利用糖蜜酒精废液生产氨基酸的生物技术研究

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糖蜜酒精废液属于高浓度难处理有机废液,废液中含有多种有利于微生物生长的营养物质,废液可生化性高,适于用生化法处理。本文充分采用生化法处理糖蜜酒精废液,利用其中的营养物质,培养回收微生物蛋白,并将微生物蛋白进一步水解处理,获得成品氨基酸。微生物驯化及微生物量影响因素实验表明,利用糖蜜酒精废液驯化可以得到微生物优势菌种;废液培养基及培养温度30℃条件下微生物量最高,可达4.61 g/L;废液单位COD、BOD5、TOC的微生物量分别为0.268 g/g (COD)、11.92g/g(BOD5)和0.381g/g(TOC),菌体粗蛋白含量可达54.51%。分别采用酶水解法、酸水解法和碱水解法对微生物蛋白进行水解实验提取氨基酸,实验结果表明:(1)复合蛋白酶水解,氨基酸产量较其它几种水解酶高;利用复合蛋白酶对微生物蛋白水解时,在酶加入量5.5g/150mL,水解温度65℃,pH值5和水解时间5h条件下,氨基酸产生量达到158mg/g(干菌体)。(2)微生物蛋白硫酸水解的最佳条件为水解温度130℃,水解时间1h,液固比6:1,硫酸溶液浓度50%,在此条件下,氨基酸产生量达到57.191 mg/g(干菌体)。(3)氢氧化钠溶液水解微生物蛋白时,在水解温度为90℃、反应时间为2h、氢氧化钠溶液浓度为30%、液固比为50:1的条件下,氨基酸产生量可达39.9mg/g(干菌体)。采用酶水解法比采用酸水解法和碱水解法得到的单位干菌体氨基酸产生量要高的多。水解液脱色实验结果表明,活性炭对水解液脱色效果较好,在脱色温度55℃,脱色时间1h,pH值5,吸附剂用量1.5g/50mL的条件下,氨基酸损失率较低,为2.81%,脱色率可达到88.6%。有机试剂乙醇分离精制氨基酸实验得出,在pH值5,温度-7℃,V(无水乙醇):V(水解液)=9:1,沉淀时间30min的条件下,氨基酸分离率能达到76%。通过以上一系列实验,氨基酸在浓缩干燥后,最终得到复合氨基酸成品,粗制氨基酸成品呈褐色,精制氨基酸成品呈乳白色。
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