本發(fā)明屬于環(huán)保
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種賴氨酸發(fā)酵廢液的回收利用方法。
背景技術(shù)：
：賴氨酸為無(wú)色是人體必需氨基酸之一，能促進(jìn)人體發(fā)育、增強(qiáng)免疫功能，并有提高中樞神經(jīng)組織功能的作用。由于谷物食品中的賴氨酸含量甚低，且在加工過(guò)程中易被破壞而缺乏，故稱為第一限制性氨基酸。游離的賴氨酸極易潮解，發(fā)黃變質(zhì)，但其鹽酸鹽穩(wěn)定，便于保存，故市場(chǎng)上一般以其鹽酸鹽供應(yīng)。目前，世界范圍內(nèi)賴氨酸年總產(chǎn)能達(dá)160萬(wàn)噸，其中我國(guó)年產(chǎn)能60萬(wàn)噸（僅飼料級(jí)賴氨酸產(chǎn)量45萬(wàn)噸），市場(chǎng)上仍供不應(yīng)求。賴氨酸生產(chǎn)中大部分是以玉米漿及糖蜜作為發(fā)酵氮源，賴氨酸發(fā)酵液通過(guò)膜過(guò)濾后直接進(jìn)行賴氨酸提取，發(fā)酵副產(chǎn)物菌體蛋白通過(guò)絮凝沉淀板框過(guò)濾后，剩余的發(fā)酵廢液含有的蛋白、氨基酸、多糖、核酸以及維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)也含有較高濃度的cod以及氨態(tài)氮，如果不經(jīng)過(guò)處理就排出，會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。針對(duì)上述缺陷，申請(qǐng)人之前的專利技術(shù)“一種利用賴氨酸廢母液生產(chǎn)顆粒蛋白的方法”利用廢液制備了飼料和肥料，但是為了企業(yè)產(chǎn)品多元化的需求，我們還需要研究賴氨酸發(fā)酵廢液的其他用途。中國(guó)專利技術(shù)“利用高含鹽氨基酸廢水發(fā)酵生產(chǎn)飼用漢遜德巴利酵母的方法”公開(kāi)了一種回收利用氨基酸廢水進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)菌體蛋白的方法，該方法利用廢水制備了培養(yǎng)基，培養(yǎng)基組分為，高含鹽氨基酸污水：125g/l-330g/l，碳源：30-100g/l，磷酸二氫鉀（kh2po4）：5-15g/l，酵母粉：0-10g/l，硫酸鎂（mgso4）：3-9g/l，碳酸鈣（caco3）：0.75-2g/l，硫酸亞鐵（feso4）：1.5-4g/l，培養(yǎng)基ph為3.5-7.5，該方法有效處理了廢水，并且制備了菌體蛋白；但是該方法也存在一些缺陷：培養(yǎng)基原料成本較高、廢水使用量有限等缺陷。為了降低企業(yè)成本，同時(shí)提高廢液處理量，需要對(duì)上述工藝進(jìn)行改進(jìn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種賴氨酸發(fā)酵廢液的回收利用方法。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種賴氨酸發(fā)酵廢液的回收利用方法，其包括如下步驟：步驟1）調(diào)整酸堿度，步驟2）制備菌株培養(yǎng)液，步驟3）制備復(fù)合菌液，步驟4）制備藻類培養(yǎng)液，步驟5）制備擴(kuò)大培養(yǎng)的藻液，步驟6）制備發(fā)酵培養(yǎng)液，步驟7）發(fā)酵和過(guò)濾。具體地，所述方法包括如下步驟：步驟1）調(diào)整酸堿度：往發(fā)酵廢液中添加濃度為2-3m的硫酸溶液，調(diào)整發(fā)酵廢液的ph為6.5-7；步驟2）制備菌株培養(yǎng)液：以配置1l為例，取葡萄糖90g，酵母粉30g，mgso412g，k2hpo45g，kh2po45g，feso41g以及caco31g，添加到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，調(diào)ph為6.8，定容至1l；步驟3）制備復(fù)合菌液：將枯草芽孢桿菌種子液和地衣芽孢桿菌種子液混合，然后按照6%的體積比接種量轉(zhuǎn)到菌株培養(yǎng)液中，32℃培養(yǎng)12h，得到復(fù)合菌液；步驟4）制備藻類培養(yǎng)液：以配置1l為例，取糖蜜50g，玉米漿50g，蔗糖20g，mnso45g，k2hpo45g，kh2po45g，feso43g以及caco31g，添加到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，調(diào)ph為6.8，定容至1l；步驟5）制備擴(kuò)大培養(yǎng)的藻液：將斜生柵藻按照8%的體積比接種量轉(zhuǎn)到藻類培養(yǎng)液中，30℃培養(yǎng)24h，得到擴(kuò)大培養(yǎng)的藻液；步驟6）制備發(fā)酵培養(yǎng)液：將農(nóng)作物秸稈粉、豆粕以及麥麩投入到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，300rpm攪拌60min，得到發(fā)酵培養(yǎng)液；步驟7）發(fā)酵和過(guò)濾：將步驟3）所得復(fù)合菌液和步驟5）所得藻液同時(shí)投入到發(fā)酵培養(yǎng)液中，控制在30-32℃，發(fā)酵培養(yǎng)72小時(shí)，過(guò)濾收集菌體和藻體，過(guò)濾后的液體用于土壤灌溉。優(yōu)選地，所述農(nóng)作物為玉米或者高粱。優(yōu)選地，所述枯草芽孢桿菌種子液和地衣芽孢桿菌種子液按照3-4:1的體積比混合。優(yōu)選地，所述步驟6）中，秸稈粉、豆粕、麥麩與步驟1）所得發(fā)酵廢液的比例為40-60g：10-20g：10-20g：1l。優(yōu)選地，所述步驟7）中，復(fù)合菌液、藻液以及發(fā)酵培養(yǎng)液的體積比為3-5:1-2:40-60。優(yōu)選地，所述枯草芽孢桿菌為atcc6633；所述地衣芽孢桿菌atcc為14580；所述斜生柵藻為cgmccno.8015。本發(fā)明研究的出發(fā)點(diǎn)以及取得的有益效果主要包括以下幾個(gè)方面：申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)利用酵母、芽孢桿菌以及乳桿菌等單一菌株發(fā)酵所產(chǎn)生的酶不能完全滿足原料對(duì)酶的需求量，利用外加飼用酶對(duì)原料進(jìn)行協(xié)同發(fā)酵在一定程度上能夠彌補(bǔ)單獨(dú)利用微生物進(jìn)行發(fā)酵的不足，但是該方法需要消耗大量的酶制劑，增加了企業(yè)負(fù)擔(dān)；混合菌種發(fā)酵中，很難找到適合共生協(xié)同功能的菌種，而且菌種數(shù)目過(guò)多時(shí)容易造成雜菌污染，發(fā)酵工藝過(guò)程較難控制，因此一般菌種組合數(shù)目相對(duì)較少會(huì)減少污染的可能性。研究表明，芽孢桿菌的淀粉酶、纖維素酶和蛋白酶活力較高，能降解原料中的纖維素、多糖、蛋白質(zhì)，使之變成易于菌體利用的低分子糖類、肽類及氨基酸，故對(duì)原料的利用率高，粗蛋白含量也相對(duì)較高。本發(fā)明的賴氨酸發(fā)酵廢液有多重用途，可用來(lái)制備菌株培養(yǎng)液、藻類培養(yǎng)液以及發(fā)酵培養(yǎng)基。本發(fā)明采用枯草芽孢桿菌-地衣芽孢桿菌混合發(fā)酵，纖維素酶、淀粉酶、脂肪酶以及中性蛋白酶較采用單一菌株發(fā)酵的酶活力大大提高，明顯優(yōu)于單一菌株發(fā)酵水平，說(shuō)明兩種菌株可以發(fā)揮協(xié)同作用，改善產(chǎn)酶水平，有助于提高廢液中污染物和農(nóng)業(yè)廢棄物的降解；本發(fā)明采用斜生柵藻與菌株共生培養(yǎng)，可協(xié)同芽孢桿菌增殖，其作用主要為在光合作用下提供產(chǎn)生的氧氣或代謝產(chǎn)物，以增加培養(yǎng)基中的含氧量或營(yíng)養(yǎng)分成，促使有菌株的活性或繁殖率提高，從而產(chǎn)生較多的酶蛋白，提高廢液利用效率；本發(fā)明菌株和藻類首先經(jīng)過(guò)馴化培養(yǎng)，能夠更快速適應(yīng)發(fā)酵廢液，有效利用發(fā)酵廢液中的養(yǎng)料，在獲得菌體蛋白的同時(shí)凈化了水質(zhì)，減輕污水處理裝置負(fù)荷，生態(tài)與經(jīng)濟(jì)效益顯著。附圖說(shuō)明圖1：枯草芽孢桿菌-地衣芽孢桿菌協(xié)同發(fā)酵產(chǎn)酶試驗(yàn)。具體實(shí)施方式為了使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)具體實(shí)施例，對(duì)本申請(qǐng)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明所述的菌種屬于已知菌株，均可以從atcc等商業(yè)途徑購(gòu)買得到。本發(fā)明的各菌種的斜面培養(yǎng)、搖瓶種子培養(yǎng)和發(fā)酵罐培養(yǎng)為本領(lǐng)域的常規(guī)培養(yǎng)方式，不是本發(fā)明創(chuàng)新點(diǎn)，此處不詳述。本發(fā)明所用的原料或試劑除特別說(shuō)明之外，均市售可得。實(shí)施例1一種賴氨酸發(fā)酵廢液的回收利用方法，其包括如下步驟：步驟1）調(diào)整酸堿度：往發(fā)酵廢液中添加濃度為2m的硫酸溶液，調(diào)整發(fā)酵廢液的ph為6.8；步驟2）制備菌株培養(yǎng)液：以配置1l為例，取葡萄糖90g，酵母粉30g，mgso412g，k2hpo45g，kh2po45g，feso41g以及caco31g，添加到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，調(diào)ph為6.8，定容至1l；步驟3）制備復(fù)合菌液：將枯草芽孢桿菌種子液（1×108個(gè)/ml）和地衣芽孢桿菌種子液（1×108個(gè)/ml）按照3:1的體積比混合，然后按照6%的體積比接種量轉(zhuǎn)到菌株培養(yǎng)液中，32℃培養(yǎng)12h，得到復(fù)合菌液；步驟4）制備藻類培養(yǎng)液：以配置1l為例，取糖蜜50g，玉米漿50g，蔗糖20g，mnso45g，k2hpo45g，kh2po45g，feso43g以及caco31g，添加到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，調(diào)ph為6.8，定容至1l；步驟5）制備擴(kuò)大培養(yǎng)的藻液：將斜生柵藻（1×105個(gè)/ml）按照8%的體積比接種量轉(zhuǎn)到藻類培養(yǎng)液中，30℃培養(yǎng)24h，得到擴(kuò)大培養(yǎng)的藻液；步驟6）制備發(fā)酵培養(yǎng)液：將玉米秸稈粉、豆粕以及麥麩投入到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，300rpm攪拌60min，得到發(fā)酵培養(yǎng)液；所述玉米秸稈粉、豆粕、麥麩與步驟1）所得廢液的比例為40g：10g：10g：1l；步驟7）發(fā)酵和過(guò)濾：將步驟3）所得復(fù)合菌液和步驟5）所得藻液同時(shí)投入到發(fā)酵培養(yǎng)液中，控制在30℃，發(fā)酵培養(yǎng)72小時(shí)，過(guò)濾收集菌體和藻體，過(guò)濾后的液體可用于土壤灌溉；所述復(fù)合菌液、藻液以及發(fā)酵培養(yǎng)液的體積比為3:1:40；所述枯草芽孢桿菌為atcc6633；所述地衣芽孢桿菌atcc為14580；所述斜生柵藻為cgmccno.8015。實(shí)施例2一種賴氨酸發(fā)酵廢液的回收利用方法，其包括如下步驟：步驟1）調(diào)整酸堿度：往發(fā)酵廢液中添加濃度為3m的硫酸溶液，調(diào)整發(fā)酵廢液的ph為6.8；步驟2）制備菌株培養(yǎng)液：以配置1l為例，取葡萄糖90g，酵母粉30g，mgso412g，k2hpo45g，kh2po45g，feso41g以及caco31g，添加到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，調(diào)ph為6.8，定容至1l；步驟3）制備復(fù)合菌液：將枯草芽孢桿菌種子液（1×108個(gè)/ml）和地衣芽孢桿菌種子液（1×108個(gè)/ml）按照4:1的體積比混合，然后按照6%的體積比接種量轉(zhuǎn)到菌株培養(yǎng)液中，32℃培養(yǎng)12h，得到復(fù)合菌液；步驟4）制備藻類培養(yǎng)液：以配置1l為例，取糖蜜50g，玉米漿50g，蔗糖20g，mnso45g，k2hpo45g，kh2po45g，feso43g以及caco31g，添加到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，調(diào)ph為6.8，定容至1l；步驟5）制備擴(kuò)大培養(yǎng)的藻液：將斜生柵藻（1×105個(gè)/ml）按照8%的體積比接種量轉(zhuǎn)到藻類培養(yǎng)液中，30℃培養(yǎng)24h，得到擴(kuò)大培養(yǎng)的藻液；步驟6）制備發(fā)酵培養(yǎng)液：將高粱秸稈粉、豆粕以及麥麩投入到步驟1）所得發(fā)酵廢液中，300rpm攪拌60min，得到發(fā)酵培養(yǎng)液；所述高粱秸稈粉、豆粕、麥麩與步驟1）所得發(fā)酵廢液的比例為60g：20g：20g：1l；步驟7）發(fā)酵和過(guò)濾：將步驟3）所得復(fù)合菌液和步驟5）所得藻液同時(shí)投入到發(fā)酵培養(yǎng)液中，控制在30-32℃，發(fā)酵培養(yǎng)72小時(shí)，過(guò)濾收集菌體和藻體，過(guò)濾后的液體可用于土壤灌溉；所述復(fù)合菌液、藻液以及發(fā)酵培養(yǎng)液的體積比為5:2:60；所述枯草芽孢桿菌為atcc6633；所述地衣芽孢桿菌atcc為14580；所述斜生柵藻為cgmccno.8015。實(shí)施例3本發(fā)明采用的賴氨酸發(fā)酵廢液是從發(fā)酵液中提取賴氨酸和菌體之后的殘液，各主要組分含量為：糖類15-20g/l、脂肪類物質(zhì)3-5g/l、粗蛋白20-30g/l、cod1500-2000mg/l、氨氮200-300mg/l以及ss150-200mg/l。以實(shí)施例1為例，分析步驟7）所得發(fā)酵液中各組分為：cod為27mg/l、氨氮為11mg/l以及ss為18mg/l；發(fā)酵菌體和藻體產(chǎn)量較高，可達(dá)到100mg/l以上，同時(shí)液體中的污染物水平大大降低。實(shí)施例4各微生物種類之間協(xié)同效果檢測(cè)：1、枯草芽孢桿菌-地衣芽孢桿菌協(xié)同發(fā)酵產(chǎn)酶效果見(jiàn)圖1，圖1中，通過(guò)設(shè)定1:1,2:1,3:1,4:1,5:1以及枯草芽孢桿菌單一發(fā)酵共六個(gè)組別，通過(guò)圖1可見(jiàn)，在3:1或者4:1時(shí)，產(chǎn)纖維素酶、淀粉酶、脂肪酶以及中性蛋白酶酶的活力較高，優(yōu)于其他比例組和單一發(fā)酵組；可見(jiàn)，本發(fā)明選擇的枯草芽孢桿菌和地衣芽孢桿菌之間具備較好的協(xié)同作用，大大提高了纖維素酶、淀粉酶、脂肪酶以及中性蛋白酶酶活力，有助于發(fā)酵廢液中糖類、蛋白質(zhì)、各類污染物以及農(nóng)作物纖維素的降解。2、斜生柵藻與菌株共生培養(yǎng)對(duì)微生物產(chǎn)量以及廢液中各污染物水平的影響。以實(shí)施例2為例，對(duì)照組為只采用菌株進(jìn)行發(fā)酵處理，不添加斜生柵藻，具體結(jié)果見(jiàn)表1：表1組別微生物產(chǎn)量g/lcod去除率%氨氮去除率%ss去除率%實(shí)施例2組127.998.996.890.4對(duì)照組84.683.679.381.7結(jié)論：本發(fā)明采用斜生柵藻與菌株共生培養(yǎng)，可協(xié)同促進(jìn)芽孢桿菌增殖，可能是因?yàn)樾鄙鷸旁逶诠夂献饔孟绿峁┊a(chǎn)生的氧氣或代謝產(chǎn)物，以增加培養(yǎng)基中的含氧量或營(yíng)養(yǎng)分成，促使有菌株的活性或繁殖率提高，從而產(chǎn)生較多的酶蛋白，提高菌株對(duì)廢液中各類污染物的降解能力。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。當(dāng)前第1頁(yè)12