[发明专利]一种苏氨酸母液处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于苏氨酸生产技术领域，涉及一种处理苏氨酸母液的方法，具体为利用复合酶酶解发酵废弃菌体及利用双极性膜电渗析处理其它废液的方法。

背景技术

苏氨酸，学名2-氨基-3-羟基丁酸。苏氨酸是一种必需的氨基酸，苏氨酸主要用于医药、化学试剂、食品强化剂、饲料添加剂等方面。特别是饲料添加剂方面的用量增长快速，它常添加到未成年仔猪和家禽的饲料中，是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸。在配合饲料中加入L-苏氨酸，具有如下的特点：①可以调整饲料的氨基酸平衡，促进禽畜生长；②可改善肉质；③可改善氨基酸消化率低的饲料的营养价值；④可降低饲料原料成本；因此在欧盟国家(主要是德国、比利时、丹麦等)和美洲国家，已广泛地应用于饲料行业。

通常所说的苏氨酸母液是指发酵液提取苏氨酸后排放的母液。母液中含有的大量菌体，它是一种单细胞蛋白，含有丰富的蛋白质，对干燥后菌体蛋白的化学成分进行分析发现苏氨酸废弃菌体中蛋白质的含量高达80％以上，高于目前蛋白酶解物常用的原料豆粕、酵母等。其氨基酸种类和配比都比较齐全，并且含有丰富的维生素、核酸、多糖等其他营养物质。且苏氨酸发酵过程中所加入糖类物质与苏氨酸一起经过发酵后会生成低聚异麦芽糖和麦芽糖等。苏氨酸发酵产生母液经过超滤膜过滤后进行双极性膜电渗析进行脱盐处理，脱盐后的废水可用于制取肥料，得到的脱盐后的清液含有大量的低聚异麦芽糖。这些有用物质白白排放，每年造成约10多亿元人民币的损失。因此，根据苏氨酸发酵工艺的特点，必须采取切实有效的措施，对其进行综合治理。

因此，研究一种系统的对苏氨酸母液的利用方法，以减少废水污染、变废为宝，是本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

发明人经过一系列研究开发了一种苏氨酸母液的处理方法，该方法采用了母液通过碟片分离机和膜过滤分离母液中的菌体蛋白，将上述菌体蛋白浆液加入适量复合酶制剂使菌体蛋白酶解。该酶解液经高速碟片粉机分离去除细胞壁，所得澄清酶解液经低温浓缩后制成酶解菌体蛋白膏；另外，提取过程中产生的废水经过超滤膜过滤除去杂质后进行双极性膜电渗析进行除盐分离，所产生的废水用作生产肥料，清液通过多效板式蒸发器进行浓缩后经过两次阴、阳离子交换膜进一步除盐后得到清液，将清液浓缩得到低聚异麦芽糖和麦芽糖等。本发明过程不仅解决了对苏氨酸母液中有效成分分离的问题，能够使苏氨酸发酵菌体蛋白、残糖得到充分的利用，而且能效高，废水排放量少，污染低，电渗析技术具有操作简单、无污染、使用寿命长久等优点，不仅减低企业投资成本，而且节能减排，有一举多得之功效。

上述酶解菌体蛋白膏由于富含大量动物所必需氨基酸，可以其作为复合氨基酸原料，并适当添加部分赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸等饲料氨基酸制成复合氨基酸饲料预混剂，大幅度降低该产品成本；双极性膜电渗析进行脱盐处理，脱盐率为98％左右，脱盐后的废水更适于生产肥料，且盐分基本脱除干净，能够提高低聚糖的品质，变废为宝，实现商业利用价值。

为实现上述目的，本发明一种苏氨酸母液的处理方法，其具体操作步骤为：

1、离心分离：利用高速碟片分离机将苏氨酸母液中的菌体蛋白分离，高速碟片机分离菌体的转速大约为4000～5000r/min，回收菌体蛋白沉淀，并收集上清液。

2、膜过滤二次去除菌体蛋白：将步骤1)获得的上清液采用陶瓷膜过滤，膜孔径40nm，其中，过滤温度为37℃，进膜压力为2.0bar，过滤回收菌体蛋白，并收集滤液。

3、菌体蛋白处理：将步骤1)和步骤2)的菌体蛋白合并加入到搅拌反应器，并加入适量温水调匀，调整固含量8％，调整酶解反应温度55℃，加少许硫酸调整pH6.5，分别加入溶菌酶10kg/m³，酸性蛋白酶25kg/m³以及β-葡聚糖酶5kg/m³，缓慢搅拌，酶解时间为6h获得酶解液，然后采用碟片分离机离心去除细胞壁，收集上清液，所得上清液经三效板式蒸发器低温蒸发后，得到膏状物，其干基含量＞65％，将上述膏状物直接包装制成酶解菌体蛋白膏。