一种混菌固态发酵三七渣生产漆酶的方法

摘要

本发明公开了一种利用三七渣混菌固态发酵生产漆酶的方法。本发明是这样实现的：（1）对三七渣进行干燥、粉碎、筛分预处理；（2）将经过预处理的三七渣、适量的氮源、水、硫酸铜、硫酸镁、磷酸二氢钾、吐温‑80、藜芦醇按一定比例混合均匀；（3）将混合均匀的物料进行蒸汽灭菌处理；（4）在灭菌后的物料上接种至少一种灵芝菌以及至少一种酵母菌进行混菌固态发酵；（5）发酵培养物经干燥后就得到灵芝漆酶。采用本发明所述方法，可以将三七渣转化为漆酶。该方法将三七渣进行资源化利用，变废为宝，不仅减少了其对环境造成的污染，还能为环保行业提供一种低成本漆酶。

说明书

技术领域

本发明属于工业废弃物资源化领域，涉及一种利用三七渣生产漆酶的方法。

背景技术

随着我国中医药事业的迅速发展，全国各大中药制药厂的中药渣废弃量日益增加。中药渣的处理往往采用传统的处理方法，如焚烧、填埋、固定区域堆放，这不仅需要投入大量的资金，还会造成资源的浪费和严重的环境污染。因此，如何合理地处置和利用中药渣是实现中药现代化进程中一个不可回避的重要问题。目前对中药渣进行资源化利用的途径主要有发酵生产蛋白饲料、作为饲料添加剂使用、制作有机肥料、制备活性炭、裂解产燃气等。

三七是我国传统名贵中药材，也是一种药食两用植物，其根茎可以入药，三七的主要药用组分是皂苷，提取有效成分后的三七渣通常作为废弃物进行处置。经提取总皂苷后的三七渣中仍然含有淀粉、纤维素、蛋白质、氨基酸及各种微量元素等营养物质，将其作为发酵基质进一步开发利用，可以变废为宝，提高资源的利用效率。申请号为201010232573.9的中国发明专利公开了“一种用三七渣发酵蒸馏制备的白酒及方法”；申请号为201110119291.2的中国发明专利公开了“一种用三七渣发酵生产蛋白饲料的方法”；申请号为201210196021.6的中国发明专利公开了“一种利用三七渣发酵生产木霉生防制剂的方法”；申请号为201310437721.4的中国发明专利公开了“一种利用三七渣混菌发酵生产药性菌质的方法”；申请号为201710559473.9的中国发明专利公开了“一种利用三七渣生产红色素的方法”。

漆酶能以分子氧为唯一辅助因子，将难降解的化合物氧化为水和其他小分子物质，是一种环境友好的生物催化剂。目前漆酶在各种真菌与植物的分泌物中都有发现，少数细菌与昆虫也产漆酶，另外一些动物的血浆中也发现有漆酶。漆酶在环境保护领域有着比较广泛的应用前景：可以用来制作生物传感器用于环境监测或者用于染料废水脱色，此外，由于漆酶对农药、除草剂以及石油烃有着较强的降解能力，因此，还可以将其用于受有机污染土壤的修复。制约环境保护工作开展的一个重要因素就是污染防治的成本较高，本发明以三七渣为发酵基质进行固态发酵生产漆酶，既可以实现三七渣的资源化利用，又能降低漆酶的生产成本。由于本发明选用的灵芝菌与酵母菌具有良好的互利共生关系，在混菌发酵过程中引入酵母菌有助于解除糖类代谢产物对灵芝生长和产漆酶的阻遏作用，促进漆酶的合成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用三七渣固态混菌发酵生产漆酶的方法。本发明所述利用三七渣固态发酵生产漆酶的方法，其工艺步骤依次如下：

1、三七渣的预处理

将湿的三七渣烘干后粉碎过筛，选择粒径0.1-0.3mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

将经过预处理的三七渣、适量的氮源、水、硫酸铜、硫酸镁、磷酸二氢钾、吐温-80、藜芦醇混合均匀，具体配料方式如下：

预处理后的三七渣100份，氮源2-5份，硫酸铜添加量0.02-0.04份，磷酸二氢钾添加量0.1-0.2份，硫酸镁添加量0.1-0.2份，吐温-80添加量0.02-0.04份，藜芦醇添加量0.03-0.06份，固态物料与水的质量比为1:1.0-1:2.0；配料时先将氮源、硫酸铜、磷酸二氢钾、硫酸镁、吐温-80、藜芦醇加入到水中混合均匀，再将所配制的溶液与三七渣混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

将灭菌处理后的混合料进行混菌发酵，菌种按20％-25%的接种量进行接种，发酵条件：压力为常压，温度为28℃-30℃，发酵周期为8天-10天；

5、干燥

将发酵培养物烘干后就得到漆酶产品。

所述方法中，配料时所用的氮源为酵母粉、大豆粉、蛋白胨中的一种或多种；

所述方法中，步骤4中使用的菌种至少包括一种灵芝和一种酵母。

所述方法中，步骤4中使用的灵芝为灵芝（

所述方法中，步骤4中使用的酵母菌为产朊假丝酵母（

本发明具有以下有益效果：

（1）采用本发明所述方法，将三七渣转化为漆酶产品，可以实现三七渣的资源化利用，降低漆酶的生产成本；

（2）与液态发酵相比，本发明采用的固态发酵工艺具有生产设备简单、能耗低、产生的废渣、废水少、环境污染小等优势，有助于生产企业实现节能减排和清洁生产；

（3）采用本发明所述方法生产的漆酶产品为固体漆酶，方便贮存和运输，且在贮存过程中酶活损失较小，便于长期保存。

具体实施方式

实施例1 本实施例以三七渣为原料，灵芝（

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.1-0.3mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

先将1.0 g酵母粉、1.0 g大豆粉、0.04 g硫酸铜、0.2g磷酸二氢钾、0.2 g硫酸镁、0.02 g吐温-80、0.03g藜芦醇加入到200 g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100 g三七渣粉混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中同步接入灵芝（

5、干燥

将发酵培养物在常压、60℃下用烘箱进行72小时烘干后就得到漆酶产品。

实施例2 本实施例以三七渣为原料，树舌灵芝（

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.1-0.3mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

先将4.0 g蛋白胨、1.0 g酵母粉、0.02 g硫酸铜、0.1 g磷酸二氢钾、0.1 g硫酸镁、0.04 g吐温-80、0.06 g藜芦醇加入到100 g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100 g三七渣粉混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中同步接入树舌灵芝（

5、干燥

将发酵培养物在常压、60℃下用烘箱进行72小时烘干后就得到漆酶产品。

实施例3 本实施例以三七渣为原料，热带灵芝（

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.1-0.3mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

先将4.0 g酵母粉、硫酸铜0.03 g、0.10 g磷酸二氢钾、0.15 g硫酸镁、0.03 g吐温-80、0.05 g藜芦醇加入到180 g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100 g三七渣粉混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中同步接入热带灵芝（

5、干燥

将发酵培养物在常压、60℃下用烘箱进行72小时烘干后就得到漆酶产品。

实施例4 本实施例以三七渣为原料，韦伯灵芝（

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.1-0.3mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

先将3.5 g大豆粉、0.04 g硫酸铜、0.10 g磷酸二氢钾、0.15 g硫酸镁、0.02 g吐温-80、0.03 g藜芦醇加入到160 g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100 g三七渣粉混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中同步接入韦伯灵芝（

5、干燥

将发酵培养物在常压、60℃下用烘箱进行72小时烘干后就得到漆酶产品。

实施例5 本实施例以三七渣为原料，灵芝（

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.1-0.3mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

先将4.0 g酵母粉、0.04 g硫酸铜、0.10 g磷酸二氢钾、0.10 g硫酸镁、0.04 g吐温-80、0.06 g藜芦醇加入到190 g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100 g三七渣粉混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

采用异步接种方式进行发酵，先在灭菌处理后的混合料中接入灵芝（

5、干燥

将发酵培养物在常压、60℃下用烘箱进行72小时烘干后就得到漆酶产品。

实施例6 本实施例以三七渣为原料，树舌灵芝（

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.1-0.3mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

先将5.0 g酵母粉、0.04 g硫酸铜、0.15 g磷酸二氢钾、0.15 g硫酸镁、0.04 g吐温-80、0.05 g藜芦醇加入到185 g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100 g三七渣粉混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

采用异步接种方式进行发酵，先在灭菌处理后的混合料中接入树舌灵芝（

5、干燥

将发酵培养物在常压、60℃下用烘箱进行72小时烘干后就得到漆酶产品。

实施例7 本实施例以三七渣为原料，灵芝（

1、三七渣的预处理

首先将三七渣在常压、60℃下用烘箱进行烘干，时间以三七药渣呈易粉碎状态为限。将干燥后的三七渣粉碎后过筛，选择粒径0.2-0.3mm的三七渣用于后续工艺；

2、配料与混料

先将4.5 g酵母粉、0.03 g硫酸铜、0.15 g磷酸二氢钾、0.20 g硫酸镁、0.04 g吐温-80、0.04 g藜芦醇加入到200 g水中，混合均匀，然后再将该溶液与经过预处理的100 g三七渣粉混合均匀；

3、灭菌

将混合料采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌处理：蒸汽压力1atm，温度121℃，时间至少为30分钟；

4、发酵

采用同步接种方式进行发酵，在灭菌处理后的混合料中同步接入灵芝（

5、干燥

将发酵培养物在常压、60℃下用烘箱进行72小时烘干后就得到漆酶产品。