一种从土霉菌渣中提取蛋白质的方法技术

本发明专利技术属于固体废弃物处理处置及资源回收领域，具体涉及一种用酸/热联合法破碎消化土霉素菌渣提取蛋白质的方法。该方法包括以下步骤：土霉素菌渣搅匀均质预处理、酸‑热联合处理土霉素菌渣、溶解性蛋白质提取液分离、等电点法沉淀蛋白质和蛋白质的分离，本发明专利技术采用酸‑热联合工艺，将菌渣进行溶胞处理，使蛋白质溶出，从而实现蛋白质固体从菌渣中分离提纯，从土霉素菌渣提取蛋白质，能实现菌渣中资源化、减量化处理。

Method for extracting protein from soil mold residue

The invention belongs to the field of solid waste treatment and disposal and resource recovery, in particular relates to a method for crushing and digesting Oxytetracycline Residue and extracting protein by the acid / heat combination method. The method comprises the following steps: oxytetracycline bacteria slag stir pretreatment, acid homogeneous heat treatment of oxytetracycline fungus dregs, soluble protein extraction separation, isoelectric point precipitation of protein and protein, the invention adopts acid thermal process, the residue of pretreatment, the protein dissolution, thereby protein separation and purification of bacteria from solid residue, extraction of protein from oxytetracycline bacteria residue, can realize resource and reduction in dregs processing.

【技术实现步骤摘要】
一种从土霉菌渣中提取蛋白质的方法
本专利技术属于固体废弃物处理处置及资源回收领域，具体涉及一种用酸/热联合法破碎消化土霉素菌渣提取蛋白质的方法。
技术介绍
我国是世界上最大的抗生素原料药生产国与出口国，据统计，2013年抗生素产量达12.12万t，包括青霉素工业盐、头孢菌素、土霉素和链霉素等。即使按生产1t的抗生素产生菌渣8t计（实际可能超过此值），我国抗生素菌渣年产生也将达到100万t以上。抗生素菌渣为生产抗生素提纯后剩余的发酵残渣，被列入2008年实施的《国家危险废物名录》，被禁止用做动物饲料、饲料添加剂和生产有机肥。但抗生素菌渣（干基）中有机质含量高达90%以上，具有较高生物质能，具有极大的资源潜力。如果不对抗生素菌渣中的有机质加以有效利用，这将与当前循环经济和科学发展的时代要求严重背离。2012年3月7日起实施的《制药工业污染防治技术政策》中提出了“鼓励开发发酵菌渣在生产工艺中的再利用技术、无害化处理技术、综合利用技术”的政策建议。研究表明，抗生素菌渣内蛋白质含量约占干基的20%～60%。因此，对抗生素菌渣中蛋白质进行提取并加以合理应用，不仅使抗生素菌渣得到资源化处理，回收有用资源，而且也能有效达到抗生素菌渣的减量化要求，降低抗生素菌渣的处理规模和成本。目前，国内外对于抗生素菌渣蛋白质的提取还未见诸报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是实现对四环类抗生素—土霉素菌渣中的蛋白质提取。本专利技术采用酸-热联合工艺，将菌渣进行溶胞处理，使蛋白质溶出，从而实现蛋白质固体从菌渣中分离提纯，实现菌渣的资源化、减量化处理。本专利技术的利用酸-热联合工艺提取土霉素菌渣中蛋白质的方法，包括以下步骤进行：一、土霉素菌渣搅匀均质预处理：调节制药厂原菌渣（含水率≤60～80）的含水率为90wt%～99wt%，放入打浆机中搅拌5～10分钟，进行搅匀均质预处理；二、酸-热联合处理土霉素菌渣：调节预处理后菌渣溶液的pH至1～3，搅拌均匀后放入恒温反应器，调节反应温度至80℃～120℃，反应时间2h～6h，使菌渣细胞破碎、蛋白质溶出；三、溶解性蛋白质提取液分离：将酸-热联合处理后菌渣溶液静沉冷却至室温，然后放入离心机进行固液离心分离，调节离心机转速为3500r/min～4500r/min，控制离心时间为5～30min，将离心管中的蛋白质提取液与剩余残渣离心分离，最后得到溶解性蛋白质提取液；四、等电点法沉淀蛋白质：将离心分离得到的溶解性蛋白质提取液进行pH调节，利用等电点法沉淀提纯蛋白质，调节蛋白质提取液pH至5～7，反应沉淀时间5～10分钟；五、蛋白质的分离：将沉淀后蛋白质提取液放入离心机进行固体蛋白质提纯分离，控制离心机转速3500r/min～4500r/min，控制离心时间为5～30min，将离心管中的白色胶体物质与上清液分离，将白色胶体物质在50℃～60℃下干燥1～2d，得蛋白质。优选地，步骤一中土霉素菌渣的含水率为92-96wt%，放入打浆机中搅拌8分钟。优选地，步骤二中调节预处理后菌渣溶液的pH至2，调节反应温度至120℃，反应时间2h。优选地，步骤四中调节溶解性蛋白质提取液pH为6。优选地，离心机转速均为4000r/min，离心时间均为20min。本专利技术的优点和有益效果：1、采用本专利技术方法从土霉素菌渣中提取蛋白质具有能耗低、费用低、操作方便、时间短暂等特点；当处理条件为含水率为94%、反应pH为2.0、反应温度为80℃、反应时间为2h时，菌渣中蛋白质溶出浓度为6376.93mg/L；等电点沉淀蛋白质时，当pH=6.0，蛋白质沉淀效率最大为92.73%。2、本方法考虑到土霉素菌渣本身pH值<2～4的固有性质，同时考虑到传统热处理工工艺的成熟应用，采用酸-热联合法进行土霉素菌渣的预处理和蛋白质提取，设备简单易操作，且用药量少，处理成本低。3、本专利技术方法适用于土霉素菌渣蛋白质的提取，利用该方法提取蛋白质可大幅降低菌渣中悬浮物质的含量，降低菌渣固体物质的量，有利于土霉素菌渣的资源化、减量化处理处置。附图说明图1酸-热联合法提取土霉素菌渣中蛋白质流程示意图。图2不同pH条件下蛋白质沉淀率。具体实施方式实施例1土霉素菌渣搅匀均质预处理和酸-热联合处理土霉素菌渣土霉素菌渣搅匀均质预处理：调节制药厂原菌渣（含水率≤60～80）的含水率为90wt%～99wt%，放入打浆机中搅拌8分钟，进行搅匀均质预处理；酸-热联合处理土霉素菌渣：调节预处理后菌渣溶液的pH至1～3，搅拌均匀后放入恒温反应器，调节反应温度至80℃～120℃，反应时间2h～6h，使菌渣细胞破碎、蛋白质溶出。蛋白质溶液的提取与检测：将酸-热联合处理后菌渣混合液放入离心机中，调节离心机转速为4000r/min，控制离心时间为10min，将离心管中的蛋白质提取液与剩余残渣离心分离，最后得到溶解性蛋白质提取液。蛋白质提取液中蛋白质浓度的测定：采用考马斯亮蓝法进行溶液中蛋白质浓度测定。具体反应条件和反应结果如表1所示。表1反应时间和反应结果。实施例2溶解性蛋白质提取液分离溶解性蛋白质提取液分离：将酸-热联合处理后菌渣溶液静沉冷却至室温，然后放入离心机进行固液离心分离，调节离心机转速为4000r/min，控制离心时间为20min，将离心管中的蛋白质提取液与剩余残渣离心分离，最后得到溶解性蛋白质提取液。实验中离心机转速与离心时间，可在权利要求范围内自行调节，不同的离心条件下，实验结果基本一致。实施例3等电点法沉淀蛋白质和蛋白质的分离当处理条件为含水率为94%、反应pH为2.0、反应温度为120℃、反应时间为2h时，菌渣中蛋白质溶出浓度为6376.93mg/L，利用等电点法进行蛋白质沉淀分离。等电点法沉淀蛋白质：将离心分离得到的溶解性蛋白质提取液进行pH调节，利用等电点法沉淀提纯蛋白质，用1mol/LNaOH溶液调节离心上清液pH值至3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，反应沉淀时间8分钟；蛋白质的分离：将沉淀后蛋白质提取液放入离心机进行固体蛋白质提纯分离，控制离心机转速4000r/min，控制离心时间为18min，将离心管中的白色胶体物质与上清液分离，测定二次上清液的蛋白质浓度，通过计算得各pH下的蛋白质沉淀率，实验结果如图2所示，将白色胶体物质在55℃下干燥1.5d，得蛋白质。由图2易得，随着pH的增大，蛋白质沉淀效率先上升再下降，当pH为6.0时，蛋白质沉淀效率最大为92.73%。通过调节溶液的pH，可以改变溶液的电荷性质，使蛋白质表面的双电层与水化膜受到破坏，引起蛋白质分子间引力增大，从而造成蛋白质在溶液中溶解度下降，导致蛋白质沉淀析出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从土霉素菌渣中提取蛋白质的方法，其特征在于，包括以下步骤：一、土霉素菌渣搅匀均质预处理：调节土霉素菌渣的含水率为90wt%～99wt%，放入打浆机中搅拌5～10分钟；二、酸‑热联合处理土霉素菌渣：调节预处理后菌渣溶液的pH至1～3，搅拌均匀后放入恒温反应器，调节反应温度至80℃～120℃，反应时间2h～6h；三、溶解性蛋白质提取液分离：将酸‑热联合处理后菌渣溶液静沉冷却至室温，然后放入离心机进行固液离心分离，调节离心机转速为3500r/min～4500r/min，控制离心时间为5～30min，将离心管中的蛋白质提取液与剩余残渣离心分离，最后得到溶解性蛋白质提取液；四、等电点法沉淀蛋白质：调节溶解性蛋白质提取液pH至4～10，反应沉淀时间5～10分钟；五、蛋白质的分离：将沉淀后蛋白质提取液放入离心机进行固体蛋白质提纯分离，控制离心机转速3500r/min～4500r/min，控制离心时间为5～30min，将离心管中的白色胶体物质与上清液分离，将白色胶体物质在50℃～60℃下干燥1～2d，得蛋白质。

【技术特征摘要】
1.一种从土霉素菌渣中提取蛋白质的方法，其特征在于，包括以下步骤：一、土霉素菌渣搅匀均质预处理：调节土霉素菌渣的含水率为90wt%～99wt%，放入打浆机中搅拌5～10分钟；二、酸-热联合处理土霉素菌渣：调节预处理后菌渣溶液的pH至1～3，搅拌均匀后放入恒温反应器，调节反应温度至80℃～120℃，反应时间2h～6h；三、溶解性蛋白质提取液分离：将酸-热联合处理后菌渣溶液静沉冷却至室温，然后放入离心机进行固液离心分离，调节离心机转速为3500r/min～4500r/min，控制离心时间为5～30min，将离心管中的蛋白质提取液与剩余残渣离心分离，最后得到溶解性蛋白质提取液；四、等电点法沉淀蛋白质：调节溶解性蛋白质提取液pH至4～10，反应沉淀时间5～10分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：李再兴，李贵霞，王贺飞，钟为章，秦学，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北,13