一种四环素菌渣的循环利用方法
【专利摘要】本发明涉及一种四环素菌渣的循环利用方法，该方法将四环素菌渣二次发酵液或其酶解液或酶解液分离制成的浸膏作为四环素发酵体系中酵母粉或玉米浆等有机氮源的替代物，从而减少了四环素发酵废渣排放量，达到菌渣的循环利用目的。通过本发明的方法可降低菌渣处理成本，降低四环素发酵的原材料成本，同时提高了发酵水平。与现有的四环素发酵工艺相比，在发酵工艺控制过程不变的情况下，本发明生长160～180hr放罐，效价31000～32500u/ml，发酵效价提高8%以上，降低成本30%以上，使用大量四环素菌渣，减少排放量。
【专利说明】一种四环素菌渣的循环利用方法【技术领域】
[0001]本发明涉及生物与医药【技术领域】，特别是涉及一种四环素菌渣的循环利用方法。【背景技术】
[0002]菌渣是抗生素生产过程中产生的含有剩余培养基及破碎菌丝体的废物，在四环素发酵生产过程中产生大量的菌渣，其是以淀粉、黄豆饼粉、酵母粉等有机碳氮源经发酵过程后产生的废渣，除含有大量的水分外，四环素菌渣中含有丰富的碳源、氮源、维生素、微量元素等营养物质，干物质占30%以上，总糖占15%以上，氮类物质占50%以上(干基计)，但由于其残留的抗生素及代谢中间产物等的影响，四环素菌渣不仅是一种营养物质同时又是一种特殊的危险废弃物，如 果得不到合理的处置，会给人类健康及生态环境安全带来危害，其危害具有隐蔽性和滞后性等特点。
[0003]中国专利《一种四环素菌渣的处理方法》(申请号为201310527166.4)提供了一种四环素菌渣的二次发酵方法，通过这种无害化处理方式可以得到营养丰富的有机氮源，该专利中提示了可将这种有机氮源作为四环素发酵过程中酵母粉或玉米浆的替代物或干燥后作为饲料或肥料使用，达到菌渣的循环利用，减少菌渣排放，变废为宝，节约成本的效果。但是在该专利中没有就这种有机氮源物质的具体应用方式进行阐述，尤其是如果将其回用到四环素发酵体系中，可行性如何？对发酵效价是否有影响？什么样的条件可以达到提高发酵效价的要求？目前，对四环素菌渣的循环利用的研究基本无可借鉴的成熟技术。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种充分利用四环素废渣，减少四环素发酵废渣排放量，达到菌渣的循环利用目的，降低菌渣处理成本，降低四环素发酵的原材料成本，提高发酵水平的四环素菌渣的循环利用方法。
[0005]为实现上述发明目所采取的技术方案为:
一种四环素菌渣的循环利用方法，其特征是:将灭活后的四环素菌渣二次发酵液作为四环素发酵系统中发酵培养基及补料培养基的原料组成部分，其中
发酵培养基组成为:淀粉6~8%，黄豆饼粉1.5~2.5%，灭活后的四环素菌渣二次发酵液(折干):2.0~3.0%,玉米浆1.0~1.5%,磷酸二氢钾0.02~0.04%,碳酸钙0.5~0.7%,硫酸铵0.6~0.8%,溴化钠0.15~0.25% ；
补料培养基组成为:淀粉35~50%，灭活后的四环素菌渣的二次发酵液(折干):1.0~
2.0%,碳酸钙0.5~0.7%,溴化钠0.1~0.2% ；
上述比例以质量体积比计。
[0006]一种四环素菌渣的循环利用方法，其特征是:将四环素菌渣二次发酵液酶解处理后作为四环素发酵系统中发酵培养基及补料培养基的原料组成部分，其中
发酵培养基组成为:淀粉6~9%，黄豆饼粉2~2.5%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液(折干):2.0~3.0%,磷酸二氢钾0.03~0.06%,碳酸钙0.5~0.7%,硫酸铵0.6~0.8%,溴化钠 0.15-0.25% ；
补料培养基组成为:淀粉35~50%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液(折干):1.5~
2.0%,碳酸钙0.5~0.7%,溴化钠0.1~0.2% ；
上述比例以质量体积比计。
[0007]一种四环素菌渣的循环利用方法，其特征是:将四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏作为四环素发酵系统中种子培养基、发酵培养基及补料培养基的原料组成部分，其中
种子培养基组成为:淀粉3~5%，黄豆饼粉1.5~3%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏(折干)0.8~1.2%,磷酸二氢钾0.01~0.025%,碳酸钙0.2~0.4%,硫酸铵0.4~0.6% ；
发酵培养基组成为:淀粉6~9%，黄豆饼粉1.5~2.0%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏(折干):1.5~3.0%,磷酸二氢钾0.03~0.06%,碳酸钙0.5~0.7%，硫酸铵0.6~0.8%,溴化钠0.15~0.25% ；
补料培养基的组成:淀粉35~50%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏(折干):1.0~1.5%，碳酸钙0.5~0.7%,溴化钠0.1~0.2%。
[0008]现有的四环素发酵采用二级发酵，发酵过程中根据发酵液残糖水平补入碳氮混合物，根据PH水平补入氨水。其中 种子培养基配方(质量体积比):淀粉3~5%，黄豆饼粉1.5~3%，酵母粉0.5~1.5%，玉米浆0.5~1.0%,磷酸二氢钾0.01~0.025%,碳酸钙0.2~0.4%,硫酸铵0.4~0.6%。
[0009]种子培养条件:温度30~33°C，通气量1: 1.2~1.5V/V/min,搅拌，生长约26~30hr移入发酵培养基。
[0010]发酵培养基配方(质量体积比):淀粉7~10%，黄豆饼粉2~3.5%，酵母粉0.5~
2.0%,玉米浆1.5~3.0%,磷酸二氢钾0.01~0.02%,碳酸钙0.5~0.7%,硫酸铵0.6~0.8%,溴化钠 0.15 ~0.25%。
[0011]发酵培养条件:温度30~33°C，通气量1:1.2~1.5V/V/min，搅拌，控制溶氧20~50%,发酵过程根据残糖浓度补入碳氮混合物，控制发酵液残糖在4.0~2.5%左右，根据PH补入氨水，控制PH在5.6~6.0。
[0012]碳氮混合物配比(质量体积比):淀粉35~50%，酵母粉0.2~0.5%，玉米浆1.0~
2.5%,碳酸钙0.5~0.7%,溴化钠0.1~0.2%ο
[0013]通过上述工艺最终发酵培养160~180hr放罐，效价27000~29000u/ml。
[0014]本发明通过将四环素菌渣进行二次发酵，使菌渣中的蛋白及总糖类物质得以降解，并培养大量酵母菌，再经处理后得到一种氨基酸含量丰富的有机氮源，将其回用于四环素发酵体系中，作为四环素发酵过程中酵母粉或玉米浆等有机氮源的替代物，从而减少了四环素发酵废渣排放量，达到菌渣的循环利用目的。通过本发明的方法可降低菌渣处理成本，降低四环素发酵的原材料成本，同时提高了发酵水平。与现有的四环素发酵工艺相比，在发酵工艺控制过程不变的情况下，本发明生长160~180hr放罐，效价31000~32500u/ml，发酵效价提高8%以上，降低成本30%以上，使用大量四环素菌渣，减少排放量。
【具体实施方式】[0015]对比实施例1:
种子培养基配方(质量体积比):淀粉4.0%，黄豆饼粉2.8%，酵母粉1.3%，玉米浆0.7%，磷酸二氢钾0.01%，碳酸钙0.38%，硫酸铵0.5%。
[0016]将四环素菌种的斜面孢子接入灭菌好的种子培养基中按如下条件培养:
温度33°C，通气量1: 1.4V/V/min,搅拌，生长约29hr移入发酵培养基。
[0017]发酵培养基配方(质量体积比):淀粉8.5%,黄豆饼粉3.0%，酵母粉1.8%，玉米浆
2.5%,磷酸二氢钾0.01%,碳酸钙0.6%,硫酸铵0.7%，溴化钠0.2%。
[0018]发酵培养条件:温度33°C，60hr降温至32°C，通气量1: 1.3V/V/min,搅拌，控制溶氧20-50%，发酵过程根据残糖浓度补入碳氮混合物，控制发酵液残糖在3.5-2.5%，根据PH补入氨水，控制PH在5.7-5.9。
[0019]碳氮混合物配比(质量体积比):淀粉40%，酵母粉0.5%，玉米浆2.0%，碳酸钙0.6%,溴化钠0.15%。
[0020]发酵培养170hr放罐，效价28930u/ml。
[0021]对比实施例2:
种子培养基配方(质量体积比):淀粉3.5%,黄豆饼粉2.5%，酵母粉1.2%，玉米浆0.8%，磷酸二氢钾0.015%，碳酸钙0.4%，硫酸铵0.5%。
[0022]将四环素菌种的斜面孢子接入灭菌好的种子培养基中按如下条件培养:
温度32°C，通气量1: 1.4V/V/min,搅拌，生长约30hr移入发酵培养基。
[0023]发酵培养基配方(质量体积比):淀粉8.0%,黄豆饼粉2.5%，酵母粉1.5%，玉米浆
2.8%,磷酸二氢钾0.015%,碳酸钙0.65%,硫酸铵0.6%，溴化钠0.25%。
[0024]发酵培养条件:温度33°C，70hr降温至32°C，通气量1: 1.4V/V/min,搅拌，控制溶氧30-50%，发酵过程根据残糖浓度补入碳氮混合物，控制发酵液残糖在4.0-3.0%,根据PH补入氨水，控制PH在5.7-5.9。
[0025]碳氮混合物配比:淀粉38%，酵母粉0.8%，玉米浆1.8%，碳酸钙0.6%,溴化钠0.15% 发酵培养170hr放罐，效价29080u/ml。
[0026]实施例1:
四环素菌渣经二次发酵、酶解后所得的四环素菌渣二次发酵的酶解液中游离氨基酸总量 4280mg/100ml。
[0027]种子培养基配比(质量体积比):淀粉3.5%,黄豆饼粉2.5%，酵母粉1.0%，玉米浆0.75%,磷酸二氢钾0.015%,碳酸钙0.3%,硫酸铵0.5%。
[0028]将四环素菌种的斜面孢子接入灭菌好的种子培养基中按如下条件培养:
温度33°C，通气量1: 1.3V/V/min,搅拌，生长约28hr移入发酵培养基。
[0029] 发酵培养基配方(质量体积比):淀粉7%，黄豆饼粉2%，四环素菌渣二次发酵的酶解液浙干):2.8%，磷酸二氢钾0.03%，碳酸钙0.5%，硫酸铵0.6%，溴化钠0.15%。
[0030]补料培养基(质量体积比):淀粉40%，四环素菌渣二次发酵的酶解液(折干):1.5%，碳酸钙0.5%，溴化钠0.15%。
[0031]其他条件同现有的四环素发酵工艺，发酵过程中根据发酵液残糖控制碳氮源混合物，生长168hr放罐，效价30680u/ml，发酵效价提高6%以上，降低成本22%以上，使用大量四环素菌渣，减少菌渣排放量。[0032]实施例2:
四环素菌渣经二次发酵酶解后浓缩的浸膏氨基酸总量7650mg/100ml。
[0033]种子培养基配方(质量体积比):淀粉3.5%,黄豆饼粉2.0%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏(折干)1.0%，磷酸二氢钾0.015%，碳酸钙0.35%,硫酸铵
0.5%。
[0034]将四环素菌种的斜面孢子接入灭菌好的种子培养基中按如下条件培养:
温度32°C，通气量1: 1.2V/V/min,搅拌，生长约7hr移入发酵培养基。
[0035]发酵培养基配方(质量体积比):淀粉8.0%,黄豆饼粉1.7%，菌渣二次发酵分离浓缩浸膏(折干):2.8%，磷酸二氢钾0.04%,碳酸钙0.65%,硫酸铵0.6%，溴化钠0.2%。
[0036]补料培养基(质量体积比):淀粉45%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏(折干):1.25%，碳酸钙0.55%,溴化钠0.15%。
[0037]其他条件同现有的四环素发酵工艺，发酵过程中根据发酵液残糖控制碳氮源混合物，生长166hr放罐，效价32240u/ml，发酵效价提高10%以上，降低成本30%以上，使用大量四环素菌渣，减少菌渣排放量。
[0038]实施例3
四环素菌渣经二次发酵灭活后所得四环素菌渣二次发酵液中游离氨基酸总量1568mg/100ml。
[0039]种子培养基配比(质量体积比):淀粉3.5%,黄豆饼粉2.5%，酵母粉1.0%，玉米浆
0.75%,磷酸二氢钾0.015%,碳酸钙0.3%,硫酸铵0.5%。
[0040]将四环素菌种的斜面孢子接入灭菌好的种子培养基中按如下条件培养:
温度33°C，通气量1: 1.3V/V/min,搅拌，生长约28hr移入发酵培养基。
[0041]发酵培养基配方(质量体积比):淀粉6%，黄豆饼粉1.5%，四环素菌渣二次发酵液(折干):3.0%，玉米浆1.0%，磷酸二氢钾0.03%,碳酸钙0.5%,硫酸铵0.6%，溴化钠0.15%
补料培养基(质量体积比):淀粉35%，四环素菌渣二次发酵液(折干):1.0%，碳酸钙
0.5%,溴化钠 0.15%。
[0042]发酵培养条件:温度33°C，70hr降温至32°C，通气量1: 1.4V/V/min,搅拌，控制溶氧30-50%,根据发酵液残糖控制碳氮源混合物,生长168hr放罐,效价31420u/ml,发酵效价提高8%以上，降低成本25%以上，使用大量四环素菌渣，减少菌种排放量。
[0043]实施例4
四环素菌渣经二次发酵灭活后所得的四环素菌渣二次发酵液中游离氨基酸总量1760mg/100ml。
[0044]种子培养基:淀粉3.0%,黄豆饼粉2.2%，酵母粉1.2%，玉米浆0.6%,磷酸二氢钾
0.01%,碳酸钙0.3%,硫酸铵0.5%。
[0045]将四环素菌种的斜面孢子接入灭菌好的种子培养基中按如下条件培养:
温度33°C，通气量1: 1.3V/V/min,搅拌，生长约27hr移入发酵培养基。
[0046]发酵培养基配方:淀粉8%，黄豆饼粉2.5%，四环素菌渣二次发酵液的灭活液(折干):2.0%，玉米浆 1.5%，磷酸二氢钾0.02%,碳酸钙0.6%,硫酸铵0.7%，溴化钠0.2%。
[0047]补料培养基:淀粉45%，四环素菌渣二次发酵液的灭活液(折干):2.0%，碳酸钙
0.7%,溴化钠 0.2%。[0048]发酵培养条件:温度33°C，60hr降温至32°C，通气量1: 1.4V/V/min,搅拌，控制溶氧30-50%,根据发酵液残糖控制碳氮源混合物,生长168hr放罐,效价30850u/ml,发酵效价提高6%以上，降低成本20%以上，使用大量四环素菌渣，减少菌种排放量。
[0049]上述实施例中，四环素菌渣二次发酵液、四环素菌渣二次发酵液的酶解液均采用中国专利《一种四环素菌渣的处理方法》(申请号为201310527166.4)的方法获得。将四环素菌渣二次发酵液的酶解 液进行固液分离后，所得液体通过浓缩获得浸膏。
【权利要求】
1.一种四环素菌渣的循环利用方法，其特征是:将灭活后的四环素菌渣二次发酵液作为四环素发酵系统中发酵培养基及补料培养基的原料组成部分，其中 发酵培养基组成为:淀粉6~8%，黄豆饼粉1.5~2.5%，灭活后的四环素菌渣二次发酵液(折干):2.0~3.0%,玉米浆1.0~1.5%,磷酸二氢钾0.02~0.04%,碳酸钙0.5~0.7%,硫酸铵0.6~0.8%,溴化钠0.15~0.25% ； 补料培养基组成为:淀粉35~50%，灭活后的四环素菌渣的二次发酵液(折干):1.0~2.0%,碳酸钙0.5~0.7%,溴化钠0.1~0.2% ； 上述比例以质量体积比计。
2.—种四环素菌渣的循环利用方法，其特征是:将四环素菌渣二次发酵液酶解处理后作为四环素发酵系统中发酵培养基及补料培养基的原料组成部分，其中 发酵培养基组成为:淀粉6~9%，黄豆饼粉2~2.5%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液(折干):2.0~3.0%,磷酸二氢钾0.03~0.06%,碳酸钙0.5~0.7%,硫酸铵0.6~0.8%,溴化钠 0.15-0.25% ； 补料培养基组成为:淀粉35~50%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液(折干):1.5~2.0%,碳酸钙0.5~0.7%,溴化钠0.1~0.2% ； 上述比例以质量体积比计。
3.一种四环素菌渣的循环利用方法，其特征是:将四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏作为四环素发酵系统中种子培养基、发酵培养基及补料培养基的原料组成部分，其中 种子培养基组成为:淀粉3~5%，黄豆饼粉1.5~3%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏(折干)0.8~1.2%,磷酸二氢钾0.01~0.025%,碳酸钙0.2~0.4%,硫酸铵0.4~0.6% ； 发酵培养基组成为:淀粉6~9%，黄豆饼粉1.5~2.0%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏(折干):1.5~3.0%,磷酸二氢钾0.03~0.06%,碳酸钙0.5~0.7%，硫酸铵0.6~0.8%,溴化钠0.15~0.25% ； 补料培养基的组成:淀粉35~50%，四环素菌渣二次发酵液的酶解液分离后制成的酵母浸膏(折干):1.0~1.5%，碳酸钙0.5~0.7%,溴化钠0.1~0.2%。
【文档编号】C12P29/00GK103966298SQ201410221646
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】郭海燕, 李学兵, 孙瑞君, 胡晓玲, 马玉龙, 盛雪, 张志
申请人:宁夏启元药业有限公司