[發(fā)明專利]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

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310006257.3
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103113493A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李恒;王其松;楊生桂;錢建瑛;史勁松;許正宏
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州鴻信生物制品有限公司;江南大學(xué)
• 主分類號: C08B37/08
• 分類號: C08B37/08;A23K1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 邱興天

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及甲殼素生產(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。?

背景技術(shù)

甲殼素是一種天然高分子聚合多糖，廣泛存在于真菌類、藻類的細(xì)胞壁，蝦、蟹、昆蟲等節(jié)肢動物的外殼，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，依次通過堿浸脫除蛋白質(zhì)、酸浸去除礦物質(zhì)等多個步驟。該生產(chǎn)工藝方法簡單，實(shí)用性強(qiáng)，但過程中產(chǎn)生大量的酸堿廢水，且未對原料中殘存的有機(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，如何減少廢水使用量及排放量，實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化利用，是甲殼素生產(chǎn)過程中的首要問題，也是實(shí)現(xiàn)甲殼素清潔化生產(chǎn)的關(guān)鍵所在。?

目前針對甲殼素的生產(chǎn)過程，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。如中國專利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，減少廢物排放量。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、脂肪制備成動物飼料。如中國專利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)，通過去除蛋白、減少直接進(jìn)行化學(xué)處理物料量的方法來降低酸堿的使用量。然而，相對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，同時回收到的蛋白、多肽可以制備成為營養(yǎng)價值更高的飼料添加劑。中國專利ZL200510038285.9報道了這種技術(shù)，該發(fā)明利用復(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。但由于生物酶價格高、用量大，而且生產(chǎn)過程需聯(lián)合使用多種酶制劑，酶解過程也需要專門化的設(shè)備，回收生物質(zhì)必須濃縮、干燥等輔助過程，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。通過微生物的生長和代謝，對甲殼中生物質(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)，如中國專利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)℃、發(fā)酵時間為3-4d時，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)技術(shù)領(lǐng)域，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，回收成本過高、過程經(jīng)濟(jì)性不足等問題，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、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。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明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，過程中不產(chǎn)生有害氣體，不孳生蚊蠅與病原菌，無異味，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)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(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。