专利名称：利用右旋糖酐废液发酵生产饲用复合酶制剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用右旋糖酐废液发酵生产饲用复合酶制剂的工艺和用该工艺方法生产的词 用复合酶制剂。
背景技术：
酶制剂是一种高效能的生物活性物质，也是"天然"、"绿色"的饲料添加剂，它可以提 高畜禽生产性能和减少排泄物的污染，同时饲料资源开发提供了可能性，使饲料工业高效、 环保和可持续发展成为可能。
酶在饲料工业中的应用始于20世纪50年代末。1975年，美国Kernin公司推出商品饲 用酶制剂，使饲用酶的研究进入了相对稳定的阶段，外源酶作为饲料添加剂正式登上历史舞 台，80年代的大量研究表明，外源酶的添加不仅不会破坏或抑制内源酶的产生，而且能帮助 和促进动物的消化吸收，从而完全肯定了酶在饲料中的作用。Cultor和Suomen经过多年的 研究工作，在饲用酶应用方面取得了突破性进展，首先证明在饲料添加复合酶的效果明显优 于单一酶的添加，其次将酶成功的稳定化，确保酶在经过制粒过程后仍然保持高的活力。进 入90年代芬兰的FFI公司在饲料酶领域有了一系列的革新，于1990年开发了适用于不同动 物以及不同饲料的复合酶制品，1991年证明了伺用复合酶能减少污染和改善环境，建立了酶 在猪和家禽体内的作用模式。
世界上已生产的酶类有300多种，其中饲料用酶20多种，从实际添加角度来看，饲料酶 可分为单一酶制剂和复合酶制剂。复合酶制剂可以由几种单一酶制剂混合而成，或由一种或 几种微生物直接发酵得到复合酶品。饲用复合酶的产品类型主要有以下几类l、以蛋白酶、 淀粉酶为主的饲用复合酶，此类酶制剂主要用于补充动物内源酶的不足。如用于动物幼仔词 料。2、以P—葡聚糖酶、木聚糖酶等半纤维素酶为主的饲用复合酶，此类酶制剂主要用于以 大麦、燕麦为主要原料的饲料，其作用是消除抗营养因子。3、以纤维素酶、果胶酶为主的饲 用复合酶，这类酶主要作用是破坏植物细胞壁，使细胞中的营养物质释放出来，增加词料的 营养价值。4、以纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、葡聚糖酶、木聚糖酶和果胶酶为主的饲用复合 酶，此类酶综合以上各酶系的共同作用，效果更佳。
国内右旋糖酐的生产采用的是生物合成法，生产菌种(肠膜状明串珠菌)通过产生的右
旋糖酐酶催化蔗糖，产生右旋糖酐和果糖，经稀醇沉淀后，右旋糖酐被提取，废液中主要残 留一些菌体和没有完全利用的营养物质，经测定，其中果糖含量3.2%,氨基氮在0. 85mg/ml， 是高浓度的有机废水，而且一条生产线的每天生产废液约15吨。目前采用的果糖提取处理方 式处理工艺复杂，成本高，而且产生二次污染，严重制约了技术的推广，废液大部分通过污 水管道排到污水处理厂，造成资源的大量浪费。因此，寻找解决右旋糖酐废液资源化利用的 新途径，实现废液零排放是解决右旋糖酐生产企业有机废水治理的当务之急。
发明内容
本发明的目的是提供一种能解决右旋糖酐生产废液处理难题同时低成本生产饲用复合酶 的工艺技术，以弥补现有的右旋糖酐生产废液处理能耗大，成本高的不足，同时降低了词用 复合酶的生产成本。
本发明采用以下技术方案实现上述目的。利用右旋糖酐废液生产词用复合酶制剂的方法、 制备步骤如下将右旋糖酐生产废液经过适当补加无机盐(重量比)KH2P04， 1%。； (NH4)2S04， 0. 5%。； CaCl2， 0. 3%0; MgS04 7H20， 0. 3%。； FeS04 7H20， 50g/m3; MnS04 4H20， 16g/ra3; ZnS04 7H20， 14g/m3;调制后，均通过流加方式添加到各发酵池，发酵黑曲霉发酵培养基始初 pH值为5.0 6.0，发酵温度28 30'C，枯草芽孢杆菌发酵培养基始初pH值为7.0 8.0，发酵 温度30 4(TC，在两个发酵池中按一定比例(10%——20%)接入经过长期筛选获得的两种优 良高产菌株(黑曲霉、枯草芽孢杆菌)，并行保温发酵，黑曲霉发酵液流出发酵池时通过一弯 曲管道继续保温发酵，管道终端接膜过滤器，通过无机膜过滤获得含有较高浓度菌体、酶类 等有机物质的发酵液，泵入闪蒸灭菌的固体培养料，混合均匀，在通风发酵池进行固体发酵， 发酵温度23 26。C。枯草芽孢杆菌发酵7——IO天后，通过膜过滤浓縮后，与发酵终了的黑 曲霉的固体发酵物混合，经过干燥、粉碎、制粒(通过制粒工艺稳定酶活性)、包装工序形成 饲用复合酶制剂产品。
本发明还可以进一步采用液-固串联发酵工艺，其中液体发酵时间为7至10天，黑曲霉 发酵温度28至30'C，枯草芽孢杆菌发酵温度30至4(TC。固体发酵时间为5至7天，发酵 温度23至26X:，枯草芽孢杆菌菌体在黑曲霉固体发酵结束后按枯草杆菌发酵液黑曲霉固 体发酵料l: 2至1: 5的比例混合加入。
本发明的工艺还可以附和以下要求在废液调制后，磷酸二氢钾、氯化钙等无机盐总浓
度达到1%。至3%。，通过流加方式补充到各液体发酵池。
在本发明的生产工艺中，液体发酵后的发酵液通过膜过滤滤除大部分水分，浓縮的发酵
液和菌体通过泵泵入灭过菌的固体发酵料，泵的接口有多个，都均匀分布在膜前端附近管道 上，接口到膜的距离l至5cm，泵间歇式工作。
在本发明的生产工艺中，固体发酵料采用闪蒸灭菌工艺，所用设备为自行设计的闪蒸装置。
本发明生产的词用复合酶制剂各组分含量酸性蛋白酶活力》6000U/g，纤维素(CMC) 酶活力^20000U/g，果胶酶活力^60000U/g，木聚糖酶活力>25000U/g， 0-葡聚糖酶活力 》20000U/g，淀粉酶活力》400U/g，枯草芽孢杆菌数>107个/§。
本发明的有益效果在于将右旋糖酐生产废液通过添加少量无机盐，调制后作为饲用复 合酶生产菌株的培养基能极大降低右旋糖酐废液处理成本，收益明显高于从废液中提取果糖 的工艺技术，而且本发明将右旋糖酐废液全部利用，真正做到了右旋糖酐生产废水的零排放。 以往的饲用复合酶的生产要么采用液体发酵，要么采用固体发酵，本发明通过液——固串联 发酵，同时提高了发酵产品中酶的种类和活性，又巧妙利用了枯草芽孢杆菌的添加对酸性蛋 白酶等酶类的增效作用。
图1是本发明利用右旋糖酐废液发酵生产饲用复合酶制剂的工艺流程图。
具体实施例方式
下面通过对本发明具体实施例的详细说明来进一步阐述本发明，但实施例不是对本发明 的限制。
实施例1:右旋糖酐废液IOOOL，调节pH5. 0——6. 0，泵入1500L的液体发酵罐，实消2 小时，按体积比l: 10——30接入黑曲霉菌种，保温、通气发酵7天。黑曲霉发酵液与蒸汽 灭菌后的麸皮按重量比l: 1.3的比例混合，置通风发酵池发酵7——10天，45'C干燥，粉碎后 得酶产品。经测定，酸性蛋白酶活力4000U/g，纤维素(CMC)酶活力12000U/g，果胶酶活力 20000U/g，木聚糖酶活力10000U/g， P -葡聚糖酶活力10000U/g，淀粉酶活力600U/g。
实施例2:右旋糖酐废液IOOOL，加入KH2P04 ，lKg; (NH4)2S04， 0. 5Kg; CaCl2， 0. 3Kg; MgS04 7H20， 0. 3 Kg; FeS04 . 7H20， 50g; MnS04 . 4H20, 16g; ZnS04 7H20， 14g;调节pH5. 0—— 6.0，泵入1500L的液体发酵罐，实消2小时体积比1: 10——30接入黑曲霉菌种，保温、通 气发酵7天。黑曲霉发酵液与蒸汽灭菌后的麸皮按重量比1: 1. 3的比例混合,置通风发酵池 发酵7——10天,45。C千燥，粉碎后得酶产品。经测定，酸性蛋白酶活力4000U/g,纤维素(CMC) 酶活力20000U/g，果胶酶活力50000U/g，木聚糖酶活力20000U/g， P -葡聚糖酶活力20000U/g，
淀粉酶活力400U/g。
实施例3:右旋糖酐废液IOOOL，加入KH2P04 ,lKg; (NH4)2S04, 0. 5Kg; CaCl2, 0. 3Kg; MgS04 7H20, 0. 3 Kg; FeS04 7H20, 50g; MnS04 4H20， 16g; ZnS04 7H20， 14g;调节pH7. 0—— 8.0，泵入1500L的液体发酵罐，实消2小时体积比1: 10—30接入枯草芽孢杆菌菌种，38 'C保温、通气发酵3天，发酵液经过膜过滤，体积浓縮为120L，拌入发酵终了的黑曲霉固体 发酵料，重量比l: 1.3——1.5的比例混合均匀，23——26'C发酵1——3天后45'C干燥，粉 碎后得酶产品。经测定，酸性蛋白酶活力6500U/g，纤维素(CMC)酶活力22000U/g，果胶酶 活力60000U/g，木聚糖酶活力25000UZg， P-葡聚糖酶活力28000U/g，淀粉酶活力800U/g， 枯草芽孢杆菌活菌数为2. 3X 107。
权利要求
1. 一种利用右旋糖酐废液发酵生产饲用复合酶制剂的方法，其特征在于将右旋糖酐生产废液经过适当补加营养盐分别调制后，作为黑曲霉和枯草芽孢杆菌的培养基，其中黑曲霉发酵培养基始初pH值为5至6，枯草芽孢杆菌发酵培养基始初pH值为7.0至8.0，在两个发酵池中分别按10％至30％的比例接入经过长期筛选获得的两种优良高产菌株黑曲霉和枯草芽孢杆菌，并行保温发酵，黑曲霉发酵温度28至30℃，枯草芽孢杆菌发酵温度30至40℃，调制后的培养液均通过流加方式添加到各发酵池发酵，发酵液流出发酵池时通过一弯曲管道继续保温发酵，管道终端接膜过滤器，通过膜过滤获得含有较高浓度菌体、酶类等有机物质的发酵液，合并加入闪蒸灭菌的固体培养料，在通风发酵池进行固体发酵，发酵结束后经过干燥、粉碎、制粒、包装工序形成饲用复合酶制剂产品。
2. 如权利要求l所述的利用右旋糖酐废液发酵生产饲用复合酶制剂的方法，其特征在于 液-固串联发酵工艺，其中液体发酵时间为7至10天，黑曲霉发酵温度28至3(TC，枯草芽 孢杆菌发酵温度30至40'C;固体发酵时间为5至7天，发酵温度23至26'C，枯草芽孢杆菌菌体在黑曲霉固体发酵结束后按枯草杆菌发酵液黑曲霉固体发酵料l: 2至1: 5的比例混合加入。
3. 如权利要求1所述的利用右旋糖酐废液发酵生产伺用复合酶制剂的方法，其特征在于废液调制后，磷酸二氢钾、氯化钙等无机盐总浓度达到1%。至3%。，通过流加方式补充到各液体发酵池。
4. 如权利要求1所述的利用右旋糖酐废液发酵生产饲用复合酶制剂的方法，液体发酵后的发酵液通过膜过滤滤除大部分水分，浓縮的发酵液和菌体通过泵泵入灭过菌的固体发酵料，泵的接口有多个，都均匀分布在膜前端附近管道上，接口到膜的距离l至5cm，泵间歇 式工作。
5. 如权利要求l所述的利用右旋糖酐废液发酵生产饲用复合酶制剂的方法，其特征在于固体发酵料采用闪蒸灭菌工艺，所用设备为自行设计的闪蒸装置。
6. —种按照权利要求1所述方法生产的词用复合酶制剂，其特征在于每克饲用酶制剂中 各组分含量为酸性蛋白酶活力》6000U，纤维素酶活力^20000U，果胶酶活力^60000U， 木聚糖酶活力》25000U， e-葡聚糖酶活力》20000U，淀粉酶活力^400U，枯草芽孢杆菌数
全文摘要
本发明公开了一种利用右旋糖酐废液发酵生产饲用复合酶制剂的工艺及其产品，其发酵生产工艺采用黑曲霉(05012)菌株和枯草芽孢杆菌菌株作为生产用产酶菌株，以右旋糖酐生产废液调制后作为液体发酵原料，通过无机膜过滤获得含有较高浓度菌体、酶类等有机物质的发酵液，进入后发酵阶段采用固体发酵工艺，以麦麸等农副产品通过闪蒸灭菌作为发酵原料，在通风发酵池进行固体发酵，发酵结束后经过干燥、粉碎、制粒(通过制粒工艺稳定酶活性)、包装工序形成饲用复合酶制剂产品。有益效果在于能极大降低右旋糖酐废液处理成本，而且本发明将右旋糖酐废液全部利用，真正做到了右旋糖酐生产废水的零排放，同时提高了发酵产品中酶的种类和活性。
文档编号C12N9/24GK101381715SQ20081017207
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者李耀亭 申请人:李耀亭