专利名称：一种l-色氨酸发酵液的处理方法
技术领域：
本发明属于饲料技术领域，具体地说，涉及一种L-色氨酸发酵液的处理方法。
背景技术：
色氨酸化学名称为α -氨基- β -吲哚丙酸，有L型和D型同分异构体，此外还有消旋体DL-色氨酸。L-色氨酸是人和动物的必需氨基酸，参与机体蛋白质合成和代谢网络调节。L-色氨酸的生产最早主要依靠化学合成法和蛋白质水解法，但是随着对微生物法生产色氨酸研究的不断深入，微生物发酵法已经走向生产应用并且处于主导地位。微生物法大体上可以分为直接发酵法、微生物转化法和酶法。近年来有人研究将直接发酵法与化学合成法相结合、直接发酵法与转化法相结合生产色氨酸。色氨酸属于芳香族氨基酸，有一个特殊的吲哚基团，正是由于这一结构上的特殊性，使得色氨酸不仅参与体蛋白的合成，而且还是一种具有代谢活性的氨基酸，其代谢产物还参与体内其他许多生理代谢功能。色氨酸是5-羟色胺、褪黑激素、色胺、NAD (烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)、NADP、烟酸等的前体物，这些代谢产物在体内具有广泛的生理作用。5-羟色胺是色氨酸代谢的重要中间产物，动物中枢神经系统的5-羟色胺神经元和肠道的嗜铬细胞可以利用色氨酸，通过色氨酸羟化酶催化生成5-羟色氨酸，后者进一步经脱羧酶作用生成5-羟色胺。在中枢神经系统，5-羟色胺是一种神经递素，对动物采食量具有重要的调节作用。色氨酸还可生成褪黑激素，它是一种松果体激素，因此色氨酸对动物的免疫机能也有一定影响。L-色氨酸是继赖氨酸和蛋氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸。在饲料中添加的色氨酸主要是化学合成的DL-色氨酸和发酵法生产的L-色氨酸。在现今普遍应用的配合日粮中色氨酸的添加更显重要。在低蛋白饲料中添加色氨酸对提高畜禽增重率、改善饲料效率十分有效。
发明内容
为了解决上述的问题，本发明的目的是提供一种L-色氨酸发酵液的处理方法。本发明所述的一种L-色氨酸发酵液的处理方法，包括以下步骤1)将色氨酸发酵液浓缩至色氨酸质量浓度为5 % 20 % ；2)将饲料载体与浓缩色氨酸发酵液进行混合，搅拌均勻，至色氨酸含量为 10% ；3)混合物料经气流干燥，含水量控制在6. 78% 9. 02%，色氨酸含量控制在 5% 15%。本发明的一个实施方案中，所述步骤1)中，所述色氨酸发酵液为直接发酵法生产的色氨酸发酵液，所述L-色氨酸发酵液中，优选的L-色氨酸的质量浓度为0. 5%。本发明的一个实施方案中，所述步骤幻中，所述饲料载体为低蛋白饲料，选自稻壳粉、小麦粉、全麦粉、核桃壳粉或玉米芯粉中的一种或多种，或为本领域公知的任何其它饲料载体。优选的饲料载体的水分含量为 15%。本发明的一个实施方案中，所述步骤2、中，饲料载体与浓缩色氨酸发酵液混合均勻后，混合物料中水分含量优选为10 50%。作为上述方案的优选，所述步骤3)中，气流干燥的入口温度为120°C 180°C，出口温度为50°C 100°C，干燥时间为Is 60s，气流流速为1 20m/s。作为上述方案的优选，所述步骤3)中，干燥时间为Is 60s。本发明的L-色氨酸发酵液是以大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌 (Bacillus subtilis)、谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutanicum)等细菌作生产菌种， 直接发酵葡萄糖、麦芽糖等糖质原料所得的发酵液中的一种或多种。经过本发明的方法处理后，含有L-色氨酸的混合物料可以作为饲料应用，喂饲家禽或家畜，例如鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊等，单独应用时，以L-色氨酸计，用量为0. 8-3. Og/kg体重 天；本发明的混合物料还可以与其他饲料配合应用喂饲，以L-色氨酸计，用量占总饲料的重量百分比约0. 06-0. 30%。本发明采用L-色氨酸发酵液与饲料载体直接进行预混，降低生产成本的同时，还减少了色氨酸发酵液后提取过程中的环境污染，又解决了饲料级色氨酸粉末直接加到饲料中混合不均的问题，同时，由于L-色氨酸发酵液中有机养料丰富，饲料载体与之与混合后， 畜禽的适口性大大增加。饲料载体(稻壳粉、玉米芯粉等)作为一种农业生产废弃物，其综合利用率也得到提高。本发明的有益效果如下1.不需要提取色氨酸成品，较好地解决了 L-色氨酸后提取过程中大量废水污染环境的问题。L-色氨酸发酵液后提取废水中含有较高浓度的L-色氨酸以及大量的胶体、蛋白、色素、有机杂酸等杂质，污染负荷高，在提取过程中，部分胶体、蛋白、色素、有机杂酸等随着生产废水排出，势必对环境造成严重危害。发酵液中含有丰富的有机养料使之成为制备畜禽饲料的好材料，可较好地解决L-色氨酸发酵液的处理问题，降低了饲料级色氨酸的生产成本。2. L-色氨酸在低蛋白饲料中的添加，对提高畜禽增重率、改善饲料效率十分有效。 目前生产成品色氨酸粉的成本较高，造成色氨酸的应用仍受到限制，而利用L-色氨酸发酵液与饲料载体混合制备畜禽饲料可有效降低这类饲料的生产成本。
具体实施例方式下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。本领域技术人员应当理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。实施例1利用大肠杆菌发酵葡萄糖生产L-色氨酸(方法参见程立坤，赵春光，黄静.葡萄糖浓度对大肠杆菌发酵L-色氨酸的影响.食品与发酵工业，2010，36 (3) :5-9)。取L-色氨酸发酵液，测定其中L-色氨酸的质量浓度为3. M%。双效蒸发浓缩系统浓缩发酵液至 L-色氨酸质量浓度为15. 80%，浓缩后的发酵液再与稻壳粉(水分含量为10% )进行混合， 搅拌均勻，混合物料中L-色氨酸含量为8. 67%，水分含量为30. 25%。混合物料再经气流干燥，气流干燥的入口温度为120°C，出口温度为50°C，气流流速为lOm/s，干燥lmin。干燥物料中L-色氨酸含量为9.82%，水分含量为8.观％，冷却后得到成品，成品再经包装入库。实施例2利用枯草芽孢杆菌发酵麦芽糖生产L-色氨酸(方法参见PaulBabitzke. Regulation of tryptophan biosynthesis :Trp_ing the TRAP orhow Bacillus subtilis reinvented the wheel. MolecularMicrobiology, Volume 26, Issue 1, pages 1-9,1997)。 取L-色氨酸发酵液，测定其中L-色氨酸的质量浓度为3.观％。双效蒸发浓缩系统浓缩发酵液至L-色氨酸质量浓度为21. 62%，浓缩后的发酵液再与稻壳粉(水分含量5%)进行混合，搅拌均勻，混合物料中L-色氨酸含量为7. 68%，水分含量为27. 12%。混合物料再经气流干燥，气流干燥的入口温度为180°C，出口温度为100°C，气流流速为5m/s，干燥10s。干燥物料中L-色氨酸含量为11. 02%，水分含量为9. 02%，冷却后得到成品，成品再经包装入库。实施例3利用谷氨酸棒杆菌发酵葡萄糖生产L-色氨酸(方法参见“一种L-色氨酸的发酵生产工艺”，专利申请号200910065011)。取L-色氨酸发酵液，测定其中L-色氨酸的质量浓度为2. 89%。双效蒸发浓缩系统浓缩发酵液至L-色氨酸质量浓度为18. 46%，浓缩后的发酵液再与玉米芯粉(水分含量15% )进行混合，搅拌均勻，混合物料中L-色氨酸含量为 7. 68%,水分含量为30. 22%。混合物料再经气流干燥，气流干燥的入口温度为150°C，出口温度为80°C，气流流速为15m/s，干燥30s。干燥物料中L-色氨酸含量为9. 96%，水分含量为6. 78%，冷却后得到成品，成品再经包装入库。实验例1将实施例1处理后的含有L-色氨酸的混合物料(成品)作为饲料喂饲鸡、鸭、鹅等家禽和猪、牛、羊等家畜，以L-色氨酸计，单独应用时的用量范围以及配合其他饲料一起应用时所占的重量百分比见表1。表1含有L-色氨酸的混合物料的用量
权利要求
1.一种L-色氨酸发酵液的处理方法，包括以下步骤1)将L-色氨酸发酵液浓缩至色氨酸质量浓度为5% 20%；2)将饲料载体与浓缩后的L-色氨酸发酵液进行混合，搅拌均勻，至L-色氨酸质量浓度为 10% ；3)混合物料经气流干燥，含水量控制在6.78% 9. 02%，L-色氨酸含量控制在5 15%。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1)中，所述L-色氨酸为直接发酵法生产的L-色氨酸发酵液。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤1)中，所述L-色氨酸发酵液中， L-色氨酸的质量浓度为0. 1% 5%。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤2)中，所述饲料载体为低蛋白饲料， 选自稻壳粉、小麦粉、全麦粉、核桃壳粉或玉米芯粉中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于步骤2)中，所述饲料载体水分含量为 15%。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤2)中，所述饲料载体与浓缩的L-色氨酸发酵液混合均勻后，混合物料中水分含量为10 50%。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤3)中，所述气流干燥的入口温度为 120°C 180°C，出口温度为 50°C 100°C。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤3)中，所述气流的流速为1 20m/So
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤3)中，所述干燥时间为Is 60s。
10.权利要求1-9任一项所述的方法处理后获得的含有L-色氨酸的混合物料在饲料中的应用，以L-色氨酸计，用量为0. 8-3. Og/kg体重 天；或者以L-色氨酸计，用量占总饲料的重量百分比为0. 06-0. 30%.
全文摘要
本发明公开了一种L-色氨酸发酵液的处理方法，包括以下步骤1)色氨酸发酵液浓缩至色氨酸质量浓度为5％～20％；2)饲料载体与浓缩后的色氨酸发酵液进行混合，搅拌均匀，至色氨酸质量浓度为1％～10％；3)混合物料经气流干燥，含水量控制在6.78％～9.02％，色氨酸质量浓度控制在5％～15％。干燥后的物料可用作混合饲料。本发明采用L-色氨酸发酵液与饲料载体直接进行预混，降低生产成本的同时，还减少了色氨酸发酵液后提取过程中的环境污染，又解决了饲料级色氨酸粉末直接加到饲料中混合不均的问题，同时，采用此处理方法，不需要提取色氨酸成品，降低了生产成本，解决了L-色氨酸发酵液后提取过程中产生大量废液污染环境的问题。
文档编号A23K1/16GK102258125SQ20111023314
公开日2011年11月30日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者戴嘉, 李荣杰 申请人:安徽丰原发酵技术工程研究有限公司