專利名稱：非離子型水解性表面活性劑組合物及其表面活性劑的合成方法
專利說明 單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)方法涉及蛋白飼料的生產(chǎn)、纖維素水解和微生物細(xì)胞的分離。
近年來隨著養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，蛋白質(zhì)飼料嚴(yán)重不足，以致出現(xiàn)了生產(chǎn)的配合飼料蛋白質(zhì)水平低，飼養(yǎng)業(yè)成本增加，能量飼料大量浪費(fèi)，市場(chǎng)禽肉供應(yīng)緊張。因此盡快解決蛋白質(zhì)飼料奇缺問題，是關(guān)系到養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，付食供應(yīng)緩解的關(guān)鍵。以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白是解決蛋白飼料短缺地切實(shí)可行辦法之一。
植物纖維素經(jīng)稀酸水解糖化后的產(chǎn)物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，普遍存在的問題是經(jīng)濟(jì)效益不高，其主要原因是 1、植物纖維的酸水解工藝落后，原料的糖轉(zhuǎn)化率在25%以下，且能耗、酸耗和原料消耗大，因此水解糖的生產(chǎn)費(fèi)用昂貴。
2、植物纖維酸水解過程中，由于反應(yīng)后期溫度不斷升高，導(dǎo)致單糖深度水解，產(chǎn)生并積累大量對(duì)細(xì)胞生產(chǎn)有毒害的糠醛、有機(jī)酸等物質(zhì)，影響細(xì)胞正常生長(zhǎng)，細(xì)胞轉(zhuǎn)化率通常在35%以下。
3、一般植物纖維經(jīng)酸水解的糖質(zhì)量較差，缺乏適應(yīng)性強(qiáng)的高產(chǎn)率生產(chǎn)菌種，致使生產(chǎn)成本偏高。
本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種能耗、酸耗低，原料轉(zhuǎn)糖率高，有害物質(zhì)積累少的酸水解糖化工藝，並提供強(qiáng)化定向培育與大細(xì)胞分離技術(shù)相結(jié)合的細(xì)胞分離方法篩選細(xì)胞轉(zhuǎn)化率高、蛋白質(zhì)含量高的優(yōu)良生產(chǎn)菌種，以解決單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)中存在的上述問題。
完成本發(fā)明任務(wù)采取的技術(shù)方案為 把纖維素類的農(nóng)業(yè)廢棄物在一定的溫度、壓力條件下膨化處理，經(jīng)膨化處理后的纖維素類廢棄物按一定的比例加入二級(jí)酸水解液進(jìn)行一級(jí)水解，一級(jí)水解后的殘?jiān)偌尤胍欢康南∷徇M(jìn)行二級(jí)水解，二級(jí)酸水解液用一定量的水稀釋后用于一級(jí)水解，一級(jí)酸水解液經(jīng)中和、澄清、調(diào)整糖量、調(diào)整PH、添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后用于培養(yǎng)微生物細(xì)胞。而用于生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的微生物細(xì)胞分離方法則采用強(qiáng)化適應(yīng)培育結(jié)合大細(xì)胞分離技術(shù)，把經(jīng)強(qiáng)化適應(yīng)培育方法初篩出的菌株制成細(xì)胞懸液在柱狀淀粉介質(zhì)上用離心法分離。
下面結(jié)合循環(huán)式二級(jí)稀酸水解糖化工藝流程和大細(xì)胞分離技術(shù)流程詳述稻殼生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的具體方法。(緊接下頁) 稻殼循環(huán)式二級(jí)稀酸水解糖化生產(chǎn)工藝流程為
酵母大細(xì)胞分離技術(shù)流程
利用稻殼生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白時(shí)，先經(jīng)膨化預(yù)處理，即將稻殼在


℃、

大氣壓的容器中停留幾秒鐘，然后突然釋放產(chǎn)生膨化效應(yīng)，經(jīng)膨化處理的稻殼采用循環(huán)式二級(jí)稀酸水解工藝進(jìn)行酸水解處理，先用二級(jí)酸水解液，在壓力1.2kg/cm2，溫度130℃條件下一級(jí)水解30分鐘，壓濾后，水解的糖液經(jīng)中和、澄清等工序處理后用于微生物細(xì)胞培養(yǎng)，而水解后的稻殼渣又加入1%H2SO4，在壓力9.8kg/cm2，溫度182℃條件下二級(jí)水解36分鐘;二次水解的料液比均為1∶8～1∶10，二級(jí)酸水解液用溫度為95-100℃，容積為水解液量的25-35%的水稀釋后用于一級(jí)水解，酸水解起始時(shí)，一級(jí)水解的水解液為0.4%H2SO4，二級(jí)水解后，再次壓濾，水解液經(jīng)稀釋后循環(huán)使用，木素殘?jiān)骶C合利用。用于培養(yǎng)微生物細(xì)胞的一級(jí)水解糖液除了用石灰乳中和、澄清后，還需測(cè)定還原糖總量，在配制成培養(yǎng)基時(shí)，尚需添加含N、P等無機(jī)、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，並要調(diào)整培養(yǎng)基中還原糖的起始濃度為2.6%～3.0%，起始PH5.0～5.4。
生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的優(yōu)良稻殼酵母菌種的篩選采用的大細(xì)胞分離技術(shù)即將在適應(yīng)培養(yǎng)基上經(jīng)強(qiáng)化適應(yīng)培育后生產(chǎn)穩(wěn)定性好的初選菌株用于大細(xì)胞分離復(fù)篩，先將初選菌種制成濃度(濕細(xì)胞∶水)為1∶6～1∶8的細(xì)胞懸液，再裝入柱狀可溶性淀粉-鹽水介質(zhì)上離心分離，介質(zhì)中淀粉與0.6%鹽水的比例為1∶12，介質(zhì)經(jīng)煮沸、分裝、滅菌后待用，菌懸液在淀粉介質(zhì)上的高度為16-18cm，離心速率為1700-1900轉(zhuǎn)/分，離心時(shí)間約4分鐘±30秒，經(jīng)離心后的菌懸液棄去上層介質(zhì)后，取出的底層大細(xì)胞可用0.3%無菌鹽水混勻后加在淀粉介質(zhì)上

離心分離，也可直接用于生產(chǎn)。稻殼酵母在生產(chǎn)擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)采用二個(gè)或二個(gè)以上菌株的混株培養(yǎng)。
經(jīng)膨化處理的稻殼，化學(xué)組分無明顯變化，但物理結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著改變，主要表現(xiàn)在纖維束之間的粘結(jié)結(jié)構(gòu)被破壞，纖維束呈松散分裂狀態(tài)，且交織成不規(guī)則網(wǎng)孔，稻殼細(xì)胞的部分細(xì)胞壁被破壞，細(xì)胞結(jié)構(gòu)不甚明顯，稻殼的體積平均擴(kuò)大2.35倍，吸水量平均增加1.68倍。膨化處理后的稻殼在稀酸中的反應(yīng)速度加快，水解反應(yīng)終點(diǎn)約提前30分鐘，水解液中的還原糖濃度有所提高，多聚戌糖和纖維素水解較完全，由于水解率和轉(zhuǎn)糖率有不同程度的提高，就為稻殼酸水解生產(chǎn)過程的節(jié)能，原料利用率的提高和水解成本的降低創(chuàng)造了良好條件。根據(jù)酵母菌的生理特性，用大細(xì)胞分離技術(shù)篩選出的優(yōu)良稻殼酵母菌株，混株培養(yǎng)用于擴(kuò)大生產(chǎn)，細(xì)胞轉(zhuǎn)化率均在47%以上，最高達(dá)52%，菌體蛋白質(zhì)含量超過55%，最高達(dá)65.3%，細(xì)胞產(chǎn)率達(dá)18克/升。這種分離技術(shù)，加速了對(duì)稻殼酸水解液適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)良酵母菌株的篩選速度，增加了正向篩選的可靠性，並能保證優(yōu)良菌種的遺傳穩(wěn)定性，對(duì)已衰退的酵母菌種的復(fù)壯無疑也是一種簡(jiǎn)便可靠的方法，用于酵母循環(huán)生產(chǎn)時(shí)，能顯著減少母種的培養(yǎng)數(shù)量，節(jié)省生產(chǎn)成本，穩(wěn)定生產(chǎn)效果。
稻殼酵母中除蛋氨酸含量比進(jìn)口魚粉低30%左右外，其余必需氨基酸比例與進(jìn)口魚粉接近，且平衡度好，B族維生素比魚粉高5-100倍，是一種優(yōu)質(zhì)的高蛋白飼料，經(jīng)肉雞喂養(yǎng)試驗(yàn)表明，用稻殼酵母替代魚粉喂飼禽畜是完全可行的。
稻殼酵母的肉雞喂養(yǎng)試驗(yàn)和代謝試驗(yàn)方法和結(jié)果如下 稻殼酵母按等氮取代方法，即分別以7.24%、3.62%和1.81%的稻殼酵母取代6%、3%和1.5%的智利魚粉喂養(yǎng)同批出殼的AA商品雞200只，另設(shè)3%魚粉為對(duì)照組。
200只肉雞隨機(jī)分成4組，每組50只，平均體重45.65-47.48克，組間無顯著差異(P＞0.05)。
各組飼養(yǎng)管理方法一致。試驗(yàn)雞日糧組成分0-4周齡和5-8周齡兩階段，喂養(yǎng)試驗(yàn)為56天。
試驗(yàn)雞增重和飼料報(bào)酬結(jié)果見表1、表2。
表1試驗(yàn)雞體重和各期增重情況
注初生重為雛雞出生后36小時(shí)的活重
量標(biāo)準(zhǔn)，先經(jīng)鹽酸進(jìn)一步處理，純度可達(dá)99.5%以上，達(dá)到優(yōu)質(zhì)粉末SiO2標(biāo)準(zhǔn)，如利用上述稻殼SiO2和NaOH為原料，還可生產(chǎn)硅酸鈉。
采用本發(fā)明的技術(shù)方案，用5.5噸稻殼可轉(zhuǎn)化生產(chǎn)出蛋白質(zhì)含量達(dá)51%以上的特級(jí)飼料稻殼酵母1噸，價(jià)值1780元，生產(chǎn)成本約1166.35元/噸，獲利潤(rùn)30%。通過綜合利用，每產(chǎn)1噸稻殼酵母能回收2.1噸殘?jiān)舅?燃燒值3600大卡/公斤)，0.75噸粉末狀二氧化硅(SiO2含量在99%以上)和0.30噸石膏粉，三項(xiàng)付產(chǎn)品價(jià)值約202.50元，生產(chǎn)成本約36.3元/噸，可見每5.5噸稻殼通過轉(zhuǎn)化利用以后，能生產(chǎn)出價(jià)值1982.5元的產(chǎn)品，成本1203.15元，獲利潤(rùn)近40%。如將稻殼酵母按8%的量添加在配合飼料中，10萬噸稻殼酵母可取代125萬噸配合飼料中動(dòng)物蛋白質(zhì)的需要量。
實(shí)施例 將4000g稻殼用DP-120型稻殼膨化機(jī)進(jìn)行膨化處理，然后與0.4%H2SO4按料液比1∶10混合，總量44公斤置于60升水解反應(yīng)器中，逐漸升溫，在溫度130℃，壓力1.8kg/cm2條件下，以140次/分鐘的攪拌速率，水解糖化30分鐘;經(jīng)一級(jí)水解后的稻殼干渣與1%H2SO4接料液比1∶10混合，總量33公斤，置60升水解反應(yīng)器中，在溫度132℃，壓力9.8kg/cm2條件下，以140次/分鐘的攪拌速率，水解糖化36分鐘。經(jīng)壓濾后二級(jí)水解液用溫度為100℃，體積為二級(jí)水解液的30%的水稀釋，又循環(huán)用于一級(jí)水解。一級(jí)水解后的稻殼水解液經(jīng)處理后用于細(xì)胞培養(yǎng)。處理過程如下石灰乳中和→靜置→澄清→清液分離→澄清液→還原糖含量測(cè)定→添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)→調(diào)整培養(yǎng)基中還原糖始起濃度2.8%和調(diào)整起始PH5.2→培養(yǎng)微生物細(xì)胞。
單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的培養(yǎng)基配方如下 玉米漿煮汁相當(dāng)于0.2%玉米用量 稻殼水酸液(還原糖2.8%)80L (NH4)2SO40.23% 脲0.23% H3PO40.08% MgCL0.01% PH5.2 在120升發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)時(shí)，通氣量為1∶1，攪拌速度160次/分鐘，培養(yǎng)時(shí)間12-14小時(shí)，接種2株酵母菌株。細(xì)胞產(chǎn)率達(dá)18克/升，稻殼水解液中的還原糖利用率在90%以上，產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量為51%-62%。
權(quán)利要求
1、一種單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)方法，把纖維素類的農(nóng)業(yè)廢棄物經(jīng)稀酸水解糖化后的產(chǎn)物作為微生物的利用底物生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，本發(fā)明的特征在于
(1)纖維素類的農(nóng)業(yè)廢棄物在一定的溫度、壓力條件下膨化處理，
(2)膨化處理后的纖維素類農(nóng)業(yè)廢棄物按一定的比例加入二級(jí)酸水解液進(jìn)行一級(jí)水解，一級(jí)水解后的殘?jiān)偌尤胍欢康南∷徇M(jìn)行二級(jí)水解，
(3)二級(jí)酸水解液用一定量的水稀釋后用于一級(jí)水解，
(4)一級(jí)酸水解液經(jīng)中和、澄清、調(diào)整糖量、調(diào)整PH、添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后用于微生物細(xì)胞培養(yǎng)。
2、按照權(quán)利要求1所述的一種單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于利用稻殼生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白時(shí)，
(1)稻谷在160°-180℃，7-10大氣壓條件下膨化處理，
(2)一級(jí)水解所加入的二級(jí)酸水解液及二級(jí)水解所加入的稀酸量，其稻殼與水解液之比均為1∶8～1∶10，
(3)一級(jí)水解在壓力1.8kg/cm2，溫度130℃的條件下持續(xù)30分鐘，二級(jí)水解在壓力9.8kg/cm2，溫度182℃條件下持續(xù)36分鐘，
(4)二級(jí)水解加入的稀酸為1%H2SO4，
(5)二級(jí)水解液用溫度為95-100℃，用量為水解液的25-35%的水稀釋后用于一級(jí)水解，
(6)一級(jí)酸水解液用于培養(yǎng)微生物細(xì)胞時(shí)，須調(diào)整培養(yǎng)基中還原糖的起始濃度為2.6%-3.0%，PH為5.0～5.4。
3、一種用于單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的微生物細(xì)胞分離方法，其特征在于經(jīng)強(qiáng)化定向培育方法初篩的菌株制成細(xì)胞懸液后在柱狀淀粉介質(zhì)上用離心法分離出生產(chǎn)用的微生物細(xì)胞。
4、按照權(quán)利要求3所述的一種用于單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的微生物細(xì)胞分離方法，其特征在于稻殼酵母細(xì)胞經(jīng)在適應(yīng)培養(yǎng)基上強(qiáng)化定向培育后初篩出的菌株以介質(zhì)差速離心法復(fù)篩時(shí)制成的細(xì)胞懸液濃度(濕細(xì)胞∶水)為1∶6～1∶8，細(xì)胞懸液在柱狀淀粉介質(zhì)上的高度維持在16-18cm。
5、按照權(quán)利要求3或4所述的一種用于單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的微生物細(xì)胞分離方法，其特征在于分離稻殼酵母大細(xì)胞采用的離心速率為1700-1900轉(zhuǎn)/分，時(shí)間以4分鐘±30秒為宜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類乙縮醛型非離子型水解性表面活性劑組合物及其該類表面活性劑的合成方法，所述組合物主要包括由如下分子式所表示的表面活性劑和載體所述的合成方法中采用低價(jià)的醇和醛為起始原料，反應(yīng)條件溫和，合成工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)產(chǎn)率高，且產(chǎn)品的水解性能良好，在室溫和pH≤3.5的條件下可容易地水解而達(dá)到用后分解的目的，可用作洗滌劑和乳化劑。
文檔編號(hào)C12N1/16GK1038464SQ8810573
公開日1990年1月3日 申請(qǐng)日期1988年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月17日
發(fā)明者顧學(xué)平 申請(qǐng)人:顧學(xué)平