本發(fā)明涉及抗生素發(fā)酵菌渣循環(huán)利用領(lǐng)域，具體涉及一種粘桿菌素發(fā)酵菌渣的循環(huán)無害化處理方法。
背景技術(shù)：
我國是抗生素生產(chǎn)大國，菌渣排放量也占據(jù)世界首位，大量廢棄的抗生素菌渣不僅污染環(huán)境，同時也成為嚴(yán)重制約抗生素發(fā)酵行業(yè)發(fā)展的重要因素之一。抗生素菌渣從20世紀(jì)50年代以來被廣泛用作動物蛋白飼料和飼料藥用添加劑，但其中殘留的抗生素會在動物體內(nèi)富集，并通過泌乳、產(chǎn)蛋而進(jìn)入奶、蛋中，進(jìn)而對人類產(chǎn)生毒、副作用，使人體內(nèi)的致病菌產(chǎn)生抗藥性。2002年2月，農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部、國家食品藥品監(jiān)督管理局發(fā)布176號公告禁止抗生素菌渣在飼料和動物飲用水中使用，這使得抗生素菌渣的處理變的非常困難。2008年抗生素菌渣被列入《國家危險廢物名錄》中，按規(guī)定只能進(jìn)行焚燒和填埋處理，但相關(guān)的處理成本非常高，企業(yè)難以承受，而且這些處理方式對環(huán)境也會造成極大的污染，不是長久之計(jì)。
近些年來關(guān)于抗生素菌渣的無害化處理技術(shù)得到了許多研究者的關(guān)注。目前關(guān)于抗生素菌渣的無害化處理技術(shù)主要有：采用厭氧消化處理回收沼氣和制備沼肥，采用熱解氣化技術(shù)回收可燃?xì)怏w和燃油，制備重金屬離子吸附劑及活性炭，從抗生素菌渣中提取核糖核酸、麥角固醇等。此外，利用抗生素菌渣含有大量菌體蛋白、維生素、生長因子及培養(yǎng)基殘留物等營養(yǎng)物質(zhì)的特點(diǎn)，通過適當(dāng)處理后可制備抗生素發(fā)酵培養(yǎng)基，這種技術(shù)在紅霉素、卡那霉素、頭孢菌素、青霉素、四環(huán)素等鏈霉菌發(fā)酵菌渣中已經(jīng) 進(jìn)行了初步研究。
粘桿菌素(Colistin)是由多粘芽孢桿菌發(fā)酵產(chǎn)生的一種堿性環(huán)肽類抗生素，對大多數(shù)革蘭氏陰性菌有較強(qiáng)的抗菌作用，粘桿菌素還具有一定的促生長作用，常用于飼料添加以刺激幼畜生長，提高飼料效率，防治大腸桿菌、綠膿桿菌、沙門氏菌等革蘭氏陰性菌引起的腸道疾病，為畜禽頑固性痢疾等腸道常見病的首選藥物。
多粘芽孢桿菌是一種屬于類芽孢桿菌屬的革蘭氏陽性細(xì)菌，其發(fā)酵菌渣與鏈霉菌的發(fā)酵菌渣相比，粘度、流動性和含水率也比較高，因此菌渣的運(yùn)輸成本高且運(yùn)輸極為不方便，焚燒的成本也更高，菌渣的后期處理是困擾粘桿菌素生產(chǎn)的一大難題。因此，有必要發(fā)明一種工藝實(shí)施簡單，成本低廉的處理方法來解決此問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種粘桿菌素發(fā)酵菌渣經(jīng)過物理、生物改性后作為氮源類營養(yǎng)物質(zhì)替代部分豆粕粉使用的循環(huán)利用無害化處理方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種粘桿菌素發(fā)酵菌渣的循環(huán)無害化處理方法，其特征在于：包括如下步驟：
a.將粘桿菌素發(fā)酵菌渣添加有機(jī)氮源和有機(jī)碳源的混合物后經(jīng)混勻，壓榨得到菌渣預(yù)混物；
b.將步驟a中的菌渣預(yù)混物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵；
c.將步驟b中的菌渣固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)85-95℃烘干、粉碎、過60目篩后，獲得菌渣粉末；
d.將步驟c得到的菌渣粉末替代粘桿菌素發(fā)酵培養(yǎng)基中25-45％的豆 粕粉進(jìn)行再利用。
進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述粘桿菌素發(fā)酵菌渣是指經(jīng)陶瓷膜過濾后的新鮮的粘桿菌素濕菌渣；
進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述有機(jī)氮源和有機(jī)碳源的混合物為麩皮、糠皮和酒糟的混合物。
進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述麩皮的添加比例為粘桿菌素發(fā)酵菌渣重量的2-5％；所述糠皮的添加比例為粘桿菌素發(fā)酵菌渣重量的2-5％；所述酒糟的添加比例為粘桿菌素發(fā)酵菌渣重量的2-5％；
進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述步驟a的壓榨過程使用隔膜板框壓榨。
進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述菌渣預(yù)混物的含水率在40-50％；
進(jìn)一步的技術(shù)方案在于，所述步驟b的固態(tài)發(fā)酵的溫度28-40℃，發(fā)酵周期為158-196h。
進(jìn)一步的技術(shù)方案還在于，所述菌渣粉末蛋白含量為38-45％。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明提供了一種桿菌類抗生素發(fā)酵廢渣的無害化處理方法，本方法通過前期添加預(yù)混物，改變了菌渣的物理特性，又通過生物轉(zhuǎn)化的方法將菌渣轉(zhuǎn)化成無公害、可再次利用的原材料替代了部分發(fā)酵原材料，在降低生產(chǎn)成本的同時，還減少了廢渣的排放。整個方法工藝簡單，操作方便，是一種處理?xiàng)U菌類抗生素發(fā)酵廢渣的有效方式。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所 獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
本發(fā)明步驟如下：
a.將粘桿菌素發(fā)酵菌渣添加有機(jī)氮源和有機(jī)碳源的混合物后經(jīng)混勻，壓榨得到菌渣預(yù)混物；
優(yōu)選的，粘桿菌素發(fā)酵菌渣是指經(jīng)陶瓷膜過濾后的新鮮的粘桿菌素濕菌渣；
優(yōu)選的，有機(jī)氮源和有機(jī)碳源的混合物為麩皮、糠皮和酒糟的混合物。
優(yōu)選的，麩皮的添加比例為粘桿菌素發(fā)酵菌渣重量的2-5％；糠皮的添加比例為粘桿菌素發(fā)酵菌渣重量的2-5％；酒糟的添加比例為粘桿菌素發(fā)酵菌渣重量的2-5％；
優(yōu)選的，壓榨過程使用隔膜板框壓榨；
優(yōu)選的，菌渣預(yù)混物的含水率在40-50％；
b.將步驟a中的菌渣預(yù)混物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵；
優(yōu)選的，固態(tài)發(fā)酵的溫度28-40℃，發(fā)酵周期為158-196h。
c.將步驟b中的菌渣固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)85-95℃烘干、粉碎、過60目篩后，獲得菌渣粉末；
優(yōu)選的，菌渣粉末蛋白含量為38-45％。
d.將步驟c得到的菌渣粉末替代粘桿菌素發(fā)酵培養(yǎng)基中25-45％的豆粕粉進(jìn)行再利用。
實(shí)施例1
a.提取車間經(jīng)陶瓷膜過濾后的新鮮粘桿菌素濕菌渣1kg，測定其含水率77％，在濕菌渣中添加40g麩皮、40g糠皮、50g酒糟，攪拌混合均勻，混勻后用板框壓榨得到菌渣預(yù)混物。
測定預(yù)混物含水率為42％。
b.將步驟a中的菌渣預(yù)混物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵過程溫度控制在28-40℃，發(fā)酵周期158h，得到固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物。
發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)檢測沒有發(fā)現(xiàn)粘桿菌素的殘留。
c.步驟b中的菌渣固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)85-95℃烘干、粉碎、過60目篩后，獲得菌渣粉末。
經(jīng)檢測，菌渣粉末的蛋白含量38％，脂肪含量44％，灰分7.4％。
d.將菌渣粉末替代粘桿菌素發(fā)酵培養(yǎng)基中25％的豆粕粉配置培養(yǎng)基，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵過程條件與對照均保持一致，發(fā)酵效價檢測結(jié)果如下：
實(shí)施例2
a.提取車間經(jīng)陶瓷膜過濾后的新鮮粘桿菌素濕菌渣1kg，測定其含水率73％，在濕菌渣中添加30g麩皮、30g糠皮、40g酒糟，攪拌混合均勻，混勻后用板框壓榨得到菌渣預(yù)混物。
測定預(yù)混物含水率為44％。
b.將步驟a中的菌渣預(yù)混物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵過程溫度控制在 28-40℃，發(fā)酵周期171h，得到固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物。
發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)檢測沒有發(fā)現(xiàn)粘桿菌素的殘留。
c.步驟b中的菌渣固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)85-95℃烘干、粉碎、過60目篩后，獲得菌渣粉末。
經(jīng)檢測，菌渣粉末的蛋白含量42％，脂肪含量50％，灰分7.7％。
d.將菌渣粉末替代粘桿菌素發(fā)酵培養(yǎng)基中30％的豆粕粉配置培養(yǎng)基，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵過程條件與對照均保持一致，發(fā)酵效價檢測結(jié)果如下：
實(shí)施例3
a.提取車間經(jīng)陶瓷膜過濾后的新鮮粘桿菌素濕菌渣1kg，測定其含水率75％，在濕菌渣中添加35g麩皮、35g糠皮、45g酒糟，攪拌混合均勻，混勻后用板框壓榨得到菌渣預(yù)混物。
測定預(yù)混物含水率為43％。
b.將步驟a中的菌渣預(yù)混物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵過程溫度控制在28-40℃，發(fā)酵周期169h，得到固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物。
發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)檢測沒有發(fā)現(xiàn)粘桿菌素的殘留。
c.菌渣粉末的制備：步驟b中的菌渣固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)85-95℃烘干、粉碎、過60目篩后，獲得菌渣粉末。
經(jīng)檢測，菌渣粉末的蛋白含量40％，脂肪含量42％，灰分7.6％。
d.將菌渣粉末替代粘桿菌素發(fā)酵培養(yǎng)基中35％的豆粕粉配置培養(yǎng)基， 進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵過程條件與對照均保持一致，發(fā)酵效價檢測結(jié)果如下：
實(shí)施例4
a.取提取車間經(jīng)陶瓷膜過濾后的新鮮粘桿菌素濕菌渣1kg，測定其含水率71％，在濕菌渣中添加30g麩皮、25g糠皮、30g酒糟，攪拌混合均勻，混勻后用板框壓榨得到菌渣預(yù)混物。
測定預(yù)混物含水率為47％。
b.將步驟a中的菌渣預(yù)混物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵過程溫度控制在28-40℃，發(fā)酵周期185h，得到固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物。
發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)檢測沒有發(fā)現(xiàn)粘桿菌素的殘留。
c.步驟b中的菌渣固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)85-95℃烘干、粉碎、過60目篩后，獲得菌渣粉末。
經(jīng)檢測，菌渣粉末的蛋白含量45％，脂肪含量51％，灰分8.1％。
d.將菌渣粉末替代粘桿菌素發(fā)酵培養(yǎng)基中40％的豆粕粉配置培養(yǎng)基，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵過程條件與對照均保持一致，發(fā)酵效價檢測結(jié)果如下：
實(shí)施例5
a.取提取車間經(jīng)陶瓷膜過濾后的新鮮粘桿菌素濕菌渣1kg，測定其含 水率79％，在濕菌渣中添加45g麩皮、45g糠皮50g酒糟，攪拌混合均勻，混勻后用板框壓榨得到菌渣預(yù)混物。
測定預(yù)混物含水率為49％。
b.菌渣預(yù)混物的固態(tài)發(fā)酵：將步驟a中的菌渣預(yù)混物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，發(fā)酵過程溫度控制在28-40℃，發(fā)酵周期196h，得到固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物。
發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)檢測沒有發(fā)現(xiàn)粘桿菌素的殘留。
c.菌渣粉末的制備：步驟b中的菌渣固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)85-95℃烘干、粉碎、過60目篩后，獲得菌渣粉末。
經(jīng)檢測，菌渣粉末的蛋白含量43％，脂肪含量53％，灰分8.7％。
d.將菌渣粉末替代粘桿菌素發(fā)酵培養(yǎng)基中45％的豆粕粉配置培養(yǎng)基，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)，發(fā)酵過程條件與對照均保持一致，發(fā)酵效價檢測結(jié)果如下：
綜上所述，本發(fā)明公開了一種粘桿菌素發(fā)酵菌渣的無害化處理方法。此方法通過菌渣改性的方法實(shí)現(xiàn)了粘桿菌素發(fā)酵菌渣的循環(huán)利用，既節(jié)省了部分原材料，又解決了粘桿菌素菌渣不易處理的難題，具有工藝簡單可行，成本低廉，又不影響粘桿菌素發(fā)酵效果等優(yōu)點(diǎn)。