專利名稱：一種l-色氨酸發(fā)酵液的處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于飼料技術領域，具體地說，涉及一種L-色氨酸發(fā)酵液的處理方法。
背景技術：
色氨酸化學名稱為α -氨基- β -吲哚丙酸，有L型和D型同分異構體，此外還有消旋體DL-色氨酸。L-色氨酸是人和動物的必需氨基酸，參與機體蛋白質合成和代謝網(wǎng)絡調節(jié)。L-色氨酸的生產(chǎn)最早主要依靠化學合成法和蛋白質水解法，但是隨著對微生物法生產(chǎn)色氨酸研究的不斷深入，微生物發(fā)酵法已經(jīng)走向生產(chǎn)應用并且處于主導地位。微生物法大體上可以分為直接發(fā)酵法、微生物轉化法和酶法。近年來有人研究將直接發(fā)酵法與化學合成法相結合、直接發(fā)酵法與轉化法相結合生產(chǎn)色氨酸。色氨酸屬于芳香族氨基酸，有一個特殊的吲哚基團，正是由于這一結構上的特殊性，使得色氨酸不僅參與體蛋白的合成，而且還是一種具有代謝活性的氨基酸，其代謝產(chǎn)物還參與體內(nèi)其他許多生理代謝功能。色氨酸是5-羥色胺、褪黑激素、色胺、NAD (煙酰胺腺嘌呤二核苷酸)、NADP、煙酸等的前體物，這些代謝產(chǎn)物在體內(nèi)具有廣泛的生理作用。5-羥色胺是色氨酸代謝的重要中間產(chǎn)物，動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)的5-羥色胺神經(jīng)元和腸道的嗜鉻細胞可以利用色氨酸，通過色氨酸羥化酶催化生成5-羥色氨酸，后者進一步經(jīng)脫羧酶作用生成5-羥色胺。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)，5-羥色胺是一種神經(jīng)遞素，對動物采食量具有重要的調節(jié)作用。色氨酸還可生成褪黑激素，它是一種松果體激素，因此色氨酸對動物的免疫機能也有一定影響。L-色氨酸是繼賴氨酸和蛋氨酸之后的第三大飼料添加氨基酸。在飼料中添加的色氨酸主要是化學合成的DL-色氨酸和發(fā)酵法生產(chǎn)的L-色氨酸。在現(xiàn)今普遍應用的配合日糧中色氨酸的添加更顯重要。在低蛋白飼料中添加色氨酸對提高畜禽增重率、改善飼料效率十分有效。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的問題，本發(fā)明的目的是提供一種L-色氨酸發(fā)酵液的處理方法。本發(fā)明所述的一種L-色氨酸發(fā)酵液的處理方法，包括以下步驟1)將色氨酸發(fā)酵液濃縮至色氨酸質量濃度為5 % 20 % ；2)將飼料載體與濃縮色氨酸發(fā)酵液進行混合，攪拌均勻，至色氨酸含量為 10% ；3)混合物料經(jīng)氣流干燥，含水量控制在6. 78% 9. 02%，色氨酸含量控制在 5% 15%。本發(fā)明的一個實施方案中，所述步驟1)中，所述色氨酸發(fā)酵液為直接發(fā)酵法生產(chǎn)的色氨酸發(fā)酵液，所述L-色氨酸發(fā)酵液中，優(yōu)選的L-色氨酸的質量濃度為0. 5%。本發(fā)明的一個實施方案中，所述步驟幻中，所述飼料載體為低蛋白飼料，選自稻殼粉、小麥粉、全麥粉、核桃殼粉或玉米芯粉中的一種或多種，或為本領域公知的任何其它飼料載體。優(yōu)選的飼料載體的水分含量為 15%。本發(fā)明的一個實施方案中，所述步驟2、中，飼料載體與濃縮色氨酸發(fā)酵液混合均勻后，混合物料中水分含量優(yōu)選為10 50%。作為上述方案的優(yōu)選，所述步驟3)中，氣流干燥的入口溫度為120°C 180°C，出口溫度為50°C 100°C，干燥時間為Is 60s，氣流流速為1 20m/s。作為上述方案的優(yōu)選，所述步驟3)中，干燥時間為Is 60s。本發(fā)明的L-色氨酸發(fā)酵液是以大腸桿菌(Escherichia coli)、枯草芽孢桿菌 (Bacillus subtilis)、谷氨酸棒桿菌(Corynebacterium glutanicum)等細菌作生產(chǎn)菌種， 直接發(fā)酵葡萄糖、麥芽糖等糖質原料所得的發(fā)酵液中的一種或多種。經(jīng)過本發(fā)明的方法處理后，含有L-色氨酸的混合物料可以作為飼料應用，喂飼家禽或家畜，例如雞、鴨、鵝、豬、牛、羊等，單獨應用時，以L-色氨酸計，用量為0. 8-3. Og/kg體重 天；本發(fā)明的混合物料還可以與其他飼料配合應用喂飼，以L-色氨酸計，用量占總飼料的重量百分比約0. 06-0. 30%。本發(fā)明采用L-色氨酸發(fā)酵液與飼料載體直接進行預混，降低生產(chǎn)成本的同時，還減少了色氨酸發(fā)酵液后提取過程中的環(huán)境污染，又解決了飼料級色氨酸粉末直接加到飼料中混合不均的問題，同時，由于L-色氨酸發(fā)酵液中有機養(yǎng)料豐富，飼料載體與之與混合后， 畜禽的適口性大大增加。飼料載體(稻殼粉、玉米芯粉等)作為一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物，其綜合利用率也得到提高。本發(fā)明的有益效果如下1.不需要提取色氨酸成品，較好地解決了 L-色氨酸后提取過程中大量廢水污染環(huán)境的問題。L-色氨酸發(fā)酵液后提取廢水中含有較高濃度的L-色氨酸以及大量的膠體、蛋白、色素、有機雜酸等雜質，污染負荷高，在提取過程中，部分膠體、蛋白、色素、有機雜酸等隨著生產(chǎn)廢水排出，勢必對環(huán)境造成嚴重危害。發(fā)酵液中含有豐富的有機養(yǎng)料使之成為制備畜禽飼料的好材料，可較好地解決L-色氨酸發(fā)酵液的處理問題，降低了飼料級色氨酸的生產(chǎn)成本。2. L-色氨酸在低蛋白飼料中的添加，對提高畜禽增重率、改善飼料效率十分有效。 目前生產(chǎn)成品色氨酸粉的成本較高，造成色氨酸的應用仍受到限制，而利用L-色氨酸發(fā)酵液與飼料載體混合制備畜禽飼料可有效降低這類飼料的生產(chǎn)成本。
具體實施例方式下面結合具體的實施例，進一步詳細地描述本發(fā)明。本領域技術人員應當理解，這些實施例只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。實施例1利用大腸桿菌發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)L-色氨酸(方法參見程立坤，趙春光，黃靜.葡萄糖濃度對大腸桿菌發(fā)酵L-色氨酸的影響.食品與發(fā)酵工業(yè)，2010，36 (3) :5-9)。取L-色氨酸發(fā)酵液，測定其中L-色氨酸的質量濃度為3. M%。雙效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)濃縮發(fā)酵液至 L-色氨酸質量濃度為15. 80%，濃縮后的發(fā)酵液再與稻殼粉(水分含量為10% )進行混合， 攪拌均勻，混合物料中L-色氨酸含量為8. 67%，水分含量為30. 25%?；旌衔锪显俳?jīng)氣流干燥，氣流干燥的入口溫度為120°C，出口溫度為50°C，氣流流速為lOm/s，干燥lmin。干燥物料中L-色氨酸含量為9.82%，水分含量為8.觀％，冷卻后得到成品，成品再經(jīng)包裝入庫。實施例2利用枯草芽孢桿菌發(fā)酵麥芽糖生產(chǎn)L-色氨酸(方法參見PaulBabitzke. Regulation of tryptophan biosynthesis :Trp_ing the TRAP orhow Bacillus subtilis reinvented the wheel. MolecularMicrobiology, Volume 26, Issue 1, pages 1-9,1997)。 取L-色氨酸發(fā)酵液，測定其中L-色氨酸的質量濃度為3.觀％。雙效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)濃縮發(fā)酵液至L-色氨酸質量濃度為21. 62%，濃縮后的發(fā)酵液再與稻殼粉(水分含量5%)進行混合，攪拌均勻，混合物料中L-色氨酸含量為7. 68%，水分含量為27. 12%?；旌衔锪显俳?jīng)氣流干燥，氣流干燥的入口溫度為180°C，出口溫度為100°C，氣流流速為5m/s，干燥10s。干燥物料中L-色氨酸含量為11. 02%，水分含量為9. 02%，冷卻后得到成品，成品再經(jīng)包裝入庫。實施例3利用谷氨酸棒桿菌發(fā)酵葡萄糖生產(chǎn)L-色氨酸(方法參見“一種L-色氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)工藝”，專利申請?zhí)?00910065011)。取L-色氨酸發(fā)酵液，測定其中L-色氨酸的質量濃度為2. 89%。雙效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)濃縮發(fā)酵液至L-色氨酸質量濃度為18. 46%，濃縮后的發(fā)酵液再與玉米芯粉(水分含量15% )進行混合，攪拌均勻，混合物料中L-色氨酸含量為 7. 68%,水分含量為30. 22%?；旌衔锪显俳?jīng)氣流干燥，氣流干燥的入口溫度為150°C，出口溫度為80°C，氣流流速為15m/s，干燥30s。干燥物料中L-色氨酸含量為9. 96%，水分含量為6. 78%，冷卻后得到成品，成品再經(jīng)包裝入庫。實驗例1將實施例1處理后的含有L-色氨酸的混合物料(成品)作為飼料喂飼雞、鴨、鵝等家禽和豬、牛、羊等家畜，以L-色氨酸計，單獨應用時的用量范圍以及配合其他飼料一起應用時所占的重量百分比見表1。表1含有L-色氨酸的混合物料的用量
權利要求
1.一種L-色氨酸發(fā)酵液的處理方法，包括以下步驟1)將L-色氨酸發(fā)酵液濃縮至色氨酸質量濃度為5% 20%；2)將飼料載體與濃縮后的L-色氨酸發(fā)酵液進行混合，攪拌均勻，至L-色氨酸質量濃度為 10% ；3)混合物料經(jīng)氣流干燥，含水量控制在6.78% 9. 02%，L-色氨酸含量控制在5 15%。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟1)中，所述L-色氨酸為直接發(fā)酵法生產(chǎn)的L-色氨酸發(fā)酵液。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟1)中，所述L-色氨酸發(fā)酵液中， L-色氨酸的質量濃度為0. 1% 5%。
4.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟2)中，所述飼料載體為低蛋白飼料， 選自稻殼粉、小麥粉、全麥粉、核桃殼粉或玉米芯粉中的一種或多種。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于步驟2)中，所述飼料載體水分含量為 15%。
6.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟2)中，所述飼料載體與濃縮的L-色氨酸發(fā)酵液混合均勻后，混合物料中水分含量為10 50%。
7.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟3)中，所述氣流干燥的入口溫度為 120°C 180°C，出口溫度為 50°C 100°C。
8.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟3)中，所述氣流的流速為1 20m/So
9.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于步驟3)中，所述干燥時間為Is 60s。
10.權利要求1-9任一項所述的方法處理后獲得的含有L-色氨酸的混合物料在飼料中的應用，以L-色氨酸計，用量為0. 8-3. Og/kg體重 天；或者以L-色氨酸計，用量占總飼料的重量百分比為0. 06-0. 30%.
全文摘要
本發(fā)明公開了一種L-色氨酸發(fā)酵液的處理方法，包括以下步驟1)色氨酸發(fā)酵液濃縮至色氨酸質量濃度為5％～20％；2)飼料載體與濃縮后的色氨酸發(fā)酵液進行混合，攪拌均勻，至色氨酸質量濃度為1％～10％；3)混合物料經(jīng)氣流干燥，含水量控制在6.78％～9.02％，色氨酸質量濃度控制在5％～15％。干燥后的物料可用作混合飼料。本發(fā)明采用L-色氨酸發(fā)酵液與飼料載體直接進行預混，降低生產(chǎn)成本的同時，還減少了色氨酸發(fā)酵液后提取過程中的環(huán)境污染，又解決了飼料級色氨酸粉末直接加到飼料中混合不均的問題，同時，采用此處理方法，不需要提取色氨酸成品，降低了生產(chǎn)成本，解決了L-色氨酸發(fā)酵液后提取過程中產(chǎn)生大量廢液污染環(huán)境的問題。
文檔編號A23K1/16GK102258125SQ20111023314
公開日2011年11月30日 申請日期2011年8月15日 優(yōu)先權日2011年8月15日
發(fā)明者戴嘉, 李榮杰 申請人:安徽豐原發(fā)酵技術工程研究有限公司