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一种利用味精生产生物色素的方法

阅读:291发布:2023-02-23

专利汇可以提供一种利用味精生产生物色素的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 属于有机废 水 处理 技术领域,具体涉及一种利用 味精 废水 制备 发酵 培养基及生产 生物 色素的方法,利用味精废水制备发酵培养基,以红曲霉菌为菌种,在28℃恒温、120~150rpm转速,及在通气条件下振荡发酵培养10~15天,过滤、浓缩、提纯所生产的生物色素;利用味精废水制备发酵培养基,继而利用红曲霉菌发酵生产生物色素,将味精废水的处理和废水中的利资源的应用有效结合,其废水处理率高,处理成本低。而且,发酵生产的生物色素,具有生产成本低、产量高、生产过程中无“三废”,经济效益高等优点。,下面是一种利用味精生产生物色素的方法专利的具体信息内容。

1. 一种利用味精制备发酵培养基的方法,其特征在于采用味精废水为基料,按味精废水与水体积比为1:5~7进行稀释,调节pH值至6.5~7.5,然后按下列重量/体积的组分进行配制:葡萄糖蔗糖2.0%~4.0%(g/ml)、KH2PO40.05%~0.1%(g/ml)以及常用和常规的无机盐、微量元素。
2. 根据权利要求1所述的利用味精废水制备发酵培养基的方法,其特征在于所述的无机盐为 CaC03、 KC1,添加量为O.l %〜0.2 %(g/ml);所述的微量元素为维生素C、 ZnS04、 FeCl3, 添加量为0.02 %〜0.05 %(g/ml)。
3. 根据权利要求1所述的利用味精废水制备发酵培养基的方法,其特征在于采用HC1或 H2S04、 NaOH或生石灰进行pH值调节。
4. 根据权利要求l所述的利用味精废水制备发酵培养基生产生物色素的方法,其特征在于:(1) 菌种培养液制备:以味精废水为基料,按味精废水与水体积比为l:5〜7进行稀释, 调节pH值至6.9〜7.1,然后按下列重量/体积的组分进行配制:葡萄糖或蔗糖2.0 %〜4.0 %(g/ml)、 KH2PO40.05 %〜0.1 %(g/ml),在121。C高温、高压下灭菌20mim,冷却备用;(2) 种子培养:在(l)步骤所得到的培养液中接种经PSA培养所得到的红曲霉菌(monascus purpureus),置100〜120卬m、 27〜30'C恒温摇床振荡培养3〜5天,做为一级种子菌;(3) 种子扩大培养:按(2)步骤,将得到的一级种子菌与菌种培养液的比例为1:10进行 扩大培养,作为大规模培养的接种菌种;(4) 发酵培养:按发酵罐容器的30%〜50%容积进行发酵培养基的装罐,再灭菌,接种 步骤(3)中的菌种,在28。C恒温、120〜150rpm转速,振荡发酵培养10〜15天;(5) 将步骤(4)所得到的发酵液经色素提出工艺浓縮、提纯。
5. 根据权利要求4所述的生产生物色素的方法,其特征在于(1)中的菌种培养液采用铃 薯、蔗糖或葡萄糖(PS)液体培养基。
6. 根据权利要求4所述的生产生物色素的方法,其特征在于(2)采用能够生产生物色素的 红曲霉菌。
7. 根据权利要求4所述的生产生物色素的方法,其特征在于(1)中采用HC1或H2S04、 NaOH 或生石灰进行pH值调节。

说明书全文

一种利用味精生产生物色素的方法

技术领域

发明涉及到微生物利用味精废水生产生物色素,属于微生物发酵领域;同时在色素的 生产过程中,通过微生物的作用处理了味精行业所产生的工业废水,所以该发明又属于环境 保护领域。

背景技术

味精是利用谷酸细菌发酵作用而生产的,我国味精生产能是世界第一位,年产 量达到100多万吨。但是每生产1吨味精南需排放15吨左右的味精废水,且这些废液为 高浓度的有机废液,其中,含氮14-16%,磷1.2-2.0%,2.0-5.0%,各种氨基酸 4.5-6.0%,属于典型的很难处理的高浓度有机废水,严重影响了自然环境。目前,绝大 多数味精企业采用末端治理技术,即在高浓度有机废水中采用絮凝法对其进行混凝法处 理,在中、低浓度有机废水中采用生化法,利用微生物,通过微生物体内的生物化学作 用来氧化分解水中有机物抽,使之转化为稳定的无毒物质。但是,在上述的治理过程中, 存在严重的问题:
1、 二次污染:高浓度的有机废水进混凝法处理时,浓縮过程中冷凝水的COD浓度比较高, 在800-1000 nig/1,排入生化池中,增加了中、低浓度有机废水处理的数量和难度; 另外有些企业在絮凝后进行喷浆造粒进行有机肥生产,此过程产生大量的有刺激性气 味的气体,对环境造成了一定程度的污染,严重地影响了当地人民的生活。
2、 投资大:以莒南味精厂为例,该厂环保系统的资金投入高达到了 3000多万元,环保 系统占地达20000平方米,系统运行能耗量也高,其中耗电能高达34000KWH/d。这对 于当前我国味精生产企业而言,无凝是一项沉重的负担。
因此,没有从根本上解决问题,随着生产规模的不断扩大,味精废水的污染日趋严重, 已成为轻工行业的主要污染源之一,同时制约了味精行业的发展。
我国正处于加速工业化进程中,面临着严峻的资源、环境压力,通过生物科技发展 生物产业,对缓解经济发展瓶颈制约,全面建设小康社会具有重大战略意义。"国家生 物产业十一五规划"和"国家生物产业五年规划",其中明确提出"十一五期间,……, 大幅度提高生物色素、生物香料等食品与饲料添加剂的规模化生产和应用水平"。近年 来,世界各国相继制定法规,淘汰大部分有毒的化学合成色素,那些具有着色功能、有 营养和保健功效、并能赋予食品新功能的天然色素将具有广阔的市场前景。世界上天然
3色素年交易额在13亿美元,年需求量约为1. 5万吨左右,并且以每年11%的速度递增。 当前,天然色素的大部分品种来自于植物提取,但因原料综合利用率低、成本高、技术 水平低、资源浪费严重等问题,其发展受限制。微生物发酵生产生物色素的工艺,具有 原料简单易得、发酵周期短、设备利用率高、加工成本低、易于规模化、环保安全等优 点。因此,采用微生物发酵生产生物色素的工艺是21世纪色素技术的主流。
利用味精废水生产生物色素,提供了一条经济效益和社会效益倶好的利用高浓度有 机废水生产生物色素的工艺路线。 一方面利用味精废水生产色素能够有效降低了天然色 素生产的成本,另一方面味精工厂实现废水的资源化利用,有效降低了废水处理经费, 提高工厂经济效益,同时彻底解决废水中有机物污染治理问题。符合我国清洁生产和循 环经济发展趋势,有利于工农业的可持续发展。

发明内容

本发明的目的:针对现有的味精废水存在的污染问题,提出一种新的利用微生物处理方 法,在对味精废水进行处理的同时,又充分利用其中的有利资源,使其得到生产成本低、生 产过程中无"三废",具备环境效应和经济效应的天然色素。

具体实施方式

本发明选用味精废水作用菌体发酵的基料,以红曲霉菌或光合细菌为菌种生产生物色素, 具体方法如下:
1. 一种利用味精废水制备发酵培养基的方法,其特征在于采用味精废水为基料,按味精废水
水体积比为l:5〜7进行稀释,调节pH值至6.5〜7.5,然后按下列重量/体积的组分进行配 制:葡萄糖蔗糖2.0 %〜4.0 %(g/ml)、 KH2P04 0.05 %〜0.1 。/c(g/ml)以及常用和常规的无机 盐、微量元素。
2. 所述的利用味精废水制备发酵培养基的方法,其特征在于所述的无机盐为CaC03、 KC1, 添加量为0.1 %〜0.2 %(g/ml);所述的微量元素为维生素C、 ZnS04、 FeCl3,添加量为0.02 %〜 0.05%(g/ml)。
3. 所述的利用味精废水制备发酵培养基的方法,其特征在于采用HC1或H2S04、 NaOH或生 石灰进行pH值调节。
4. 所述的利用味精废水制备发酵培养基生产生物色素的方法,其特征在于:
(1)、菌种培养液制备:以味精废水为基料,按味精废水与水体积比为l:5〜7进行稀释, 调节pH值至6.9〜7.1,然后按下列重量/体积的组分进行配制:葡萄糖或蔗糖2.0 %〜4.0%(g/ml)、 KH2PO4 0.05 %〜0.1 %(g/ml),在121。C高温、高压下灭菌20mim,冷却备用;
(2) 、种子培养:在(1)步骤所得到的培养液中接种经PSA培养所得到的红曲霉菌 (monascus purpureus),置100〜120rpm、 27〜30。C恒温摇床振荡培养3〜5天,做为一级种
子菌;
(3) 、种子扩大培养:按(2)步骤,将得到的一级种子菌与菌种培养液的比例为1:10进 行扩大培养,作为大规模培养的接种菌种;
(4) 、发酵培养:按发酵罐容器的30 %〜50 %容积进行发酵培养基的装罐,再灭菌,接 种步骤(3)中的菌种,在28'C恒温、120〜150rpm转速,及在通气条件下振荡发酵培养10〜 15天;
(5) 、将步骤(4)所得到的发酵液经色素提出工艺浓縮、提纯。
5. 所述的生产生物色素的方法,其特征在于(1)中的菌种培养液采用铃薯、蔗糖或葡萄 糖(PS)液体培养基。
6. 所述的生产生物色素的方法,其特征在于(2)采用能够生产生物色素的红曲霉菌。
7. 所述的生产生物色素的方法,其特征在于(1)中采用HC1或H2S04、 NaOH或生石灰进 行pH值调节。
本发明利用味精废水制备发酵培养基,继而利用红曲霉菌发酵生产生物色素,将味精废 水的处理和废水中的利资源的应用有效结合,其废水处理率高,处理成本低。而且,发酵生 产的生物色素,具有生产成本低、产量高、生产过程中无"三废",经济效益高等优点。
实例
种子培养基的配制:味精废水100ml、水600ml、葡萄糖21g、 KH2PO40.5g,灭菌前调 节pH值至7.0。
所用的发酵培养基的配制:味精废水2L、水12L、葡萄糖420 g、 KH2PO410g、 CaC03 15g、 KC112g等无机盐、维生素C2.5g、 ZnS041.5g、 FeCl3 1.5g,灭菌前调节pH值至6.9〜7.1 。
种子培养:将红曲霉菌(monascus pu卬ureus)接种到种子培养基中,置100〜120rpm、 28。C恒温摇床振荡培养4天,做为一级种子菌。同理将一级种子菌按"一级种子菌:菌种培养 液=1:10"的比例进行扩大培养,作为大规模培养的接种菌种。
发酵培养:将上述发酵培养基装罐到30L的发酵罐中、灭菌、接种、在28"C恒温、120〜 150rpm转速,及在通气条件下振荡发酵培养10〜15天,过滤、浓縮、提纯所生产的生物色 素。
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