[发明专利]一种利用水产品废弃物发酵制备生物表面活性剂的方法

说明书

本发明涉及一种利用水产品废弃物发酵制备生物表面活性剂的方法，包括(1)向鱼废中加入水、水解蛋白酶得到反应液，并进行水解反应；(2)将步骤(1)得到的鱼废水解液离心后提取上清液，然后将该上清液在‑80℃下冷冻48～72小时后放入冷冻干燥机中,再次冷冻干燥48～72小时后得到鱼蛋白胨；(3)配制种子培养基；(4)配制发酵培养基；(5)发酵培养；(6)提取生物表面活性剂。本发明公开的一种利用水产品废弃物发酵制备生物表面活性剂的方法具有以下有益效果：1、在避免鱼废造成环境污染的同时，提高了鱼废的经济效益；2、通过本方法制备的生物表面活性剂产量较传统方法生产的提高了15‑20％。

技术领域

本发明属于生物工程领域，具体涉及一种利用水产品废弃物发酵制备生物表面活性剂的方法。

背景技术

生物表面活性剂是生成于微生物细胞外或细胞膜上的具有表面活性的两性高分子物质，包括糖脂、多糖-蛋白络合物、磷脂、脂肪酸和中性脂等。它除了具有增溶、润湿、分散、乳化、减小表面张力等表面活性剂共有的特性之外，还拥有很多优于化学表面活性剂的特点，比如低毒、可降解、具有良好的pH稳定性、盐度稳定性和热稳定性。因此，生物表面活性剂已经广泛运用到各个行业当中。

目前已知的生物表面活性剂中，由阿瑞马(Arima)等人发现的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)生产的脂肽类表面活性剂(surfactin)是表面活性最强，效果最好的活性剂之一。该活性剂被发现以来，受到持续的关注。但是，脂肽类生物表面活性剂主要是利用革兰氏阳性芽孢杆菌生物进行生物的方法制备，脂肽类生物表面活性剂存在产量较低的缺陷，脂肽类生物表面活性剂产量不足1.0g/L,个别脂肽类生物表面活性剂的产量甚至不足0.1g/L。除此之外，整个生产过程的费用较高。因此对生产工艺进行优化，寻找合适廉价的培养基，优化生产工艺，开发高附加值的产品，从而降低生产成本成为了目前研究的主要目标。

我国具有丰富的渔业资源，据统计，“十五”期间，渔业已经发展成为我国农业中最活跃、最有生命力的产业之一。我国水产品产量几年来持续保持在4500万吨左右，占世界总产量的三分之一，连续十五年居世界第一。但是由于养殖业的迅猛发展而带来的水产品加工废弃物，如头、内脏、骨头、鳞等却没有得到较深层次的开发利用。目前我国的水产品加工企业约有8000多家，年加工产量为912万吨，整个水产加工可产生约390万吨的废弃物。这些产生的鱼废部分直接丢弃，而另外很大一部分仅用作低品质的饲料、鱼粉以及鱼溶浆等。而这些废弃物中含有大量蛋白质、多肽、氨基酸、高度不饱和脂肪酸、有机钙、甲壳素、生物酶等多种营养成分和活性物质。据报导，水产加工下脚料产生废物量约为4～5吨废水/吨下脚料，高浓度蛋白废水含有固形物1％～8％，COD达到8000mg/L以上，若不对其加以利用，则会造成对河流水体的环境污染。而这些物质正是生物所需的营养和培养基的必要组成物质。因此把这些多肽类有机物质作为培养基，培养出具有高价值的微生物代谢产物，成为水产加工业废物资源化利用及COD减排的一个重要方向。

目前生物表面活性剂，尤其是脂肽的生产规模有限。过高的生产成本限制了其在工业上的广泛应用。研究表明生物表面活性剂的原料费用占据了生产总费用的10％-30％，且生物表面活性剂产量较低，而脂肽产量相较于同类产品更少，甚至低于1g/L，难以在市场上显示竞争力。因此如何降低生物表面活性剂的生产成本，提高生物表面活性的产能，从而促进其工业应用成为了目前生物表面活性剂生产的主要瓶颈。

发明内容

发明目的：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明公开了一种利用水产品废弃物发酵制备生物表面活性剂的方法。通过利用廉价的鱼废作为营养源生产生物表面活性剂，既降低成本，又去除废物。本发明中生产出的生物表面活性剂具有较低的临界胶束浓度，表明其具有较高的表面活性。

技术方案：一种利用水产品废弃物发酵制备生物表面活性剂的方法，包括以下步骤：