一種抗生素菌渣的無害化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及抗生素發(fā)酵和環(huán)保領(lǐng)域，具體為一種抗生素菌渣的無害化處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]我國是世界最大的抗生素原料藥生產(chǎn)與出口大國，年產(chǎn)量已達(dá)20多萬噸，據(jù)估算，每生產(chǎn)I噸抗生素伴生8?10噸菌渣，每年排放一百多萬噸抗生素菌渣。2002年2月農(nóng)業(yè)部、衛(wèi)生部、國家藥品監(jiān)督管理局第176號公告，把抗生素菌渣列入禁止在飼料和動(dòng)物飲用水中使用的藥物品種目錄。2008年修訂的《國家危險(xiǎn)廢物名錄》，又規(guī)定抗生素菌渣須按危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理。隨著抗生素生產(chǎn)的發(fā)展和環(huán)保要求逐步提高，菌渣處理問題日益突出，一些企業(yè)只能將菌渣干燥封存無法解決，這樣既增加了占地面積，又增加了二次污染的可能，生產(chǎn)成本和環(huán)境壓力大大提高。菌渣焚燒或采用污水處理系統(tǒng)或沼氣發(fā)酵，雖可以部分解決抗生素污染問題，但設(shè)備投資和運(yùn)行成本極大，且產(chǎn)生二噁英或沼液等二次污染風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)有處理方式還白白浪費(fèi)了菌渣中所含的高蛋白資源，只要將所含的具有潛在環(huán)境危害的殘余抗生素除去，消除其潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，就能制備成極具價(jià)值的高蛋白資源。
[0003]因此，利用現(xiàn)代微生物技術(shù)對抗生素菌渣進(jìn)行無害化發(fā)酵處理，將殘留的抗生素成分完全或基本降解，消除其潛在環(huán)境危害，而保留或提高菌渣中的高價(jià)值蛋白比例，就有多種資源化用途。本發(fā)明將公開一種新方法，將抗生素生產(chǎn)過程產(chǎn)生的有害菌渣經(jīng)微生物多菌種固體發(fā)酵處理后轉(zhuǎn)化為無害化抗生素菌渣，既能去除菌渣中殘存的抗菌素，又能有效保留或提高菌渣中的蛋白質(zhì)，無害化處理后的菌渣中粗蛋白質(zhì)含量可高達(dá)35%以上，氮磷含量極為豐富。探索將抗生素生產(chǎn)過程產(chǎn)生的有害菌渣經(jīng)微生物發(fā)酵處理后轉(zhuǎn)化為無害化抗生素菌渣，作為發(fā)酵氮源、有機(jī)肥氮素、飼料蛋白添加劑、以及蛋白水解物等多種資源化用途奠定基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種將抗生素發(fā)酵生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量菌渣經(jīng)多種微生物復(fù)合無害化處理的方法。處理過程采用固體通氣發(fā)酵，對抗生素的降解效率高，無污水等二次污染產(chǎn)生。處理過程能有效保留或提高菌渣中的蛋白含量，無害化處理后的菌渣中粗蛋白質(zhì)含量可尚達(dá)35%以上，制成尚蛋白菌粉，可供發(fā)酵氣源、有機(jī)肥和蛋白水解物等用途。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目標(biāo)所采用的技術(shù)方案如下:
1、抗生素菌渣固體發(fā)酵菌種制備
抗生素菌渣100重量份
葡萄糖I?5重量份
草粉3?10重量份
微生物復(fù)合菌種I?10重量份；
按上述重量份比例，在抗生素菌渣中添加葡萄糖和草粉，加水混勻，加水后總含水量45%?60%，接入微生物復(fù)合菌種，培養(yǎng)60?90 hr，制成固體發(fā)酵菌種。
[0006]2、抗生素菌渣無害化處理
將上述步驟所制備的固體發(fā)酵菌種、含水量為45?60%的新鮮的抗生素菌渣和草粉按如下重量份比例混合:
抗生素菌渣100重量份
草粉3?10重量份
固體發(fā)酵菌種I?10重量份
連續(xù)通入空氣進(jìn)行好氧發(fā)酵，獲得高蛋白的發(fā)酵菌渣。在有氧呼吸中，微生物復(fù)合菌種降解抗生素能力強(qiáng)，通過發(fā)酵，能將菌渣中殘余的抗生素分子完全或基本降解，實(shí)現(xiàn)菌渣的無害化處理。
[0007]3、制備高蛋白菌粉
將上述得到的抗生素?zé)o害化發(fā)酵菌渣經(jīng)85?105°C烘干、研磨粉碎、60目過篩后獲得抗生素?zé)o害化發(fā)酵處理的高蛋白菌粉。
[0008]經(jīng)凱式定氮法檢測，所制備的高蛋白菌粉蛋白質(zhì)含量^30%，優(yōu)于很多有機(jī)氮源，可有多種資源化用途。
[0009]本發(fā)明所述的微生物復(fù)合菌種，是指污水菌(Aquamicrobiumsp.)、乳鏈球菌(Streptoceus Iucti)、乳桿菌(Lactobacillus acidophilus)、醋酸菌(AcetobacterSP.)、枯草芽抱桿菌(Bacillus subtilis)、地衣芽抱桿菌(Bacillus licheniformis)、白地霉(Geotrichum candidum)、根霉(Rhizopus oryzae)、啤酒酵母(Saccharomycescere visiae)米曲霉(Aspergi I Ius oryzae)、灰色鏈霉菌(Streptomyces griseus)菌株。微生物復(fù)合菌種中不同菌株分別負(fù)責(zé)降解去除殘留的抗生素，溶解菌渣中抗生素生產(chǎn)菌細(xì)胞壁以釋放菌體胞內(nèi)營養(yǎng)，合成或水解蛋白質(zhì)，以及控制雜菌污染和增香等功能。
[0010]本發(fā)明所述的抗生素菌渣是指各種抗生素生產(chǎn)過程產(chǎn)生的發(fā)酵菌渣，具體是指多粘菌素菌渣、鏈霉素菌渣、土霉素菌渣、螺旋霉素菌渣和卡那霉素菌渣。
[0011 ]本發(fā)明所述的混合微生物菌種均購置于中國典型培養(yǎng)物保藏中心。
[0012]本發(fā)明中所述的草粉是從淘寶購買的各種干草的粉末。
[0013]本發(fā)明中所述的好氧發(fā)酵，條件是:連續(xù)通入空氣供氧，發(fā)酵時(shí)間72?96hr，溫度30°C?50°C、相對濕度40%?80%。
[0014]有益效果
本發(fā)明是一種低成本高效益的抗生素菌渣無害化處理方法，處理方法簡單，采用固體發(fā)酵，過程無污水產(chǎn)生，發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)HPLC和杯碟法檢測無抗生素殘留，不產(chǎn)生二次有害廢棄物，且無害化處理后的高蛋白菌粉的蛋白質(zhì)含量超過35%，優(yōu)于很多有機(jī)氮源，還有豐富的磷、維生素和礦物質(zhì)等，可有多種資源化用途，具有良好的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
1、多粘菌素菌渣固體發(fā)酵菌種制備多粘菌素菌渣100g
葡萄糖30g
草粉35g 微生物復(fù)合菌種1g
按上述重量份比例，在含水量為50%的多粘菌素菌渣中添加葡萄糖和草粉，加水混勻，混勻后總含水量為50%，接入微生物復(fù)合菌種，發(fā)酵80 hr，制成多粘菌素菌渣固體發(fā)酵菌種。
[0016]2、多粘菌素菌渣無害化處理
將上述步驟制備的多粘菌素固體發(fā)酵菌種、總含水量50%的新鮮多粘菌素菌渣和草粉按照100:8:10的重量份比例混合，連續(xù)通入空氣供氧，經(jīng)96hr發(fā)酵獲得高蛋白的多粘菌素?zé)o害化發(fā)酵菌渣。發(fā)酵過程中溫度控制在33°C，空氣濕度75%。
[0017]經(jīng)HPLC和杯碟法檢測，獲得的多粘菌素?zé)o害化發(fā)酵菌渣中殘余的多粘菌素已完全降解。
[0018]3、制備高蛋白菌粉
將上述得到的多粘菌素?zé)o害化發(fā)酵菌渣經(jīng)105°C烘干、研磨粉碎、60目過篩后獲得無害化處理的高蛋白菌粉。
[0019]經(jīng)凱式定氮法檢測，所制備的高蛋白菌粉蛋白質(zhì)含量為38.5%，優(yōu)于很多有機(jī)氮源，可有多種資源化用途。
[0020]本實(shí)施例所述的多粘菌素菌渣由福建浦城綠康生化有限公司提供。
[0021 ]本實(shí)施例所述的混合微生物菌種均購置于中國典型培養(yǎng)物保藏中心。
[0022]實(shí)施例2
1、鏈霉素菌渣固體發(fā)酵菌種制備鏈霉素菌渣100g
葡萄糖30g
草粉70g
微生物復(fù)合菌種18g
按上述重量份比例，在含水量為60%的新鮮鏈霉素菌渣中添加葡萄糖和草粉，加水混勻，混勻制成總含水量為60%，接入微生物復(fù)合菌種，發(fā)酵90hr，制成鏈霉素菌渣固體發(fā)酵菌種。
[0023]2、鏈霉素菌渣的無害化處理
將上述步驟制備的鏈霉素固體發(fā)酵菌種、總含水量60%的新鮮鏈霉素菌渣和草粉按照100:10:7的重量份比例混合，連續(xù)通入空氣供氧，經(jīng)發(fā)酵96hr，獲得高蛋白的鏈霉素?zé)o害化發(fā)酵菌渣。發(fā)酵過程中溫度控制在30°C，空氣濕度65%。
[0024]經(jīng)HPLC和杯碟法檢測，菌渣發(fā)酵產(chǎn)物中殘余的鏈霉素已