專利名稱：：一種生物氮素及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種生物氮素及其制備方法和應用，具體地說是一種可作為微生物發(fā)酵新氮源的生物氮素及其制備方法和應用。
背景技術：
：目前生產(chǎn)抗生素/維生素主要是采用微生物發(fā)酵法進行生物合成。其在生產(chǎn)發(fā)酵過程中需要消耗大量的氮源(如玉米漿、玉米蛋白粉、花生餅粉、黃豆餅粉等)，同時又有會產(chǎn)生大量的廢菌渣。在中國，每年因生物發(fā)酵而產(chǎn)生的廢菌渣達數(shù)十萬噸。多年來，生物發(fā)酵廢菌渣一直作為工業(yè)廢渣而被丟棄。由于廢菌渣內(nèi)含有大量的蛋白質(zhì)、磷、豐富的維生素、氨基酸及培養(yǎng)基殘留物，因此,丟棄廢菌渣不僅造成大量的資源浪費，同時也導致了嚴重的環(huán)境污染。尤其抗生素發(fā)酵廢菌渣中殘存的抗生素效價及其降解物，給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重的潛在性危害，它已被國際社會視為抗生素生產(chǎn)的主要公害之一。為了避免廢菌渣的浪費，人們長期以來一直在致力于將廢菌渣用于飼料或飼料添加劑的研究。如上海第三制藥廠1957年即開始研發(fā)將四環(huán)素菌渣曬干作飼料添加劑。80年代末期，國內(nèi)抗生素生產(chǎn)企業(yè)均將廢菌渣簡單晾曬后，用作蛋白飼料或添加劑。CN1089440專利公開的一種菌體蛋白飼料，也是以廢菌渣為主原料，配備其他輔助營養(yǎng)料，并以生物發(fā)酵工藝將廢菌渣殘存的大分子纖維、木質(zhì)素降解為小分子的營養(yǎng)代謝物質(zhì)，從而提供一種可替代糧食的飼料。然而，菌渣飼料中抗生素殘留在動物體內(nèi)的富集，會影響到人類本身，并使人體產(chǎn)生耐藥性。隨著人們對合理使用抗生素的重視，使這種動物飼料受到質(zhì)疑。因此，如何經(jīng)濟、安全、有效地利用抗生素/維生素廢菌渣成為當前抗生素/維生素發(fā)酵行業(yè)研究人員關注和研究探索的焦點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一就是要提供一種新型氮源，即一種生物氮素，以有效、安全地利用抗生素/維生素廢菌渣，同時以此為氮源來補充、替代普通氮源，降低抗生素/維生素的制造成本。本發(fā)明的目的之二就是要提供一種上述生物氮素的制備方法。本發(fā)明的目的之三就是要提供一種上述生物氮素在同品種抗生素/維生素發(fā)酵培養(yǎng)基中的應用。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明所提供的生物氮素，是以生產(chǎn)抗生素/維生素過程中產(chǎn)生的廢菌渣為原料，經(jīng)瞬時高溫干燥制成的，其蛋白質(zhì)含量》45%，水分《8%,磷含量510mg/g。本發(fā)明所提供的生物氮素的制備方法包括以下步驟a、將生產(chǎn)抗生素/維生素過程中產(chǎn)生的新鮮廢菌渣倒入發(fā)酵池內(nèi)，使其自然發(fā)酵2小時以上，攪拌成糊狀物。b、將糊狀物瞬時高溫干燥，控制溫度在14020(TC，收集干燥物料。本發(fā)明方法在瞬時高溫干燥時，最好采用滾筒式刮板干燥機，以保證所制產(chǎn)品蛋白含量高，營養(yǎng)成分不受損。本發(fā)明所提供的生物氮素，屬于廢物利用，其作為氮源可10%100%替代同品種發(fā)酵培養(yǎng)基中所需的普通氮源原材料(如以青霉素菌廢菌渣為原料制成的生物氮素可替代青霉素菌發(fā)酵工藝中所需的玉米蛋白粉；以土霉素菌廢菌渣為原料制成的生物氮素可替代土霉素菌發(fā)酵工藝中所需的黃豆餅粉等)，由此大大降低了抗生素/維生素的制造成本。本發(fā)明方法工藝流程簡便，易于操作，其瞬時(即一瞬間，約5-60秒鐘)高溫干燥工藝，解決了發(fā)酵廢菌渣常規(guī)處理過程中常常存在的蛋白易腐敗、變性，廢菌渣易焦化、炭化的問題，使所制備的生物氮素可作為氮源用于同品種抗生素/維生素的發(fā)酵培養(yǎng)基中，由此使抗生素/維生素的發(fā)酵廢菌渣有了新用途，即作為一種新氮源在同品種抗生素/維生素的發(fā)酵培養(yǎng)基中得到應用。本發(fā)明的有益之處還在于使抗生素/維生素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢菌渣得到合理、安全的應用，開辟了廢菌渣的一種新的應用領域，建立了一種有效、經(jīng)濟的循環(huán)生產(chǎn)體系，為生物發(fā)酵工業(yè)的清潔生產(chǎn)提供了技術支持。具體實施例方式實施例l:以青霉素菌廢菌渣為原料，制備生物氮素。將新鮮的青霉素廢菌絲8噸，倒入發(fā)酵池中，自然發(fā)酵2小時，用泥漿泵打入滾筒刮板干燥機，溫度控制在140150。C，30-60秒鐘連續(xù)干燥，用50目篩磨粉得到生物蛋白粉(即生物氮素)l噸。其物理性狀蛋白含量51.2%，溶磷8mg/g，水份7.8%，顆粒均勻(50目以下的85%)，黃褐色，味香。實施例2:以土霉素菌廢菌渣為原料，制備生物氮素。將新鮮的土霉素廢菌絲10噸，倒入發(fā)酵池中，自然發(fā)酵4小時，用泥漿泵打入滾筒刮板干燥機，溫度控制在19020(TC，5—IO秒鐘連續(xù)干燥，用100目篩磨粉得到生物蛋白粉1.2噸。物理性狀蛋白含量50.8%，溶磷6mg/g，水份6.5%,顆粒均勻(100目以下的80%)，黃褐色，味香。實施例3:以維生素B,2菌廢菌渣為原料，制備生物氮素。將新鮮的維生素B,2廢菌絲5噸，倒入發(fā)酵池中，自然發(fā)酵8小時，用泥漿泵打入滾筒刮板干燥機，溫度控制在14015(TC，瞬時干燥，用30目篩磨粉得到生物氮素0.7噸。物理性狀蛋白含量48.5%，溶磷6mg/g，水份8.0%，顆粒均勻(30目以下的90%)，黃褐色，味香。實施例4:實施例l所制生物氮素在青霉素發(fā)酵生產(chǎn)中的應用。用實施例l所制生物氮素，替代青霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中的30%的玉米蛋白粉，經(jīng)常規(guī)發(fā)酵、提取等工藝得到青霉素結晶粉。其作為部分氮源用于青霉素發(fā)酵后的技術參數(shù)表l所示表l^批次周期單位指數(shù)提煉收率％結品收率400nm透光率實驗批l147531603.9079.2382.4093.50實驗批2143584493.8577.9583.0394.67實驗批3147582503.8876.8481.6792.48平均145566193.8778.0082.3693.55對照批144568023.9178.9082.1593.67注對照批即培養(yǎng)基中的玉米蛋白粉為100y。。實施例5:實施例3所制生物氮素在維生素B,2發(fā)酵生產(chǎn)中的應用。用實施例3所制生物氮素，替代維生素B,2發(fā)酵培養(yǎng)基中的80y。的玉米蛋白粉，經(jīng)常規(guī)發(fā)酵、提取等工藝等得到維生素B,2結晶粉。其作為部分氮源用于維生素Bu發(fā)酵后的技術參數(shù)如表2所示5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注對照批即培養(yǎng)基中的玉米蛋白粉為100%。實施例6:實施例2所制生物氮素在土霉素發(fā)酵生產(chǎn)中的應用。用實施例2所制生物氮素，替代土霉素發(fā)酵培養(yǎng)基中的100%的黃豆粉，經(jīng)常規(guī)發(fā)酵、提取等工藝等得到土霉素結晶粉。其作為部分氮源用于土霉素發(fā)酵后的技術參數(shù)如表3所示表3<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>注對照批即培養(yǎng)基中的黃豆粉為100%從表l、表2、表3可以看出，本發(fā)明所制的生物氮素，用于部分或全部替代原生產(chǎn)工藝中的普通氮源，其所制備的抗生素或維生素，原工藝(即釆用常規(guī)氮源)其各種技術參數(shù)無顯著性差異。由此表明，本發(fā)明生物氮素完全可以作為一種新氮源用于同品種抗生素/維生素的發(fā)酵培養(yǎng)基中。權利要求1、一種生物氮素，其特征在于它是以生產(chǎn)抗生素/維生素過程中產(chǎn)生的廢菌渣為原料，經(jīng)瞬時高溫干燥制成；其蛋白質(zhì)含量≥45％，水分≤8％，磷含量5～10mg/g。2、一種生物氮素的制備方法，其特征在于它包括以下步驟a、將生產(chǎn)抗生素/維生素過程中產(chǎn)生的新鮮菌渣倒入發(fā)酵池內(nèi)，使其自然發(fā)酵2小時以上，攪拌成糊狀物；b、將糊狀物瞬時高溫干燥，控制溫度在14020(TC，收集干燥物料。3、根據(jù)權利要求2所述的生物氮素的制備方法，其特征在于所說的瞬時高溫干燥，采用滾筒式刮板干燥機進行。4、以生產(chǎn)抗生素/維生素過程中產(chǎn)生的廢菌渣為原料制成的生物氮素在同品種抗生素/維生素發(fā)酵培養(yǎng)基中的應用。全文摘要本發(fā)明公開了一種生物氮素及其制備方法和應用，生物氮素是以生產(chǎn)抗生素/維生素過程中產(chǎn)生的廢菌渣為原料，經(jīng)瞬時高溫干燥制成的，其蛋白質(zhì)含量≥45％，水分≤8％，磷含量5～10mg/g。其制備方法包括以下步驟a.將生產(chǎn)抗生素/維生素過程中產(chǎn)生的新鮮廢菌渣倒入發(fā)酵池內(nèi)，使其自然發(fā)酵2小時以上，攪拌成糊狀物。b.將糊狀物瞬時高溫干燥，控制溫度在140～200℃，收集干燥物料。所制備的生物氮素在同品種抗生素/維生素發(fā)酵培養(yǎng)基中得到應用。本發(fā)明使抗生素/維生素生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢菌渣得到合理、安全的應用，開辟了廢菌渣的一種新的應用領域，建立了一種有效、經(jīng)濟的循環(huán)生產(chǎn)體系，為生物發(fā)酵工業(yè)的清潔生產(chǎn)提供了技術支持。文檔編號C12N1/00GK101463320SQ200710185410公開日2009年6月24日申請日期2007年12月17日優(yōu)先權日2007年12月17日發(fā)明者馮國龍,吳梅月,吳紅云,白雪會申請人:華北制藥集團有限責任公司