生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法，包括以下工藝步驟：1）酶解：將處理過的抗生素藥渣，用纖維素酶粗液和木質(zhì)素酶粗液進行酶解，得到酶解產(chǎn)物；2）益生菌發(fā)酵：將酶解產(chǎn)物作為生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基，加入益生菌進行生物轉(zhuǎn)化，得到生物腐植酸菌劑。本發(fā)明資源化利用抗生素藥渣生產(chǎn)生物腐植酸，降低資源浪費，同時解決傳統(tǒng)腐植酸成本高、資源緊缺的困境；成本低、規(guī)模化生產(chǎn)，生產(chǎn)的腐植酸產(chǎn)量與純度均高于現(xiàn)有的其它技術(shù)；抗生素藥渣的原料供應(yīng)量集中，可實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
【專利說明】生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種生物轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物腐植酸菌劑(Bacteria fulvic acid,簡稱BFA)是由腐植酸和益生菌復(fù)合發(fā)酵產(chǎn)生的復(fù)合物。它作為有機物原料，廣泛地應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、石油、化工、建材、醫(yī)藥、衛(wèi)生、環(huán)保等各個領(lǐng)域?，F(xiàn)開發(fā)的主要產(chǎn)品有農(nóng)藥、獸藥、抗旱劑；藥品、保健品、化妝品；石油助劑、工業(yè)水處理劑、水煤漿穩(wěn)定劑、蓄電池膨脹劑、陶瓷添加劑、油墨添加劑等。傳統(tǒng)的腐植酸是在一些低熱值的煤炭中提取的，諸如泥炭、褐煤和風(fēng)化煤。這種礦源腐植酸雖然含量與純度高，但煤炭資源有限，而且提取成本高?？茖W(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，通過生物方法微生物發(fā)酵植物殘渣能得到同樣成分的腐植酸,稱為生物腐植酸。
[0003]抗生素藥渣又稱菌渣，是抗生素在生產(chǎn)制造過程中所產(chǎn)生的固體廢棄物。這種未經(jīng)處理的抗生素藥渣營養(yǎng)物質(zhì)豐富，除少量抗生素殘留及重金屬等有害物質(zhì)外，其蛋白質(zhì)和醣的含量較高，氨基酸組成全面，其中更含有各種微量元素和生長因子等?？股毓I(yè)是我國現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的主體部分，我國早已是世界第一抗生素原料生產(chǎn)大國，能夠生產(chǎn)近百種的抗生素品種，同時產(chǎn)生大量的菌渣。目前菌渣再利用不充分，使得資源極大的浪費，因此通過生物方法有效的將抗生素藥渣轉(zhuǎn)化為生物腐植酸菌劑的技術(shù)工藝，既解決了工業(yè)廢渣的處理又能達到資源的最大化利用，在節(jié)能環(huán)保和循環(huán)經(jīng)濟方面有很高的使用價值。
[0004]目前一種現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案:通過微生物發(fā)酵糠醛渣生產(chǎn)生化腐植酸的辦法，用尿素和麩皮與生產(chǎn)廢水調(diào)節(jié)糠醛渣的碳氮比與含水量，加入菌粉進行發(fā)酵，發(fā)酵完成后通過加入酸堿物質(zhì)改變內(nèi)部PH值來`提取腐植酸。該現(xiàn)有技術(shù)的缺點是:發(fā)酵產(chǎn)生的腐植酸產(chǎn)量低，它的腐植酸的含量只能達到40-50%。相對于我們的技術(shù)產(chǎn)生的74%的量就低一些；培養(yǎng)發(fā)酵時間太長，需要2-3個月，而我們的技術(shù)只需要6-10天就可以。
[0005]另一種現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)方案:采用餐廚廢棄物制備生產(chǎn)腐植酸的技術(shù)和工藝，用餐飲廢物直接發(fā)酵產(chǎn)生。該現(xiàn)有技術(shù)的缺點:運用是高溫發(fā)酵，需要發(fā)酵過程中保持60-80°C，對發(fā)酵條件掌控與設(shè)備的要求較高；且提取的腐植酸含量低，只能達到38-42%;產(chǎn)生的腐植酸有機質(zhì)轉(zhuǎn)化高，趨向于農(nóng)業(yè)用腐植酸，對于廣泛應(yīng)用受一定限制；餐廚廢棄物量不穩(wěn)定，分散不集中，不適合長途運輸，因此很難達成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
[0006]本發(fā)明克服以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，通過生物有機酶解-耦合的技術(shù)方法將抗生素藥渣進行生物轉(zhuǎn)化，最終得到生物腐植酸菌劑(BFA)，可達到綠色環(huán)保、工藝成熟、成本降低的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明目的:通過該發(fā)明轉(zhuǎn)化技術(shù)可以將抗生素藥渣的難題不僅得以解決，而且達到變廢為寶、充分利用的目的，且本發(fā)明產(chǎn)生的腐植酸的量可以達到74%，其中主要成分黃腐酸可以達到26%以上，遠遠高于現(xiàn)有其它技術(shù)的生產(chǎn)量，而且純度高、生產(chǎn)成本低，能夠完全實現(xiàn)高質(zhì)腐植酸的產(chǎn)量化生產(chǎn)。
[0008]技術(shù)方案:生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法，所用原料包括:處理過的抗生素藥渣，是由未經(jīng)處理的抗生素藥渣與富含纖維素類的添加物均勻混合且經(jīng)過無害化處理后得到的最終混合物，殘留抗生素活性得到充分滅活，并組成了基本的發(fā)酵培養(yǎng)基；益生菌菌種；培養(yǎng)基輔料。
[0009]反應(yīng)原理:通過將所述處理過的抗生素藥渣添加益生菌和培養(yǎng)基輔料進行生物轉(zhuǎn)化工藝，即可制得生物腐植酸菌劑。
[0010]具體工藝步驟如下:
[0011]1、酶解:將所述處理過的抗生素藥渣，用纖維素酶粗液和木質(zhì)素酶粗液進行酶解，得到酶解產(chǎn)物；
[0012]所述酶解具體條件為，將纖維素酶粗液和木質(zhì)素酶粗液按重量比1:1混合后得到酶液，在所述處理過的抗生素藥渣中添加占其重量0.1~0.4%的酶液，酶解溫度25~50°C，酶解時間I~3天，得到酶解產(chǎn)物；
[0013]2、益生菌發(fā)酵:將所述酶解產(chǎn)物作為生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基，加入益生菌進行生物轉(zhuǎn)化，得到生物腐植酸菌劑；
[0014]具體工藝參數(shù)如下:
[0015]I)當(dāng)益生菌菌種選擇酵母菌、芽孢桿菌、根霉菌時，將酵母菌、芽孢桿菌、根霉菌按摩爾比1:1:1比例混合，其含水量為生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基質(zhì)量的65%，生物轉(zhuǎn)化溫度為25~50°C，初始pH值為6~7，生物轉(zhuǎn)化時間為86~106h ；
`[0016]經(jīng)過上述條件進行生物轉(zhuǎn)化后，得到的生物腐植酸菌劑(益生菌和生物腐植酸復(fù)合發(fā)酵產(chǎn)生的復(fù)合物)含量較高，腐植酸中的黃腐酸含量達到26%,益生菌含量達到2*109Cfu/g (每克含有的益生菌活菌個數(shù))；
[0017]作為優(yōu)選，在所述生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基中加入相當(dāng)于其質(zhì)量10~30%的培養(yǎng)基輔料，其按重量份計由以下組分組成:麩皮5~10份，豆柏5~10份，氯化鈉0.2~0.5份，經(jīng)過上述條件進行生物轉(zhuǎn)化后，得到的生物腐植酸菌劑含量最高，腐植酸含量平均值為74%，其中黃腐酸的含量為28% ;益生菌活菌含量達到1.lX101(lCfu/g。
[0018]2)當(dāng)益生菌菌種選擇選擇枯草芽孢桿菌、乳酸芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌時，將枯草芽孢桿菌、乳酸芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌按摩爾比2:1:2:1比例混合，水分與生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基的質(zhì)量比為1: 2，生物轉(zhuǎn)化溫度為25~50°C，初始pH值為6~7，轉(zhuǎn)化時間為5~7天；
[0019]經(jīng)過上述條件進行生物轉(zhuǎn)化后，得到的生物腐植酸菌劑含量較高，腐植酸中的黃腐酸含量達到26%，益生菌含量達到2*109Cfu/g ；
[0020]作為優(yōu)選，在所述生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基中加入相當(dāng)于其質(zhì)量10~30%的培養(yǎng)基輔料，其按重量份計由以下組分組成:麩皮5~10份，豆柏5~10份，氯化鈉0.2~0.5份，此時得到的生物腐植酸菌劑中，腐植酸含量平均值為74%，其中黃腐酸的含量為28% ;益生菌活菌含量為6.5X 109cfu/g。
[0021]在上述過程中，益生菌發(fā)酵與腐植酸發(fā)酵、生成是同時完成的，腐植酸是通過微生物分解轉(zhuǎn)化原料中的大分子物質(zhì)而成的；根據(jù)以上工藝參數(shù)添加菌種、進行發(fā)酵，不僅能增大腐植酸的產(chǎn)量，還能加速腐植酸的產(chǎn)生。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果:抗生素藥渣處理難題不僅給環(huán)境造成了很大的污染，同時造成資源嚴(yán)重浪費，此項目的成功開發(fā)，不僅具有經(jīng)濟意義、環(huán)保意義，更具有社會意義:資源化利用抗生素藥渣，降低資源浪費，將處理過的抗生素藥渣作為原料生產(chǎn)腐植酸，使腐植酸廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧、石油等各個領(lǐng)域，減少了不可再生資源的耗損；且這種優(yōu)質(zhì)腐植酸將逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)腐植酸原料，解決傳統(tǒng)腐植酸成本高、資源緊缺的困境；成本低、規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)的腐植酸產(chǎn)量與純度均高于現(xiàn)有的其它技術(shù)；抗生素藥渣的原料供應(yīng)量集中，完全可以實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述。這些實施例僅是對本發(fā)明作進一步的說明，而不是對本發(fā)明的限制。
[0024]生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法，所用原料包括:處理過的抗生素藥渣,是由未經(jīng)處理的抗生素藥渣與富含纖維素類的添加物均勻混合且經(jīng)過無害化處理后得到的最終混合物，殘留抗生素活性得到充分滅活，并組成了基本的發(fā)酵培養(yǎng)基；益生菌菌種；培養(yǎng)基輔料。
[0025]反應(yīng)原理:通過將處理過的抗生素藥渣添加益生菌和培養(yǎng)基輔料進行生物轉(zhuǎn)化工藝，即可制得生物腐植酸菌劑。
[0026]具體工藝步驟如下:
[0027]1、酶解:將處理過的抗生素藥渣，用纖維素酶粗液和木質(zhì)素酶粗液進行酶解，得到酶解產(chǎn)物；
`[0028]所述酶解具體條件為，將纖維素酶粗液和木質(zhì)素酶粗液按重量比1:1混合后得到酶液，在所述處理過的抗生素藥渣中添加占其重量0.1~0.4%的酶液，酶解溫度25~50°C，酶解時間I~3天，得到酶解產(chǎn)物；
[0029]2、益生菌發(fā)酵:將所述酶解產(chǎn)物作為生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基，加入益生菌進行生物轉(zhuǎn)化，得到生物腐植酸菌劑；
[0030]具體工藝參數(shù)如下:
[0031]I)當(dāng)菌種選擇酵母菌、芽孢桿菌、根霉菌時，將酵母菌、芽孢桿菌、根霉菌按摩爾比比例1:1:1混合，其含水量為生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基質(zhì)量的65%，生物轉(zhuǎn)化溫度為30°C，初始pH值為6~7，生物轉(zhuǎn)化時間為96h ；
[0032]在所述生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基中加入相當(dāng)于其質(zhì)量10~30%的培養(yǎng)基輔料，所述添加劑按重量份計由以下組分組成:麩皮5~10份，豆柏5~10份，氯化鈉0.2~0.5份，經(jīng)過上述條件進行生物轉(zhuǎn)化后，得到的生物腐植酸菌劑(益生菌和生物腐植酸復(fù)合發(fā)酵產(chǎn)生的復(fù)合物)含量最高，腐植酸含量平均值為74%，其中黃腐酸的含量為28% ;益生菌含量達到
1.lX1010Cfu/g (每克含有的益生菌活菌個數(shù))。
[0033]2)當(dāng)菌種選擇枯草芽孢桿菌、乳酸芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌時，將枯草芽孢桿菌、乳酸芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌按摩爾比2: I: 2: I比例混合，水分與生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基的質(zhì)量比為1:2，生物轉(zhuǎn)化溫度為35°C，初始pH值為6~7，轉(zhuǎn)化時間為6天；
[0034]在所述生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基中加入相當(dāng)于其質(zhì)量10~30%的培養(yǎng)基輔料，所述添加劑按重量份計由以下組分組成:麩皮5~10份，豆柏5~10份，氯化鈉0.2~0.5份，此時得到的生物腐植酸菌劑中，腐植酸含量平均值為74%，其中黃腐酸的含量為28% ;益生菌活菌含量為6.5X109cfu/g。
[0035]在上述過程中，益生菌發(fā)酵與腐植酸發(fā)酵、生成是同時完成的，腐植酸是通過微生物分解轉(zhuǎn)化原料中的大分子物質(zhì)而成的；根據(jù)以上工藝參數(shù)添加菌種、進行發(fā)酵，不僅能增大腐植酸的產(chǎn)量，還能加速腐植酸的產(chǎn)生。
[0036]本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果:抗生素藥渣處理難題不僅給環(huán)境造成了很大的污染，同時造成資源嚴(yán)重浪費，此項目的成功開發(fā)，不僅具有經(jīng)濟意義、環(huán)保意義，更具有社會意義:資源化利用抗生素藥渣，降低資源浪費，將處理過的抗生素藥渣作為原料生產(chǎn)腐植酸，使腐植酸廣泛應(yīng)用于農(nóng)林牧、石油等各個領(lǐng)域，減少了不可再生資源的耗損；且這種優(yōu)質(zhì)腐植酸將逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)腐植酸原料，解決傳統(tǒng)腐植酸成本高、資源緊缺的困境；成本低、規(guī)?；a(chǎn)，生產(chǎn)的腐植酸產(chǎn)量與純度均高于現(xiàn)有的其它技術(shù)；抗生素藥渣的原料供應(yīng)量集中，完全可以實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。`
【權(quán)利要求】
1.生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法，所用原料包括:處理過的抗生素藥渣,是由未經(jīng)處理的抗生素藥渣與富含纖維素類的添加物均勻混合且經(jīng)過無害化處理后得到的最終混合物，殘留抗生素活性得到充分滅活，并組成了基本的發(fā)酵培養(yǎng)基；益生菌菌種，培養(yǎng)基輔料，其特征在于，包括以下工藝步驟: 1)酶解:將所述處理過的抗生素藥渣，用纖維素酶粗液和木質(zhì)素酶粗液進行酶解，得到酶解產(chǎn)物； 所述酶解具體條件為，將纖維素酶粗液和木質(zhì)素酶粗液按重量比1:1混合后得到酶液，在所述處理過的抗生素藥渣中添加占其重量0.1~0.4%的酶液，酶解溫度25~50°C，酶解時間I~3天，得到酶解產(chǎn)物； 2)益生菌發(fā)酵:將所述酶解產(chǎn)物作為生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基，加入益生菌進行生物轉(zhuǎn)化，得到生物腐植酸菌劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法，其特征在于， 在所述2)益生菌發(fā)酵的步驟中，具體工藝參數(shù)如下: 所述益生菌菌種選擇酵母菌、芽孢桿菌、根霉菌，將酵母菌、芽孢桿菌、根霉菌按摩爾比1:1:1比例混合，其含水量為生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基質(zhì)量的65%，生物轉(zhuǎn)化溫度為25~50°C，初始pH值為6~7，生物轉(zhuǎn)化時間為86~106h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法，其特征在于， 在所述2)益生菌發(fā)酵的步驟中，具體工藝參數(shù)如下: 所述益生菌菌種選擇選擇枯草`芽孢桿菌、乳酸芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌，將枯草芽孢桿菌、乳酸芽孢桿菌、嗜酸乳桿菌、產(chǎn)朊假絲酵母菌按摩爾比2:1:2:1比例混合，水分與生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基的質(zhì)量比為1:2，生物轉(zhuǎn)化溫度為25~50V，初始pH值為6~7，轉(zhuǎn)化時間為5~7天。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的生物有機酶解-耦合轉(zhuǎn)化抗生素藥渣制備生物腐植酸菌劑的方法，其特征在于， 在所述生物轉(zhuǎn)化固體培養(yǎng)基中加入相當(dāng)于其質(zhì)量10~30%的培養(yǎng)基輔料，其按重量份計由以下組分組成:麩皮5~10份，豆柏5~10份，氯化鈉0.2~0.5份。
【文檔編號】C12R1/72GK103865815SQ201410063476
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月25日
【發(fā)明者】吳力克, 段德振 申請人:北京觀瀾科技有限公司