专利名称：一种红霉素菌渣的处理新方法
技术领域：
本发明公开了一种红霉素菌渣及其微生物学处理方法，即红霉素发酵菌渣经过微生物发酵处理后，作为红霉素发酵的营养成分部分替代黄豆饼粉添加于红霉素发酵培养基中。属发酵技术领域。
背景技术：
红霉素菌渣是红霉素生产菌液体发酵生产的废弃物，其成分包括菌体、未利用完的培养基、培养基降解物、生产菌次级代谢物及在产品提取过程中添加的无机盐等。红霉素菌渣中含有丰富的营养成分，其中粗蛋白含量较高，是一种可利用度较高的有机资源。但亦不能将菌渣直接作为饲料蛋白源使用，因为菌渣中还含有抗生素残留及红霉素生产菌产生的多种次级代谢产物，这些物质进入动物体后就可能引起抗生素在动物体内的积累，进而威胁人类健康；同时也不能作为土壤有机肥使用，因为菌渣中含有的抗生素残留超标并且还含有大量的无机金属离子，可破坏土壤生态平衡，使作物无法生长。
伴随着红霉素发酵行业的发展，红霉素菌渣对环境的污染也越来越严重，因此，寻找一条更好的途径开发红霉素菌渣对节约资源、防止环境污染、发展循环经济具有重要意义，同时可以更好的带动中小型企业对生态环境的重视，利于环境的可持续发展。
发明内容
本发明的目的在于摧毁菌渣中的植物细胞壁，将纤维素、果胶质降解为单糖和寡糖，并生成多种有机酸、维生素、生物酶、未知生长因子，提高发酵物的营养水平，同时通过微生物自身的生命活动降解菌渣中的毒性较大的次级代谢产物红霉素B和红霉素C，提高了菌渣的安全性，进而将红霉素菌渣转化为安全性高、性能优良的菌体蛋白，处理后的产品可作为红霉素发酵的营养成分替代部分黄豆饼粉添加于红霉素发酵培养基中。从而降低了相关企业的生产成本和耗能，并解决了红霉素生产中的环境污染问题，保护生态环境。本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种红霉素菌渣的再生应用，具体是将红霉素菌渣经过微生物发酵处理后，作为红霉素发酵的营养成分添加于红霉素发酵培养基中。利用微生物发酵法处理红霉素菌渣的具体方法是:首先配制发酵底物，红霉素菌渣中添加一些透气性较好蛋白含量较高的工农业副产品(如酒糟、柏类、麸皮、糠皮等)作为辅料，加入辅料的种类为2 3种，将原辅料混合均匀，使水分含量在50% 65%，接入黑色单孢子种子液，同时添加复合酶制剂，将菌种、酶及底物混合均匀；在28-351:，发酵40 45小时；对发酵底物进行干燥，干燥至其含水量< 12%，粉碎过60目筛；包装即得菌体蛋白干品O本发明还包括以下特征:加入的辅料为酒糟、柏类或麸皮、糠皮中的2-3种。其加入比例为15 45% ;接入的黑色单孢菌量为原料干重的5 15% ;添加的复合酶制剂由高活性β -葡聚糖酶、高活性蛋白酶、高活性纤维素酶组成，并且添加量为原料干料的0.05 0.3% ;磷酸二氢钾的加入量为原料干料的0.0l 1%。红霉素菌渣经发酵所得菌体蛋白营养丰富，其蛋白质含量>40%，灰分< 12%，相对于原渣蛋白质含量增加了 45.8 133.3%，灰分降低了 40 57.1%，将此产品用于红霉素发酵培养基中替代45%的黄豆饼粉，显著降低了原料成本。本发明通过微生物发酵和添加复合酶制剂对红霉素菌渣进行二次发酵，摧毁了菌渣中的植物细胞壁，将纤维素、果胶质降解为单糖和寡糖，并生成多种有机酸、维生素、生物酶、未知生长因子，提高发酵物的营养水平，同时通过微生物自身的生命活动降解菌渣中的毒性较大的次级代谢产物红霉素B和红霉素C，提高了菌渣的安全性，进而将红霉素菌渣转化为安全性高、性能优良的菌体蛋白，经干燥处理后的产品可作为红霉素发酵的营养成分添加于红霉素发酵培养基中。从而降低了相关企业的生产成本和耗能，并解决了红霉素生产中的环境污染问题，保护生态环境。本发明找到了红霉素菌渣科学合理的再生利用途径，使其循环利用，为生产企业实现污染的“零排放”提供可能，对环境的可持续发展具有重要意义。
具体实施方式
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通过下面给出的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明，但他们不是对本发明的限定。制造实施例1:处理100千克红霉素菌渣制备红霉素发酵培养基的固态营养成分:
菌种制备:黑色单孢子菌； 种子制备:葡萄糖20克，蛋白胨10克，酵母浸膏5克，氯化钠12克、硫酸铵10克、磷酸二氢钾I克，硫酸镁0.5克，水5升，pH值自然.121°C灭菌20分钟，降温后，接入上述菌种，与30 33°C培养44小时即得种子液。发酵:红霉素干菌渣(水分含量15%左右)lOOKg，干啤酒糟6 Kg，豆柏12Kg，麸皮6 Kg，将发酵底物充分混匀，常温下接入10 Kg黑色单孢菌和0.1 Kg的复合酶制剂进行发酵，发酵过程中温度控制在32°C以下，水分50 65%。发酵45小时后，经80°C干燥灭活15min，再粉碎、包装可得IOOKg的菌体蛋白。其蛋白质含量彡40%。应用实施例1:
红霉素干菌渣(水分含量15%左右)60Kg，干啤酒糟35 Kg，麸皮5 Kg，水120Kg，将水缓慢均匀地加入到干物质中，然后将发酵底物充分混匀，常温下接入3Kg黑色单孢菌和0.1Kg的复合酶制剂进行发酵，发酵过程中温度控制在55°C以下，水分45 65%。发酵60小时后，经80°C干燥灭活15min，再粉碎、包装可得IOOKg的菌体蛋白。其蛋白质含量> 40%。实施例3:
红霉素干菌渣(水分含量70%左右)70Kg，干啤酒糟5 Kg，豆柏20Kg，麸皮5Kg，水120Kg，将水缓慢均匀地加入到干物质中，然后将发酵底物充分混匀，常温下接入3Kg黑色单孢菌和0.3 Kg的复合酶制剂进行发酵，发酵过程中温度控制在55°C以下，水分45 65%。发酵48小时后，经80°C干燥灭活15min，再粉碎、包装可得IOOKg的菌体蛋白。其蛋白质含
量彡40% ο将本发明制造实施例1制备的菌体蛋白作为红霉素发酵培养基的有机氮成分替代30%的黄豆饼粉，其操作过程为:制备培养基:玉米淀粉4.5%、糊精3%、黄豆饼粉2.1%、硫酸铵0.25%、轻质碳酸钙0.8%、本发明的菌体蛋白0.9% (对照组用等量常规黄豆饼粉)、豆油0.3ml/50ml、加水补足至100%，调ρΗ7.0 7.2，三角瓶分装，装量为50ml/500ml, 121。。灭菌25分钟；接种和培养:接种量为8%，接种后将三角瓶置于摇瓶机上，转速260rpm，温度33±1°C，湿度20-30%，培养7 9天下摇瓶，以HPLC测定化学效价。经过5次平行试验，每次试验设计实验组和对照组各10瓶，试验结果为10瓶平均数，结果以本发明的菌体蛋白替代30%的中温黄豆饼粉使用，化学效价提高5%左右。见表一。表一
权利要求
1.一种处理红霉素菌渣的微生物学方法，其特征在于:利用一种黑色单孢子及复合酶制剂，以红霉素菌渣为主要原料，并添加工农业副产品为辅料共同构成发酵底物进行固态发酵，发酵产物即为有益菌体蛋白，对此产物进行高温干燥灭活、粉碎等工艺，即得产品，此产品可重新用于红霉素发酵培养基中。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于:红霉素菌渣是经过干燥处理后的干菌渣。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于:所用的功能微生物菌是黑色担孢子菌；菌种制备:黑色单孢子种子液:培养基:碳源0.1 10%、氮源0.1 5%、氯化钠0.01 1% ;培养基经灭菌后接入黑色单孢子，控制温度28 35°C，有氧培养24 48小时； 发酵:将红霉素干菌渣、适量原辅料平铺发酵装置上，加入适量的磷酸二氢钾和适量复合酶制剂，控制 固态发酵的温度为28 35°C，优选温度为32°C，固态发酵底物水分含量为50 70%，优选初始水分含量为50 65%，固态发酵的发酵时间为40 60h，优选时间为40 45h，培养结束后即得有益菌体蛋白。
4.根据权利要求3的方法，其特征在于:原辅料的比例是:原料红霉素菌渣55 80%，辅料为酒糟、柏类或麸皮、糠皮中的2 3种,其加入比例为15 45%,磷酸氢二钾加入比例为 0.01 1%。
5.根据权利要求3的方法，其特征在于:所用的复合酶制剂是由高活性β_葡聚糖酶、高活性蛋白酶、高活性半纤维素酶、高活性纤维素酶组成，并且添加各种复合酶制剂的量以原料干料计为0.05 0.3%。
6.根据权利要求3的方法，其特征在于:种子液的接入量为发酵培养基干物质量的5 15%。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述的碳源选自葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖、糖蜜、红糖、糊精、淀粉等，优选葡萄糖；所述的氮源选自蛋白胨、酵母膏、酵母浸出粉、牛肉膏、铵盐、硝酸盐等，优选蛋白胨、酵母浸膏、硫酸铵。
8.根据权利要求1的方法，其特征在于:发酵完成后，发酵底物的干燥灭活温度应大于80°C,干燥时间为12 20min,优选为15 18min ;干燥所得固体物经粉碎过60目筛,包装即得菌体蛋白干品。
9.发酵所得菌体蛋白营养丰富，其蛋白质含量>40%，可在红霉素发酵培养基中替代45%中温黄豆饼粉进行再利用。
全文摘要
本发明涉及一种红霉素菌渣的生物改性及将改性后的产品在红霉素或大环内酯类抗生素发酵中再利用。其中红霉素菌渣的生物改性方法主要是以红霉素菌渣及其它工农业副产品为底物、通过接种选择性混合菌群及复合酶制剂固态发酵、再经干燥、粉碎过筛、包装等工艺步骤完成。这种处理方法具有生产工艺简单，操作容易、处理时间短，处理效率高的特点；改性后产品(蛋白质≥28％，灰分≤15％)相对于原菌渣(蛋白质17～25％，灰分21～27％)蛋白质含量提高12～65％，灰分降低29～44％；可重新作为红霉素及大环内酯类抗生素发酵的培养基，提高发酵效价。该发明提供了一种解决红霉素生产中的环境污染及废料循环再利用的新途径。
文档编号C12R1/645GK103160554SQ201110411540
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者程传东, 何海燕, 于新令, 李瑾, 张丽丽, 王凤滩 申请人:山东方明药业集团股份有限公司