本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝，為：向蝦蟹加工廢棄物中加入富含糖質(zhì)的培養(yǎng)基，拌料混勻，接種微生態(tài)菌劑進(jìn)行固態(tài)密閉發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后固液分離生物質(zhì)，得料渣和料液；向料液加入固體基料，混合，干燥，形成微生態(tài)飼料添加劑；料渣采用現(xiàn)有的酸堿法生產(chǎn)甲殼素。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)，一方面能夠切實(shí)減少后續(xù)甲殼素生產(chǎn)過(guò)程的酸堿用量，形成工藝路線簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、適于工業(yè)化生產(chǎn)的甲殼素清潔化生產(chǎn)工藝，另一方面，還能夠變廢為寶，開(kāi)發(fā)具有多種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的第三代微生態(tài)飼料添加劑。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及甲殼素生產(chǎn)技術(shù)，尤其涉及一種利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝。
技術(shù)介紹
甲殼素是一種天然高分子聚合多糖，廣泛存在于真菌類(lèi)、藻類(lèi)的細(xì)胞壁，蝦、蟹、昆蟲(chóng)等節(jié)肢動(dòng)物的外殼，以及高等植物的細(xì)胞壁中，是僅次于纖維素的第二大生物質(zhì)資源。甲殼素及其脫乙酰衍生物殼聚糖具有天然無(wú)毒、生物相容性好、可生物降解等優(yōu)良特性，在食品、醫(yī)藥、化工、材料等領(lǐng)域均已得到廣泛應(yīng)用。目前獲得甲殼素的主要途徑是以蝦頭蝦殼、蟹或蟹殼等水產(chǎn)加工廢棄物為原料，依次通過(guò)堿浸脫除蛋白質(zhì)、酸浸去除礦物質(zhì)等多個(gè)步驟。該生產(chǎn)工藝方法簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，但過(guò)程中產(chǎn)生大量的酸堿廢水，且未對(duì)原料中殘存的有機(jī)質(zhì)進(jìn)行有效利用，資源浪費(fèi)的同時(shí)也給下游廢水處理增加了壓力，從而造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，如何減少?gòu)U水使用量及排放量，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用，是甲殼素生產(chǎn)過(guò)程中的首要問(wèn)題，也是實(shí)現(xiàn)甲殼素清潔化生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。目前針對(duì)甲殼素的生產(chǎn)過(guò)程，已發(fā)展出多種清潔生產(chǎn)工藝，并取得較好的應(yīng)用效果，代表性的技術(shù)主要如下:一是優(yōu)化酸堿處理流程，減少酸堿使用量和廢水生成量。如中國(guó)專(zhuān)利CN 100347197采用回收套用酸浸液與堿浸液、結(jié)合生化與物化方法處理廢水等手段，減少?gòu)U物排放量。顯然，這些方法不徹底，僅減少了酸堿的使用，而大量的生物質(zhì)仍然進(jìn)入到廢水中。二是利用物理方法進(jìn)行生物質(zhì)回收，并將回收的蛋白、脂肪制備成動(dòng)物飼料。如中國(guó)專(zhuān)利CN 1865291在蝦蟹下腳料進(jìn)行化學(xué)處理之前增加一步物理擠壓和水洗環(huán)節(jié)，通過(guò)去除蛋白、減少直接進(jìn)行化學(xué)處理物料量的方法來(lái)降低酸堿的使用量。然而，相對(duì)一部分的蛋白是與甲殼緊密集合在一起，因而單純的機(jī)械法并不能完全實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的回收。三是利用生物酶技術(shù)進(jìn)行生物質(zhì)的回收，并通過(guò)多種酶的聯(lián)合應(yīng)用，可以較大程度實(shí)現(xiàn)蝦蟹殼中生物質(zhì)的回收，同時(shí)回收到的蛋白、多肽可以制備成為營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高的飼料添加劑。中國(guó)專(zhuān)利ZL200510038285.9報(bào)道了這種技術(shù)，該專(zhuān)利技術(shù)利用復(fù)合酶水解蝦加工下腳料回收富含蝦青素的蛋白質(zhì)，酸堿用量分別減少了 20%和60%左右。但由于生物酶價(jià)格高、用量大，而且生產(chǎn)過(guò)程需聯(lián)合使用多種酶制劑，酶解過(guò)程也需要專(zhuān)門(mén)化的設(shè)備，回收生物質(zhì)必須濃縮、干燥等輔助過(guò)程，其投入的生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)成本較高，客觀上限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。隨著甲殼素行業(yè)清潔生產(chǎn)技術(shù)的迫切性，出現(xiàn)了一些新型生物技術(shù)的應(yīng)用，具有代表性的是微生物處理技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)微生物的生長(zhǎng)和代謝，對(duì)甲殼中生物質(zhì)進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化，減少后道工序的酸堿處理量，或者利用特定微生物提取功能活性物質(zhì)，如中國(guó)專(zhuān)利ZL200710159248.2使用鄰單胞桿菌先從蝦殼中提取蝦青素和蛋白，之后再制備粗品甲殼素。周湘池等采用乳桿菌BR-3進(jìn)行甲殼素的清潔生產(chǎn)，當(dāng)接種量為10%、葡萄糖濃度為4.5%、固液比為1: 3、發(fā)酵溫度為(35±2) °C、 發(fā)酵時(shí)間為3-4d時(shí)，平均灰分去除率達(dá)95.67%(周湘池等，2008)。雖然在接種微生物、接種量、培養(yǎng)基配比、發(fā)酵方式等方面存在需要很大改進(jìn)的地方，但仍然不失為一種有益的嘗試。綜上所述，盡管目前在甲殼素清潔生產(chǎn)
，從降低酸堿用量、回收利用廢棄資源角度提出了一些新工藝、新方法，但總體上還存在著資源利用程度不足，回收成本過(guò)高、過(guò)程經(jīng)濟(jì)性不足等問(wèn)題，離真正實(shí)現(xiàn)甲殼素的清潔化生產(chǎn)尚有一段距離。微生態(tài)菌劑是一種活性很強(qiáng)的有益微生物菌群，具有快速繁殖、發(fā)酵、除臭、殺蟲(chóng)、和殺菌等多種功能，有利于形成穩(wěn)定的良性菌群生態(tài)，目前在生物有機(jī)肥料的制備(CN102531801 )、微生物飼料添加劑等方面都有良好的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專(zhuān)利技術(shù)目的:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本專(zhuān)利技術(shù)的目的是提供一種利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝，以廢棄蝦蟹加工廢棄物為原料，利用微生態(tài)菌劑進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，過(guò)程中不產(chǎn)生有害氣體，不孳生蚊蠅與病原菌，無(wú)異味，發(fā)酵后物料經(jīng)壓榨、水洗、混合等工藝，形成微生態(tài)飼料。處理后的蝦蟹殼用于生產(chǎn)甲殼素，從而形成一條甲殼素清潔生產(chǎn)的工藝。技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述專(zhuān)利技術(shù)目的，本專(zhuān)利技術(shù)采用的技術(shù)方案如下: 一種利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝:向蝦蟹加工廢棄物中加入富含糖質(zhì)的培養(yǎng)基，拌料混勻，接種微生態(tài)菌劑進(jìn)行固態(tài)密閉發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后固液分離生物質(zhì)，得料渣和料液；向料液加入固體基料，混合，干燥，形成微生態(tài)飼料添加劑；料渣采用現(xiàn)有的酸堿法生產(chǎn)甲殼素。所述利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝，具體步驟如下:` (1)拌料與接種 蝦蟹廢棄物加入質(zhì)量比為1:0.2^1的培養(yǎng)基，混合，接種微生態(tài)菌劑，使接種后物料中微生物的含量不低于106個(gè)/g ;在培養(yǎng)基中，含有質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2.(Tl0%的糖質(zhì)成分； (2)固態(tài)發(fā)酵 采用發(fā)酵罐或者發(fā)酵池進(jìn)行固態(tài)密閉發(fā)酵，控溫發(fā)酵時(shí)溫度為15 50°C，發(fā)酵時(shí)間3-7d ； (3)生物質(zhì)回收 發(fā)酵結(jié)束后，采用機(jī)械分離方式回收生物質(zhì)，得料液和料渣，在料渣加入0.5 2.0倍體積的水洗滌，再次擠壓，合并料液； (4)微生態(tài)飼料添加劑制備 在料液加入0.5 2.0倍質(zhì)量的固體基料，使水分含量低于40%，混合，干燥使終產(chǎn)品水分低于12%;固體基料選自玉米淀粉、麥麩和豆柏； (5 )料渣脫蛋白、脫礦物質(zhì)制備甲殼素 按照公知的酸堿法，將分離后的料渣用于甲殼素生產(chǎn)，即可。所述的微生態(tài)菌劑為EM菌劑。利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝所制備的微生態(tài)飼料添加劑。所述的微生態(tài)飼料添加劑在牲畜養(yǎng)殖中的應(yīng)用。所述的微生態(tài)飼料添加劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用。本專(zhuān)利技術(shù)從提高資源綜合利用效率、降低回收成本、開(kāi)發(fā)新型產(chǎn)品的角度，采用復(fù)合微生態(tài)菌劑對(duì)蝦廢棄物中的生物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化和回收。本專(zhuān)利技術(shù)提供的生產(chǎn)工藝，能夠在不影響甲殼素品質(zhì)的基礎(chǔ)上，大幅度降低酸堿使用量，還能夠生產(chǎn)微生態(tài)飼料添加劑，其技術(shù)過(guò)程經(jīng)濟(jì)，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，綜合效益顯著。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本專(zhuān)利技術(shù)所具有的創(chuàng)新點(diǎn)在于: (I)采用復(fù)合微生態(tài)菌劑進(jìn)行生物法處理，既不同于生物酶需要外源添加到足夠的比例并控制適宜的溫度和較長(zhǎng)的時(shí)間，也不同于單一的乳酸菌需要優(yōu)化的培養(yǎng)基和較為嚴(yán)格的純種發(fā)酵，而是集成了多菌種協(xié)同發(fā)酵和高效轉(zhuǎn)化的優(yōu)勢(shì)，且微生態(tài)菌劑已有商品化供應(yīng)，在成本和效率上具有更大優(yōu)勢(shì)。(2)采用固態(tài)發(fā)酵方式進(jìn)行生物質(zhì)轉(zhuǎn)化，對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所、生產(chǎn)設(shè)備要求低，硬件投資少，發(fā)酵時(shí)間短。更為重要的是，固態(tài)發(fā)酵減少了水的使用量，無(wú)論是后續(xù)的生物質(zhì)回收，還是廢水處理的成本都大幅度降低了，這是酶法處理和液體發(fā)酵方式所不具有的節(jié)水和減排優(yōu)點(diǎn)。( 3 )開(kāi)發(fā)了富含蛋白、多肽和活性微生物的微生態(tài)飼料添加劑。通過(guò)微生態(tài)菌劑的處理，使甲殼中生物質(zhì)大部分得到降解，并容易回收，回收產(chǎn)物中不僅含有蛋白、脂肪，還含有蛋白的降解產(chǎn)物多肽，更為重要的是，發(fā)酵過(guò)程使功能微生物得到大量增殖。綜上，本專(zhuān)利技術(shù)利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)，一方面能夠切實(shí)減少后續(xù)甲殼素生產(chǎn)過(guò)程的酸堿用量，形成工藝路線簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、適于工業(yè)化生產(chǎn)的甲殼素清潔化生產(chǎn)工藝，另一方面，還能夠變廢為寶，開(kāi)發(fā)具有多種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的第三代微生態(tài)飼料添加劑本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝，其特征在于：向蝦蟹加工廢棄物中加入富含糖質(zhì)的培養(yǎng)基，拌料混勻，接種微生態(tài)菌劑進(jìn)行固態(tài)密閉發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后固液分離生物質(zhì)，得料渣和料液；向料液加入固體基料，混合，干燥，形成微生態(tài)飼料添加劑；料渣采用現(xiàn)有的酸堿法生產(chǎn)甲殼素。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝，其特征在于:向蝦蟹加工廢棄物中加入富含糖質(zhì)的培養(yǎng)基，拌料混勻，接種微生態(tài)菌劑進(jìn)行固態(tài)密閉發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后固液分離生物質(zhì)，得料渣和料液；向料液加入固體基料，混合，干燥，形成微生態(tài)飼料添加劑；料渣采用現(xiàn)有的酸堿法生產(chǎn)甲殼素。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用微生態(tài)菌劑固態(tài)發(fā)酵轉(zhuǎn)化蝦蟹廢棄生物質(zhì)清潔化生產(chǎn)甲殼素的工藝，其特征在于，具體步驟如下: (1)拌料與接種 蝦蟹廢棄物加入質(zhì)量比為1:0.2^1的培養(yǎng)基，混合，接種微生態(tài)菌劑，使接種后物料中微生物的含量不低于IO6個(gè)/g ;在培養(yǎng)基中，含有質(zhì)量百分?jǐn)?shù)2.(Tl0%的糖質(zhì)成分； (2)固態(tài)發(fā)酵 采用發(fā)酵罐或者發(fā)酵池進(jìn)行固態(tài)密閉發(fā)酵，控溫發(fā)酵時(shí)溫度為15 50°C，發(fā)酵時(shí)間...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李恒，王其松，楊生桂，錢(qián)建瑛，史勁松，許正宏，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：揚(yáng)州鴻信生物制品有限公司，江南大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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