CN106119311A - 一种腐乳废水制备高纯蛋氨酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种腐乳废水制备高纯蛋氨酸的方法，属于蛋氨酸制备技术领域。本发明将蛋氨酸为原料制备蛋氨酸营养液，将去离子水、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸铵、无水氯化钙、氯化铁和葡萄糖反应制得空白灭菌培养基，再将酿酒酵母菌接种至空白灭菌培养基上培养并滴加蛋氨酸营养液，制得改性酿酒酵母菌培养基；然后收集腐乳废水滤液与过氧化钠反应得到的滤液与去离子水反应制得无菌稀释液，将无菌稀释液与空白灭菌培养基混合制得的废水改性培养基，与改性酿酒酵母菌培养过滤得滤液，经离心分离收集上层清液蒸发干燥，收集干燥结晶即可得到高纯蛋氨酸。本发明原料易得，制备过程简单，制得的蛋氨酸纯度高、品质好，具有广阔前景。

Description

一种腐乳废水制备高纯蛋氨酸的方法

技术领域

本发明公开了一种腐乳废水制备高纯蛋氨酸的方法，属于蛋氨酸制备技术领域。

背景技术

蛋氨酸，分子式为C₅H₁₁NO₂S，是构成蛋白质的基本单位之一，是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸。蛋氨酸是含硫必需氨基酸，与生物体内各种含硫化合物的代谢密切相关。当缺乏蛋氨酸时，会引起食欲减退、生长减缓或不增加体重、肾脏肿大和肝脏铁堆积等现象，最后导致肝坏死或纤维化。

蛋氨酸还可利用其所带的甲基，对有毒物或药物进行甲基化而起到解毒的作用。因此，蛋氨酸可用于防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝脏疾病，也可用于缓解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物质的毒性反应。

蛋氨酸广泛用于医药、食品、饲料和化妆品等领域，其中作为饲料添加剂的用量很大，全球蛋氨酸的需求量达到了160万吨/年，中国的蛋氨酸2014年蛋氨酸的需求量超过了13万吨，而目前我国除了重庆紫光化工的11万吨蛋氨酸外，我国的蛋氨酸还需要大量的从国外进口。

蛋氨酸巨大的市场需求、广阔的发展前景引起我国科研单位、生产企业以及地方政府极大的兴趣，国内企业纷纷计划投资扩建或新建蛋氨酸生产装置，科研机构也在加紧研发规模化的蛋氨酸产业链条，相信在各方面的大力推动下，蛋氨酸产业今后的发展前景是十分光明的。

目前工业化生产蛋氨酸的方法主要为海因法，生产液体蛋氨酸的方法主要为氰醇法。两种方法在生产过程中都会存在蛋氨酸溶液和含盐副产物需要分离的工艺需求，现有生产方法中无有效的脱盐手段，致使产品结晶时大量的盐类物质伴随析出，影响产品的品质和收率。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对现有方法无有效的脱盐手段，致使产品结晶时大量的盐类物质伴随析出，影响产品的品质和收率的问题，提供一种腐乳废水制备高纯蛋氨酸的方法，该方法将葡萄糖、蛋氨酸和去离子水混合加热灭菌制得蛋氨酸营养液；然后将去离子水、磷酸氢二钾、硫酸镁、硝酸铵、无水氯化钙、氯化铁和葡萄糖混合，用碳酸氢钠溶液调节pH值后加热灭菌，制得空白灭菌培养基；再将酿酒酵母菌接种至空白灭菌培养基上培养，而后滴加蛋氨酸营养液，培养制得改性酿酒酵母菌培养基；收集腐乳废水滤液与过氧化钠混合加热，随后过滤收集滤液，将滤液与去离子水混合，调节pH，随后加热制得无菌稀释液；再将无菌稀释液与空白灭菌培养基混合制得的废水改性培养基与改性酿酒酵母菌培养过滤得滤液，经离心分离收集上层清液蒸发至干燥，收集干燥结晶即可得到一种高纯蛋氨酸；本发明通过腐乳废水中含有大量蛋氨酸，溶解至发酵液中，通过培养酵母菌，使其有效吸收并提取高纯蛋氨酸，制得的蛋氨酸纯度高、品质好。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）按重量份数计，分别称量15～20份葡萄糖、2～3份蛋氨酸和45～50份去离子水置于烧杯中，搅拌混合并置于100～110℃下加热灭菌处理10～15min，制备得蛋氨酸营养液，备用；

（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份磷酸氢二钾、5～10份硫酸镁、5～10份硝酸铵、1～2份无水氯化钙、0.1～0.5份氯化铁和15～20份葡萄糖置于烧杯中，搅拌混合并用0.85mol/L的碳酸氢钠溶液调节pH为7.0，随后在100～110℃下油浴加热，灭菌处理10～15min后制备得空白灭菌培养基，备用；

（3）按接种量10%，将酿酒酵母菌接种至上述制备的空白灭菌培养基上，随后在28℃下摇床振荡培养20～24h，随后静置48h，对培养基滴加灭菌培养基总质量10%的上述步骤（1）制备的蛋氨酸营养液，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，再在28℃下培养20～24h，制备得改性酿酒酵母菌培养基，备用；

（4）收集腐乳废水，对其过滤并收集滤液，随后按质量比2:3，将过氧化钠与滤液搅拌混合并置于45～50℃下水浴加热1～2h，随后过滤并收集滤液，按质量比1:5，将滤液与去离子水搅拌混合，并用质量浓度10%柠檬酸调节滤液pH至7.0，随后在100～110℃下油浴加热10～15min，制备得无菌稀释液；

（5）按质量比1:1，将无菌稀释液与步骤（2）制备的空白灭菌培养基搅拌混合，制备得废水改性培养基，随后按接种量10%，将步骤（3）制备的改性酿酒酵母菌接种至废水改性培养基上，控制温度为28℃，在250～300r/min下摇床振荡培养2～3天；

（6）待培养完成后，对废水改性培养基过滤并收集滤液，在16000～18000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并置于65～80℃下旋转蒸发至干燥，收集干燥结晶即可制备得一种腐乳废水制备的高纯蛋氨酸。

本发明的使用方法是：将本发明制得的高纯蛋氨酸作为添加剂，添加到动物饲料中，其中每1kg饲料添加量为0.05～0.2%，经过实验测试，添加了高纯度蛋氨酸制成的动物饲料，动物食用后，成长速度加快，成长周期缩短了15～20%，节约了35～45%的饲料。

本发明的有益效果是：

（1）本发明制备过程简单，生产过程中无盐类物质析出，制得的蛋氨酸纯度高，品质好；

（2）本发明原料易得，制备过程简单，提取方法成本低，适合工业化生产。

具体实施方式

首先按重量份数计，分别称量15～20份葡萄糖、2～3份蛋氨酸和45～50份去离子水置于烧杯中，搅拌混合并置于100～110℃下加热灭菌处理10～15min，制备得蛋氨酸营养液，备用；然后按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份磷酸氢二钾、5～10份硫酸镁、5～10份硝酸铵、1～2份无水氯化钙、0.1～0.5份氯化铁和15～20份葡萄糖置于烧杯中，搅拌混合并用0.85mol/L的碳酸氢钠溶液调节pH为7.0，随后在100～110℃下油浴加热，灭菌处理10～15min后制备得空白灭菌培养基，备用；再按接种量10%，将酿酒酵母菌接种至上述制备的空白灭菌培养基上，随后在28℃下摇床振荡培养20～24h，随后静置48h，对培养基滴加灭菌培养基总质量10%的上述步骤制备的蛋氨酸营养液，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，再在28℃下培养20～24h，制备得改性酿酒酵母菌培养基，备用；而后收集腐乳废水，对其过滤并收集滤液，随后按质量比2:3，将过氧化钠与滤液搅拌混合并置于45～50℃下水浴加热1～2h，随后过滤并收集滤液，按质量比1:5，将滤液与去离子水搅拌混合，并用质量浓度10%柠檬酸调节滤液pH至7.0，随后在100～110℃下油浴加热10～15min，制备得无菌稀释液；再按质量比1:1，将无菌稀释液与上述步骤制备的空白灭菌培养基搅拌混合，制备得废水改性培养基，随后按接种量10%，将上述步骤制备的改性酿酒酵母菌接种至废水改性培养基上，控制温度为28℃，在250～300r/min下摇床振荡培养2～3天；最后待培养完成后，对废水改性培养基过滤并收集滤液，在16000～18000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并置于65～80℃下旋转蒸发至干燥，收集干燥结晶即可制备得一种腐乳废水制备的高纯蛋氨酸。

实例1

首先按重量份数计，分别称量15份葡萄糖、2份蛋氨酸和45份去离子水置于烧杯中，搅拌混合并置于100℃下加热灭菌处理10min，制备得蛋氨酸营养液，备用；然后按重量份数计，分别称量45份去离子水、10份磷酸氢二钾、5份硫酸镁、5份硝酸铵、1份无水氯化钙、0.1份氯化铁和15份葡萄糖置于烧杯中，搅拌混合并用0.85mol/L的碳酸氢钠溶液调节pH为7.0，随后在100℃下油浴加热，灭菌处理10min后制备得空白灭菌培养基，备用；再按接种量10%，将酿酒酵母菌接种至上述制备的空白灭菌培养基上，随后在28℃下摇床振荡培养20h，随后静置48h，对培养基滴加灭菌培养基总质量10%的上述步骤制备的蛋氨酸营养液，控制滴加时间为10min，待滴加完成后，再在28℃下培养20h，制备得改性酿酒酵母菌培养基，备用；而后收集腐乳废水，对其过滤并收集滤液，随后按质量比2:3，将过氧化钠与滤液搅拌混合并置于45℃下水浴加热1h，随后过滤并收集滤液，按质量比1:5，将滤液与去离子水搅拌混合，并用质量浓度10%柠檬酸调节滤液pH至7.0，随后在100℃下油浴加热10min，制备得无菌稀释液；再按质量比1:1，将无菌稀释液与上述步骤制备的空白灭菌培养基搅拌混合，制备得废水改性培养基，随后按接种量10%，将上述步骤制备的改性酿酒酵母菌接种至废水改性培养基上，控制温度为28℃，在250r/min下摇床振荡培养3天；最后待培养完成后，对废水改性培养基过滤并收集滤液，在16000r/min下离心分离10min，收集上层清液并置于65℃下旋转蒸发至干燥，收集干燥结晶即可制备得一种腐乳废水制备的高纯蛋氨酸。

本实例方法简单易行，使用时，将本发明制得的高纯蛋氨酸作为添加剂，添加到动物饲料中，其中每1kg饲料添加量为0.05%，经过实验测试，添加了高纯度蛋氨酸制成的动物饲料，动物食用后，成长速度加快，成长周期缩短了15%，节约了35%的饲料。

实例2

首先按重量份数计，分别称量18份葡萄糖、2.5份蛋氨酸和48份去离子水置于烧杯中，搅拌混合并置于105℃下加热灭菌处理13min，制备得蛋氨酸营养液，备用；然后按重量份数计，分别称量48份去离子水、13份磷酸氢二钾、8份硫酸镁、8份硝酸铵、1.5份无水氯化钙、0.3份氯化铁和18份葡萄糖置于烧杯中，搅拌混合并用0.85mol/L的碳酸氢钠溶液调节pH为7.0，随后在105℃下油浴加热，灭菌处理13min后制备得空白灭菌培养基，备用；再按接种量10%，将酿酒酵母菌接种至上述制备的空白灭菌培养基上，随后在28℃下摇床振荡培养22h，随后静置48h，对培养基滴加灭菌培养基总质量10%的上述步骤制备的蛋氨酸营养液，控制滴加时间为13min，待滴加完成后，再在28℃下培养22h，制备得改性酿酒酵母菌培养基，备用；而后收集腐乳废水，对其过滤并收集滤液，随后按质量比2:3，将过氧化钠与滤液搅拌混合并置于48℃下水浴加热1.5h，随后过滤并收集滤液，按质量比1:5，将滤液与去离子水搅拌混合，并用质量浓度10%柠檬酸调节滤液pH至7.0，随后在105℃下油浴加热13min，制备得无菌稀释液；再按质量比1:1，将无菌稀释液与上述步骤制备的空白灭菌培养基搅拌混合，制备得废水改性培养基，随后按接种量10%，将上述步骤制备的改性酿酒酵母菌接种至废水改性培养基上，控制温度为28℃，在275r/min下摇床振荡培养2.5天；最后待培养完成后，对废水改性培养基过滤并收集滤液，在17000r/min下离心分离13min，收集上层清液并置于73℃下旋转蒸发至干燥，收集干燥结晶即可制备得一种腐乳废水制备的高纯蛋氨酸。

本实例方法简单易行，使用时，将本发明制得的高纯蛋氨酸作为添加剂，添加到动物饲料中，其中每1kg饲料添加量为0.15%，经过实验测试，添加了高纯度蛋氨酸制成的动物饲料，动物食用后，成长速度加快，成长周期缩短了18%，节约了40%的饲料。

实例3

首先按重量份数计，分别称量20份葡萄糖、3份蛋氨酸和50份去离子水置于烧杯中，搅拌混合并置于110℃下加热灭菌处理15min，制备得蛋氨酸营养液，备用；然后按重量份数计，分别称量50份去离子水、15份磷酸氢二钾、10份硫酸镁、10份硝酸铵、2份无水氯化钙、0.5份氯化铁和20份葡萄糖置于烧杯中，搅拌混合并用0.85mol/L的碳酸氢钠溶液调节pH为7.0，随后在110℃下油浴加热，灭菌处理15min后制备得空白灭菌培养基，备用；再按接种量10%，将酿酒酵母菌接种至上述制备的空白灭菌培养基上，随后在28℃下摇床振荡培养24h，随后静置48h，对培养基滴加灭菌培养基总质量10%的上述步骤制备的蛋氨酸营养液，控制滴加时间为15min，待滴加完成后，再在28℃下培养24h，制备得改性酿酒酵母菌培养基，备用；而后收集腐乳废水，对其过滤并收集滤液，随后按质量比2:3，将过氧化钠与滤液搅拌混合并置于50℃下水浴加热2h，随后过滤并收集滤液，按质量比1:5，将滤液与去离子水搅拌混合，并用质量浓度10%柠檬酸调节滤液pH至7.0，随后在110℃下油浴加热15min，制备得无菌稀释液；再按质量比1:1，将无菌稀释液与上述步骤制备的空白灭菌培养基搅拌混合，制备得废水改性培养基，随后按接种量10%，将上述步骤制备的改性酿酒酵母菌接种至废水改性培养基上，控制温度为28℃，在300r/min下摇床振荡培养3天；最后待培养完成后，对废水改性培养基过滤并收集滤液，在18000r/min下离心分离15min，收集上层清液并置于80℃下旋转蒸发至干燥，收集干燥结晶即可制备得一种腐乳废水制备的高纯蛋氨酸。

本实例方法简单易行，使用时，将本发明制得的高纯蛋氨酸作为添加剂，添加到动物饲料中，其中每1kg饲料添加量为0.2%，经过实验测试，添加了高纯度蛋氨酸制成的动物饲料，动物食用后，成长速度加快，成长周期缩短了20%，节约了45%的饲料。

Claims (1)

1.一种腐乳废水制备高纯蛋氨酸的方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）按重量份数计，分别称量15～20份葡萄糖、2～3份蛋氨酸和45～50份去离子水置于烧杯中，搅拌混合并置于100～110℃下加热灭菌处理10～15min，制备得蛋氨酸营养液，备用；

（2）按重量份数计，分别称量45～50份去离子水、10～15份磷酸氢二钾、5～10份硫酸镁、5～10份硝酸铵、1～2份无水氯化钙、0.1～0.5份氯化铁和15～20份葡萄糖置于烧杯中，搅拌混合并用0.85mol/L的碳酸氢钠溶液调节pH为7.0，随后在100～110℃下油浴加热，灭菌处理10～15min后制备得空白灭菌培养基，备用；

（3）按接种量10%，将酿酒酵母菌接种至上述制备的空白灭菌培养基上，随后在28℃下摇床振荡培养20～24h，随后静置48h，对培养基滴加灭菌培养基总质量10%的上述步骤（1）制备的蛋氨酸营养液，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，再在28℃下培养20～24h，制备得改性酿酒酵母菌培养基，备用；

（4）收集腐乳废水，对其过滤并收集滤液，随后按质量比2:3，将过氧化钠与滤液搅拌混合并置于45～50℃下水浴加热1～2h，随后过滤并收集滤液，按质量比1:5，将滤液与去离子水搅拌混合，并用质量浓度10%柠檬酸调节滤液pH至7.0，随后在100～110℃下油浴加热10～15min，制备得无菌稀释液；

（5）按质量比1:1，将无菌稀释液与步骤（2）制备的空白灭菌培养基搅拌混合，制备得废水改性培养基，随后按接种量10%，将步骤（3）制备的改性酿酒酵母菌接种至废水改性培养基上，控制温度为28℃，在250～300r/min下摇床振荡培养2～3天；

（6）待培养完成后，对废水改性培养基过滤并收集滤液，在16000～18000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并置于65～80℃下旋转蒸发至干燥，收集干燥结晶即可制备得一种腐乳废水制备的高纯蛋氨酸。