專利名稱：一種可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)藥領(lǐng)域，特別涉及一種可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白及其生產(chǎn)方法。背景技術(shù)：
近年來(lái)，頭孢類藥物以其療效好、毒性低而得到迅速發(fā)展，目前已占到抗感染類藥物市場(chǎng)份額的50%以上。作為半合成頭孢類藥物的最重要中間體7-氨基頭孢霉烷酸(7-ACA)， 工業(yè)上是利用頂頭孢霉菌產(chǎn)生的頭孢菌素C經(jīng)化學(xué)或酶法裂解而生產(chǎn)的。據(jù)估計(jì)，全世界頭孢菌素C發(fā)酵生產(chǎn)企業(yè)每年產(chǎn)生的頭孢菌素C菌渣在幾十萬(wàn)噸，由于其中含有抗生素殘留及其他未知的不安全因素，因此被列為危險(xiǎn)廢棄物而受到環(huán)保部門(mén)的嚴(yán)格監(jiān)管。目前，國(guó)外企業(yè)一般是將頭孢菌素C菌渣進(jìn)行焚燒處理，處理費(fèi)用較高；國(guó)內(nèi)企業(yè)一般是用菌渣生產(chǎn)有機(jī)肥。由于有機(jī)肥生產(chǎn)附加值較低及生產(chǎn)技術(shù)落后，因此頭孢菌素C 菌渣的處理已成為企業(yè)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)處理過(guò)程中也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。經(jīng)分析，頭孢菌素C菌渣中蛋白質(zhì)含量占到干物質(zhì)的42%左右，接近豆餅粉、花生餅粉的蛋白質(zhì)含量。抗生素發(fā)酵工業(yè)每年要消耗大量蛋白質(zhì)原料，而我國(guó)是蛋白質(zhì)原料缺乏大國(guó)，每年都需要從國(guó)外大量進(jìn)口，如果能將頭孢菌素C菌渣經(jīng)過(guò)一定的技術(shù)手段處理加工，分解破壞掉對(duì)頭孢菌素C生產(chǎn)發(fā)酵有害的代謝物質(zhì)，使之成為能夠被頂頭孢霉菌易于利用的生物蛋白原料，不僅能大幅度地降低生產(chǎn)成本，而且能極大地減輕環(huán)保壓力，是一件具有重要益義的工作。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉且環(huán)保的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于包括如下步驟
(1)以頭孢菌素C菌渣為主料，配以干菌渣重量10-20%的碳源物質(zhì)，制成固體或液體生物培養(yǎng)基，制取固體培養(yǎng)基時(shí)，還需加入碳源物質(zhì)調(diào)整水分含量至42-48% ；制取液體培養(yǎng)基時(shí)，可加入干菌渣重量0- 的葡萄糖、干菌渣重量0-1%的硫酸銨、干菌渣重量0-1%的碳酸鈣，液體生物培養(yǎng)基最終固形物含量控制在12-20% ；
(2)將上述生物培養(yǎng)基滅菌，再接入生物培養(yǎng)基重量2%的培養(yǎng)成熟的微生物種子液， 發(fā)酵觀-32小時(shí)至酶活力達(dá)到高峰，即得到一種富含生物酶的發(fā)酵物，此發(fā)酵物作為生物蛋白I。該可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于還包括步驟(3)，步驟 (3 )為用頭孢菌素C菌渣調(diào)整水分含量在78-82 %，使之成為流體，或用頭孢菌素C菌渣調(diào)整固形物含量在18-20%，使之成為流體，如果是超濾后得到的頭孢菌素C菌渣，則可以直接使用；如果是經(jīng)板框壓榨后得到的菌渣或經(jīng)干燥后的菌渣粉，則加入自來(lái)水?dāng)嚢杈鶆蚣纯桑?向頭孢菌素C菌渣中加入質(zhì)量份數(shù)為的濃氨水或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液，調(diào)
3整PH在5. 8-6. 2，然后加入干菌渣重量1-3%的生物蛋白I，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下，酶解處理 38-42小時(shí)即得到一種黃褐色到淺棕褐色的液態(tài)生物蛋白II。該可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于還包括步驟(4)，步驟(4)為液態(tài)生物蛋白II經(jīng)干燥得到固態(tài)生物蛋白III。該可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于還包括步驟(5)，步驟 (5)為檢測(cè)生物蛋白中的蛋白質(zhì)含量；計(jì)算頭孢菌素C發(fā)酵培養(yǎng)基中，替代蛋白質(zhì)原料所需要的生物蛋白投入量
生物蛋白投入量=被替代蛋白質(zhì)原料的蛋白質(zhì)總量/生物蛋白中的蛋白質(zhì)含量。步驟(1)中頭孢菌素C菌渣為經(jīng)過(guò)超濾膜處理所得到的新鮮菌渣、經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)壓濾所得到的新鮮濾餅或經(jīng)過(guò)干燥處理得到的菌渣干粉；碳源物質(zhì)為玉米粉、麥麩、豆餅粉中的一種或多種。步驟(2)中固體培養(yǎng)基100°C滅菌0. 5-2小時(shí)，液體培養(yǎng)基121°C滅菌0. 5小時(shí)。步驟(2)中微生物種子液為霉菌、酵母菌或細(xì)菌中的至少一種；霉菌種子液濃度 ^ 酵母菌、細(xì)菌種子液菌種數(shù)量3 10億/ml。接入的微生物菌種可以是單一菌種，也可以是復(fù)合菌種，但每個(gè)菌種在接入前，都必須是經(jīng)過(guò)單獨(dú)培養(yǎng)的純菌種。一種可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白，其特征在于是由頭孢菌素C菌渣經(jīng)步驟(1) 和步驟(2)所述的方法將微生物直接發(fā)酵處理得到的生物蛋白I，或由生物蛋白I經(jīng)步驟 (3)所述的方法酶解得到的生物蛋白II或由生物蛋白II經(jīng)步驟(4)所述的方法干燥得到的生物蛋白III。本發(fā)明可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，是一種利用生物技術(shù)對(duì)頭孢菌素C菌渣進(jìn)行處理加工而生產(chǎn)生物蛋白并用于替代蛋白質(zhì)原料的方法，通過(guò)生物技術(shù)破壞掉頭孢菌素C菌渣中對(duì)頭孢菌素C發(fā)酵菌種有抑制作用的一些代謝產(chǎn)物，使發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程能夠順利進(jìn)行；將頭孢菌素C菌渣降解成小分子的物質(zhì)，如氨基酸、多肽、雜多糖、可溶性蛋白質(zhì)、幾丁質(zhì)碎片，使之能被頭孢菌素C發(fā)酵菌種快速吸收利用，縮短生產(chǎn)周期，提高發(fā)酵指數(shù)；大幅度降低頭孢菌素C菌渣在發(fā)酵液中的粘稠度，使其大比例地代替蛋白質(zhì)原料成為可能；本發(fā)明生產(chǎn)的生物蛋白是一種由頭孢菌素C菌渣經(jīng)微生物直接好氧或厭氧發(fā)酵處理，脫除有害物質(zhì)的產(chǎn)品，能以任意比例替代頭孢菌素C發(fā)酵培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)原料，使用本發(fā)明生產(chǎn)的生物蛋白替代蛋白質(zhì)原料，從而大幅度降低了生產(chǎn)成本，且環(huán)保，對(duì)環(huán)境無(wú)污
^fe O本發(fā)明可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白及其生產(chǎn)方法的有益效果是將頭孢菌素C 菌渣經(jīng)生物處理而得到一種生物蛋白產(chǎn)品，可替代頭孢菌素C發(fā)酵培養(yǎng)基中除玉米漿外的其余蛋白質(zhì)原料，工藝簡(jiǎn)單，生物蛋白生產(chǎn)成本低廉，適合于大規(guī)模工業(yè)化推廣；替代蛋白質(zhì)原料的比例高、使用效果好，經(jīng)濟(jì)效益明顯；處理頭孢菌素C菌渣安全、徹底、批量大，環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯。

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。附圖為本發(fā)明生物蛋白生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
4該可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，包括如下步驟
(1)取頭孢菌素C發(fā)酵生產(chǎn)中超濾后所得的菌渣1000L(干菌渣6700公斤)，經(jīng)檢測(cè)其固形物含量為18. 6% ；加入1000公斤麥麩，混合攪拌，制得呈顆粒狀的疏松固體培養(yǎng)基，總水分含量在48% ；
(2)將培養(yǎng)基輸送進(jìn)蒸汽滅菌器中滅菌，100°C保持1小時(shí)；之后冷卻至35°C準(zhǔn)備接種； 將經(jīng)過(guò)純粹培養(yǎng)的100L AS. 3. 350黑曲霉種子液接入滅過(guò)菌的固體培養(yǎng)基中，35°C培養(yǎng)30 小時(shí)得生物蛋白I，經(jīng)檢測(cè)其蛋白酶活力為3567u/g ；
(3)取40噸經(jīng)超濾后所得的頭孢菌素C菌渣，加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié) PH至6.0;加入步驟(2)中制得的生物蛋白I 800公斤，在1400轉(zhuǎn)/小時(shí)的攪拌轉(zhuǎn)速下，反應(yīng)40小時(shí)得液態(tài)生物蛋白II，經(jīng)檢測(cè)，其蛋白質(zhì)含量為8. 6%，CPC、DCPC、DOCPC含量都為 0 ；
(5)每批120立方頭孢菌素C發(fā)酵罐的蛋白質(zhì)原料投料量為玉米漿4250L，豆餅粉450 公斤，花生餅粉1700公斤，谷朊粉1180公斤；以生物蛋白替代全部豆餅粉、花生餅粉、谷朊粉，則被替代的蛋白質(zhì)總量為
豆餅粉投料量*豆餅粉蛋白質(zhì)含量+花生餅粉投料量*花生餅粉蛋白質(zhì)含量+谷朊粉投料量*谷朊粉蛋白質(zhì)含量=450*0. 42+1700*0. 405+1180*0. 75=1762公斤；
每批需投入的生物蛋白量
替代的蛋白質(zhì)總量/生物蛋白的蛋白含量=1762/0. 086=20488公斤；
頭孢菌素C發(fā)酵生產(chǎn)情況比較
權(quán)利要求
1.一種可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于包括如下步驟(1)以頭孢菌素C菌渣為主料，配以干菌渣重量10-20%的碳源物質(zhì)，制成固體或液體生物培養(yǎng)基；(2)將上述生物培養(yǎng)基滅菌，再接入生物培養(yǎng)基重量2%的培養(yǎng)成熟的微生物種子液， 發(fā)酵觀-32小時(shí)至酶活力達(dá)到高峰，即得到一種富含生物酶的發(fā)酵物，此發(fā)酵物作為生物蛋白I。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于還包括步驟(3)，步驟(3)為向頭孢菌素C菌渣中加入質(zhì)量份數(shù)為的濃氨水或質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 40%的氫氧化鈉溶液，調(diào)整PH在5. 8-6. 2，然后加入干菌渣重量的生物蛋白I，在連續(xù)攪拌狀態(tài)下，酶解處理38-42小時(shí)即得到一種黃褐色到淺棕褐色的液態(tài)生物蛋白II。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于還包括步驟(4)，步驟(4)為液態(tài)生物蛋白II經(jīng)干燥得到固態(tài)生物蛋白III。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于還包括步驟(5)，步驟(5)為檢測(cè)生物蛋白中的蛋白質(zhì)含量；計(jì)算頭孢菌素C發(fā)酵培養(yǎng)基中，替代蛋白質(zhì)原料所需要的生物蛋白投入量生物蛋白投入量=被替代蛋白質(zhì)原料的蛋白質(zhì)總量/生物蛋白中的蛋白質(zhì)含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(1)中頭孢菌素C菌渣為經(jīng)過(guò)超濾膜處理所得到的新鮮菌渣、經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)壓濾所得到的新鮮濾餅或經(jīng)過(guò)干燥處理得到的菌渣干粉；碳源物質(zhì)為玉米粉、麥麩、豆餅粉中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(1)中制取液體培養(yǎng)基時(shí)，加入干菌渣重量0- 的葡萄糖、干菌渣重量0-1%的硫酸銨、 干菌渣重量0-1%的碳酸鈣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(1)中制取固體培養(yǎng)基時(shí)，還需加入碳源物質(zhì)調(diào)整水分含量至42-48% ；液體生物培養(yǎng)基最終固形物含量控制在12-20% ；用頭孢菌素C菌渣調(diào)整水分含量在78-82%，使之成為流體，用頭孢菌素C菌渣調(diào)整固形物含量在18-20%，使之成為流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(2)中固體培養(yǎng)基100°C滅菌0. 5-2小時(shí)，液體培養(yǎng)基121°C滅菌0. 5小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于步驟(2)中微生物種子液為霉菌、酵母菌或細(xì)菌中的至少一種；霉菌種子液濃度3 24% ；酵母菌、細(xì)菌種子液菌種數(shù)量3 10億/ml。
10.一種可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白，其特征在于是由頭孢菌素C菌渣經(jīng)權(quán)利要求 1所述的方法將微生物直接發(fā)酵處理得到的生物蛋白I，或由生物蛋白I經(jīng)權(quán)利要求2所述的方法酶解得到的生物蛋白II或由生物蛋白II經(jīng)權(quán)利要求3所述的方法干燥得到的生物蛋白III。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物醫(yī)藥領(lǐng)域，特別公開(kāi)了一種可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白及其生產(chǎn)方法。該可替代蛋白質(zhì)原料的生物蛋白的生產(chǎn)方法，其特征在于包括如下步驟以頭孢菌素C菌渣為主料，配以碳源物質(zhì)，制成固體或液體生物培養(yǎng)基；將上述生物培養(yǎng)基滅菌，再接入微生物種子液，發(fā)酵28-32小時(shí)即得到生物蛋白Ⅰ。本發(fā)明的有益效果是將頭孢菌素C菌渣經(jīng)生物處理而得到一種生物蛋白產(chǎn)品，可替代頭孢菌素C發(fā)酵培養(yǎng)基中除玉米漿外的其余蛋白質(zhì)原料，工藝簡(jiǎn)單，生物蛋白生產(chǎn)成本低廉，適合于大規(guī)模工業(yè)化推廣；替代蛋白質(zhì)原料的比例高、使用效果好，經(jīng)濟(jì)效益明顯；處理頭孢菌素C菌渣安全、徹底、批量大，環(huán)保優(yōu)勢(shì)明顯。
文檔編號(hào)C12P21/06GK102392008SQ20111022988
公開(kāi)日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者于海勤, 彭繼先 申請(qǐng)人:菏澤睿智科技開(kāi)發(fā)有限公司