本發(fā)明涉及凈水劑領(lǐng)域，尤其是涉及一種高效復(fù)合凈水劑及其制備方法。
技術(shù)背景
微生物具有個(gè)體微小、代謝旺盛、分布廣、數(shù)量多的特點(diǎn)，還具有強(qiáng)大的分解能力，它們的活動(dòng)保障著生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，凈化著生態(tài)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)著生態(tài)平衡，基于微生物研發(fā)的微生態(tài)制劑無毒、無副作用、無殘留和二次污染、不產(chǎn)生抗藥性，能夠有效地改善養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境，維持生態(tài)平衡，增強(qiáng)養(yǎng)殖對(duì)象的免疫力，減少疾病的發(fā)生。
辣木種子脫脂粉具有絮凝作用，是國際環(huán)保組織推薦的人畜飲用水凈化絮凝劑，能明顯降低渾水的混濁度、色度、細(xì)菌含量，以及有機(jī)污染物，有重要的開發(fā)價(jià)值。辣木脫脂粉中除絮凝活性物質(zhì)外，還含有大量的有機(jī)質(zhì)，因此需要對(duì)其中絮凝活性物質(zhì)提取、純化，才能制成飲用水凈化絮凝劑。
以微生物與辣木種子脫脂粉為材料研發(fā)復(fù)合凈水劑具有來源天然、制備簡單、絮凝效率高等優(yōu)點(diǎn)，并且不會(huì)對(duì)水環(huán)境造成二次污染，可用于飲用水、工廠二次出水等水質(zhì)的凈化，因此具有較高的經(jīng)濟(jì)意義和發(fā)展前景。
目前，關(guān)于復(fù)合凈水劑的制備技術(shù)有很多方法，現(xiàn)有技術(shù)如授權(quán)公眾號(hào)為
cn104445553b的中國發(fā)明專利，公開了一種復(fù)合型凈水劑及其制備方法和應(yīng)用，該方法具有沉降速度快、絮凝率高等優(yōu)點(diǎn)，但是其生產(chǎn)過程復(fù)雜，絮凝專一性太高，因此應(yīng)用區(qū)域狹窄。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種基于微生物與辣木種子，制備簡單的、天然無毒害殘留的高效復(fù)合凈水劑及其制備方法。
本發(fā)明針對(duì)
背景技術(shù)：
中提到的問題，采取的技術(shù)方案為：一種高效復(fù)合凈水劑及其制備方法，包括：原料預(yù)處理、種子粉脫脂、絮凝活性物質(zhì)的提取、絮凝活性物質(zhì)的純化、微生物絮凝劑制備、復(fù)合凈水劑的制備，具體包括以下步驟：
所用微生物與其所購買企業(yè)為：類產(chǎn)堿假單胞菌，通派（上海）生物技術(shù)有限公司。
原料預(yù)處理：挑選去殼無變質(zhì)、無病蟲、干凈健康的辣木種子置于烘箱中，在40-45℃下干燥，當(dāng)含水量降至7-8%時(shí)，用粉碎機(jī)粉碎后過篩，篩網(wǎng)目數(shù)為60-80目，得辣木種子粉，挑選健康辣木種子以防止霉變產(chǎn)物污染絮凝活性物質(zhì)，粉碎過篩可以除去種子中的雜質(zhì)成分；
種子粉脫脂：將150-200份的辣木種子粉置于超臨界co2萃取釜中，在萃取溫度48-52℃，萃取壓力28-32mpa，co2流量21-24l/h時(shí)，萃取2.5-3小時(shí)，萃取結(jié)束后從釜中出粕，經(jīng)粉碎、篩分、干燥，即獲得種子脫脂粉，萃取過程中可以回收辣木種子油，實(shí)現(xiàn)辣木種子的完全綜合利用，提升了產(chǎn)業(yè)的科技含量，增加了經(jīng)濟(jì)效益；
絮凝活性物質(zhì)的粗提：稱取80-100質(zhì)量份的辣木種子脫脂粉，裝入燒瓶中，按照料液比為1:6-8將浸提液注入燒瓶中，然后將燒瓶置于60-65℃水浴中，在真空度為0.1-0.2kpa下進(jìn)行真空浸提3-4次；之后過濾，除去殘?jiān)?，將濾液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在真空度0.1-0.2kpa，溫度65-70℃條件下進(jìn)行真空濃縮，當(dāng)濃度達(dá)20-25%時(shí)停止，即得絮凝物粗提液，絮凝物粗提液中絮凝活性成分含量較低，因此其絮凝率為70-75%，為進(jìn)一步純化做準(zhǔn)備；
絮凝活性物質(zhì)的純化：用中空纖維膜分離法純化絮凝活性物質(zhì)，首先用蒸餾水反復(fù)清洗ueos503和upis503中空纖維膜，然后用與絮凝物粗提液等量的40℃蒸餾水分別在一定壓力下通過中空纖維膜，收集相同時(shí)間內(nèi)的濾液，直到膜通量相同為止；將絮凝物粗提液在溫度40-42℃，ph9.8-10.2、壓力0.1-0.15mpa、流量19-22l/h條件下，截留分子量在6-20kda的濾液，即得到絮凝活性物質(zhì)溶液；純化的絮凝活性物質(zhì)溶液在真空度0.1-0.2kpa，溫度為65-70℃條件下進(jìn)行真空濃縮，當(dāng)濃度達(dá)到40-45%時(shí)停止，此時(shí)加入濃縮液重量0.1-0.2%的功能性多肽，再經(jīng)真空冷凍干燥可得固態(tài)辣木種子絮凝劑，其絮凝活性物質(zhì)含量為90-95%，辣木絮凝活性物質(zhì)是蛋白質(zhì)，而加入的功能性多肽可以增強(qiáng)該蛋白質(zhì)的活性，增大其絮凝能力，所加入功能性多肽的氨基酸序列為：
scasrcksrcrarrcrarcrarrcgyyvsvfrc；
微生物絮凝劑制備：取葡萄糖18-20g，磷酸二氫鉀1.8-2.0g，磷酸氫二鉀4.5-5.0g，氯化鈉0.1-0.15g，硫酸銨0.2-0.3g，尿素0.5-0.6g，酵母膏0.5-0.6g，水900-1000ml，113-115℃滅菌20-25分鐘制得發(fā)酵培養(yǎng)基；將類產(chǎn)堿假單胞菌按質(zhì)量比1:2-3接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30-32℃溫度下，搖床160-180r/min培養(yǎng)45-48小時(shí)，培養(yǎng)液在7500-8000r/min離心10-15分鐘取上清液采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮到原體積的1/20-1/25，加上4-5倍的冷無水乙醇沉淀，將乙醇溶液在6000-6300r/min離心10-12分鐘得到微生物絮凝劑沉淀，將沉淀溶解在蒸餾水中，再加4-5倍體積的冷乙醇沉淀，離心，溶解，如此反復(fù)3-4次，將最終得到的沉淀物真空冷凍干燥得固態(tài)微生物絮凝劑，該固態(tài)微生物絮凝劑絮凝效果很好，當(dāng)其用量為0.01-0.02g/l時(shí)絮凝率達(dá)到88-93%；
復(fù)合凈水劑的制備：稱取固態(tài)辣木種子絮凝劑18-20份、固態(tài)微生物絮凝劑9-10份、細(xì)菌保護(hù)劑1-2份、蒸餾水28-30份混合均勻后經(jīng)真空冷凍干燥即得復(fù)合凈水劑；細(xì)菌保護(hù)劑能改善菌種貯藏的穩(wěn)定性，提高貯藏溫度，增加貯藏時(shí)間，固態(tài)復(fù)合凈水劑方便了儲(chǔ)存運(yùn)輸。
作為優(yōu)選，所用的浸提液為蒸餾水或1.2-1.5mol/l的氯化鈉溶液。
作為優(yōu)選，所用的細(xì)菌保護(hù)劑為維生素c或維生素e或硫代硫酸鈉或硫脲。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：1）原材料取材天然，制備過程簡單易行，成品是一種安全無害的復(fù)合凈水劑產(chǎn)品；2）所加入的功能性多肽可以增強(qiáng)該辣木種子絮凝蛋白質(zhì)的活性，增強(qiáng)其絮凝能力，；3）微生物絮凝與辣木種子絮凝活性物質(zhì)復(fù)合凈水的絮凝率極高，復(fù)合凈水劑使用量為0.05-0.06g/l時(shí)其絮凝率即可達(dá)到95-98%，而且其適用水體普遍，因此具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方案作進(jìn)一步說明：
實(shí)施例1：
1）挑選辣木種子干燥后用粉碎機(jī)粉碎后過60目篩，得辣木種子粉，挑選健康辣木種子以防止霉變產(chǎn)物污染絮凝活性物質(zhì)，粉碎過篩可以除去種子中的雜質(zhì)成分；2）將150份的辣木種子粉置于超臨界co2萃取釜中，在48℃、28mpa、co2流量21l/h時(shí)，萃取2.5小時(shí)，萃取結(jié)束后經(jīng)粉碎、篩分、干燥，即獲得種子脫脂粉，萃取過程中可以回收辣木種子油，實(shí)現(xiàn)辣木種子的完全綜合利用，提升了產(chǎn)業(yè)的科技含量，增加了經(jīng)濟(jì)效益；3）稱取80質(zhì)量份的辣木種子脫脂粉，裝入燒瓶中，加入480份蒸餾水，然后將燒瓶置于60℃水浴中，在真空度為0.1kpa下進(jìn)行真空浸提3次；之后過濾，除去殘?jiān)?，將濾液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在真空度0.1kpa，溫度65℃條件下進(jìn)行真空濃縮，當(dāng)濃度達(dá)20%時(shí)停止，即得絮凝物粗提液，絮凝物粗提液中絮凝活性成分含量較低，為進(jìn)一步純化做準(zhǔn)備；4）用與絮凝物粗提液等量的40℃蒸餾水分別在一定壓力下通過中空纖維膜，收集相同的時(shí)間內(nèi)的濾液，直到膜通量相同為止；將絮凝物粗提液在溫度40℃，ph9.8、壓力0.1mpa、流量19l/h條件下，截留分子量在6kda的濾液，即得到絮凝活性物質(zhì)溶液；純化的絮凝活性物質(zhì)溶液在真空度0.1kpa，溫度為65℃條件下進(jìn)行真空濃縮，當(dāng)濃度達(dá)到40%時(shí)停止，此時(shí)加入濃縮液重量0.1%的功能性多肽，再經(jīng)真空冷凍干燥可得固態(tài)辣木種子絮凝劑，辣木絮凝活性物質(zhì)是蛋白質(zhì)，而加入的功能性多肽可以增強(qiáng)該蛋白質(zhì)的活性，增大其絮凝能力；5）將類產(chǎn)堿假單胞菌按質(zhì)量比1:2接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30℃溫度下，搖床160r/min培養(yǎng)45小時(shí)，培養(yǎng)液在7500r/min離心10分鐘取上清液采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮到原體積的1/20，用冷乙醇反復(fù)提純3次，將最終得到的沉淀物真空冷凍干燥得固態(tài)微生物絮凝劑，該固態(tài)微生物絮凝劑絮凝效果很好，當(dāng)其用量為0.01-0.02g/l時(shí)絮凝率達(dá)到88-93%；6）將固態(tài)辣木種子絮凝劑18份、固態(tài)微生物絮凝劑9份、細(xì)菌保護(hù)劑1份、蒸餾水28份混合均勻后經(jīng)真空冷凍干燥即得復(fù)合凈水劑；細(xì)菌保護(hù)劑能改善菌種貯藏的穩(wěn)定性，提高貯藏溫度，增加貯藏時(shí)間，復(fù)合凈水劑成品為固態(tài)方便了儲(chǔ)存運(yùn)輸。
實(shí)施例2：
1）原料預(yù)處理：挑選辣木種子置于烘箱中，在45℃下干燥，當(dāng)含水量降至8%時(shí)，用粉碎機(jī)粉碎后過80目篩，得辣木種子粉，挑選健康辣木種子以防止霉變產(chǎn)物污染絮凝活性物質(zhì)，粉碎過篩可以除去種子中的雜質(zhì)成分；
2）種子粉脫脂：將200份的辣木種子粉置于超臨界co2萃取釜中，在萃取溫度52℃，萃取壓力32mpa，co2流量24l/h時(shí)，萃取3小時(shí)，萃取結(jié)束后經(jīng)粉碎、篩分、干燥，即獲得種子脫脂粉，萃取過程中可以回收辣木種子油，實(shí)現(xiàn)辣木種子的完全綜合利用，提升了產(chǎn)業(yè)的科技含量，增加了經(jīng)濟(jì)效益；
3）絮凝活性物質(zhì)的粗提：稱取100質(zhì)量份的辣木種子脫脂粉，裝入燒瓶中，按照料液比為1:8將浸提液注入燒瓶中，浸提液為蒸餾水或者1.5mol/l的氯化鈉溶液，然后將燒瓶置于65℃水浴中，在真空度為0.2kpa下進(jìn)行真空浸提4次；之后過濾，除去殘?jiān)?，將濾液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在真空度0.2kpa，溫度70℃條件下進(jìn)行真空濃縮，當(dāng)濃度達(dá)25%時(shí)停止，即得絮凝物粗提液，絮凝物粗提液中絮凝活性成分含量較低，為進(jìn)一步純化做準(zhǔn)備；
4）絮凝活性物質(zhì)的純化：用與絮凝物粗提液等量的40℃蒸餾水分別在一定壓力下通過中空纖維膜，收集相同的時(shí)間內(nèi)的濾液，直到膜通量相同為止；將絮凝物粗提液在溫度42℃、ph10.2、壓力0.15mpa、流量22l/h條件下，截留分子量在6-20kda的濾液，即得到絮凝活性物質(zhì)溶液；純化的絮凝活性物質(zhì)溶液在真空度0.2kpa，溫度為70℃條件下進(jìn)行真空濃縮，當(dāng)濃度達(dá)到45%時(shí)停止，此時(shí)加入濃縮液重量0.2%的功能性多肽，再經(jīng)真空冷凍干燥可得固態(tài)辣木種子絮凝劑，經(jīng)中空纖維膜純化后絮凝活性物質(zhì)含量為90-95%，辣木絮凝活性物質(zhì)是蛋白質(zhì)，而加入的功能性多肽可以增強(qiáng)該蛋白質(zhì)的活性，增大其絮凝能力；
5）微生物絮凝劑制備：將類產(chǎn)堿假單胞菌按質(zhì)量比1:3接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，在32℃溫度下，搖床180r/min培養(yǎng)48小時(shí)，培養(yǎng)液在8000r/min離心15分鐘取上清液采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮到原體積的1/25，用冷乙醇反復(fù)提純4次，將最終得到的沉淀物真空冷凍干燥得固態(tài)微生物絮凝劑，該固態(tài)微生物絮凝劑絮凝效果很好，當(dāng)其用量為0.01-0.02g/l時(shí)絮凝率達(dá)到88-93%；
6）復(fù)合凈水劑的制備：將上述固態(tài)辣木種子絮凝劑20份、固態(tài)微生物絮凝劑10份、細(xì)菌保護(hù)劑2份、蒸餾水30份混合均勻后經(jīng)真空冷凍干燥即得復(fù)合凈水劑；細(xì)菌保護(hù)劑能改善菌種貯藏的穩(wěn)定性，提高貯藏溫度，增加貯藏時(shí)間，復(fù)合凈水劑成品為固態(tài)方便了儲(chǔ)存運(yùn)輸。
實(shí)施例3：
原料預(yù)處理：挑選去殼無變質(zhì)、無病蟲、干凈健康的辣木種子置于烘箱中，在45℃下干燥，當(dāng)含水量降至8%時(shí)，用粉碎機(jī)粉碎后過篩，篩網(wǎng)目數(shù)為80目，得辣木種子粉，挑選健康辣木種子以防止霉變產(chǎn)物污染絮凝活性物質(zhì)，粉碎過篩可以除去種子中的雜質(zhì)成分；
種子粉脫脂：將200份的辣木種子粉置于超臨界co2萃取釜中，在萃取溫度50℃，萃取壓力30mpa，co2流量22l/h時(shí)，萃取3小時(shí)，萃取結(jié)束后從釜中出粕，經(jīng)粉碎、篩分、干燥，即獲得種子脫脂粉，萃取過程中可以回收辣木種子油，實(shí)現(xiàn)辣木種子的完全綜合利用，提升了產(chǎn)業(yè)的科技含量，增加了經(jīng)濟(jì)效益；
絮凝活性物質(zhì)的粗提：稱取100質(zhì)量份的辣木種子脫脂粉，裝入燒瓶中，加入800份1.4mol/l的氯化鈉溶液，然后將燒瓶置于60℃水浴中，在真空度為0.1kpa下進(jìn)行真空浸提4次；之后過濾，除去殘?jiān)?，將濾液加入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中，在真空度0.1kpa，溫度65℃條件下進(jìn)行真空濃縮，當(dāng)濃度達(dá)20%時(shí)停止，即得絮凝物粗提液，絮凝物粗提液中絮凝活性成分含量較低，為進(jìn)一步純化做準(zhǔn)備；
絮凝活性物質(zhì)的純化：根據(jù)辣木天然絮凝活性物質(zhì)的分子量0.3-13kda，選取ueos503膜(ph2-13，截留分子量6kda，操作壓力≤0.15mpa，膜面積1.5m2，膜材質(zhì)ps)和upis503膜(ph2-13，截留分子量20-50kda，操作壓力0.12≤mpa，膜面積0.3m2，膜材質(zhì)ps)較為適合；首先用蒸餾水反復(fù)清洗ueos503和upis503中空纖維膜，然后用與絮凝物粗提液等量的40℃蒸餾水分別在一定壓力下通過中空纖維膜，收集相同的時(shí)間內(nèi)的濾液，直到膜通量相同為止，膜通量[l/(m2*h)]=透過液體積/(膜面積x過濾時(shí)間)；將粗提絮凝物溶液在溫度42℃，ph10、壓力0.1mpa、流量21l/h條件下，截留分子量在6-20kda的濾液，即得到絮凝活性物質(zhì)溶液，純化的絮凝活性物質(zhì)溶液在真空度0.1kpa，溫度為65℃條件下進(jìn)行真空濃縮，當(dāng)濃度達(dá)到40%時(shí)停止，此時(shí)加入濃縮液重量0.4%的功能性多肽，再經(jīng)真空冷凍干燥可得固態(tài)辣木種子絮凝劑，其絮凝活性物質(zhì)含量為90-95%，辣木絮凝活性物質(zhì)是蛋白質(zhì)，而加入的功能性多肽可以增強(qiáng)蛋白質(zhì)的活性，增大其絮凝能力；
微生物絮凝劑制備：取葡萄糖20g，磷酸二氫鉀2.0g，磷酸氫二鉀5.0g，氯化鈉0.15g，硫酸銨0.3個(gè)，尿素0.6g，酵母膏0.6g，水1000ml，113℃滅菌20分鐘制得發(fā)酵培養(yǎng)基；將菌種按質(zhì)量比1:3接種到發(fā)酵培養(yǎng)基中，在32℃溫度下，搖床180r/min培養(yǎng)48小時(shí)，培養(yǎng)液在8000r/min離心15分鐘取上清液采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮到原體積的1/22，加上5倍的冷無水乙醇沉淀，將乙醇溶液在6000r/min離心12分鐘得到微生物絮凝劑沉淀，將沉淀溶解在蒸餾水中，再加4倍體積的冷乙醇沉淀，離心，溶解，如此反復(fù)3次，將最終得到的沉淀物真空冷凍干燥得固態(tài)微生物絮凝劑，該固態(tài)微生物絮凝劑絮凝效果很好，當(dāng)其用量為0.01-0.02g/l時(shí)絮凝率達(dá)到88-93%；
復(fù)合凈水劑的制備：將上述固態(tài)辣木種子絮凝劑20份、固態(tài)微生物絮凝劑10份、細(xì)菌保護(hù)劑1份、蒸餾水28份混合均勻后經(jīng)真空冷凍干燥即得復(fù)合凈水劑；細(xì)菌保護(hù)劑能改善菌種貯藏的穩(wěn)定性，提高貯藏溫度，增加貯藏時(shí)間，復(fù)合凈水劑成品為固態(tài)方便了儲(chǔ)存運(yùn)輸，在辣木種子絮凝劑與微生物絮凝劑的復(fù)合作用下，該凈水劑的絮凝效果得到顯著的提高，是一種高效、安全的復(fù)合凈水劑。
本發(fā)明的操作步驟中的常規(guī)操作為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不進(jìn)行贅述。
以上所述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充或類似方式替代等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
序列表
<110>蘭溪市酉澤飼料技術(shù)服務(wù)有限公司
<120>一種高效復(fù)合凈水劑及其制備方法
<160>1
<170>siposequencelisting1.0
<210>1
<211>33
<212>prt
<213>人工合成(saccharum)
<400>1
sercysalaserargcyslysserargcysargalaargargcysarg
151015
alaargcysargalaargargcysglytyrtyrvalservalphearg
202530
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