一种耐酸性α-淀粉酶菌株的生产方法与流程

本发明属于生物工程技术领域，具体的说是一种耐酸性α-淀粉酶菌株的生产方法。

背景技术：

酸性α-淀粉酶广泛应用于酒精生产、食品生产、饲料加工、医药等领域，可以明显的提高产品得率，降低消耗，特别是能节约工业用粮，节约工业成本，具有很大的应用潜力和开发前景。目前工业用的酸性α-淀粉酶大多来源于微生物，产酸性α-淀粉酶的微生物主要是芽孢杆菌和曲霉。黑曲霉是最早发现能够产耐酸性α-淀粉酶的菌株，在日本、欧洲等国已经有用其进行工业化应用的报道。虽然这些微生物都能产生酸性α-淀粉酶，但是不同菌株产生的酶在耐酸性，耐热性及淀粉的水解程度均有差异。大多数的酸性α-淀粉酶的最适反应温度为50-60℃，其最适ph值为4.0-5.0。目前，丹麦、日本等国家均有耐酸性α-淀粉酶的产品，其中丹麦novo公司的商品fungamyl是目前销售量较好的一个品种，其最适反应ph为4.5-4.7，但价格昂贵；而我国现工业化生产的α-淀粉酶最适反应ph为6-7，其耐酸性不高，比fungamyl的最适反应ph高1-2个单位。淀粉是单胃动物能量的主要来源，动物所需能量的60％-80％来自于饲料中的淀粉。玉米、小麦、高粱等能量饲料高达饲料配方的50％-70％，可见淀粉在饲料配方中的比重通常是很高的。即使淀粉消化率有轻微改善，都能够对能量的利用率产生显著的影响。

生产酸性α-淀粉酶在制备过程中需要对高酶活发酵液进行过滤浓缩，高酶活发酵液中的絮凝物在板框压滤机中过滤时容易沉积，沉积后的絮凝物会堵塞滤布，降低高酶活发酵液的过滤效率。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决生产酸性α-淀粉酶在制备过程中需要对高酶活发酵液进行过滤浓缩，高酶活发酵液中的絮凝物在板框压滤机中过滤时容易沉积，沉积后的絮凝物堵塞滤布，降低高酶活发酵液的过滤效率的问题，本发明提出的一种耐酸性α-淀粉酶菌株的生产方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种耐酸性α-淀粉酶菌株的生产方法，该生产方法包括以下步骤：

s1，斜面培养：将菌株接种至斜面培养基中进行培养，得到生产菌株；

s2，种母液培养：取s1所述生产菌株，接种至种母液培养基中进行培养，得到种母液；

s3，一级种子培养：取s2所述种母液，接种至一级种子培养基中进行培养，得到一级种子；

s4，取s3所述一级种子，接种至发酵培养基中进行培养，得到高酶活发酵液；

s5，絮凝：向s4所述高酶活发酵液中依次加入助滤剂、纯净水和絮凝剂，然后调节ph值，得到絮凝的高酶活发酵液；

s6，过滤：将所述絮凝的高酶活发酵液进行加热后，经板框过滤机粗滤、超滤机过滤后得到浓终液；

s7，防腐稳定处理：向所述浓终液中加入防腐稳定剂，经调节ph、加热、冷却后，得到耐酸α-淀粉酶半成品；

s8，除菌过滤：对s7所得耐酸-α-淀粉酶半成品进行除菌过滤，即得到所述的耐酸α-淀粉酶；

本发明中采用的板框过滤机包括机架、滑轨、控制箱、油缸和供油单元；所述机架一端固连有供油单元，供油单元通过机架上的控制箱连接电源；所述机架远离供油单元的一侧通过一对滑轨固连有固定板；所述滑轨上滑动连接有一组滤板；所述滤板靠近供油单元一侧的滑轨上滑动连接有压紧板，压紧板通过固连在机架上的油缸驱动；所述油缸通过管道与供油单元连通；所述固定板远离滤板的一侧固连有进料管；所述滤板一侧开设有凹槽，凹槽底部均匀开设有一组滤水沟槽，滤水沟槽通过集流槽与滤板下方的集水管连通；所述凹槽内设有滤布，相邻所述滤板上的凹槽内的滤布合并形成过滤腔；所述过滤腔中悬挂有一组钢球；所述滤板上部开设有补浆孔，补浆孔与凹槽和进料管连通；高压的高酶活发酵液经进料管和补浆孔流入过滤腔进行过滤；当需要对絮凝的高酶活发酵液进行压料粗过滤时，则首先通过上述控制箱启动供油单元，进而驱动油缸压紧滤板，然后通过高压将s5步骤中加热过的高酶活发酵液经进料管和补浆孔流入滤板内的凹槽中，高酶活发酵液流入相邻滤板内的凹槽和滤布组成的过滤腔中，高酶活发酵液冲击钢球，使得钢球在过滤腔中不断摆动，当高酶活发酵液注满过滤腔时，钢球在自身惯性和过滤腔中液体流动的作用下继续摆动，使得高酶活发酵液中的絮凝物减缓沉积速度，进而减少絮凝物沉积到过滤腔底部，阻塞滤布，降低过滤效率；此时，进料管中的高酶活发酵液持续加压，使得相邻滤布之间的高酶活发酵液中的水分被挤出后形成粗滤液，挤出后的水分经滤水沟槽和集流槽收集后流入集水管后回收，然后通过控制箱控制油缸缩回，相邻滤板分离后使得粗滤液从凹槽流出，粗滤液经收集后进行后续加工。

优选的，所述机架上与滤板对应位置转动连接有滑环，滑环套在滤板外周，滑环通过电机驱动，滑环上设有钕磁铁；当高压的高酶活发酵液中通入过滤腔进行粗滤时，通过控制箱控制电机，进而驱动滑环转动，滑环转动时带动钕磁铁转动，进而使得钢球在钕磁铁的吸引下随之转动，钢球在过滤腔中做圆周运动时不断对高酶活发酵液中的絮凝物进行搅动，使得絮凝物在高酶活发酵液中形成悬浊液，进一步加快高酶活发酵液的速度，防止絮凝物沉积并堵塞滤布。

优选的，所述凹槽底部设有一组滑孔滑孔中滑动连接有一组滑柱，滑柱另一端与滤布接触，滑柱用于辅助滤布脱模；当过滤腔中通入高压的高酶活发酵液时，高酶活发酵液挤压滤布，使滤布紧贴凹槽内壁，此时滤布挤压滑柱，使得滑柱缩回滑孔中，滑孔底部产生压缩气体，当高酶活发酵液粗滤完成时，相邻滤板分离后使得粗滤液从凹槽流出，此时滑柱在压缩气体的作用下滑孔外滑动，辅助滤布与凹槽的分离，进一步加快粗滤液的排出速度。

优选的，所述滑柱与滑孔底部之间固连有弹簧，弹簧顶开滑柱在高酶活发酵液刚注入过滤腔时挤压滤布，使过滤腔分割成多个小腔室，减缓高酶活发酵液中絮凝物沉积；当相邻滤板压紧后，滑柱在弹簧的作用下顶开滤布，使得滤布凹凸不平，此时过滤腔被分割成若干个小腔室，此时过滤腔中通入高酶活发酵液，高酶活发酵液流经凹凸不平的滤布时经逐个流经小腔室，减缓了高酶活发酵液的流动速度，同时能阻隔一部分高酶活发酵液中的絮凝物的下落，进一步减少絮凝物沉积并堵塞滤布，影响过滤效率。

优选的，所述滑柱靠近滤布的一端固连有顶帽，顶帽内设有磁块，磁块吸引钢球使钢球间歇运动，增加钢球对沉积的高酶活发酵液中絮凝物的扰动；通过顶帽内的磁块吸引钢球，使得钢球在经过顶帽对应位置时被吸引，增加了钢球的间歇运动频率，进而使得钢球对高酶活发酵液中絮凝物的扰动效率，进一步减少絮凝物沉积并堵塞滤布。

优选的，所述钢球中设有加热腔，加热腔中设有线圈绕组，线圈绕组随钢球运动时切割磁感线，在线圈绕组中产生电流并加热钢球，对高酶活发酵液进行保温；当钢球在滑环和钕磁铁的带动下在过滤腔中不断转动时，线圈绕组不断切割磁感线，此时线圈绕组中产生感应电流，感应电流加热线圈绕组，经过钢球的传递将过滤腔中的高酶活发酵液进行加热，减少高酶活发酵液温度降低后絮凝物凝结，阻碍高酶活发酵液的过滤工作。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种耐酸性α-淀粉酶菌株的生产方法，通过滑环转动时带动钕磁铁转动，进而使得钢球在钕磁铁的吸引下过滤腔中做圆周运动，不断对高酶活发酵液中的絮凝物进行搅动，使得絮凝物在高酶活发酵液中形成悬浊液，进一步加快高酶活发酵液的速度，防止絮凝物沉积并堵塞滤布。

2.本发明所述的一种耐酸性α-淀粉酶菌株的生产方法，通过钢球在滑环和钕磁铁的带动下在过滤腔中不断转动时，线圈绕组切割磁感线产生感应电流并发热，对滤腔中的高酶活发酵液进行加热，减少高酶活发酵液温度降低后絮凝物凝结，阻碍高酶活发酵液的过滤工作。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明采用的板框过滤机的立体图；

图3是本发明采用的板框过滤机中滤板的剖视图；

图4是本发明采用的板框过滤机中滤板的正视图；

图5是本发明采用的板框过滤机中钢球的结构图；

图6是图3中a处局部放大图；

图中：机架1、滑轨11、控制箱12、油缸13、供油单元14、固定板15、滤板2、压紧板16、进料管17、凹槽21、滤水沟槽22、集流槽23、集水管24、滤布25、过滤腔26、钢球27、补浆孔28、滑环3、钕磁铁31、滑孔4、滑柱41、弹簧42、顶帽43、加热腔5、线圈绕组6。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图6所示，本发明所述的一种耐酸性α-淀粉酶菌株的生产方法，该生产方法包括以下步骤：

s1，斜面培养：将菌株接种至斜面培养基中进行培养，得到生产菌株；

s2，种母液培养：取s1所述生产菌株，接种至种母液培养基中进行培养，得到种母液；

s3，一级种子培养：取s2所述种母液，接种至一级种子培养基中进行培养，得到一级种子；

s4，取s3所述一级种子，接种至发酵培养基中进行培养，得到高酶活发酵液；

s5，絮凝：向s4所述高酶活发酵液中依次加入助滤剂、纯净水和絮凝剂，然后调节ph值，得到絮凝的高酶活发酵液；

s6，过滤：将所述絮凝的高酶活发酵液进行加热后，经板框过滤机粗滤、超滤机过滤后得到浓终液；

s7，防腐稳定处理：向所述浓终液中加入防腐稳定剂，经调节ph、加热、冷却后，得到耐酸α-淀粉酶半成品；

s8，除菌过滤：对s7所得耐酸-α-淀粉酶半成品进行除菌过滤，即得到所述的耐酸α-淀粉酶；

本发明中采用的板框过滤机包括机架1、滑轨11、控制箱12、油缸13和供油单元14；所述机架1一端固连有供油单元14，供油单元14通过机架1上的控制箱12连接电源；所述机架1远离供油单元14的一侧通过一对滑轨11固连有固定板15；所述滑轨11上滑动连接有一组滤板2；所述滤板2靠近供油单元14一侧的滑轨11上滑动连接有压紧板16，压紧板16通过固连在机架1上的油缸13驱动；所述油缸13通过管道与供油单元14连通；所述固定板15远离滤板2的一侧固连有进料管17；所述滤板2一侧开设有凹槽21，凹槽21底部均匀开设有一组滤水沟槽22，滤水沟槽22通过集流槽23与滤板2下方的集水管24连通；所述凹槽21内设有滤布25，相邻所述滤板2上的凹槽21内的滤布25合并形成过滤腔26；所述过滤腔26中悬挂有一组钢球27；所述滤板2上部开设有补浆孔28，补浆孔28与凹槽21和进料管17连通；高压的高酶活发酵液经进料管17和补浆孔28流入过滤腔26进行过滤；当需要对絮凝的高酶活发酵液进行压料粗过滤时，则首先通过上述控制箱12启动供油单元14，进而驱动油缸13压紧滤板2，然后通过高压将s5步骤中加热过的高酶活发酵液经进料管17和补浆孔28流入滤板2内的凹槽21中，高酶活发酵液流入相邻滤板2内的凹槽21和滤布25组成的过滤腔26中，高酶活发酵液冲击钢球27，使得钢球27在过滤腔26中不断摆动，当高酶活发酵液注满过滤腔26时，钢球27在自身惯性和过滤腔26中液体流动的作用下继续摆动，使得高酶活发酵液中的絮凝物减缓沉积速度，进而减少絮凝物沉积到过滤腔26底部，阻塞滤布25，降低过滤效率；此时，进料管17中的高酶活发酵液持续加压，使得相邻滤布25之间的高酶活发酵液中的水分被挤出后形成粗滤液，挤出后的水分经滤水沟槽22和集流槽23收集后流入集水管24后回收，然后通过控制箱12控制油缸13缩回，相邻滤板2分离后使得粗滤液从凹槽21流出，粗滤液经收集后进行后续加工。

作为本发明的一种实施方式，所述机架1上与滤板2对应位置转动连接有滑环3，滑环3套在滤板2外周，滑环3通过电机驱动，滑环3上设有钕磁铁31；当高压的高酶活发酵液中通入过滤腔26进行粗滤时，通过控制箱12控制电机，进而驱动滑环3转动，滑环3转动时带动钕磁铁31转动，进而使得钢球27在钕磁铁31的吸引下随之转动，钢球27在过滤腔26中做圆周运动时不断对高酶活发酵液中的絮凝物进行搅动，使得絮凝物在高酶活发酵液中形成悬浊液，进一步加快高酶活发酵液的速度，防止絮凝物沉积并堵塞滤布25。

作为本发明的一种实施方式，所述凹槽21底部设有一组滑孔4，滑孔4中滑动连接有一组滑柱41，滑柱41另一端与滤布25接触，滑柱41用于辅助滤布25脱模；当过滤腔26中通入高压的高酶活发酵液时，高酶活发酵液挤压滤布25，使滤布25紧贴凹槽21内壁，此时滤布25挤压滑柱41，使得滑柱41缩回滑孔4中，滑孔4底部产生压缩气体，当高酶活发酵液粗滤完成时，相邻滤板2分离后使得粗滤液从凹槽21流出，此时滑柱41在压缩气体的作用下滑孔4外滑动，辅助滤布25与凹槽21的分离，进一步加快粗滤液的排出速度。

作为本发明的一种实施方式，所述滑柱41与滑孔4底部之间固连有弹簧42，弹簧42顶开滑柱41在高酶活发酵液刚注入过滤腔26时挤压滤布25，使过滤腔26分割成多个小腔室，减缓高酶活发酵液中絮凝物沉积；当相邻滤板2压紧后，滑柱41在弹簧42的作用下顶开滤布25，使得滤布25凹凸不平，此时过滤腔26被分割成若干个小腔室，此时过滤腔26中通入高酶活发酵液，高酶活发酵液流经凹凸不平的滤布25时经逐个流经小腔室，减缓了高酶活发酵液的流动速度，同时能阻隔一部分高酶活发酵液中的絮凝物的下落，进一步减少絮凝物沉积并堵塞滤布25，影响过滤效率。

作为本发明的一种实施方式，所述滑柱41靠近滤布25的一端固连有顶帽43，顶帽43内设有磁块，磁块吸引钢球27使钢球27间歇运动，增加钢球27对沉积的高酶活发酵液中絮凝物的扰动；通过顶帽43内的磁块吸引钢球27，使得钢球27在经过顶帽43对应位置时被吸引，增加了钢球27的间歇运动频率，进而使得钢球27对高酶活发酵液中絮凝物的扰动效率，进一步减少絮凝物沉积并堵塞滤布25。

作为本发明的一种实施方式，所述钢球27中设有加热腔5，加热腔5中设有线圈绕组6，线圈绕组6随钢球27运动时切割磁感线，在线圈绕组6中产生电流并加热钢球27，对高酶活发酵液进行保温；当钢球27在滑环3和钕磁铁31的带动下在过滤腔26中不断转动时，线圈绕组6不断切割磁感线，此时线圈绕组6中产生感应电流，感应电流加热线圈绕组6，经过钢球27的传递将过滤腔26中的高酶活发酵液进行加热，减少高酶活发酵液温度降低后絮凝物凝结，阻碍高酶活发酵液的过滤工作。

使用时，当需要对絮凝的高酶活发酵液进行压料粗过滤时，则首先通过上述控制箱12启动供油单元14，进而驱动油缸13压紧滤板2，然后通过高压将s5步骤中加热过的高酶活发酵液经进料管17和补浆孔28流入滤板2内的凹槽21中，高酶活发酵液流入相邻滤板2内的凹槽21和滤布25组成的过滤腔26中，高酶活发酵液冲击钢球27，使得钢球27在过滤腔26中不断摆动，当高酶活发酵液注满过滤腔26时，钢球27在自身惯性和过滤腔26中液体流动的作用下继续摆动，使得高酶活发酵液中的絮凝物减缓沉积速度，进而减少絮凝物沉积到过滤腔26底部，阻塞滤布25，降低过滤效率；此时，进料管17中的高酶活发酵液持续加压，使得相邻滤布25之间的高酶活发酵液中的水分被挤出后形成粗滤液，挤出后的水分经滤水沟槽22和集流槽23收集后流入集水管24后回收，然后通过控制箱12控制油缸13缩回，相邻滤板2分离后使得粗滤液从凹槽21流出，粗滤液经收集后进行后续加工；当高压的高酶活发酵液中通入过滤腔26进行粗滤时，通过控制箱12控制电机，进而驱动滑环3转动，滑环3转动时带动钕磁铁31转动，进而使得钢球27在钕磁铁31的吸引下随之转动，钢球27在过滤腔26中做圆周运动时不断对高酶活发酵液中的絮凝物进行搅动，使得絮凝物在高酶活发酵液中形成悬浊液，进一步加快高酶活发酵液的速度，防止絮凝物沉积并堵塞滤布25；当过滤腔26中通入高压的高酶活发酵液时，高酶活发酵液挤压滤布25，使滤布25紧贴凹槽21内壁，此时滤布25挤压滑柱41，使得滑柱41缩回滑孔4中，滑孔4底部产生压缩气体，当高酶活发酵液粗滤完成时，相邻滤板2分离后使得粗滤液从凹槽21流出，此时滑柱41在压缩气体的作用下滑孔4外滑动，辅助滤布25与凹槽21的分离，进一步加快粗滤液的排出速度；当相邻滤板2压紧后，滑柱41在弹簧42的作用下顶开滤布25，使得滤布25凹凸不平，此时过滤腔26被分割成若干个小腔室，此时过滤腔26中通入高酶活发酵液，高酶活发酵液流经凹凸不平的滤布25时经逐个流经小腔室，减缓了高酶活发酵液的流动速度，同时能阻隔一部分高酶活发酵液中的絮凝物的下落，进一步减少絮凝物沉积并堵塞滤布25，影响过滤效率；通过顶帽43内的磁块吸引钢球27，使得钢球27在经过顶帽43对应位置时被吸引，增加了钢球27的间歇运动频率，进而使得钢球27对高酶活发酵液中絮凝物的扰动效率，进一步减少絮凝物沉积并堵塞滤布25；当钢球27在滑环3和钕磁铁31的带动下在过滤腔26中不断转动时，线圈绕组6不断切割磁感线，此时线圈绕组6中产生感应电流，感应电流加热线圈绕组6，经过钢球27的传递将过滤腔26中的高酶活发酵液进行加热，减少高酶活发酵液温度降低后絮凝物凝结，阻碍高酶活发酵液的过滤工作。

上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图2为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。