)酵，發(fā)酵過程中溫度控制在32°C以下，水分50 65%。發(fā)酵45小時后，經(jīng)80°C干燥滅活15min，再粉碎、包裝可得IOOKg的菌體蛋白。其蛋白質(zhì)含量彡40%。應(yīng)用實施例1:
紅霉素干菌渣(水分含量15%左右)60Kg，干啤酒糟35 Kg，麩皮5 Kg，水120Kg，將水緩慢均勻地加入到干物質(zhì)中，然后將發(fā)酵底物充分混勻，常溫下接入3Kg黑色單孢菌和0.1Kg的復(fù)合酶制劑進行發(fā)酵，發(fā)酵過程中溫度控制在55°C以下，水分45 65%。發(fā)酵60小時后，經(jīng)80°C干燥滅活15min，再粉碎、包裝可得IOOKg的菌體蛋白。其蛋白質(zhì)含量> 40%。實施例3:
紅霉素干菌渣(水分含量70%左右)70Kg，干啤酒糟5 Kg，豆柏20Kg，麩皮5Kg，水120Kg，將水緩慢均勻地加入到干物質(zhì)中，然后將發(fā)酵底物充分混勻，常溫下接入3Kg黑色單孢菌和0.3 Kg的復(fù)合酶制劑進行發(fā)酵，發(fā)酵過程中溫度控制在55°C以下，水分45 65%。發(fā)酵48小時后，經(jīng)80°C干燥滅活15min，再粉碎、包裝可得IOOKg的菌體蛋白。其蛋白質(zhì)含
量彡40% ο將本發(fā)明制造實施例1制備的菌體蛋白作為紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基的有機氮成分替代30%的黃豆餅粉，其操作過程為:制備培養(yǎng)基:玉米淀粉4.5%、糊精3%、黃豆餅粉2.1%、硫酸銨0.25%、輕質(zhì)碳酸鈣0.8%、本發(fā)明的菌體蛋白0.9% (對照組用等量常規(guī)黃豆餅粉)、豆油0.3ml/50ml、加水補足至100%，調(diào)ρΗ7.0 7.2，三角瓶分裝，裝量為50ml/500ml, 121。。滅菌25分鐘；接種和培養(yǎng):接種量為8%，接種后將三角瓶置于搖瓶機上，轉(zhuǎn)速260rpm，溫度33±1°C，濕度20-30%，培養(yǎng)7 9天下?lián)u瓶，以HPLC測定化學(xué)效價。經(jīng)過5次平行試驗，每次試驗設(shè)計實驗組和對照組各10瓶，試驗結(jié)果為10瓶平均數(shù)，結(jié)果以本發(fā)明的菌體蛋白替代30%的中溫黃豆餅粉使用，化學(xué)效價提高5%左右。見表一。表一
權(quán)利要求
1.一種處理紅霉素菌渣的微生物學(xué)方法，其特征在于:利用一種黑色單孢子及復(fù)合酶制劑，以紅霉素菌渣為主要原料，并添加工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品為輔料共同構(gòu)成發(fā)酵底物進行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物即為有益菌體蛋白，對此產(chǎn)物進行高溫干燥滅活、粉碎等工藝，即得產(chǎn)品，此產(chǎn)品可重新用于紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于:紅霉素菌渣是經(jīng)過干燥處理后的干菌渣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于:所用的功能微生物菌是黑色擔(dān)孢子菌；菌種制備:黑色單孢子種子液:培養(yǎng)基:碳源0.1 10%、氮源0.1 5%、氯化鈉0.01 1% ;培養(yǎng)基經(jīng)滅菌后接入黑色單孢子，控制溫度28 35°C，有氧培養(yǎng)24 48小時； 發(fā)酵:將紅霉素干菌渣、適量原輔料平鋪發(fā)酵裝置上，加入適量的磷酸二氫鉀和適量復(fù)合酶制劑，控制 固態(tài)發(fā)酵的溫度為28 35°C，優(yōu)選溫度為32°C，固態(tài)發(fā)酵底物水分含量為50 70%，優(yōu)選初始水分含量為50 65%，固態(tài)發(fā)酵的發(fā)酵時間為40 60h，優(yōu)選時間為40 45h，培養(yǎng)結(jié)束后即得有益菌體蛋白。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于:原輔料的比例是:原料紅霉素菌渣55 80%，輔料為酒糟、柏類或麩皮、糠皮中的2 3種,其加入比例為15 45%,磷酸氫二鉀加入比例為 0.01 1%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于:所用的復(fù)合酶制劑是由高活性β_葡聚糖酶、高活性蛋白酶、高活性半纖維素酶、高活性纖維素酶組成，并且添加各種復(fù)合酶制劑的量以原料干料計為0.05 0.3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于:種子液的接入量為發(fā)酵培養(yǎng)基干物質(zhì)量的5 15%。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于:所述的碳源選自葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖、糖蜜、紅糖、糊精、淀粉等，優(yōu)選葡萄糖；所述的氮源選自蛋白胨、酵母膏、酵母浸出粉、牛肉膏、銨鹽、硝酸鹽等，優(yōu)選蛋白胨、酵母浸膏、硫酸銨。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于:發(fā)酵完成后，發(fā)酵底物的干燥滅活溫度應(yīng)大于80°C,干燥時間為12 20min,優(yōu)選為15 18min ;干燥所得固體物經(jīng)粉碎過60目篩,包裝即得菌體蛋白干品。
9.發(fā)酵所得菌體蛋白營養(yǎng)豐富，其蛋白質(zhì)含量>40%，可在紅霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中替代45%中溫黃豆餅粉進行再利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種紅霉素菌渣的生物改性及將改性后的產(chǎn)品在紅霉素或大環(huán)內(nèi)酯類抗生素發(fā)酵中再利用。其中紅霉素菌渣的生物改性方法主要是以紅霉素菌渣及其它工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品為底物、通過接種選擇性混合菌群及復(fù)合酶制劑固態(tài)發(fā)酵、再經(jīng)干燥、粉碎過篩、包裝等工藝步驟完成。這種處理方法具有生產(chǎn)工藝簡單，操作容易、處理時間短，處理效率高的特點；改性后產(chǎn)品(蛋白質(zhì)≥28％，灰分≤15％)相對于原菌渣(蛋白質(zhì)17～25％，灰分21～27％)蛋白質(zhì)含量提高12～65％，灰分降低29～44％；可重新作為紅霉素及大環(huán)內(nèi)酯類抗生素發(fā)酵的培養(yǎng)基，提高發(fā)酵效價。該發(fā)明提供了一種解決紅霉素生產(chǎn)中的環(huán)境污染及廢料循環(huán)再利用的新途徑。
文檔編號C12R1/645GK103160554SQ201110411540
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者程傳東, 何海燕, 于新令, 李瑾, 張麗麗, 王鳳灘 申請人:山東方明藥業(yè)集團股份有限公司