一種利用賴氨酸廢母液生產(chǎn)顆粒蛋白的方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于生物發(fā)酵行業(yè)發(fā)酵廢液處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用賴氨酸廢母液生 產(chǎn)顆粒蛋白的方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 賴氨酸作為最重要的氨基酸之一，廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、飼料等行業(yè)。近年來，國 內(nèi)外飼料工業(yè)及食品工業(yè)快速發(fā)展，醫(yī)藥工業(yè)上賴氨酸新的用途不斷被發(fā)現(xiàn)，賴氨酸已成 為一種國際市場上發(fā)展前景好，國內(nèi)市場一片大好的產(chǎn)品。2003年以后，隨著大型賴氨酸企 業(yè)的紛紛投產(chǎn)，產(chǎn)量也開始逐年大幅增加。2003年我國賴氨酸產(chǎn)量達(dá)到7. 8萬噸；2004年 17. 3萬噸；2005年33. 6萬噸，并轉(zhuǎn)變?yōu)橘嚢彼醿舫隹趪?006年生產(chǎn)52. 2萬噸，約占世 界總產(chǎn)量的60%。
[0005] 賴氨酸生產(chǎn)中大部分是以玉米漿及糖蜜作為發(fā)酵氮源，賴氨酸發(fā)酵液通過膜過濾 后直接進(jìn)行賴氨酸提取，發(fā)酵副產(chǎn)物菌體蛋白通過絮凝沉淀板框過濾后，產(chǎn)品中蛋白及氨 基酸產(chǎn)品含量較低，直接作為廉價菌體蛋白銷售，產(chǎn)品附加值較低。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種利用賴氨酸廢母液生產(chǎn)顆粒蛋白的 方法。該方法將膜過濾和噴霧造粒流化床相結(jié)合，制備出一種高純度顆粒蛋白。所得產(chǎn)品 性質(zhì)為：蛋白含量彡85%、氨基酸含量彡85%、水分彡3. 0%、粒徑0. 6-1. 6mm。該方法同時制 備了飼料以及復(fù)混肥，有效利用了廢棄母液成分，全過程無廢棄物產(chǎn)生，環(huán)保無污染。
[0008] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種利用賴氨酸廢母液生產(chǎn)顆粒蛋白的方法，其包括如下步驟： 步驟1)賴氨酸發(fā)酵液經(jīng)過孔徑為1mm的過濾器，收集濾液A和固體纖維物質(zhì)；濾液A 經(jīng)微濾膜過濾，分別收集截留物和濾液B ;然后將濾液B繼續(xù)進(jìn)行超濾膜過濾，收集濃縮液 和濾液C ;濾液C經(jīng)過蒸發(fā)器濃縮至原液體積的四分之一，然后結(jié)晶，最后離心收集賴氨酸 晶體和廢液；合并上述截留物、濃縮液和廢液，得到廢母液； 步驟2)將廢母液進(jìn)行加熱，使溫度達(dá)到KKTC，保溫lOmin，得到變性后的菌體溶液， 然后冷卻至室溫，將變性后的菌體溶液泵入碟式離心機中，以4000r/min的轉(zhuǎn)速離心12min 后，收集下層菌體和上層液體；然后將菌體置于40°C真空干燥箱中烘至恒重，然后紫外線 照射5min ;然后將菌體添加到攪拌反應(yīng)器中，并加入相當(dāng)于菌體兩倍質(zhì)量的IM的鹽酸溶 液，100轉(zhuǎn)/min攪拌反應(yīng)15min，隨后用碟片分離機以3000r/min的轉(zhuǎn)速離心5min去除細(xì) 胞壁，收集上清液，濃縮成膏狀物，然后進(jìn)入噴霧造粒流化床，濕物料與熱空氣在布風(fēng)板上 方接觸，物料顆粒懸浮于氣流之中，形成流化狀態(tài)，與熱空氣均勻、充分地混合，從而達(dá)到制 備顆粒蛋白的目的。
[0009] 步驟3)將步驟1)所得固體纖維物質(zhì)、步驟2)所得上層液體以及步驟2)所得細(xì) 胞壁合并，自然沉降固液分離，得上清液和沉淀物；將沉淀物、稻糠、雞蛋殼粉以及麥麩按照 5 :2 :1 :1的質(zhì)量比混合，加入占混合物質(zhì)量3%的氨水，添加純凈水調(diào)整含水率至50%，混合 均勻，置于密閉環(huán)境下氨化72小時；調(diào)整氨化后的混合物的pH為5. 0,加入占混合物質(zhì)量 的2%的纖維素酶和1%的木聚糖酶，混合均勻，酶解20h ;100°C滅酶5min，最后30°C通風(fēng)干 燥，粉碎得到飼料； 步驟4)往步驟3)所得上清液中添加腐植酸鉀、硅藻土以及秸桿粉，攪拌均勻，靜置12 小時，然后加入氨水，攪拌均勻，置于密閉環(huán)境下氨化72小時，得到主料；將主料、磷酸一 銨、聚天冬氨酸以及硫酸鋅按照200 :10 :1 :1的質(zhì)量比混合均勻，加入到雙螺桿擠出造粒機 中，造粒包裝即得。 所述步驟1)中，微濾膜為無機陶瓷膜，截留分子量為3000Da，微濾溫度為36°C;超濾膜 截留分子量為300 Da，超濾溫度為36°C。
[0010] 所述紫外線的強度為2000uW/cm2; 所述纖維素酶和木聚糖酶的酶活分別為5000U/g和10000U/g。
[0011] 所述步驟2)中，噴霧造粒流化床由1套噴霧造粒流化床主機1#床、1套干燥冷卻 流化床2#床、進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)、出風(fēng)系統(tǒng)、產(chǎn)品處理系統(tǒng)及料漿處理系統(tǒng)組成；1#床干燥進(jìn)風(fēng)溫度 150-165°C、料漿溫度50°C、每個噴槍(按26桿槍）流量0. 4m3/h、床層壓差8. 3-8. 8KPa ;2# 床干燥進(jìn)風(fēng)溫度< 150°C、冷卻進(jìn)風(fēng)20°C、床層壓差3. 5-5. OKPa。
[0012] 所述步驟4)中，步驟3)所得上清液、腐植酸鉀、硅藻土、秸桿粉以及氨水的質(zhì)量比 為 50 :20 :12 :10 :5 本發(fā)明有益效果主要包括： 由于賴氨酸母液含有大量的發(fā)酵菌體、蛋白、糖分以及纖維類物質(zhì)，本發(fā)明在生產(chǎn)賴氨 酸的同時，利用了廢棄母液，省去了母液處理過程，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)了變廢為寶，大幅度 提高了資源的利用率；本發(fā)明同時制備了高純度顆粒蛋白、飼料以及復(fù)混肥，有效利用了廢 棄母液成分，全過程無廢棄物產(chǎn)生，環(huán)保無污染；本發(fā)明采用分級處理方式，制備的高純度 蛋白工業(yè)附加值高，制備的飼料養(yǎng)殖效果好，制備的復(fù)混肥肥效持久，成本低廉，適用于多 種作物；本發(fā)明結(jié)合高速離心、紫外照射以及酸水解多種技術(shù)，大大提高了菌體的裂解率， 提高了蛋白產(chǎn)量；本發(fā)明飼料采用氨化和酶處理技術(shù)，有效利用了發(fā)酵廢料和農(nóng)業(yè)廢料，使 得飼料營養(yǎng)成分更全面；本發(fā)明采用廢水來制備肥料，避免了浪費水資源，并且提供了微量 元素和氨基酸成分，使得肥料養(yǎng)分更加全面持久。
[0013]
【具體實施方式】
[0014] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請具 體實施例，對本發(fā)明進(jìn)行更加清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部 分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出 創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0015] 實施例1 一種利用賴氨酸廢母液生產(chǎn)顆粒蛋白的方法，其包括如下步驟： 1) 賴氨酸發(fā)酵液(賴氨酸含量10g/100ml)經(jīng)過孔徑為1mm的過濾器，收集濾液A和固 體纖維物質(zhì)；濾液A經(jīng)微濾膜過濾，分別收集截留物和濾液B ;然后將濾液B繼續(xù)進(jìn)行超濾 膜過濾，收集濃縮液和濾液C ;濾液C經(jīng)過蒸發(fā)器濃縮至