CN101999526A

CN101999526A - 一种l-色氨酸废母液的处理方法

Info

Publication number: CN101999526A
Application number: CN2010105663510A
Authority: CN
Inventors: 黄之文; 吴真; 冯杰; 汪坤
Original assignee: Anhui BBCA Fermentation Technology Engineering Research Co Ltd
Current assignee: Anhui BBCA Fermentation Technology Engineering Research Co Ltd
Priority date: 2010-11-24
Filing date: 2010-11-24
Publication date: 2011-04-06

Abstract

本发明公开了一种L-色氨酸废母液的处理方法，包括以下步骤：(1)将L-色氨酸废母液浓缩至L-色氨酸质量浓度为5％～20％(m/m，下同)；(2)将浓缩后的L-色氨酸废母液与饲料载体进行混合，搅拌均匀，使L-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3.26％～5.76％，L-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，既解决了L-色氨酸废母液的处理问题，又创造了经济效益。

Description

一种L-色氨酸废母液的处理方法

技术领域

本发明属于饲料技术领域，具体地说，涉及一种L-色氨酸废母液的处理方法。

背景技术

色氨酸(结构式如图所示)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。

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。色氨酸的代谢产物5-羟基色氨酸在动物体有抗高密度、断奶等应激作用，有促进R-球蛋白的产生、增强机体抗病力的作用。色氨酸还对畜禽行为产生影响，可减少攻击行为，减轻应激反应。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。目前生产色氨酸的成本较高，色氨酸的应用仍受到限制，还只在幼仔饲料中使用。

发酵法生产L-色氨酸的现有工艺是：以大肠杆菌(Escherichiacoli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutanicum)等细菌作生产菌种，直接发酵糖质原料生产色氨酸。发酵液经膜滤、离子交换、脱色、浓缩等工序后冷却，离心分离得到L-色氨酸晶体，母液经再次浓缩，又可析出L-色氨酸晶体。发酵生产L-色氨酸的方法可参考L-色氨酸的应用及生产技术研究进展(胡耀辉等，吉林农业大学学报.2008，30(4)：586-589)、CN 1156180A、CN1844357A。

由于L-色氨酸废母液中存在大量胶体、蛋白、色素、有机杂酸等杂质，虽其中仍含有较高浓度的L-色氨酸(1％～5％)，却不能结晶出合格的产品，废母液如直接排放，造成污染和浪费。如果利用L-色氨酸废母液生产饲料，则既可创造经济效益，又能有效解决废母液的处理问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种L-色氨酸废母液的处理方法。本发明的方法适用于包括但不限于前述文献提及的发酵法生产的L-色氨酸废母液的处理。

本发明所述的L-色氨酸废母液的处理方法包括以下步骤：

(1)将L-色氨酸废母液浓缩至L-色氨酸的质量浓度为5％～20％；

(2)将浓缩后的L-色氨酸废母液与饲料载体进行混合，搅拌均匀，使L-色氨酸的质量浓度为1％～10％；

(3)混合物料经气流干燥，含水量控制在3.26％～5.76％，L-色氨酸的质量浓度控制在5～15％。

在一个优选的技术方案中，步骤(1)所述L-色氨酸废母液为二次浓缩结晶后的L-色氨酸母液。

在一个优选的技术方案中，步骤(1)所述L-色氨酸废母液中，L-色氨酸的质量浓度为0.5％～5％。

在一个优选的技术方案中，步骤(2)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。

在一个优选的技术方案中，步骤(2)所述饲料载体的水分含量为1％～15％，优选为1％～10％。

在一个优选的技术方案中，步骤(2)所述饲料载体与浓缩的L-色氨酸废母液混合均匀后，混合物料中水分含量在10～50％。

在一个优选的技术方案中，步骤(3)所述气流干燥的入口温度为120℃～180℃，出口温度为50℃～100℃，气流流速为1～20m/s。

在一个优选的技术方案中，步骤(3)所述干燥时间为1s～60s。

本发明的L-色氨酸废母液是以大肠杆菌(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，直接发酵糖质原料生产色氨酸，经二次浓缩结晶后剩余的废母液。

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0.8-3.0g/kg体重；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％。

本发明的有益效果如下：

1.较好地解决了L-色氨酸废母液的处理问题。L-色氨酸废母液中含有较高浓度的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(COD＞35000mg/L)，如直接排放，势必对环境造成严重危害。废母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-色氨酸废母液的处理问题，降低L-色氨酸的生产成本，增加收益。

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L-色氨酸的成本较高，由于价格和饲料中L-色氨酸的分析等问题，L-色氨酸的应用仍受到限制，而利用L-色氨酸废母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。

本发明采用L-色氨酸废母液与饲料载体进行预混，既减少了L-色氨酸废母液处理过程中的环境污染，又解决了现有技术中将晶体色氨酸直接加到饲料中混合不均的问题，同时，由于L-色氨酸废母液中有机养料丰富，饲料载体与之混合后，畜禽的适口性大大增加。饲料载体(稻壳粉、小麦粉、全麦粉、核桃壳粉、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。

具体实施方式

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，发酵液经膜滤、离子交换、脱色、浓缩等工序后冷却，离心分离得到L-色氨酸晶体，母液经再次浓缩，又可析出L-色氨酸晶体，废母液用来与饲料载体进行预混。

取L-色氨酸废母液，测定其中L-色氨酸的质量浓度为2.64％，干物的质量浓度为7.51％。通过双效蒸发浓缩系统将该废母液浓缩至L-色氨酸的质量浓度为17.60％，浓缩后的废母液与水分含量为11.56％的稻壳粉进行混合，搅拌均匀，混合物料中L-色氨酸含量为8.43％，水分含量为27.38％。混合物料经气流干燥，入口温度为120℃，出口温度为50℃，干燥时间60s，干燥后物料中L-色氨酸的含量为10.67％，水分含量为3.26％，冷却后得到成品。成品经包装，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，发酵液经板框压滤、离子交换、脱色、浓缩等工序后冷却，离心分离得到L-色氨酸晶体，母液经再次浓缩，又可析出L-色氨酸晶体，废母液用来与饲料载体进行预混。

取L-色氨酸废母液，测定其中L-色氨酸的质量浓度为3.27％，干物的质量浓度为9.53％。通过双效蒸发浓缩系统将该废母液浓缩至L-色氨酸的质量浓度为19.45％，浓缩后的废母液与水分含量为8.72％的小麦粉进行混合，搅拌均匀，混合物料中L-色氨酸含量为7.00％，水分含量为28.41％。混合物料经气流干燥，入口温度为150℃，出口温度为80℃，干燥时间40s，干燥后物料中L-色氨酸的含量为11.96％，水分含量为5.76％，冷却后得到成品。成品经包装，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，发酵液经膜滤、离子交换、脱色、浓缩等工序后冷却，离心分离得到L-色氨酸晶体，母液经再次浓缩，又可析出L-色氨酸晶体，废母液用来与饲料载体进行预混。

取L-色氨酸废母液，测定其中L-色氨酸的质量浓度为1.17％，干物的质量浓度为3.24％。通过双效蒸发浓缩系统将该废母液浓缩至L-色氨酸的质量浓度为12.66％，浓缩后的废母液与水分含量为12.61％的玉米芯粉进行混合，搅拌均匀，混合物料中L-色氨酸含量为8.40％，水分含量为29.20％。混合物料经气流干燥，入口温度为180℃，出口温度为100℃，干燥时间10s，干燥后物料中L-色氨酸的含量为10.96％，水分含量为4.85％，冷却后得到成品。成品经包装，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

实施例2和3制备的含有L-色氨酸的混合物料的用量范围与实施例1的相同。

畜禽对上述混合物料/饲料的适口性大大提高，家禽的产蛋率以及家禽和家畜的体重均有所增加。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种L-色氨酸废母液的处理方法，包括以下步骤：

(1)将L-色氨酸废母液浓缩至L-色氨酸的质量浓度为5％～20％；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述L-色氨酸废母液为二次浓缩结晶后的L-色氨酸母液。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述L-色氨酸废母液中，L-色氨酸的质量浓度为0.5％～5％。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)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。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述饲料载体的水分含量为1％～15％。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述饲料载体与浓缩的L-色氨酸废母液混合均匀后，混合物料中水分含量在10～50％。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述气流干燥的入口温度为120℃～180℃，出口温度为50℃～100℃。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述气流的流速为1～20m/s。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述干燥时间为1s～60s。

10.权利要求1-9任一项所述的方法处理后的含有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0.8-3.0g/kg体重；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％。