谷胱甘肽废液在微生物生产中的应用及应用方法_2

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处理的高额费用,节能环保,充分发挥了物质的生产潜力,提高了资源的利用 率:谷胱甘肽废液成为生产功能微生物的原料,使企业不仅享有主产品(谷胱甘肽)经济效 益,也同时享有副产品(功能微生物)经济效益,提高了企业市场竞争力,使企业保持可持 续性的发展。
[0038] (二)利用谷胱甘肽废液生产的微生物既是动、植物营养调节剂,又是生物肥料和 全能型的饲料添加剂,可以广泛用于农业、畜牧业、环境保护等领域,具有巨大的社会效益 及经济效益;
[0039] (三)在种植业方面,利用谷胱甘肽废液生产的微生物能提高农作物的产量;改善 农产品品质;增强作物的抗病、抗逆能力;防止重茬使作物连续栽培;连续使用,提高土壤 肥力;降低农产品的药物残留,延长保质期,是建设有机食品(CffiDC)生产基地的理想选择。
[0040] (四)在畜牧业方面,利用谷胱甘肽废液生产的微生物发酵液含有多种微生物合 成的大量糖类,氨基酸、维生素等生理活性物质;含有多种消化酶和代谢酶,作为饲料添加 剂,能够分解饲料中的粗纤维,提高饲料的消化利用率;提高畜禽免疫力、减轻动物病害; 改善畜产品品质;提高畜禽成活率、产蛋率、产奶率,缩短出栏周期;消除畜禽粪便恶臭,改 善生态环境。
[0041] (五)环境保护方面,利用谷胱甘肽废液生产的微生物,可作为环保净化剂,用于 处理生活垃圾时,能除去垃圾臭气,净化垃圾渗流水质,降低垃圾的苍蝇密度,还可把垃圾 等废弃物发酵成生物有机肥,发展可持续农业。
[0042] (六)本发明以功能微生物为关键技术点,利用谷胱甘肽废液为原料,通过低成本 运行费用的新技术、新工艺,生产多元化的功能微生物并应用于种植业、畜牧养殖业和环保 业,对这三大关联产业将产生极大的带动作用,意义重大。
【具体实施方式】
[0043] 以具体制备实施例、实验例对本发明的谷胱甘肽废液在微生物生产中的应用及应 用方法作以下详细地说明。
[0044] 各实施例中,均以lmol/L的氢氧化钠溶液或lmol/L的盐酸溶液调节料液或培养 基pH值。
[0045] 制备实施例一:
[0046] 【原料】
[0047] 2014年9月,以取自山东金城生物药业有限公司的谷胱甘肽废液(即微生物发 酵法生产谷胱甘肽时的发酵液离心后的残液)为原料。经山东省农业科学院农业资源与 环境研究所检测,其成分组成:氮I. 51g/100mL;磷0. 10g/100mL;钾3. 05g/100mL;有机质 40. 75g/100mL;可溶性固形物含量 38. 4g/100mL,含糖量 18g/100mL,pH5. 11 ;水分 54. 34%。
[0048] 经农业部都市农业(北方)重点实验室日历L-8900高速氨基酸自动分析仪检测, 其18种氨基酸和粗蛋白含量分析见表1 :
[0049] 表1谷胱甘肽废液中的18种氨基酸和粗蛋白含量分析
[0050]
[0052]【菌种来源】
[0053] 地衣芽胞杆菌(提供形式:安瓿管冻干粉)购买至中国工业微生物菌种保藏管理 中心,编号CICC23584。
[0054]【发酵液制备】
[0055] 1)地衣芽胞杆菌菌种活化
[0056] 斜面培养基制备:蛋白胨0.5%,牛肉浸取物0.3%,NaClL5%,琼脂1.5%,调培 养基至pH7. 0,121°C,0. 103MPa,灭菌30min,无菌条件下制备斜面试管。
[0057] 活化方法:无菌条件下,将冷冻保藏管中的地衣芽胞杆菌菌种接种到斜面中,30°C 条件下活化48h,得到斜面菌种或菌种斜面。
[0058] 2)地衣芽胞杆菌三角瓶种子液制备
[0059] 三角瓶液体培养基制备:蛋白胨0.5%,牛肉浸取物0.3%,NaClL5%, MnSO4 .H2OSppm,调培养基至初始pH7. 0,121°C~125°C,0. 103MPa~0? 168MPa,灭菌 30min。
[0060] 三角瓶种子液制备方法:无菌条件下,取1~2环经步骤1)活化的地衣芽胞杆菌 斜面菌种,接入装量为30mL液体培养基的250mL三角瓶中,置于170r/min中摇床中,30°C 恒温培养24h,得到地衣芽胞杆菌三角瓶种子液。
[0061] 3)地衣芽胞杆菌种子罐培养
[0062] 种子罐液体培养基制备:谷胱甘肽废液用纯水稀释10倍,pH控制在7. 0(以Imol/ L的氢氧化钠溶液或lmol/L的盐酸溶液调节),121°C,0. 103MPa,灭菌lh,降温至30°C,备 用。
[0063] 种子罐培养过程:种子罐的体积为200L,种子罐的培养基装料量控制在种子罐公 称容积的60%,即种子罐的装料量为120L,在无菌条件下,取经步骤2)制备的地衣芽胞杆 菌三角瓶种子液(50个三角瓶的种子液共I. 5L,即接种量为种子罐装料量的I. 25% )接入 种子罐中,使发酵温度控制在30°C,发酵过程中pH控制在7. 0,搅拌转速控制在170r/min, 通气量控制在I. 5VVm[指单位时间(min)单位种子液体积(m3)通入的标准状态下的空气体 积(m3)],培养24h,得到地衣芽胞杆菌种子罐培养液,培养结束时,测得芽孢形成率为83 %, 活菌数为10. 37X10sCFU/mL,杂菌污染率为0. 26 %。
[0064] 4)发酵罐发酵
[0065] 发酵罐液体培养基制备:谷胱甘肽废液用纯水稀释10倍,pH7. 0,121 °C, 0? 103MPa,灭菌0? 5h,降温至30°C,备用。
[0066] 发酵罐培养方法:发酵罐的体积为5m3,发酵罐实际装料量为3m3,在无菌条件下, 取经步骤3)制备的地衣芽胞杆菌种子罐培养液全部接入发酵罐中,经计算,接种量体积发 酵罐实际装料量体积的4%,发酵温度控制在30°C,发酵过程中pH控制在7. 0,搅拌转速控 制在170r/min,通气量控制在I. 5Wm,保持发酵24h,得到发酵液。
[0067] 发酵液指标:pH7. 02 ;地衣芽胞杆菌含菌量12. 61X10sCFU/mL;芽孢含量73%,重 金属2. 3mg/Kg;霉菌数8CFU/mL;大肠杆菌4CFU/100mL;沙门氏菌无检出。
[0068] 制备实施例二:
[0069]【原料】
[0070] 同制备实施例一。
[0071]【菌种来源】
[0072] 嗜酸乳杆菌(提供形式:安瓿管冻干粉)购买至中国工业微生物菌种保藏管理中 心,编号CICC6074)。
[0073]【发酵液制备】
[0074]1)嗜酸乳杆菌菌种活化
[0075] 斜面培养基制备:酪蛋白胨1%,牛肉膏1%,酵母粉0.5%,葡萄糖0.5%,乙酸钠 〇? 5 %,柠檬酸二铵 0? 2 %,Tween80 0? 1 %,K2HPO4O. 2 %,MgSO4 ? 7H20 0? 02 %,CaC032 %,琼 脂I. 5%,调培养基的pH5. 8,121°C,0. 103MPa,灭菌30min,无菌条件下制备斜面试管。
[0076] 活化方法:无菌条件下,将冷冻保藏管中的嗜酸乳杆菌接种到斜面中,36°C条件下 活化36h,得到斜面菌种或菌种斜面。
[0077]2)嗜酸乳杆菌三角瓶种子液制备
[0078] 三角瓶液体培养基制备:酪蛋白胨1%,牛肉膏1%,酵母粉0.5%,葡萄糖0.5%, 乙酸钠0.5%,柠檬酸二铵0.2%,Tween80 0.1%,K2HPO4 0.2%,MgSO4,7H20 0.02%, CaC032%,pH5. 8,121。(:,0. 103MPa,灭菌30min。
[0079] 三角瓶种子液制备方法:无菌条件下,取一环经步骤I)活化的嗜酸乳杆菌菌斜面 菌种,接入装量为IOOmL液体培养基的500mL三角瓶中,置于150r/min中摇床中,36°C封口 培养30h,得到嗜酸乳杆菌菌三角瓶种子液。
[0080] 3)嗜酸乳杆菌种子罐培养
[0081]种子罐液体培养基制备:谷胱甘肽废液用纯水稀释8倍,pH5. 8,121°C,0.103MPa, 灭菌Ih,降温至36 °C,备用。
[0082] 种子罐培养过程:种子罐的体积为250L,种子罐的装料量控制在种子罐公称容积 的60%,即种子罐的装料量为150L,取经步骤2)制备的嗜酸乳杆菌三角瓶种子液(12个三 角瓶的种子液共I. 2L)接入种子罐中,即接种量为种子罐实际装料量的0. 8%,发酵温度控 制在36°C,pH控制在5. 8,搅拌转速控制在150r/min,不通气,培养30h,得到嗜酸乳杆菌种 子罐培养液,培养结束时测得活菌数为20. 64X10sCFU/mL,杂菌污染率为0. 37 %。
[0083] 4)发酵罐发酵
[0084]发酵罐液体培养基制备:谷胱甘肽废液用纯水稀释8倍,pH5. 8,121°C,0.103MPa, 灭菌Ih,降温至36 °C,备用。
[0085] 发酵罐培养方法:发酵罐的体积为5m3,装料量为3m3,在无菌条件下,取经步骤 3)制备的嗜酸乳杆菌种子罐培养液全部接入发酵罐中,经计算,接种量为发酵罐装料量的 5 %,发酵温度控制在36°C,pH控制在5. 8,搅拌转速控制在150r/min,不通气,培养30h,得 到发酵液。
[0086] 发酵液指标:pH5. 76;嗜酸乳杆菌含菌量25. 86X10sCFU/mL;重金属I. 67mg/Kg; 霉菌数llCFU/mL;大肠杆菌7CFU/100mL;沙门氏菌无检出;外观、气味具有酸香味的深棕色 液体。
[0087] 制备实施例三:
[0088]【原料】
[0089] 2014年12月,以取自山东金城生物药业有限公司的谷胱甘肽废液(即微生物发 酵法生产谷胱甘肽时的发酵液离心后的残液)为原料。经山东省农业科学院农业资源与 环境研究所检测,其成分组成:氮I. 53g/100mL;磷0. 097g/100mL;钾3. 04g/100mL;有机 质 40. 97g/100mL;可溶性固形物含量 38. 33g/100mL,含糖量 17. 78g/100mL,pH5. 22 ;水分 53. 94% 〇
[0090] 经农业部都市农业(北方)重点实验室日历L-8900高速氨基酸自动分析仪检
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