一種利用賴氨酸廢母液生產顆粒蛋白的方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
[0002] 本發明屬于生物發酵行業發酵廢液處理領域，具體涉及一種利用賴氨酸廢母液生 產顆粒蛋白的方法。
[0003]
【背景技術】
[0004] 賴氨酸作為最重要的氨基酸之一，廣泛應用在醫藥、食品、飼料等行業。近年來，國 內外飼料工業及食品工業快速發展，醫藥工業上賴氨酸新的用途不斷被發現，賴氨酸已成 為一種國際市場上發展前景好，國內市場一片大好的產品。2003年以后，隨著大型賴氨酸企 業的紛紛投產，產量也開始逐年大幅增加。2003年我國賴氨酸產量達到7. 8萬噸；2004年 17. 3萬噸；2005年33. 6萬噸，并轉變為賴氨酸凈出口國。2006年生產52. 2萬噸，約占世 界總產量的60%。
[0005] 賴氨酸生產中大部分是以玉米漿及糖蜜作為發酵氮源，賴氨酸發酵液通過膜過濾 后直接進行賴氨酸提取，發酵副產物菌體蛋白通過絮凝沉淀板框過濾后，產品中蛋白及氨 基酸產品含量較低，直接作為廉價菌體蛋白銷售，產品附加值較低。
[0006]
【發明內容】
[0007] 為了克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種利用賴氨酸廢母液生產顆粒蛋白的 方法。該方法將膜過濾和噴霧造粒流化床相結合，制備出一種高純度顆粒蛋白。所得產品 性質為：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 備了飼料以及復混肥，有效利用了廢棄母液成分，全過程無廢棄物產生，環保無污染。
[0008] 為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案： 一種利用賴氨酸廢母液生產顆粒蛋白的方法，其包括如下步驟： 步驟1)賴氨酸發酵液經過孔徑為1mm的過濾器，收集濾液A和固體纖維物質；濾液A 經微濾膜過濾，分別收集截留物和濾液B ;然后將濾液B繼續進行超濾膜過濾，收集濃縮液 和濾液C ;濾液C經過蒸發器濃縮至原液體積的四分之一，然后結晶，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)將廢母液進行加熱，使溫度達到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器中，并加入相當于菌體兩倍質量的IM的鹽酸溶 液，100轉/min攪拌反應15min，隨后用碟片分離機以3000r/min的轉速離心5min去除細 胞壁，收集上清液，濃縮成膏狀物，然后進入噴霧造粒流化床，濕物料與熱空氣在布風板上 方接觸，物料顆粒懸浮于氣流之中，形成流化狀態，與熱空氣均勻、充分地混合，從而達到制 備顆粒蛋白的目的。
[0009] 步驟3)將步驟1)所得固體纖維物質、步驟2)所得上層液體以及步驟2)所得細 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的質量比混合，加入占混合物質量3%的氨水，添加純凈水調整含水率至50%，混合 均勻，置于密閉環境下氨化72小時；調整氨化后的混合物的pH為5. 0,加入占混合物質量 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、進風系統、出風系統、產品處理系統及料漿處理系統組成；1#床干燥進風溫度 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# 床干燥進風溫度< 150°C、冷卻進風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量比 為 50 :20 :12 :10 :5 本發明有益效果主要包括： 由于賴氨酸母液含有大量的發酵菌體、蛋白、糖分以及纖維類物質，本發明在生產賴氨 酸的同時，利用了廢棄母液，省去了母液處理過程，降低生產成本，實現了變廢為寶，大幅度 提高了資源的利用率；本發明同時制備了高純度顆粒蛋白、飼料以及復混肥，有效利用了廢 棄母液成分，全過程無廢棄物產生，環保無污染；本發明采用分級處理方式，制備的高純度 蛋白工業附加值高，制備的飼料養殖效果好，制備的復混肥肥效持久，成本低廉，適用于多 種作物；本發明結合高速離心、紫外照射以及酸水解多種技術，大大提高了菌體的裂解率， 提高了蛋白產量；本發明飼料采用氨化和酶處理技術，有效利用了發酵廢料和農業廢料，使 得飼料營養成分更全面；本發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，使得肥料養分更加全面持久。
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【具體實施方式】
[0014] 為了使本技術領域的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結合本申請具 體實施例，對本發明進行更加清楚、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。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出 創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。
[0015] 實施例1 一種利用賴氨酸廢母液生產顆粒蛋白的方法，其包括如下步驟： 1) 賴氨酸發酵液(賴氨酸含量10g/100ml)經過孔徑為1mm的過濾器，收集濾液A和固 體纖維物質；濾液A經微濾膜過濾，分別收集截留物和濾液B ;然后將濾液B繼續進行超濾 膜過濾，收集濃縮液和濾液C ;濾液C經過蒸發器濃縮至