[發(fā)明專利]一種DHA發(fā)酵的廢水/藻渣綜合利用的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810425659.X
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108559615A
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 黃和;尹豐偉;郭東升;任路靜;紀曉俊
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: C11B1/02
• 分類號: C11B1/02;C11B3/16
• 代理公司: 江蘇致邦律師事務所 32230
• 代理人: 徐蓓

本發(fā)明公開了一種DHA發(fā)酵的廢水廢渣綜合利用的方法，公開的方法中，既能實現(xiàn)油脂的提取，又能將廢水和廢渣同時回收利用。具體步驟含：發(fā)酵結束后濃縮發(fā)酵液，分離廢水；細胞破壁，油脂提取和藻渣的收集，濃縮（或不濃縮）藻渣與廢水的回用。本發(fā)明兼顧DHA油脂的萃取與發(fā)酵廢水廢渣的預處理，實現(xiàn)油脂的高效提取，廢水和廢渣的循環(huán)利用，降低了廢水廢渣排放，節(jié)約了生產(chǎn)成本并大大減少環(huán)境的污染。該方法可實現(xiàn)油脂的提取率85%以上；廢水可以部分替代純水，廢渣是一種高效的氮源可以部分或完全替代酵母膏。

技術領域

本發(fā)明為微生物發(fā)酵領域，尤其是針對胞內產(chǎn)物的提取，將細胞的破壁和DHA油脂的提取相結合，在下游的工藝中實現(xiàn)廢水廢渣的預處理和油脂的提取。

背景技術

近些年，由于多不飽和脂肪酸在人體健康中的重要作用越來越受到人們的廣泛關注。在眾多的不飽和脂肪酸中，二十二碳六烯酸(DHA)是一種重要的ω-3系多不飽和脂肪酸，能夠促進大腦和視網(wǎng)膜的發(fā)育，搞凝血、降血脂等功能。但DHA不能由人體合成，只能從飲食中獲得，以滿足營養(yǎng)需要。傳統(tǒng)的DHA主要來源于深海魚油，這些魚能夠積累DHA油的原因是它們以海洋中可以在細胞中產(chǎn)生DHA的微藻為食。由于傳統(tǒng)深海魚油與微藻油脂相比具有很多的缺點，包括環(huán)境污染、重金屬積累和季節(jié)變化等原因，微藻DHA油脂越來越多的受到人們的重視。目前，已證實裂殖壺菌(schizochytrium sp.)因油脂和DHA含量高、油脂沒有魚腥味、對人畜無害和易于培養(yǎng)等優(yōu)勢，是DHA生產(chǎn)的理想商業(yè)菌株。

微藻DHA生產(chǎn)，屬于微生物液態(tài)發(fā)酵領域，不可避免會產(chǎn)生發(fā)酵廢水和廢渣，其中廢水含有大量的水分和未被使用的礦質離子和酸根離子，這對維持發(fā)酵液的滲透壓有重要作用，可以作為純水的代替品；廢渣含有大量的蛋白質、多肽、糖類、其他功能因子等成分，可以作為一種新型氮源，作為發(fā)酵培養(yǎng)基中氮類物質的替代品。同時，DHA作為一種胞內產(chǎn)物，在油脂提取過程中需要進行細胞的破壁，對于生物量較小的發(fā)酵體系還會涉及到細胞的濃縮。因此，在下游油脂提取過程中綜合發(fā)酵廢水的收集和廢渣的預處理，以實現(xiàn)油脂高效綠色生產(chǎn)，對廢物的應用和減少環(huán)境污染具有重要意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在綜合下游油脂提取操作，將油脂的提取與廢物的預處理相結合，既提高油脂的提取效率，又能將油脂提取過程中產(chǎn)生廢物回收利用。

本發(fā)明具體的技術方案為：

一種DHA發(fā)酵的廢水藻渣綜合利用的方法，其中，該方法含發(fā)酵結束后獲取發(fā)酵廢水和/或發(fā)酵藻渣并回用的步驟，并在獲取發(fā)酵廢水和/或發(fā)酵藻渣過程中采用物理離心方法收集油脂。

本發(fā)明所述的方法，其中，獲取發(fā)酵廢水的方法為，在發(fā)酵結束后，采用自然沉降、離心或添加外源沉降劑的方法將廢水和菌體分離，獲取發(fā)酵濃縮液和廢水。

本發(fā)明所述的方法，其中，獲取發(fā)酵藻渣的方法為，在發(fā)酵結束后，分離獲得含廢水和含菌體的發(fā)酵濃縮液，并將濃縮液進行破壁；破壁后的菌液加熱升溫至95-98℃，并保持在此溫度下進行離心分離；獲取油相A與水相B，其中水相B為含藻渣的水解液，將水解液濃縮獲得藻渣。

本發(fā)明所述的方法，其中，所述破壁方法為酶法破壁、酸法破壁、液氮破壁和高壓勻漿法破壁中的一種。

本發(fā)明所述的方法，其中，所述酶法破壁所用的酶為堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、溶菌酶和蝸牛酶的一種或其混合物。

本發(fā)明所述的方法，其中，所述濃縮的方法為蒸餾、減壓旋蒸、冷凍干燥或噴霧干燥中的一種。

本發(fā)明所述的方法，其中，所述藻渣含氮量(以濃縮后含水量為50％計)為總重量的0.5-5.5％、氨基氮為總重量的0.01-0.05％、糖類為總重量的2-8％。

本發(fā)明所述的方法，其中，所述廢水在培養(yǎng)基中替代純水率為0％-60％。