CN104164371A

CN104164371A - 一种利用金霉素发酵废液生产酵母粉的方法

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Publication number: CN104164371A
Application number: CN201410368636.1A
Authority: CN
Inventors: 张雪峥; 郭红伟; 李书至; 马德寿; 张惠康; 方孝武; 祝丽娟
Original assignee: ZHUMADIAN HUAZHONG CHIA TAI CO Ltd
Current assignee: ZHUMADIAN HUAZHONG CHIA TAI CO Ltd
Priority date: 2014-07-30
Filing date: 2014-07-30
Publication date: 2014-11-26

Abstract

本发明属于生物发酵法生产金霉素技术领域，具体涉及一种利用金霉素发酵废液生产酵母粉及将生产酵母粉后发酵废液重新利用的方法。该方法包括：（1）取金霉素发酵废液，添加酵母生长营养物，灭菌后，接种酵母菌继续发酵；（2）将步骤（1）发酵后混合物离心，分离出固相和液相，固相干燥即得酵母粉。本发明通过优化金霉素废液发酵生产酵母粉的各个生产环节，通过加入酵母生长的关键营养物，能够获得较好的酵母粉产量，获得酵母粉后的液体还可重新用于金霉素发酵培养基的制备，用于替代部分培养基用水。由于整个生产流程以金霉素发酵废液为生产原料，循环进行，因而在省去废液处理成本的同时，可以取得较好的经济效益，具有较好的经济与社会效益。

Description

一种利用金霉素发酵废液生产酵母粉的方法

技术领域

本发明属于生物发酵法生产金霉素技术领域，具体涉及一种利用金霉素发酵废液生产酵母粉及将生产酵母粉后发酵废液重新利用的方法。

背景技术

现有技术中，针对饲料级金霉素多采用微生物发酵法生产，生产结束后的发酵液经固液分离后，固相用于进一步提取金霉素的半成品，而液相一般弃之不用。然而由于液相中含有大量的可溶性糖、氮及无机盐等营养物质，因而不宜直接排放，需要对其进行进一步的生化处理。据测算，液相中的COD值在25000mg/L左右，BOD值占COD值95%以上，且由于发酵液固液分离过程中还有少量的金霉素半成品残留在液相中，这些因素都为金霉素发酵废液的处理增加了大量的生产成本。而现有技术中，尚无较好的重新利用金霉素发酵废液的方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种利用金霉素发酵废液生产酵母粉的方法，该方法包括以下步骤：

（1）取金霉素发酵废液，添加酵母生长营养物，灭菌后，接种酵母菌继续发酵；

所述酵母生长营养物为，葡萄糖，添加量为0~30g/L；硫酸铵，添加量为0~3 g/L；硫酸镁，添加量为0~1 g/L；磷酸二氢钾，添加量为0~1.2 g/L；

所述酵母菌浓度以10⁸个/mL为例，以体积比计，接种比例为1~2%；

所述发酵的发酵温度为25~35℃，发酵时间为24~72h；

（2）将步骤（1）发酵后混合物离心，分离出固相和液相，固相干燥即得酵母粉；

所述离心为4000r/min离心1~3min。

所述利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，酵母生长营养物添加量为，葡萄糖，27g/L；硫酸铵，2.7g/L；硫酸镁，0.4g/L；磷酸二氢钾，1.2 g/L。

所述利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，液相用于替代40~60%金霉素发酵培养基部分用水。

所述利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，液相用于替代金霉素发酵培养基50%的用水。

本发明所提供的利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，其生产原料为金霉素发酵废液，因而生产原料成本低廉；所添加的酵母生长营养物，来源广泛，成本低廉；所制备的酵母粉用途广泛，经济效益较好。

本发明在生态循环、合理利用各生产原料理念的基础上，重新回收利用金霉素发酵生产废液，通过优化金霉素废液发酵生产酵母粉的各个生产环节，通过加入酵母生长的关键营养物，能够获得较好的酵母粉产量，获得酵母粉后的液体还可重新用于金霉素发酵培养基的制备，用于替代部分培养基用水。由于整个生产流程以金霉素发酵废液为生产原料，循环进行，因而在省去废液处理成本的同时，可以取得较好的经济效益，具有较好的经济与社会效益。

附图说明

图1为本发明主要设计流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。

实施例1-9

本发明的主要设计流程如图1所示，金霉素发酵生产完成后，通过在金霉素发酵废水中合理添加、补充营养物质，接种酵母菌进行发酵培养，发酵培养完成后的酵母菌液经离心分离得到饲料级的酵母粉，而上清液则可以重新返回金霉素发酵生产过程中，从而实现物料的循环利用。本发明一方面可以大量节省金霉素发酵后废液处理费用，另一方可以生产出饲料级的酵母粉，因而具有较为明显的经济与社会效益。

就具体实施例而言，为获得在金霉素发酵废液中补充、添加相应营养物质的最佳配方，申请人做了一些列的组合实验，具体如下：

利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，该方法包括以下步骤：

所述酵母生长营养物包括：葡萄糖、硫酸铵、硫酸镁和磷酸二氢钾，

所述酵母菌的接种按体积比计，酵母菌种浓度以10⁸/mL计，接种比例为2%；

酵母菌以购买于中国工业微生物菌种保藏管理中心，编号CICC1655的酵母菌为例，也可选用其他品种的酵母菌；

所述发酵的发酵温度为30℃，发酵时间为48h。

（2）将步骤（1）发酵后混合物过滤、离心，分离出固相和液相，固相干燥即得酵母粉。

为探讨酵母生长四种营养物对后续酵母发酵影响程度大小及如何设置相应的浓度，发明人对这四种营养物质进行了正交实验验证，以葡萄糖、硫酸铵、硫酸镁和磷酸二氢钾为四因素和三水平设计（四类影响因素的具体浓度设置见下表），共9个处理组，每个处理组设3个重复，装瓶量为100ml/250ml三角瓶，121℃灭菌15min后接种酵母菌菌液，同时以不接菌为对照组，30℃，100r/min摇床培养，培养48h后发酵液用已称重的精密滤纸过滤，滤液保存备用，滤渣进行烘干称重。其中对照组过滤后干重计为m0，则试验组酵母菌干重=滤纸烘干后重量－m0。

正交实验设计、酵母发酵后实验结果及影响因素极差分析综合如下表。

表中K值代表极差，对极差分析可以知道各影响因素对实验结果影响的大小，并最终确定各影响因素的最佳水平。极差K的计算是将某水平上的三个因素对应的结果相加，以横向K1与纵向影响因素A价差的K1-A值计算为例，K1-A值=所有影响因素A添加水平1的组合相加，即2.8+2.1+2.7=7.6。

表中X值=K/3。X值最大对应的水平为该因素的最佳水平。

R值=X（最大值）－X（最小值）的差值，R值越大，表明对最终实验结果的影响越大。

从上表可以看出，对于后续酵母发酵培养，因素A＞因素D＞因素B＞因素C，即从重要性而言，各影响因素的重要性依次如下：葡萄糖＞磷酸二氢钾＞硫酸铵＞MgSO₄。最优结果组合为A3D3B2C1，即为T8组，实施例8。实施例8所生产的酵母菌干重最大，所对应的酵母生长营养物添加配比为：葡萄糖，27g/L，硫酸铵，2.7g/L，MgSO4，0.4g/L，磷酸二氢钾，1.2g/L，因而这也是利用金霉素发酵废液生产酵母粉时，酵母生长营养物的最佳添加配方。

实施例10-22

为继续检验本发明所提出的利用金霉素发酵废液生产酵母粉后废液的继续回收利用，发明人利用实施例1—9生产酵母粉后的发酵废液替代金霉素发酵生产用水做了进一步的实验验证，金霉素发酵生产按现有工艺进行。

首先利用实施例1—9的金霉素发酵废液生产酵母粉后废液分别替代现有金霉素发酵培养基中50%的用水量，作9个处理组。对照组为现有工艺中金霉素发酵培养基用水，即100%自来水。

按现有金霉素发酵生产制备培养基，所用培养基相同条件下，121℃灭菌30min，装瓶量30ml/250ml，接种10%金霉素种子液（V/V），30℃、200r/min摇床培养120h，然后检测金霉素化学效价。

实施例19—22为分别为实验组T1（实施例1）、T2（实施例2）、T5（实施例5）、T7（实施例7）生产酵母粉后废液，代替金霉素发酵培养基中不同比例用水量所获得的发酵效果。

金霉素化学效价的测定方法包括以下步骤：

（1）绘制标准曲线

用金霉素标准品配置不同效价单位的标准液，并用分光光度计在440nm处检验吸光度值，绘制吸光度值—效价对应表；

（2）样品检验

将发酵液离心后取上清液，并用滤纸过滤，滤液在440nm处测定吸光度值，并查找

标准曲线表，在该吸光度值下所对应的效价单位。

具体实验结果如下。

从上表可以看出，实施例14即实验组T5（实施例5）利用金霉素发酵废液生产饲料级酵母粉后的废液替代50%的金霉素发酵培养基用水，所获得金霉素效价与现有工艺相当，而当替代比例的高于50%效果呈下降趋势，综合考虑最佳替代比例为50%。

以上数据表明，以金霉素发酵废液生产饲料级酵母粉后的废液替代50%的金霉素发酵培养基用水具有可行性。由于实施例8即实验组T8在本组对比实验中，替代金霉素发酵培养基用水效果较差，因而综合分析认为，为最大化利用金霉素发酵废液生产酵母粉后的废液，以葡萄糖，17L，硫酸铵，2.7g/L，MgSO₄，1 g/L，磷酸二氢钾，0.4 g/L的比例添加到金霉素发酵废液中作为酵母生长营养物效果最好，按此比例，生产酵母粉后的废液最大可替代现有金霉素生产工艺中金霉素发酵培养基50%用水。

实施例23

为进一步检验本发明的可行性，发明人做了进一步的发酵工程放大实验。

发明人以27M³发酵罐为例进行了放大实验，具体过程如下：

按照实施例5的配方，在金霉素发酵废液中添加相应的酵母生长营养物，27M³发酵罐中定容体积为15M³，121℃、15min灭菌后按1%接种量接种10⁸/mL浓度的酵母菌，发酵罐搅拌速度130r/min，30℃恒温培养48h。然后碟片式离心机离心，对离心后浓液进行喷雾干燥制备饲料级酵母粉，上清液用于替代金霉素发酵培养基用水。经检测称重，共收集酵母菌干重81Kg，折合5.4g/L产量，与实施例5的摇瓶实验结果相一致。

对上述酵母发酵完成后收集的上清液替代50%的金霉素发酵培养基用水，进行进一步的金霉素发酵培养实验，仍然以27M³发酵罐为例，同时加入对照组，对照组金霉素发酵培养基用水完全按现有工艺进行。金霉素发酵按现有工艺进行。发酵完成后，以酵母发酵完成后收集的上清液替代50%的金霉素发酵培养基用水实验组，其产量折合15%的金霉素产量可达2.1T，而对照组产量折合15%的金霉素产量为2.0T，两者相比，产量差别不大，而本发明甚至略有优势，同时也说明放大实验与摇瓶实验结果相一致，本发明具有可行性。

由于对于金霉素发酵废液进行了重新回收利用，因而企业可以节约大量的污水处理费用，同时采用本发明后，可以获得饲料级酵母粉新产品，延长了生产线，而酵母发酵后的废液又可以重新返回金霉素发酵生产体系，因而本发明较好的实现了资源节约、循环利用的目的，具有较好的生产实际应用意义。

Claims

1.一种利用金霉素发酵废液生产酵母粉的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

所述发酵的发酵温度为25~35℃，发酵时间为24~72h；

（2）将步骤（1）发酵后混合物离心，分离出固相和液相，固相干燥即得酵母粉。

2.如权利要求1所述利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，其特征在于，酵母生长营养物添加量为，葡萄糖，27g/L；硫酸铵，2.7g/L；硫酸镁，0.4g/L；磷酸二氢钾，1.2 g/L。

3.如权利要求1所述利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，其特征在于，步骤（2）中所述离心为4000r/min离心3min。

4.如权利要求1所述利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，其特征在于，步骤（2）中的液相用于替代40~70%金霉素发酵培养基部分用水。

5.如权利要求4所述利用金霉素发酵废液生产酵母粉的生产方法，其特征在于，步骤（2）中的液相用于替代50%金霉素发酵培养基部分用水。