利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的製作方法

2023-09-20 21:39:55 2

專利名稱：利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的工藝和用該工藝方法生產的詞 用複合酶製劑。
背景技術：
酶製劑是一種高效能的生物活性物質，也是"天然"、"綠色"的飼料添加劑，它可以提 高畜禽生產性能和減少排洩物的汙染，同時飼料資源開發提供了可能性，使飼料工業高效、 環保和可持續發展成為可能。
酶在飼料工業中的應用始於20世紀50年代末。1975年，美國Kernin公司推出商品飼 用酶製劑，使飼用酶的研究進入了相對穩定的階段，外源酶作為飼料添加劑正式登上歷史舞 臺，80年代的大量研究表明，外源酶的添加不僅不會破壞或抑制內源酶的產生，而且能幫助 和促進動物的消化吸收，從而完全肯定了酶在飼料中的作用。Cultor和Suomen經過多年的 研究工作，在飼用酶應用方面取得了突破性進展，首先證明在飼料添加複合酶的效果明顯優 於單一酶的添加，其次將酶成功的穩定化，確保酶在經過制粒過程後仍然保持高的活力。進 入90年代芬蘭的FFI公司在飼料酶領域有了一系列的革新，於1990年開發了適用於不同動 物以及不同飼料的複合酶製品，1991年證明了伺用複合酶能減少汙染和改善環境，建立了酶 在豬和家禽體內的作用模式。
世界上已生產的酶類有300多種，其中飼料用酶20多種，從實際添加角度來看，飼料酶 可分為單一酶製劑和複合酶製劑。複合酶製劑可以由幾種單一酶製劑混合而成，或由一種或 幾種微生物直接發酵得到複合酶品。飼用複合酶的產品類型主要有以下幾類l、以蛋白酶、 澱粉酶為主的飼用複合酶，此類酶製劑主要用於補充動物內源酶的不足。如用於動物幼仔詞 料。2、以P—葡聚糖酶、木聚糖酶等半纖維素酶為主的飼用複合酶，此類酶製劑主要用於以 大麥、燕麥為主要原料的飼料，其作用是消除抗營養因子。3、以纖維素酶、果膠酶為主的飼 用複合酶，這類酶主要作用是破壞植物細胞壁，使細胞中的營養物質釋放出來，增加詞料的 營養價值。4、以纖維素酶、蛋白酶、澱粉酶、葡聚糖酶、木聚糖酶和果膠酶為主的飼用複合 酶，此類酶綜合以上各酶系的共同作用，效果更佳。
國內右旋糖酐的生產採用的是生物合成法，生產菌種(腸膜狀明串珠菌)通過產生的右
旋糖酐酶催化蔗糖，產生右旋糖酐和果糖，經稀醇沉澱後，右旋糖酐被提取，廢液中主要殘 留一些菌體和沒有完全利用的營養物質，經測定，其中果糖含量3.2%,氨基氮在0. 85mg/ml， 是高濃度的有機廢水，而且一條生產線的每天生產廢液約15噸。目前採用的果糖提取處理方 式處理工藝複雜，成本高，而且產生二次汙染，嚴重製約了技術的推廣，廢液大部分通過汙 水管道排到汙水處理廠，造成資源的大量浪費。因此，尋找解決右旋糖酐廢液資源化利用的 新途徑，實現廢液零排放是解決右旋糖酐生產企業有機廢水治理的當務之急。

發明內容
本發明的目的是提供一種能解決右旋糖酐生產廢液處理難題同時低成本生產飼用複合酶 的工藝技術，以彌補現有的右旋糖酐生產廢液處理能耗大，成本高的不足，同時降低了詞用 複合酶的生產成本。
本發明採用以下技術方案實現上述目的。利用右旋糖酐廢液生產詞用複合酶製劑的方法、 製備步驟如下將右旋糖酐生產廢液經過適當補加無機鹽(重量比)KH2P04， 1%。； (NH4)2S04， 0. 5%。； CaCl2， 0. 3%0; MgS04 7H20， 0. 3%。； FeS04 7H20， 50g/m3; MnS04 4H20， 16g/ra3; ZnS04 7H20， 14g/m3;調製後，均通過流加方式添加到各發酵池，發酵黑麴黴發酵培養基始初 pH值為5.0 6.0，發酵溫度28 30'C，枯草芽孢桿菌發酵培養基始初pH值為7.0 8.0，發酵 溫度30 4(TC，在兩個發酵池中按一定比例(10%——20%)接入經過長期篩選獲得的兩種優 良高產菌株(黑麴黴、枯草芽孢桿菌)，並行保溫發酵，黑麴黴發酵液流出發酵池時通過一彎 曲管道繼續保溫發酵，管道終端接膜過濾器，通過無機膜過濾獲得含有較高濃度菌體、酶類 等有機物質的發酵液，泵入閃蒸滅菌的固體培養料，混合均勻，在通風發酵池進行固體發酵， 發酵溫度23 26。C。枯草芽孢桿菌發酵7——IO天后，通過膜過濾濃縮後，與發酵終了的黑 麴黴的固體發酵物混合，經過乾燥、粉碎、制粒(通過制粒工藝穩定酶活性)、包裝工序形成 飼用複合酶製劑產品。
本發明還可以進一步採用液-固串聯發酵工藝，其中液體發酵時間為7至10天，黑麴黴 發酵溫度28至30'C，枯草芽孢桿菌發酵溫度30至4(TC。固體發酵時間為5至7天，發酵 溫度23至26X:，枯草芽孢桿菌菌體在黑麴黴固體發酵結束後按枯草桿菌發酵液黑麴黴固 體發酵料l: 2至1: 5的比例混合加入。
本發明的工藝還可以附和以下要求在廢液調製後，磷酸二氫鉀、氯化鈣等無機鹽總濃
度達到1%。至3%。，通過流加方式補充到各液體發酵池。
在本發明的生產工藝中，液體發酵後的發酵液通過膜過濾濾除大部分水分，濃縮的發酵
液和菌體通過泵泵入滅過菌的固體發酵料，泵的接口有多個，都均勻分布在膜前端附近管道 上，接口到膜的距離l至5cm，泵間歇式工作。
在本發明的生產工藝中，固體發酵料採用閃蒸滅菌工藝，所用設備為自行設計的閃蒸裝置。
本發明生產的詞用複合酶製劑各組分含量酸性蛋白酶活力》6000U/g，纖維素(CMC) 酶活力^20000U/g，果膠酶活力^60000U/g，木聚糖酶活力>25000U/g， 0-葡聚糖酶活力 》20000U/g，澱粉酶活力》400U/g，枯草芽孢桿菌數>107個/§。
本發明的有益效果在於將右旋糖酐生產廢液通過添加少量無機鹽，調製後作為飼用復 合酶生產菌株的培養基能極大降低右旋糖酐廢液處理成本，收益明顯高於從廢液中提取果糖 的工藝技術，而且本發明將右旋糖酐廢液全部利用，真正做到了右旋糖酐生產廢水的零排放。 以往的飼用複合酶的生產要麼採用液體發酵，要麼採用固體發酵，本發明通過液——固串聯 發酵，同時提高了發酵產品中酶的種類和活性，又巧妙利用了枯草芽孢桿菌的添加對酸性蛋 白酶等酶類的增效作用。


圖1是本發明利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面通過對本發明具體實施例的詳細說明來進一步闡述本發明，但實施例不是對本發明 的限制。
實施例1:右旋糖酐廢液IOOOL，調節pH5. 0——6. 0，泵入1500L的液體發酵罐，實消2 小時，按體積比l: 10——30接入黑麴黴菌種，保溫、通氣發酵7天。黑麴黴發酵液與蒸汽 滅菌後的麩皮按重量比l: 1.3的比例混合，置通風發酵池發酵7——10天，45'C乾燥，粉碎後 得酶產品。經測定，酸性蛋白酶活力4000U/g，纖維素(CMC)酶活力12000U/g，果膠酶活力 20000U/g，木聚糖酶活力10000U/g， P -葡聚糖酶活力10000U/g，澱粉酶活力600U/g。
實施例2:右旋糖酐廢液IOOOL，加入KH2P04 ，lKg; (NH4)2S04， 0. 5Kg; CaCl2， 0. 3Kg; MgS04 7H20， 0. 3 Kg; FeS04 . 7H20， 50g; MnS04 . 4H20, 16g; ZnS04 7H20， 14g;調節pH5. 0—— 6.0，泵入1500L的液體發酵罐，實消2小時體積比1: 10——30接入黑麴黴菌種，保溫、通 氣發酵7天。黑麴黴發酵液與蒸汽滅菌後的麩皮按重量比1: 1. 3的比例混合,置通風發酵池 發酵7——10天,45。C千燥，粉碎後得酶產品。經測定，酸性蛋白酶活力4000U/g,纖維素(CMC) 酶活力20000U/g，果膠酶活力50000U/g，木聚糖酶活力20000U/g， P -葡聚糖酶活力20000U/g，
澱粉酶活力400U/g。
實施例3:右旋糖酐廢液IOOOL，加入KH2P04 ,lKg; (NH4)2S04, 0. 5Kg; CaCl2, 0. 3Kg; MgS04 7H20, 0. 3 Kg; FeS04 7H20, 50g; MnS04 4H20， 16g; ZnS04 7H20， 14g;調節pH7. 0—— 8.0，泵入1500L的液體發酵罐，實消2小時體積比1: 10—30接入枯草芽孢桿菌菌種，38 'C保溫、通氣發酵3天，發酵液經過膜過濾，體積濃縮為120L，拌入發酵終了的黑麴黴固體 發酵料，重量比l: 1.3——1.5的比例混合均勻，23——26'C發酵1——3天後45'C乾燥，粉 碎後得酶產品。經測定，酸性蛋白酶活力6500U/g，纖維素(CMC)酶活力22000U/g，果膠酶 活力60000U/g，木聚糖酶活力25000UZg， P-葡聚糖酶活力28000U/g，澱粉酶活力800U/g， 枯草芽孢桿菌活菌數為2. 3X 107。
權利要求
1. 一種利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的方法，其特徵在於將右旋糖酐生產廢液經過適當補加營養鹽分別調製後，作為黑麴黴和枯草芽孢桿菌的培養基，其中黑麴黴發酵培養基始初pH值為5至6，枯草芽孢桿菌發酵培養基始初pH值為7.0至8.0，在兩個發酵池中分別按10％至30％的比例接入經過長期篩選獲得的兩種優良高產菌株黑麴黴和枯草芽孢桿菌，並行保溫發酵，黑麴黴發酵溫度28至30℃，枯草芽孢桿菌發酵溫度30至40℃，調製後的培養液均通過流加方式添加到各發酵池發酵，發酵液流出發酵池時通過一彎曲管道繼續保溫發酵，管道終端接膜過濾器，通過膜過濾獲得含有較高濃度菌體、酶類等有機物質的發酵液，合併加入閃蒸滅菌的固體培養料，在通風發酵池進行固體發酵，發酵結束後經過乾燥、粉碎、制粒、包裝工序形成飼用複合酶製劑產品。
2. 如權利要求l所述的利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的方法，其特徵在於 液-固串聯發酵工藝，其中液體發酵時間為7至10天，黑麴黴發酵溫度28至3(TC，枯草芽 孢桿菌發酵溫度30至40'C;固體發酵時間為5至7天，發酵溫度23至26'C，枯草芽孢桿菌菌體在黑麴黴固體發酵結束後按枯草桿菌發酵液黑麴黴固體發酵料l: 2至1: 5的比例混合加入。
3. 如權利要求1所述的利用右旋糖酐廢液發酵生產伺用複合酶製劑的方法，其特徵在於廢液調製後，磷酸二氫鉀、氯化鈣等無機鹽總濃度達到1%。至3%。，通過流加方式補充到各液體發酵池。
4. 如權利要求1所述的利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的方法，液體發酵後的發酵液通過膜過濾濾除大部分水分，濃縮的發酵液和菌體通過泵泵入滅過菌的固體發酵料，泵的接口有多個，都均勻分布在膜前端附近管道上，接口到膜的距離l至5cm，泵間歇 式工作。
5. 如權利要求l所述的利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的方法，其特徵在於固體發酵料採用閃蒸滅菌工藝，所用設備為自行設計的閃蒸裝置。
6. —種按照權利要求1所述方法生產的詞用複合酶製劑，其特徵在於每克飼用酶製劑中 各組分含量為酸性蛋白酶活力》6000U，纖維素酶活力^20000U，果膠酶活力^60000U， 木聚糖酶活力》25000U， e-葡聚糖酶活力》20000U，澱粉酶活力^400U，枯草芽孢桿菌數
全文摘要
本發明公開了一種利用右旋糖酐廢液發酵生產飼用複合酶製劑的工藝及其產品，其發酵生產工藝採用黑麴黴(05012)菌株和枯草芽孢桿菌菌株作為生產用產酶菌株，以右旋糖酐生產廢液調製後作為液體發酵原料，通過無機膜過濾獲得含有較高濃度菌體、酶類等有機物質的發酵液，進入後發酵階段採用固體發酵工藝，以麥麩等農副產品通過閃蒸滅菌作為發酵原料，在通風發酵池進行固體發酵，發酵結束後經過乾燥、粉碎、制粒(通過制粒工藝穩定酶活性)、包裝工序形成飼用複合酶製劑產品。有益效果在於能極大降低右旋糖酐廢液處理成本，而且本發明將右旋糖酐廢液全部利用，真正做到了右旋糖酐生產廢水的零排放，同時提高了發酵產品中酶的種類和活性。
文檔編號C12N9/24GK101381715SQ20081017207
公開日2009年3月11日 申請日期2008年10月29日 優先權日2008年10月29日
發明者李耀亭 申請人:李耀亭