專利名稱：Md昆蟲活性蛋白中間體的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法。
背景技術(shù)：
昆蟲活性蛋白是植物蛋白、動(dòng)物蛋白之后的第三代蛋白。它不僅具有植物蛋 白、動(dòng)物蛋白的增加人體氮源、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的作用，更具有植物蛋白、動(dòng)物蛋白所缺乏的 神奇物質(zhì)和多種活性，有著很強(qiáng)的對(duì)人體的細(xì)胞、器官、組織的特殊的，特別的吸收、 利用、轉(zhuǎn)化的功能和作用，以及對(duì)人體細(xì)胞的修復(fù)、人體病毒、致病菌的抑制、滅殺的 功能。世界生物學(xué)界、營(yíng)養(yǎng)學(xué)界一致公認(rèn)MD昆蟲活性蛋白各個(gè)方面的功能、作用 的優(yōu)勢(shì)，居所有昆蟲活性蛋白之首。也就是說，MD昆蟲活性蛋白是最好的蛋白，而它 的生產(chǎn)成本是所有昆蟲活性蛋白(生產(chǎn)成本)最低的。MD昆蟲是家蠅Musca domestica 的簡(jiǎn)稱，取拉丁學(xué)名中的屬名和種名的第一個(gè)字母。MD昆蟲活性蛋白是一種“優(yōu)質(zhì)蛋白”，富含高蛋白、低脂肪、低膽固醇，營(yíng) 養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理，肉質(zhì)纖維少，又易于吸收，明顯優(yōu)于植物蛋白和肉質(zhì)蛋白(動(dòng)物蛋白)?，F(xiàn) 在市場(chǎng)上的確有許多種蛋白粉在銷售，但都不外乎植物蛋白和動(dòng)物蛋白，昆蟲活性蛋白 不同于市場(chǎng)上的其他蛋白粉，它是第三代昆蟲活性抗菌蛋白。植物蛋白是不完全蛋白， 不能滿足人體對(duì)8種必需氨基酸的需求，一般缺少1-3種，易使人發(fā)胖，不能長(zhǎng)期單獨(dú) 食用，動(dòng)物蛋白是完全蛋白，但是飽和脂肪酸和膽固醇過多，經(jīng)常服用易誘發(fā)心腦血管 疾病和增加肝、腎的負(fù)擔(dān)。昆蟲蛋白不同于植物蛋白和動(dòng)物蛋白，不僅營(yíng)養(yǎng)全面、均 衡，低膽固醇、低脂肪酸，更獨(dú)有幾丁質(zhì)、抗菌肽、防御素、外源性凝集素等六大生命 要素，被譽(yù)為“人體免疫王”。MD昆蟲蛋白有多種提取方法，絕大多數(shù)處于實(shí)驗(yàn)室階段，其中最為先進(jìn)的工藝 技術(shù)是中科院動(dòng)物研究所張愛君、秦啟聯(lián)等人研發(fā)的“稀堿法提取MD蛋白”(以下簡(jiǎn)稱
“稀堿法”)工藝。他們的“稀堿法”工藝為(1)原物質(zhì)(MD幼蟲)水煮；(2)粉碎 并冷凍干燥；(3)粉碎物用“索氏浸提法”充分脫脂；(4)脫脂物過濾去雜；(5)恒溫下 用稀堿水浸提；(6)浸提物調(diào)PH值，透析除鹽，用AgNO3 (硝酸銀)檢測(cè)至透析液無沉 淀為止；(7)浸提液冷凍干燥。但是該方法不允許浸提液中沉淀物存在，即浸出的蛋白完全溶于浸提液中，其 工藝大大增加了冷凍干燥的工作量，大大增加了設(shè)備投資和人工、電耗等生產(chǎn)成本，不 可能用于大批量生產(chǎn)。該方法使用AgNO3,對(duì)工人身體健康和環(huán)境的影響大，并且工藝 操作難度大，生產(chǎn)成本高。而且現(xiàn)有技術(shù)中都沒有涉及對(duì)工藝中的廢水處理步驟。由于 MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法中所產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜，需要特別設(shè)置一種廢水處 理方法對(duì)此進(jìn)行處理。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法， 不需要使用AgNO3檢測(cè)，保護(hù)了工人身體健康，且減少了對(duì)環(huán)境的影響，大大降低了工 藝操作難度，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量。同時(shí)對(duì)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢 水提出了一種廢水處理步驟，進(jìn)一步達(dá)到綠色環(huán)保的效果。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案(I)MD幼蟲洗凈甩干；(2)將經(jīng)過(1)步驟的MD幼蟲經(jīng)40°C鼓風(fēng)吹干；(3)將經(jīng)過(2)步驟的MD幼蟲吹干物粉碎；(4)使用有機(jī)溶劑對(duì)經(jīng)過(3)步驟的粉碎物通過索氏浸提法進(jìn)行脫脂；(5)將(4)步驟中生成的脫脂物加水勻漿；(6)將(5)步驟中生成的勻漿液過濾去表皮物質(zhì)，按體積百分比1-1.5%加堿水 解，并加熱至75-85 °C,恒溫1.5小時(shí)-2小時(shí)；(7)將經(jīng)過⑶步驟的產(chǎn)物用酸中和水解液，調(diào)整水解液PH值到7-8，7jC解液沉淀；(8)將(7)步驟中產(chǎn)生的沉淀物用離心機(jī)脫鹽；(9)將(8)步驟中生成的脫鹽產(chǎn)物加清水洗滌二次脫鹽；(10)將(9)步驟中生成的二次脫鹽產(chǎn)物加水勻漿；(11)將(10)步驟中生成的勻漿液沉淀排水；(12)將(11)步驟中生成的沉淀物利用小分子肽分離技術(shù)將難溶蛋白分離出來。 MD昆蟲的蛋白組分中，其它的蛋白種類都是優(yōu)質(zhì)蛋白，只有難溶蛋白達(dá)不到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)， 在浸提脫鹽沉淀的蛋白冷凍干燥前，用小分子肽分離技術(shù)將難溶蛋白分離出來，可以使 分離難溶蛋白后的MD昆蟲活性蛋白中間體的蛋白組分達(dá)到百分之百的優(yōu)質(zhì)化。(13)將(12)步驟生成的產(chǎn)物進(jìn)行冷凍干燥。這樣就能得到高產(chǎn)量的優(yōu)質(zhì)MD昆 蟲活性蛋白中間體成品了。優(yōu)選的，所述(4)步驟中所述有機(jī)溶劑為甲醇或者乙醚或者石油醚。優(yōu)選的，所述(7)步驟中采用的酸為乙酸或鹽酸。在中和過程中需要進(jìn)行監(jiān) 測(cè)，使用酸的濃度和總量，以達(dá)到中和后的PH值7為標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選的，所述(5)步驟中加水勻漿比例為1 3，即1份脫脂物用3份水勻漿。 加水量過少，達(dá)不到超細(xì)勻漿的目的。如加水太少，則會(huì)對(duì)勻漿液沉淀速度有影響，因 為勻漿液太濃不易沉淀。優(yōu)選的，所述(10)步驟中加水勻漿比例為1 4，即1份二次脫鹽產(chǎn)物用4份水 勻漿。二次脫鹽產(chǎn)物比重較高，因此需要稍微多加一些水才能保證勻漿更為均勻。優(yōu)選的，各步驟中所收集的廢水在集水池匯集降溫，將集水池中降溫后的水通 入除渣池除渣后再采用生物吸附氧化法處理，生物吸附氧化法處理后上清水的再轉(zhuǎn)回集 水池循環(huán)使用，其余出水通入三級(jí)處理機(jī)房處理，處理后的水匯入清水池儲(chǔ)存。這樣的 廢水處理方法將現(xiàn)有技術(shù)中的生物吸附氧化法進(jìn)行改進(jìn)，更適合本發(fā)明所排出的污水處 理，提高了出水的質(zhì)量。優(yōu)選的，所述生物吸附氧化法包括A段中相互連接的A段曝氣池和中間沉淀池 以及B段中相互連接的B段曝氣池和B段沉淀池，其中A段曝氣池中設(shè)置微孔擴(kuò)散器設(shè)
5備和鼓風(fēng)曝氣裝置人工供氧系統(tǒng)，并且投放粉末活性炭。A段曝氣池以極高負(fù)荷運(yùn)行， 活性污泥具有一定的吸附能力。投放粉末活性炭，加大對(duì)進(jìn)水有機(jī)物的吸附和對(duì)進(jìn)水脫 色及微生物對(duì)活性炭吸附的有機(jī)物降解，并使活性炭穩(wěn)定嵌入活性污泥中起到改善活性 污泥沉淀性和抑制污泥膨脹的作用。優(yōu)選的，在所述集水池中將各步驟中所收集的廢水用螺旋槳打水降溫至 50-55再和生物吸附氧化法處理后循環(huán)回的上清水混合降溫至20-30°C。這樣的技術(shù) 方案利用循環(huán)水降溫，降溫效果好而且還節(jié)能環(huán)保。優(yōu)選的，包括向所述除渣池中投入化學(xué)絮凝劑，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生絮凝體，絮 凝體下沉吸附除渣池中的懸浮物和膠狀顆粒。這樣能有效除去除渣池中的懸浮物和膠狀 顆粒。優(yōu)選的，所述三級(jí)處理機(jī)房中包括混凝設(shè)備、過濾設(shè)備和離子交換設(shè)備。三級(jí) 處理機(jī)房作為生物吸附氧化法的一個(gè)補(bǔ)充，能根據(jù)實(shí)際需要對(duì)生物吸附氧化法所排出的 水進(jìn)一步處理，以達(dá)到不同的需求。本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，簡(jiǎn)化了工藝，降低了生產(chǎn)成本，尤其是避免 了加工過程中對(duì)MD昆蟲活性蛋白中間體的成分被破壞。改為二次脫鹽，大大降低了 工藝操作難度，降低了生產(chǎn)成本；二次脫鹽要求水解液沉淀，所以不需要使用AgNO3檢 測(cè)，保護(hù)了工人身體健康，避免了二次污染；原物質(zhì)洗凈甩干后用40°C鼓風(fēng)吹干工序相 比中科院動(dòng)物研究所稀堿法的煮沸15分鐘，冷凍干燥，可以節(jié)約相當(dāng)?shù)哪茉春蜏p少設(shè)備 投資，減少人工使用，生產(chǎn)成本大大降低。尤其重要的是避免高溫加熱時(shí)發(fā)生的美拉德 反應(yīng)，避免產(chǎn)品的成分發(fā)生變化。


圖1為本發(fā)明一種MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法的廢水處理步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，包括以下步驟(I)MD幼蟲洗凈甩干；該步驟簡(jiǎn)單清潔MD幼蟲，有利于后續(xù)步驟，并且保證 了產(chǎn)品的品質(zhì)。(2)將經(jīng)過(1)步驟的MD幼蟲經(jīng)40°C鼓風(fēng)吹干；40°C鼓風(fēng)吹干和現(xiàn)有技術(shù)中的 煮沸加熱技術(shù)相比，能確保不會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)。美拉德反應(yīng)(Maillard反應(yīng))，是一種 廣泛分布于食品工業(yè)中的非酶褐變反應(yīng)。它指的是原料中的還原糖(碳水化合物)與氨 基酸/蛋白質(zhì)在常溫或加熱時(shí)發(fā)生的一系列復(fù)雜的反應(yīng)，其結(jié)果是生成了棕黑色的大分 子物質(zhì)類黑精或稱擬黑素。除產(chǎn)生類黑精外，反應(yīng)過程中還會(huì)產(chǎn)生成百上千個(gè)有不同氣 味的中間體分子，包括還原酮、醛和雜環(huán)化合物，這些物質(zhì)會(huì)導(dǎo)致MD昆蟲活性蛋白中 間體發(fā)生質(zhì)變，因此需要避免美拉德反應(yīng)的產(chǎn)生。(3)將經(jīng)過(2)步驟的MD幼蟲吹干物粉碎；(4)使用有機(jī)溶劑對(duì)經(jīng)過(3)步驟的粉碎物通過索氏浸提法進(jìn)行脫脂；MD昆蟲 中含有較多的脂肪，假定不對(duì)MD昆蟲粉碎物進(jìn)行充分脫脂，則蛋白的分離(得率)相當(dāng) 低，蛋白的質(zhì)量很不理想。索氏浸提法是一種以德國化學(xué)家名字命名的、用新鮮溶劑連續(xù)回流、浸提、滲濾、萃取固體樣品的方法。多用于概略分析中粗脂肪測(cè)定。將樣品置 于濾紙筒中，以從下面燒瓶煮沸、冷凝的新鮮溶劑不斷浸提、滲濾、萃取，當(dāng)積存的溶 劑超過一定高度時(shí)，即可通過虹吸作用、連同溶于其中的浸出物一道回流到燒瓶中，燒 瓶不斷加熱，溶劑重新煮沸、冷凝、落到樣品上，浸出物則留存、積累在燒瓶中。整個(gè) 過程連續(xù)、自動(dòng)、反復(fù)進(jìn)行。采取“索氏浸提法”，使用有機(jī)溶劑(如甲醇、乙醚、石 油醚)通過索氏浸提，蛋白中間體的成品中的脂肪含量不大于2%，達(dá)到國家食品食用標(biāo) 準(zhǔn)；同時(shí)，所使用的有機(jī)輕溶劑選擇能被微生物分解氧化的劑型。“索氏浸提法”是為 了規(guī)?；a(chǎn)方便。(5)將(4)步驟中生成的脫脂物加水勻漿；加水勻漿比例為1 3，即1份脫脂 物用3份水勻漿。(6)將(5)步驟中生成的勻漿液過濾去表皮物質(zhì)，按體積百分比1-1.5%加堿水 解，加堿1-1.5%加水恒溫水解MD昆蟲蛋白組分包括清蛋白、醇溶蛋白、堿溶蛋 白、球蛋白、小分子蛋白和難溶蛋白，上述MD昆蟲蛋白組分都能在稀堿熱水中分解；加熱至75-85°C，恒溫1.5小時(shí)-2小時(shí)；在充分脫脂后，液料比、浸提溫度、浸 提時(shí)間、堿體積百分含量等4個(gè)指標(biāo)是提取的重要條件。對(duì)上述4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)與 比較，最后以優(yōu)選法確定了 4個(gè)最佳區(qū)域條件分別為液料比20-25ml/g，浸提溫度 750C -85浸提時(shí)間1.5h_2h，堿體積百分含量1 % 。其中，所有反應(yīng)參數(shù)都是 采取梯度水平處理，單因素試驗(yàn)，正交試驗(yàn)和各因素對(duì)蛋白中間體提取的差異分析，所 優(yōu)選出來的最佳區(qū)域條件。只有在這些技術(shù)參數(shù)上進(jìn)行優(yōu)化才能確保最終產(chǎn)品的生產(chǎn)效 率和產(chǎn)品的品質(zhì)。(7)將經(jīng)過(6)步驟的產(chǎn)物用酸中和水解液，調(diào)整水解液PH值到7-8，水解液沉 淀；(8)將(7)步驟中產(chǎn)生的沉淀物用離心機(jī)脫鹽；將沉淀物與溫水傾入大容量離心 機(jī)，調(diào)節(jié)好轉(zhuǎn)速及離心時(shí)間。通常采用轉(zhuǎn)速6000r/min-7000r/min，離心時(shí)間15分鐘。(9)將(8)步驟中生成的脫鹽產(chǎn)物加清水洗滌二次脫鹽；一次脫鹽工藝耗時(shí)費(fèi) 力、成本高，而且需對(duì)分解液(浸提液)使用硝酸銀檢測(cè)，本發(fā)明改一次脫鹽為二次離心 脫鹽，根據(jù)鹽成分與蛋白質(zhì)的比重不同的原理，以離心方式將鹽分從分解液(浸提液)中 分離出來，隨浸提熱水進(jìn)入廢水處理工序，二次脫鹽耗時(shí)省，成本適中，尤其是不需使 用硝酸銀檢測(cè)，對(duì)生產(chǎn)工人和環(huán)境有利。(10)將(9)步驟中生成的二次脫鹽產(chǎn)物加水勻漿；加水勻漿比例為1 4，即1 份二次脫鹽產(chǎn)物用4份水勻漿。(11)將(10)步驟中生成的勻漿液沉淀排水；(12)將(11)步驟中生成的沉淀物用MD昆蟲小分子生物活性肽分離技術(shù)清除難 溶蛋白；MD昆蟲的蛋白組分中，其它的蛋白種類都是優(yōu)質(zhì)蛋白，只有難溶蛋白達(dá)不到 優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，在浸提脫鹽沉淀的蛋白冷凍干燥前，用小分子肽分離技術(shù)將難溶蛋白分離出 來，可以使分離難溶蛋白后的MD昆蟲活性蛋白中間體的蛋白組分達(dá)到百分之百的優(yōu)質(zhì) 化?！吨袊幬镫s志》2005年26卷4期中《小分子肽分離方法研究進(jìn)展》中提出 過幾種小分子生物活性肽的提取方法，可以直接采用。(13)將(12)步驟中生成的沉淀物冷凍干燥。浸提脫鹽后的沉淀物冷凍干燥MD昆蟲活性蛋白中間體產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)與否，是與蛋白活性保持程度密切相關(guān)，冷凍干燥能保 證產(chǎn)品的活性不被破壞，色、味、形不起變化，不結(jié)塊，易溶于水。其中，所述(4)步驟中所述有機(jī)溶劑為甲醇或者乙醚或者石油醚。所述(7)步驟中采用的酸為乙酸或鹽酸。其濃度和加入量需要進(jìn)行監(jiān)控，使得 最終添加后達(dá)到中和，(pH值7)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)中，即中科院的“稀堿法”相比，中科院的“稀堿法”不允 許浸提液中沉淀物存在，即浸出的蛋白完全溶于浸提液中，其工藝大大增加了冷凍干燥 的工作量，大大增加了設(shè)備投資和人工、電耗等生產(chǎn)成本，不可能低成本地用于大批量 生產(chǎn)，增加了生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)壓力，提高了消費(fèi)者的負(fù)擔(dān)。而本發(fā)明將堿水與蛋白質(zhì)分 離，將堿水排出，留下沉淀的蛋白質(zhì)冷凍干燥，其設(shè)備投資少，生產(chǎn)成本低。中科院的
“稀堿法”在MD昆蟲原物質(zhì)煮沸、粉碎后冷凍干燥，所耗成本同樣很大，不可能低成 本地應(yīng)用于大批量生產(chǎn)，而本發(fā)明將MD昆蟲原特質(zhì)清洗甩干，用40°C的鼓風(fēng)機(jī)吹干， 避免美拉德反應(yīng)發(fā)生，既能保持MD干物質(zhì)的活性不被破壞，又大大降低生產(chǎn)成本和減 少設(shè)備投資。尤其關(guān)鍵的是，本發(fā)明完全擺脫了中科院的“稀堿法”中的思維定勢(shì)，沒有貿(mào) 然學(xué)習(xí)其從浸提液中提取的方案，而是轉(zhuǎn)變思路，改為通過對(duì)沉淀物進(jìn)行提取，不僅不 必考慮浸提液的溶解率的問題，保證了產(chǎn)量，更能確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量。最后所制成的 MD昆蟲活性蛋白中間體可以直接作為一種昆蟲蛋白質(zhì)粉產(chǎn)品進(jìn)行推廣，也可以作為下一 個(gè)產(chǎn)品的中間體，供企業(yè)進(jìn)行二次加工。我們還觀察到，在MD昆蟲蛋白中間體生產(chǎn)過程中，會(huì)在以下工序產(chǎn)生廢水 a.MD原物質(zhì)洗凈甩干(產(chǎn)生無機(jī)廢水)，b.40°C鼓風(fēng)吹干(產(chǎn)生無機(jī)廢水)c.索氏脫脂(產(chǎn) 生含脂肪的有機(jī)廢水)d. 二次脫鹽(產(chǎn)生含1-1.5%堿的高溫水一無機(jī)廢水和含脂肪蛋白 質(zhì)蟲干粉狀表皮等有機(jī)物廢水，形成有機(jī)無機(jī)混合廢水)e.勻漿液沉淀排水(產(chǎn)生有機(jī)廢 水)f.冷凍干燥(產(chǎn)生有機(jī)廢水和無機(jī)廢水)h.分離難溶蛋白(產(chǎn)生有機(jī)無機(jī)廢水)。而 為了保證整個(gè)工藝的綠色環(huán)保，我們?cè)诠に囍行枰紤]廢水處理步驟，現(xiàn)有技術(shù)《環(huán)境 持染與防治》雜志1993年8月的《生物吸附氧化法(AB法)的理論和實(shí)踐》一文中提 供了一種非常好的污水處理方法，較為適合本發(fā)明的廢水處理，但是實(shí)際上本發(fā)明工藝 過程中所產(chǎn)生的廢水種類較多，不能簡(jiǎn)單套用現(xiàn)有技術(shù)中的生物吸附氧化法(AB法)， 因此，如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一個(gè)新的廢水處理步驟，包括各步驟中所收集的廢水 在集水池匯集降溫，將集水池中降溫后的水通入除渣池除渣后再采用生物吸附氧化法處 理，生物吸附氧化法處理后上清水的再轉(zhuǎn)回集水池循環(huán)使用，其余出水通入三級(jí)處理機(jī) 房處理，處理后的水匯入清水池儲(chǔ)存。所述三級(jí)處理機(jī)房中包括混凝設(shè)備、過濾設(shè)備和 離子交換設(shè)備。所述生物吸附氧化法包括A段中相互連接的A段曝氣池和中間沉淀池以及B段 中相互連接的B段曝氣池和B段沉淀池，其中A段曝氣池中設(shè)置微孔擴(kuò)散器設(shè)備和鼓風(fēng) 曝氣裝置人工供氧系統(tǒng)，并且投放粉末活性炭。A段曝氣池以極高負(fù)荷運(yùn)行，活性污泥 具有一定的吸附能力。投放粉末活性炭，加大對(duì)進(jìn)水有機(jī)物的吸附和對(duì)進(jìn)水脫色及微生 物對(duì)活性炭吸附的有機(jī)物降解，并使活性炭穩(wěn)定嵌入活性污泥中起到改善活性污泥沉淀 性和抑制污泥膨脹的作用。
其中，在所述集水池中將各步驟中所收集的廢水用螺旋槳打水降溫至50_55°C， 再和生物吸附氧化法處理后循環(huán)回的上清水混合降溫至20-30°C。向所述除渣池中投入化 學(xué)絮凝劑，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生絮凝體，絮凝體下沉吸附除渣池中的懸浮物和膠狀顆粒。A段曝氣池中設(shè)置微孔擴(kuò)散器設(shè)備，降低電耗節(jié)約成本，設(shè)置鼓風(fēng)曝氣裝置人 工供氧系統(tǒng)；A段曝氣池以極高負(fù)荷運(yùn)行，活性污泥具有一定的吸附能力。投放粉末活 性炭，加大對(duì)進(jìn)水有機(jī)物的吸附和對(duì)進(jìn)水脫色及微生物對(duì)活性炭吸附的有機(jī)物降解，并 使活性炭穩(wěn)定嵌入活性污泥中起到改善活性污泥沉淀性和抑制污泥膨脹的作用。進(jìn)水在 A段曝氣池處理后，進(jìn)入中間沉淀池沉淀，A段上清水進(jìn)入B段曝氣池，25%左右的污 泥回流到集水池，強(qiáng)烈吸附和氧化有機(jī)物。進(jìn)水在A段曝氣池和中間沉淀池處理后，被 吸附部分有機(jī)物，進(jìn)入B段曝氣池以低負(fù)荷運(yùn)行，主要發(fā)揮微生物的生物降解作用，經(jīng) B段曝氣池處理后的出水達(dá)到較好水平。出水在B段曝氣池處理后，進(jìn)入B段沉淀池。 25%左右的活性污泥回流到B段曝氣池，強(qiáng)烈吸附和氧化有機(jī)物其余絕大部分剩余污泥 排放。出水可以排放和灌溉農(nóng)田也可用于集水池降溫、降低堿度。其余的進(jìn)入入三級(jí)處 理機(jī)房處理，入三級(jí)處理機(jī)房處理設(shè)置混凝、過濾、離子交換等設(shè)備，使經(jīng)過A段曝氣 和B段曝氣的進(jìn)水達(dá)到自然水標(biāo)準(zhǔn)。最后存儲(chǔ)在清水池中。和現(xiàn)有技術(shù)相比，常規(guī)的堿性無機(jī)廢水處理，都采用乙酸稀釋中和的方式， 成本比較高，對(duì)環(huán)境也有一定的影響。本發(fā)明的處理工藝是在集水池匯集上述各道 工序廢水，在開始投產(chǎn)后的集水池的第一批混合水中，加入自來水，使混合水降溫到 20-35含鹽量降至0.7%左右，然后進(jìn)行生物吸附氧化處理與化學(xué)輔助處理的工藝， 經(jīng)曝氣、沉淀處理后，含鹽量0.3%的上清水可循環(huán)進(jìn)入集水池，使第二批集水池內(nèi)的混 合廢水水溫降至20-35°C，含鹽量0.7%左右，然后再進(jìn)行生物吸附氧化處理與化學(xué)輔助 處理工藝，上清水再加入到集水池的第三批堿性混合水中，進(jìn)行下一輪的生物吸附氧化 處理和化學(xué)輔助處理工藝，周而復(fù)始。因?yàn)槠貧獬?、沉淀池產(chǎn)生的上清水較多，超過 集水池需要。因此，曝氣池和沉淀池處理產(chǎn)生的部分上清水可進(jìn)入混凝、過濾、離子交 換處理，產(chǎn)生的上清水可供生產(chǎn)車間使用，含鹽量為0.1%，這樣就完成了對(duì)堿性(含鹽 1-1.5% )的二次脫鹽廢水和高溫及非高溫廢水的處理，處理過程中不使用乙酸。在MD昆蟲活性蛋白中間體廢水的生化處理中，廢水中的有機(jī)物經(jīng)微生物的 氧化、分解，其中的一部分氮、磷、硫經(jīng)同化作用合成為微生物的細(xì)胞組成部分，并以 剩余污泥(活性污泥是由細(xì)菌、微型動(dòng)物為主的微生物與懸浮物質(zhì)，膠體物質(zhì)混雜在一 起，形成的具有很強(qiáng)的吸附分解有機(jī)物能力和良好的沉淀性能的絮體顆粒；剩余污泥是 指曝氣池中活性污泥的量超過一定濃度時(shí)應(yīng)及時(shí)排放的那部分污泥)方式排出。剩余的 氮、磷、硫以NH3(或NO_2、NCT3)、P03_4、S02_4的形式隨出水排出。經(jīng)除渣、曝氣池 和沉淀處理后，磷、硫分別去除60%以上，氮分解去除30%左右。為了把隨水排到曝氣池的剩余的化合態(tài)氮從廢水中除去，途徑是使還原態(tài)的氨 經(jīng)硝化作用氧化成NCT3,然后通過反硝化作用，使NCT3轉(zhuǎn)化為對(duì)人體無害的N2,而逸 入大氣中。含氮有機(jī)物經(jīng)微生物解釋放出氨的過程，即為氨化過程，也稱為氨化作用。 含氮有機(jī)物的蛋白質(zhì)的氨化過程，首先是在微生物產(chǎn)生的蛋白酶作用下進(jìn)行水解，生成 多肽和二肽，然后由肽酶進(jìn)一步水解成氨基酸、氨基酸被微生物吸收，在微生物體內(nèi)以 脫氮和脫羧二種基本方式繼續(xù)被降解。在曝氣池(微生物氧化有機(jī)物，需要耗用大量的氧，須向池內(nèi)曝氣充氧，稱為曝氣)內(nèi)，好氧條件下和好氧或兼性條件下，許多細(xì)菌具 有很強(qiáng)的氨化能力、分解蛋白質(zhì)、釋放出氨。除渣池內(nèi)未處理完的干物質(zhì)粉碎后的表 皮，脂肪等有機(jī)物，也是用這個(gè)方法分解。硝化作用是指NH3氧化成NCT2,然后再氧化成NCT3的過程，硝化作用的程度是 生物脫氮的關(guān)鍵。硝化作用由兩類細(xì)菌參與亞硝化菌或亞硝化單胞菌，能將NH3氧化 成NCT2;硝化桿菌將NCT2氧化成NCT3,兩類細(xì)胞菌都能利用氧化過程釋放的能量，使 CO2合成為細(xì)胞有機(jī)物質(zhì)，屬于化能自養(yǎng)細(xì)菌。在水處理工程上，為了達(dá)到硝化目的， 一般都采用低負(fù)荷運(yùn)行，延長(zhǎng)曝氣的時(shí)間。微生物在曝氣池中的硝化反應(yīng)，生成強(qiáng)酸會(huì) 使水中酸性增強(qiáng)，據(jù)測(cè)定，每氧化1克NH3-N,耗去了 7.14克堿度，硝化反應(yīng)降低了廢 水中的堿度。反硝化作用是指硝酸鹽和亞硝酸鹽被還原為氣態(tài)氮和氧化亞氮的過程，參與這 一過程的細(xì)菌是反硝化菌，能利用各種各樣的有機(jī)基質(zhì)作為反硝化過程中的電子供體 (碳源)，其中包括碳水化合物有機(jī)酸類、醇類、基酸鹽類，烷烴類及基衍物，這些化合 物在廢水處理中顯得十分重要，它們是廢水的主要組分，因此反硝化不僅被認(rèn)為是一種
“非污染式”脫氮手段(因NCT3轉(zhuǎn)化為對(duì)人類無害的N2),而且也是一種氧化分解廢水中 有機(jī)物的好方法。微生物在曝氣過程中的反硝化反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生堿度，據(jù)測(cè)定，NCT3-N, 被還原成N2可產(chǎn)生3.57克堿度，可使硝化反應(yīng)所耗去的堿度有所彌補(bǔ)，但耗去的堿度大 于還原產(chǎn)生的堿度。因此，廢水中的堿度有所降低。與此同時(shí)，廢水自身凈化又耗去部 分堿度，由此，在硝化反應(yīng)和廢水自凈兩方面作用下，處理后的上清水堿度大大降低， 達(dá)到含鹽量0.3%左右的程度。本發(fā)明還采用向廢水中投加絮凝劑和飽和粉末活性炭，使之與水中的污染物起 化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水或難溶于水的化合物，析出沉淀，使廢水得到凈化。利用化學(xué) 反應(yīng)的作用，通過改變污染物的性質(zhì)，有利于污染物分離和除去。混凝、過濾、離子交換處理能夠深度去除水中殘留微生物、細(xì)小懸浮物、殘留 有機(jī)物(大多為生物降解的有機(jī)物)，發(fā)黑物質(zhì)和溶解性鹽類。混凝、過濾、離子交換處 理后的出水進(jìn)入清水池，由清水池水泵輸送到MD昆蟲活性蛋白中間體生產(chǎn)車間，作為 生產(chǎn)循環(huán)用水，節(jié)約水資源。本發(fā)明在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的是多元化的廢水，不能用簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行徹底清 理。因此本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)中的生物吸附氧化法(AB法)進(jìn)行改進(jìn)，使得其更對(duì)本發(fā) 明的產(chǎn)生的廢水更有針對(duì)性的清理，而且清理出的水質(zhì)可以根據(jù)實(shí)際需要運(yùn)用到不同場(chǎng) 合，非常符合環(huán)保的要求。
10
權(quán)利要求
1.MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于包括以下步驟(1)MD幼蟲洗凈甩干；(2)將經(jīng)過(1)步驟的MD幼蟲經(jīng)40°C鼓風(fēng)吹干；(3)將經(jīng)過(2)步驟的MD幼蟲吹干物粉碎；(4)使用有機(jī)溶劑對(duì)經(jīng)過(3)步驟的粉碎物通過索氏浸提法進(jìn)行脫脂；(5)將(4)步驟中生成的脫脂物加水勻漿；(6)將(5)步驟中生成的勻漿液過濾去表皮物質(zhì)，按體積百分比1-1.5%加堿水解， 液料比20-25ml/g，并加熱至75-85°C，恒溫1.5小時(shí)-2小時(shí)；(7)將經(jīng)過(6)步驟的產(chǎn)物用酸中和水解液，調(diào)整水解液PH值到7-8，水解液沉淀；(8)將(7)步驟中產(chǎn)生的沉淀物用離心機(jī)脫鹽；(9)將(8)步驟中生成的脫鹽產(chǎn)物加清水洗滌二次脫鹽；(10)將(9)步驟中生成的二次脫鹽產(chǎn)物加水勻漿；(11)將(10)步驟中生成的勻漿液沉淀排水；(12)將(11)步驟中生成的沉淀物用MD昆蟲小分子生物活性肽分離技術(shù)清除難溶蛋白；(13)將(12)步驟生成的產(chǎn)物進(jìn)行冷凍干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于所述(4) 步驟中所述有機(jī)溶劑為甲醇或者乙醚或者石油醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于所述(7) 步驟中采用的酸為乙酸或鹽酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于所述(5) 步驟中加水勻漿比例為1 3，即1份脫脂物用3份水勻漿。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于所述(10) 步驟中加水勻漿比例為1 4，即1份二次脫鹽產(chǎn)物用4份水勻漿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5其中任一所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，還包括廢水 處理步驟，所述廢水處理步驟為改進(jìn)型的生物吸附氧化法(AB法)，其特征在于各步 驟中所收集的廢水在集水池匯集降溫，將集水池中降溫后的水通入除渣池除渣，除渣池 中的出水再采用生物吸附氧化法處理，生物吸附氧化法處理后的出水中的上清水的再轉(zhuǎn) 回集水池循環(huán)使用，其余出水通入三級(jí)處理機(jī)房處理，處理后的水匯入清水池儲(chǔ)存。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于所述生物 吸附氧化法包括A段中相互連接的A段曝氣池和中間沉淀池以及B段中相互連接的B段 曝氣池和B段沉淀池，其中A段曝氣池中設(shè)置微孔擴(kuò)散器設(shè)備和鼓風(fēng)曝氣裝置人工供氧 系統(tǒng)，并且投放粉末活性炭。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于在所述集 水池中將各步驟中所收集的廢水用螺旋槳打水降溫至50-55°C，再和生物吸附氧化法處理 后循環(huán)回的上清水混合降溫至20-30°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于包括向所 述除渣池中投入化學(xué)絮凝劑，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生絮凝體，絮凝體下沉吸附除渣池中的懸
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，其特征在于所述三 級(jí)處理機(jī)房中包括混凝設(shè)備、過濾設(shè)備和離子交換設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種MD昆蟲活性蛋白中間體的提取方法，包括以下步驟MD幼蟲洗凈甩干；MD幼蟲經(jīng)40℃鼓風(fēng)吹干后吹干物粉碎；充分脫脂；加堿1-1.5％加水恒溫水解；二次脫鹽；浸提脫鹽后的沉淀物冷凍干燥。本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，透析除鹽很復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，改為二次脫鹽，大大降低了工藝操作難度，大大降低了生產(chǎn)成本；二次脫鹽要求水解液沉淀，所以不需要使用AgNO3檢測(cè)，保護(hù)了工人身體健康；原物質(zhì)洗凈甩干后用40℃鼓風(fēng)吹干工序相比中科院動(dòng)物研究所稀堿法的煮沸15分鐘，冷凍干燥，可以節(jié)約相當(dāng)?shù)哪茉春蜏p少設(shè)備投資，減少人工使用，生產(chǎn)成本大大降低。
文檔編號(hào)A23J1/00GK102008003SQ20101058661
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者張昌郴, 陸源 申請(qǐng)人:韋秀鳳