CN103497902B - 刚毛藻综合利用技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种刚毛藻综合开发利用技术，是一种利用刚毛藻生产生物乙醇和高蛋白饲料，减少三废排放的综合利用开发技术。刚毛藻采收后晾干粉碎，经酸或碱预处理后，处理液中添加适量营养盐，可直接进行酵母菌培养，收获高蛋白含量的饲料酵母；处理后残渣中加入适量纤维素酶，并接种酵母菌或霉菌，可得到高蛋白含量的饲料；或者将处理后残渣先加入纤维素酶酶解，酶解液可用于乙醇发酵，酶解后残渣加入适量麸皮，接种霉菌或酵母菌培养，可得到高蛋白含量饲料。本发明所需要的设备简单，操作安全，原料刚毛藻利用率高，三废污染少。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种刚毛藻综合开发利用技术，是一种利用刚毛藻生产生物乙醇和高蛋白饲料，减少三废排放的综合利用开发技术。
(二)背景技术
刚毛藻(空心苔)又俗称“刚丝草、刚毛藻”，是一种常见的绿藻，一年生或多年生。植物体为多细胞分枝的丝状体，附着生长在基质上；有的老年个体因脱离附着物而漂浮；刚毛藻资源量大，生长迅速，是池塘养殖的主要病害之一。由于其生长体系非常发达，可以在较短的时期内，迅速繁殖生长，很快在养殖池塘内占有较大部分的养殖空间，大量吸收底质和水中的营养，影响饵料生物的繁殖，严重时使底质变坏、水变瘦、变清；而且，大量繁殖的刚毛藻还会减少养殖生物的活动区域，严重影响了养殖生物的活动和摄食，有时可引起养殖生物发病和死亡。尤其是夏季高温季节，养殖池塘的水位较浅，水质较清，水温光线过强，最易导致刚毛藻的大量繁殖和滋生。目前多采用人工捞取的方式从养殖池塘中除去。
刚毛藻细胞壁极厚，藻体韧性大，自然条件下很难分解，从水体中捞取的大量藻体堆积在池塘岸边，造成环境污染和资源浪费。刚毛藻食用价值不高，但是其中含有丰富的营养物质，如粗蛋白、粗纤维、多糖和种类丰富的微量元素等。作为一种数量巨大的可再生资源，如能对其进行合理开发利用，不仅可以减少环境污染，而且可以利用其中的蛋白和多糖，还可以充分利用其生产遗弃的粗纤维废渣，变废为宝。
(三)发明内容
本发明的目的是提供一种刚毛藻的开发利用技术，包括刚毛藻预处理、酶解、酵母培养、酒精发酵等工艺有机结合，最大程度地综合利用刚毛藻中的多种成分，制备得到具有极大市场潜力和经济价值的生物乙醇和饲料酵母，减少环境污染，实现资源的综合利用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
(1)刚毛藻采收晾干后机械粉碎，过10-100目筛。
(2)采用稀酸或稀碱法，按照固液比1∶5-1∶30加入1-10％的稀硫酸或氢氧化钠溶液，50-100℃加热10-90min，过滤或离心分离，得到处理液和刚毛藻处理后残渣。
(3)处理液调pH至3.5-7.0，加入适量必须营养盐(硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙等)，接入活化后酵母菌，接种量1-20％，20-35℃培养4-20h，离心或絮凝分离，得到高蛋白含量的饲料酵母。
(4)刚毛藻处理后残渣调pH4.5-5.5，加入10-100倍水，加入10-200U/g纤维素酶，30-60℃酶解1-40h，过滤或离心分离，得酶解液和酶解后残渣。
(5)酶解液调pH3.5-7.0，加入适量必须营养盐，按1-20％接种量接入酒精酵母或啤酒酵母，25-35℃培养10-24h，得乙醇浓度10-13％的发酵液。
(6)酶解后残渣加入适量麸皮，接种酵母菌或霉菌，25-35℃培养10-24h，得到高蛋白含量的饲料。
(7)也可将刚毛藻处理后残渣pH调至4.5-5.5后，接入10-100倍水，加入10-200U/g纤维素酶，同时接种酵母菌或霉菌，25-35℃培养10-24h，得到高蛋白含量的饲料。
(四)附图说明
图1为本发明的实施流程简图。
图中1是刚毛藻采收晾干，2是刚毛藻粉碎过筛，3是酸/碱，4是加热处理，5是过滤或离心分离，6是处理液，7是刚毛藻处理后残渣，8是pH调节，9是营养盐，10是酵母菌，11是酵母菌培养，12是菌体分离，13是饲料酵母，14是pH调节，15是纤维素酶，16是保温酶解，17是过滤或离心分离，18是酶解液，19是酶解后残渣，20是pH调节，21是营养盐，22是接种量接入酒精酵母或啤酒酵母，23是酒精发酵，24是麸皮，25是酵母菌或霉菌，26是菌体培养，27是高蛋白含量饲料，28是纤维素酶，29是酵母菌或霉菌，30是菌体培养，31是高蛋白含量饲料。
(五)具体实施方式
实施例1
刚毛藻采收晾干(1)后机械粉碎，过10-100目筛(2)。按照固液比1∶5-1∶20加入1-5％的稀硫酸(3)，50-100℃加热10-90min(4)，过滤分离(5)，得到处理液(6)和刚毛藻处理后残渣(7)。
处理液(6)调pH至3.5-7.0(8)，加入适量硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙等(9)，接入活化后酵母菌(10)，接种量1-10％，20-35℃培养4-20h(11)，离心分离(12)，分离后得到饲料酵母(13)，其蛋白质含量高于45％。
刚毛藻处理后残渣(7)调pH4.5-5.5(14)，加入10-100倍水，加入10-200U/g纤维素酶(15)，30-60℃酶解1-40h(16)，过滤分离(17)，得酶解液(18)和酶解后残渣(19)。
酶解液(18)调pH3.5-7.0(20)，加入适量蛋白胨和酵母膏(21)，按1-10％接种量接入啤酒酵母(22)，25-35℃培养10-24h(23)，得乙醇浓度10-13％的发酵液。
酶解后残渣(19)加入适量麸皮(24)，接种霉菌(25)，25-35℃培养10-24h(26)，得到高蛋白含量饲料(27)，蛋白含量高于35％。
实施例2
刚毛藻采收晾干(1)后机械粉碎，过10-100目筛(2)。按照固液比1∶5-1∶30加入2-5％氢氧化钠溶液(3)，50-100℃加热10-90min(4)，离心分离(5)，得到处理液(6)和刚毛藻处理后残渣(7)。
处理液(6)调pH至3.5-7.0(8)，加入适量硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙等(9)，接入活化后酵母菌(10)，接种量1-20％，20-35℃培养4-20h(11)，絮凝分离(12)，分离后得到饲料酵母(13)，蛋白含量高于47％。
刚毛藻处理后残渣(7)调pH4.5-5.5(14)，加入10-100倍水，加入10-100U/g纤维素酶(15)，30-60℃酶解1-40h(16)，过滤分离(17)，得酶解液(18)和酶解后残渣(19)。
酶解液(18)调pH3.5-7.0(20)，加入适量硫酸铵和氯化钙(21)，按1-20％接种量接入酒精酵母(22)，25-35℃培养10-24h(23)，得乙醇浓度10-13％左右的发酵液。
酶解后残渣(19)加入适量麸皮(24)，接种酵母菌(25)，25-35℃培养10-24h(26)，得到高蛋白含量饲料(27)，蛋白质含量高于46％。
实施例3
刚毛藻采收晾干(1)后机械粉碎，过10-100目筛(2)。按照固液比1∶5-1∶30加入2-5％氢氧化钠溶液(3)，50-100℃加热10-90min(4)，过滤分离(5)，得到处理液(6)和刚毛藻处理后残渣(7)。
处理液(6)调pH至3.5-7.0(8)，加入适量硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙等(9)，接入活化后酵母菌(10)，接种量1-20％，20-35℃培养4-20h(11)，离心分离(12)，得到饲料酵母(13)，蛋白质含量高于45％。
将刚毛藻处理后残渣(7)pH调至4.5-5.5后(14)，接入10-100倍水，加入10-200U/g纤维素酶(28)，同时接种霉菌(29)，25-35℃培养10-24h(30)，分离后得到高蛋白含量饲料(31)，蛋白质含量高于47％。
Claims (1)
1.一种刚毛藻综合利用技术，其特征在于，包括：
(1)刚毛藻采收晾干后机械粉碎，过10-100目筛；
(2)采用稀酸或稀碱法，按照固液比1∶5-1∶30加入1-10％的稀硫酸或氢氧化钠溶液，50-100℃加热10-90min，过滤或离心分离，得到处理液和刚毛藻处理后残渣；
(3)处理液调pH至3.5-7.0，加入营养盐，接入活化后酵母菌，接种量1-20％，20-35℃培养4-20h，离心或絮凝分离，得到高蛋白含量的饲料酵母；
(4)刚毛藻处理后残渣pH调至4.5-5.5后，接入10-100倍水，加入10-200U/g纤维素酶，同时接种酵母菌或霉菌，25-35℃培养10-24h，得到高蛋白含量的饲料；
或刚毛藻处理后残渣调pH4.5-5.5，加入10-100倍水，加入10-200U/g纤维素酶，30-60℃酶解1-40h，过滤或离心分离，得酶解液和酶解后残渣；
(5)酶解液调pH3.5-7.0，加入营养盐，按1-20％接种量接入酒精酵母或啤酒酵母，25-35℃培养10-24h，得乙醇浓度10-13％的发酵液；
(6)酶解后残渣加入麸皮，接种酵母菌或霉菌，25-35℃培养10-24h，得到高蛋白含量的饲料。
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