專利名稱:產(chǎn)毒藻類脫毒工藝、其產(chǎn)品及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種產(chǎn)毒藻類脫毒工藝、其產(chǎn)品及應(yīng)用，屬于環(huán)保和資源化技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
目前，已被確定為產(chǎn)毒的藻類有20余種，分別屬于藍(lán)藻門、甲藻門、硅藻門、金藻門和綠藻門的16個(gè)屬。能產(chǎn)生毒素的淡水藍(lán)藻大約有11屬25種，占藍(lán)藻水華的25% 70% ;其中易形成水華的常見種有銅綠微囊藻(Microcystis aeruginosa)等。
近年來，研究者對(duì)多種產(chǎn)毒藻類進(jìn)行了毒素分離，同時(shí)對(duì)其化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和毒理進(jìn)行了深入研究。藻毒素的典型代表為微囊藻毒素，該毒素為環(huán)狀七肽肝毒素(Cyclisheptapeptide hepatotoxins),該類毒素中最普遍、含量相對(duì)較多、毒性較大的是主要是MC-LR, MC-RR, MC-YR 等數(shù)種毒素。
動(dòng)物通過直接接觸或飲用含有藻毒素的水而中毒，中毒癥狀主要有昏迷、肌肉痙攣、呼吸急促、腹瀉，中毒嚴(yán)重者在數(shù)小時(shí)至數(shù)天內(nèi)死亡。
目前，國內(nèi)湖泊富營養(yǎng)化情況嚴(yán)重，太湖、滇池、巢湖等幾乎每年都大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間暴發(fā)藍(lán)藻等產(chǎn)毒藻類。打撈產(chǎn)毒藻類數(shù)量巨大，堆放占用土地，藻水中營養(yǎng)鹽和有害物質(zhì)藻毒素容易通過滲漏、徑流回到水體、土壤，造成二次污染，藻毒素還可能進(jìn)入人類食物鏈，因此，如何處置日益增多的打撈產(chǎn)毒藻類是十分緊迫的課題。
據(jù)申請(qǐng)人了解，產(chǎn)毒藻類資源化的主要途徑是制沼氣和制肥料。這種措施適合大規(guī)模處理暴發(fā)產(chǎn)毒藻類，但其產(chǎn)品沼氣和肥料附加值較低，經(jīng)濟(jì)效益勉強(qiáng)和處理成本持平，導(dǎo)致這種措施難以市場(chǎng)化推廣。
產(chǎn)毒藻類富含蛋白質(zhì)，是巨大的資源庫，而當(dāng)前國內(nèi)飼料市場(chǎng)蛋白質(zhì)資源緊缺，魚粉等動(dòng)物性蛋白價(jià)格居高不下，人們紛紛尋找動(dòng)物蛋白替代品。產(chǎn)毒藻類脫毒后營養(yǎng)價(jià)值超過魚粉，能很好地替代魚粉，但是產(chǎn)毒藻類利用的最大障礙因素是藻毒素，比如，產(chǎn)毒藍(lán)藻干粉中MC-RR含量大于50000 u g/kg，MC-LR含量大于30000 u g/kg，超出飲用水標(biāo)準(zhǔn)中藻毒素限度的80000倍，因此如何使產(chǎn)毒藻類徹底脫毒是現(xiàn)在亟待解決的重要問題。
經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，公開號(hào)為CN101133778A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種“水華藍(lán)藻水解獲得游離氨基酸的方法”，通過酸水解工藝，將藍(lán)藻細(xì)胞全部蛋白質(zhì)水解形成游離氨基酸，并消除藻毒素。但是采用酸水解工藝會(huì)將色氨酸破壞殆盡，而色氨酸是必需氨基酸之一，是判別飼料蛋白質(zhì)營養(yǎng)學(xué)價(jià)值的重要指標(biāo)；此外，該工藝還會(huì)將胱氨酸和蛋氨酸部分氧化，這些都會(huì)嚴(yán)重降低藻類蛋白的飼用價(jià)值。
申請(qǐng)公布號(hào)為CN102150747A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種“藍(lán)藻的處理方法”，通過熱處理去除藻毒素。但是該方法存在脫毒不徹底的隱患由其具體實(shí)施方式
的數(shù)據(jù)可知，用該方法處理后MC-LR相對(duì)于絕干物質(zhì)的最低含量為53. 19y g/kg，遠(yuǎn)高于國家飲用水中藻毒素限量值(I U g/kg)。此外，該方法采用150°C 300°C的加熱溫度，容易破壞藍(lán)藻中的蛋白質(zhì)，使飼用價(jià)值降低。
此外，現(xiàn)有能脫除藻毒素的技術(shù)手段僅適用于含藻毒素量較低的藻類，且無法適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出一種產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，能避免破壞氨基酸和蛋白質(zhì)，使脫毒終產(chǎn)物具有較高的飼用價(jià)值，尤其適用于藻毒素含量較高的藻類脫毒，可應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，包括以下步驟
第一步、備料將含有產(chǎn)毒藻類的藻水脫水，制得藻漿；將所述藻漿制成干物質(zhì)含量為質(zhì)量比85-99%的藻粉；
第二步、破壁將所述藻粉置于耐堿發(fā)酵罐中，加入質(zhì)量濃度為10-15%的氫氧化鈉溶液，藻粉與氫氧化鈉溶液的比例為質(zhì)量比3-4 : I，密閉攪拌加熱至80 V -90 V后，持續(xù)至少3小時(shí)，即得到破壁藻液；
第三步、脫毒向破壁藻液中加入質(zhì)量濃度為30-40%的氫氧化鈉溶液，使破壁藻液按第二步所用藻粉的干物質(zhì)計(jì)與本步驟所加氫氧化鈉溶液的比例為質(zhì)量比3-5 1，密閉攪拌加熱至100°C _130°C后，持續(xù)至少15小時(shí)，即得到脫毒藻液；
第四步、中和向所述脫毒藻液中加入鹽酸或硫酸，使脫毒藻液的pH值為6-8，即得到脫毒終產(chǎn)物。
本發(fā)明還提供另一種產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，包括以下步驟
第一步、備料將含有產(chǎn)毒藻類的藻水脫水，制得藻漿；將所述藻漿制成干物質(zhì)含量為質(zhì)量比2-15%的藻泥；
第二步、破壁將所述藻泥置于耐堿發(fā)酵罐中，加入質(zhì)量濃度為20-25%的氫氧化鈉溶液，藻泥與氫氧化鈉溶液的比例為質(zhì)量比2-3 I，密閉攪拌加熱至80 V -90 V后，持續(xù)至少2小時(shí)，即得到破壁藻液；
第三步、脫毒向破壁藻液中加入質(zhì)量濃度為30-40%的氫氧化鈉溶液，使破壁藻液按第二步所用藻泥的干物質(zhì)計(jì)與本步驟所加氫氧化鈉溶液的比例為質(zhì)量比3-5 1，密閉攪拌加熱至100°C _130°C后，持續(xù)至少15小時(shí)，即得到脫毒藻液；
第四步、中和向所述脫毒藻液中加入鹽酸或硫酸，使脫毒藻液的pH值為6-8，即得到脫毒終產(chǎn)物。
本發(fā)明可以有效脫除藻毒素，使產(chǎn)毒藻類徹底脫毒，尤其適用于藻毒素含量較高的藻類脫毒，脫毒后殘留藻毒素含量低于國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)中藻毒素限量值(IP g/kg);采用堿法脫毒，可以有效保護(hù)色氨酸不被破壞，保護(hù)胱氨酸和蛋氨酸不被氧化，脫毒時(shí)采用較低加熱溫度，可有效保護(hù)蛋白質(zhì)不被破壞，最終獲得具有較高飼用價(jià)值的脫毒終產(chǎn)物。本發(fā)明各步驟參數(shù)可控，處理周期短，可應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。但是本發(fā)明不限于所給出的例子。
具體實(shí)施的產(chǎn)毒藻類脫毒工藝包括以下步驟
第一步、備料將含有產(chǎn)毒藻類的藻水脫水(如離心脫水等)，制得藻漿；將所述藻、漿經(jīng)干燥(如噴霧干燥或烘干等)后制成干物質(zhì)含量為85-99% (質(zhì)量比)的藻粉，或者將所述藻漿經(jīng)脫水(如離心脫水等)后制成干物質(zhì)含量為2-15% (質(zhì)量比)的藻泥；
第二步、破壁將所述藻粉或藻泥置于加熱型耐堿發(fā)酵罐中，按比例加入氫氧化鈉溶液，密閉攪拌加熱至80°C -90°C后，持續(xù)預(yù)定時(shí)間，即得到破壁藻液；當(dāng)采用藻粉時(shí)，藻粉與氫氧化鈉溶液的比例為3-4 I (質(zhì)量比)，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為10-15%，預(yù)定時(shí)間為3-4小時(shí)；當(dāng)采用藻泥時(shí)，藻泥與氫氧化鈉溶液的比例為2-3 I (質(zhì)量比)，氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為20-25%，預(yù)定時(shí)間為2-3小時(shí)；
第三步、脫毒將所述破壁藻液置于加熱型耐堿發(fā)酵罐中，向破壁藻液中加入質(zhì)量濃度為30-40%的氫氧化鈉溶液，使破壁藻液按第二步所用藻粉或 藻泥的干物質(zhì)計(jì)與本步驟所加氫氧化鈉溶液的比例為3-5 I (質(zhì)量比)，密閉攪拌加熱至100°C _130°C后，持續(xù)15-17小時(shí)，即得到脫毒藻液；
第四步、中和向所述脫毒藻液中加入鹽酸或硫酸，使脫毒藻液的pH值為6-8，即得到脫毒終產(chǎn)物；
第五步、制劑將所述脫毒終產(chǎn)物濃縮后得到液體飼料添加劑，或者將所述脫毒終產(chǎn)物干燥(如噴霧干燥等)后得到固體飼料添加劑。
以下提供六個(gè)實(shí)施例，各實(shí)施例第一步和第二步參數(shù)列于表1，第三步至第五步參數(shù)列于表2。各實(shí)施例脫除藻毒素的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)列于表3。
表I、各實(shí)施例第一步和第二步參數(shù)
第一步、備料第二步、破壁

鐘^化^獅容
藻粉/藻泥干物質(zhì)含m% 比例加熱溫度°c 預(yù)定時(shí)間h

液質(zhì)M濃度％
實(shí)施例I 藻粉853:115803
實(shí)施例2 藻粉994:110904
實(shí)施例3 藻粉903.5:112853.5
實(shí)施例4 藻泥22:125802
實(shí)施例5 藻泥153:120903
實(shí)施例6 藻泥82.5:123852.5
表2、各實(shí)施例第三步至第五步參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，其特征是，包括以下步驟 第一步、備料將含有產(chǎn)毒藻類的藻水脫水制得藻漿；將所述藻漿制成干物質(zhì)含量為質(zhì)量比85-99%的藻粉； 第二步、破壁將所述藻粉置于耐堿發(fā)酵罐中，加入質(zhì)量濃度為10-15%的氫氧化鈉溶液，藻粉與氫氧化鈉溶液的比例為質(zhì)量比3-4 1，密閉攪拌加熱至80°C -90°C后，持續(xù)至少3小時(shí)，即得到破壁藻液； 第三步、脫毒向破壁藻液中加入質(zhì)量濃度為30-40%的氫氧化鈉溶液，使破壁藻液按第二步所用藻粉的干物質(zhì)計(jì)與本步驟所加氫氧化鈉溶液的比例為質(zhì)量比3-5 1，密閉攪拌加熱至100°C _130°C后，持續(xù)至少15小時(shí)，即得到脫毒藻液； 第四步、中和向所述脫毒藻液中加入鹽酸或硫酸，使脫毒藻液的pH值為6-8，即得到脫毒終產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，其特征是，第一步中，將所述藻漿經(jīng)干燥后制成藻粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，其特征是，第二步中，密閉攪拌加熱至800C _90°C后，持續(xù)3-4小時(shí)。
4.一種產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，其特征是，包括以下步驟 第一步、備料將含有產(chǎn)毒藻類的藻水脫水制得藻漿；將所述藻漿制成干物質(zhì)含量為質(zhì)量比2-15%的藻泥； 第二步、破壁將所述藻泥置于耐堿發(fā)酵罐中，加入質(zhì)量濃度為20-25%的氫氧化鈉溶液，藻泥與氫氧化鈉溶液的比例為質(zhì)量比2-3 1，密閉攪拌加熱至80°C -90°C后，持續(xù)至少2小時(shí)，即得到破壁藻液； 第三步、脫毒將所述破壁藻液置于耐堿發(fā)酵罐中，向破壁藻液中加入質(zhì)量濃度為30-40%的氫氧化鈉溶液，使破壁藻液按第二步所用藻泥的干物質(zhì)計(jì)與本步驟所加氫氧化鈉溶液的比例為質(zhì)量比3-5 1，密閉攪拌加熱至100°C _130°C后，持續(xù)至少15小時(shí)，即得到脫毒藻液； 第四步、中和向所述脫毒藻液中加入鹽酸或硫酸，使脫毒藻液的pH值為6-8，即得到脫毒終產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，其特征是，第一步中，將所述藻漿經(jīng)脫水后制成藻泥。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，其特征是，第二步中，密閉攪拌加熱至800C _90°C后，持續(xù)2-3小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
I或4所述的產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，其特征是，第三步中，加熱至IOO0C -130°c后，持續(xù) 15-17 小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
I或4所述的產(chǎn)毒藻類脫毒工藝，其特征是還含有 第五步、制劑將所述脫毒終產(chǎn)物濃縮后得到液體飼料添加劑，或者將所述脫毒終產(chǎn)物干燥后得到固體飼料添加劑。
9.如權(quán)利要求
I或4所述產(chǎn)毒藻類脫毒工藝制得的脫毒終產(chǎn)物。
10.如權(quán)利要求
I或4所述產(chǎn)毒藻類脫毒工藝制得的脫毒終產(chǎn)物作為飼料添加劑的應(yīng)用。
專利摘要
本發(fā)明涉及產(chǎn)毒藻類脫毒工藝、其產(chǎn)品及應(yīng)用，屬于環(huán)保和資源化技術(shù)領(lǐng)域：
。該工藝包括以下步驟第一步、備料得藻粉或藻泥；第二步、破壁得破壁藻液；第三步、脫毒得脫毒藻液；第四步、中和得脫毒終產(chǎn)物。本發(fā)明可以有效脫除藻毒素，使產(chǎn)毒藻類徹底脫毒，尤其適用于藻毒素含量較高的藻類脫毒，脫毒后殘留藻毒素含量低于國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)中藻毒素限量值(1μg/kg)；采用堿法脫毒，可以有效保護(hù)色氨酸不被破壞，保護(hù)胱氨酸和蛋氨酸不被氧化，脫毒時(shí)采用較低加熱溫度，可有效保護(hù)蛋白質(zhì)不被破壞，最終獲得具有較高飼用價(jià)值的脫毒終產(chǎn)物。本發(fā)明各步驟參數(shù)可控，處理周期短，可應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)A23K1/14GKCN102652533SQ201210118560
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年4月24日
發(fā)明者嚴(yán)少華, 周慶, 宋偉, 羅佳, 韓士群 申請(qǐng)人:江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan