循环利用发酵废液生产天然β-胡萝卜素的新工艺制造技术

一种循环利用发酵废液生产天然β－胡萝卜素的新工艺，生产步骤包括斜面培养、种子培养及发酵工序，其特点在于发酵工序是利用发酵后滤除菌丝体的废液替代清水配制培养基来发酵生产β－胡萝卜素。本发明专利技术解决了发酵生产中产生的高浓度有机废液的环保处理，节省了大量的三废处理设备投资，革除了繁杂的处理工艺和昂贵的处理费用，是一种绿色工艺，经济和社会效益显著。试验证明，发酵废液循环使用对β－胡萝卜素发酵水平没有影响。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发酵生产天然β-胡萝卜素的工艺，更确切地说是涉及一种循环利用发酵废液生产天然β-胡萝卜素的新工艺。在现有技术中，《生物技术》1998年第8卷第5期报导了一种利用味精废水培养苏云金杆菌的方法，该方法利用味精工业发酵生产的废水为原料，配制培养基培养苏云金杆菌，确定了最适宜的培养基配方，说明以味精废水培养苏云金杆菌进而生产Bt生物农药在技术上是可行的。但目前该技术还停留在实验室阶段。《食品与发酵工业》第24卷第5期报导了一种利用味精浓缩废液固体发酵生产蛋白饲料的方法，试验发现，浓缩至38％的味精废水与部分辅料混合后可固体发酵生产菌体蛋白饲料，经过动物饲养试验证实，菌体蛋白可代替豆粕饲料，适合于饲养畜禽，经济效益明显。现在发酵法生产天然β-胡萝卜素产生的废液量一般占发酵液总量的75～80％，废液中主要残留一些菌体没有利用完的营养物质，其中总糖在0.9～3.6％，还原糖在0.01～0.65％，氨基氮在0.20～0.65mg/mL，还有一些微量的金属锰等。发酵废液具有浓度高、色度大、固含量高等特征，其中CODCr值高达约17～22万mg/L，悬浮固体(SS)量很高，为乳状液，色度达40000倍，是高浓度的有机废水，不能直接排放，必须经过环保处理达到国家环保标准后才能排放。目前国家推荐的有机废水治理方案各有利弊，有的虽然处理效果较好，但工艺复杂，投资太大，工业化生产上应用经济不过关，制约了技术的推广。因此，寻找发酵废液的循环利用，实现发酵废液的零排放，是解决有机废水治理的最好途径之一。本专利技术的目的是提供一种循环利用发酵废液生产天然β-胡萝卜素的新工艺，该工艺通过循环利用发酵生产β-胡萝卜素的发酵废液作为配制培养基的原料，减少了有机废水的处理量，降低了设备投资，具有良好的经济效益和社会效益。本专利技术是这样实现的。本专利技术的一种循环利用发酵废液生产天然β-胡萝卜素的新工艺，该生产工艺的生产步骤主要包括斜面培养、种子培养、发酵工序，其特征在于所述的发酵工序是利用发酵后滤除菌丝体的废液配制培养基来发酵生产天然β-胡萝卜素。所述的利用发酵后过滤的废液配制培养基来发酵生产天然β-胡萝卜素，就是将前一次发酵后过滤出菌丝体的废液收集起来配制新的发酵液，其中碳源的加入量可根据废液中残留的总糖量作适当的调整，其它营养成分可保持不变。发酵的菌种采用生产天然β-胡萝卜素国际上公认的工业化生产最好的菌株——三孢布拉霉(Blakeslea trispora)，其中菌种的斜面培养和种子培养采用通常的培养方法，可采用正、负菌株的分别培养或混合培养。种子培养结束后即接入发酵工序进行发酵培养。本专利技术所述的新工艺，所述的发酵培养基组成为淀粉5～8％(重量)、粕饼粉1.2～2.8％(重量)、植物油5.1～7.0％(重量)、磷酸二氢钾0.04～0.09％(重量)、非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚0.05～0.20％(重量)、维生素B13～10ppm、硫酸锰0.01～0.06％(重量)，再将发酵后滤除菌丝体的废液与上述组分混合，不足的液体量加清水补足，搅拌均匀后即可作为发酵生产天然β-胡萝卜素的培养基。本专利技术所述的新工艺，所述的发酵培养条件是培养温度26～28℃，培养时间120～168小时。本专利技术与现有技术相比具有以下优点一、本专利技术由于采用循环利用发酵废液生产天然β-胡萝卜素的新工艺，解决了发酵生产天然β-胡萝卜素产生的高浓度有机废液的环保处理问题，是一种发酵废液接近零排放的绿色工艺，经济和社会效益明显。二、本专利技术的新工艺节省了发酵废液的昂贵的环保处理费用及繁杂的处理工艺，节约了大量的三废处理设备的投资，避免了发酵废液对环境的污染。三、本专利技术的新工艺经过多次试验证实，循环利用发酵生产天然β-胡萝卜素的发酵废液配制培养基，对β-胡萝卜素的发酵水平没有影响。如发酵废液循环利用第6次时，β-胡萝卜素的发酵水平为2.307g/L，对照(用清水配制培养基)发酵水平为2.350g/L；发酵废液循环利用第8次时，β-胡萝卜素的发酵水平为2.436g/L，对照发酵水平为2.150g/L。下面通过对本专利技术具体实施例的详细说明来进一步阐述本专利技术，但实施例不是对本专利技术的限制。实施例1将第一次发酵过滤后的发酵废液替代清水作为配制培养基的液体，往其中添加淀粉5％(重量)、粕饼粉1.4％(重量)、植物油6.6％(重量)、磷酸二氢钾0.06％(重量)、曲拉通(Triton)0.12％(重量)、维生素B15ppm，硫酸锰0.05％(重量)，液体量不足时，添加清水补足液体量，调节pH值为7.0。配制成的发酵培养基灭菌后接入三孢布拉霉(Blakesleatrispora)正负菌混合种子液，在约27℃、转速为230rpm摇床上发酵培养120小时后得发酵液，分析结果如下菌体含量18.33％，菌体中β-胡萝卜素含量12.097mg/g，发酵液中β-胡萝卜素含量2.218g/L。对比例1除配制发酵培养基用清水替代发酵废液外，其它诸如培养基配方、接入菌种量及培养条件同实施例1。分析发酵液结果如下菌体含量16.55％，菌体中β-胡萝卜素含量11.430mg/g，发酵液中β-胡萝卜素含量1.892g/L。实施例2除发酵培养时间为168小时外，其它诸如发酵培养基配方和配制方法、接入菌种量及培养条件同实施例1。分析发酵液结果如下菌体含量18.26％，菌体中β-胡萝卜素含量12.458mg/g，发酵液中β-胡萝卜素含量2.274g/L。对比例2除配制发酵培养基用清水替代发酵废液外，其它诸如培养基配方、接入菌种量及培养条件同实施例2。分析发酵液结果如下菌体含量17.43％，菌体中β-胡萝卜素含量11.219mg/g，发酵液中β-胡萝卜素含量1.955g/L。实施例3以循环第5次的发酵废液替代清水作为配制培养基的液体，往其中添加淀粉8％(重量)、粕饼粉1.2％(重量)、植物油7.0％(重量)、磷酸二氢钾0.04％(重量)、曲拉通(Triton)0.05％(重量)、维生素B13ppm，硫酸锰0.03％(重量)，液体量不足时，添加清水补足液体量，调节pH值为7.0。配制成的发酵培养基灭菌后接入三孢布拉霉(Blakesleatrispora)正负菌混合种子液，在约27℃、转速为230rpm摇床上发酵培养144小时后得发酵液，分析结果如下菌体含量16.84％，菌体中β-胡萝卜素含量12.664mg/g，发酵液中β-胡萝卜素含量2.132g/L。对比例3除配制发酵培养基用清水替代发酵废液外，其它诸如培养基配方、接入菌种量及培养条件同实施例3。分析发酵液结果如下菌体含量16.74％，菌体中β-胡萝卜素含量12.718mg/g，发酵液中β-胡萝卜素含量2.129g/L。实施例4以循环第8次的发酵废液替代清水作为配制培养基的液体，往其中添加淀粉7％(重量)、粕饼粉2.8％(重量)、植物油5.1％(重量)、磷酸二氢钾0.09％(重量)、曲拉通(Triton)0.20％(重量)、维生素B110ppm，硫酸锰0.01％(重量)，液体量不足时，添加清水补足液体量，调节pH值为7.0。配制成的发酵培养基灭菌后接入三孢布拉霉(Blakesleatrispora)正负菌混合种子液，在约27℃、转速为230rpm摇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环利用发酵废液生产天然β－胡萝卜素的新工艺，其生产步骤主要包括斜面培养、种子培养、发酵工序，其特征在于所述的发酵工序是利用发酵后滤除菌丝体的废液配制培养基来发酵生产天然β－胡萝卜素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：童海宝，任征，杨晔，蔡扬，常佳春，马海森，
申请(专利权)人：上海化工研究院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]