本發(fā)明涉及固體廢棄物循環(huán)利用領(lǐng)域，涉及一種膠霉菌素菌渣無(wú)害化處理方法。

背景技術(shù)：

膠霉菌素是表聚硫代哌嗪二酮類毒素，是木霉等真菌的次生代謝產(chǎn)物。為低分子量極性的硫橋類型的化合物。Weidling和Emerson(1936)首次將這種物質(zhì)從Trichoderma lignorum中分離出來(lái)，Weidling將這種物質(zhì)命名為膠霉菌素(gliotoxin)，1958年由Bell等人鑒定出其結(jié)構(gòu)。

目前膠霉菌素主要通過(guò)綠色木霉液體深層發(fā)酵生產(chǎn)農(nóng)用生物殺菌劑，主要用于棉花枯萎病、水稻紋枯病、油菜菌核病、蘋果腐爛病、葡萄炭疽病、辣椒炭疽病等土傳病害的防治。由于其對(duì)土傳病害病原菌具有良好的殺滅、抑制作用，成為目前研究的熱點(diǎn)。但在膠霉菌素生產(chǎn)過(guò)程中綠色木霉將產(chǎn)生大量的菌絲體，菌體中膠霉菌素被提取后，這些菌絲體和極少量的未利用完的培養(yǎng)基合成為膠霉菌素發(fā)酵菌渣，簡(jiǎn)稱膠霉菌素菌渣。據(jù)計(jì)算，每生產(chǎn)1噸膠霉菌素產(chǎn)生10噸菌渣，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。分析表明：膠霉菌素菌渣含蛋白質(zhì)在20％以上，是理想的氮素來(lái)源，但不能作為飼料使用，因?yàn)閺陌踩嵌瓤紤]，存在膠霉菌素殘留等問題，因此尋找一種膠霉菌素菌渣的綜合利用方法具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多問題，提供了一種膠霉菌素菌渣無(wú)害化處理方法，其中膠霉菌素菌渣的改性處理利用方法包括：菌渣殘留膠霉菌素處理，處理后的菌渣為主要原料，其它農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物為輔料，通過(guò)接種選擇性復(fù)合菌群固體發(fā)酵，再經(jīng)干燥、粉碎過(guò)篩、包裝等步驟完成；采用這種處理方法具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作容易、處理時(shí)間短等特點(diǎn)。處理后的產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量≥30％，同時(shí)將膠霉菌素菌渣中殘留的膠霉菌素、有機(jī)溶劑殘留進(jìn)行預(yù)處理，降低膠霉菌素殘留量，增加安全性，可重新用于膠霉菌素的發(fā)酵培養(yǎng)，提供了一種解決膠霉菌素生產(chǎn)中的環(huán)境污染及肥料循環(huán)再利用的新途徑。

本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究后發(fā)現(xiàn)，膠霉菌素廢渣可以在膠霉菌素培養(yǎng)基中二次使用，作為氮源代替部分豆粕、玉米漿、酵母浸粉等。因此，膠霉菌素菌渣是一種膠霉菌素發(fā)酵培養(yǎng)基中的理想營(yíng)養(yǎng)成分，可以在膠霉菌素發(fā)酵過(guò)程中循環(huán)使用，解決該廢渣對(duì)環(huán)境的污染和再生利用問題，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標(biāo)。

在上述技術(shù)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，發(fā)明人進(jìn)一步提供了如下的技術(shù)方案：

一種膠霉菌素菌渣無(wú)害化處理方法，具體步驟如下：

(1)、菌渣殘留膠霉菌素的處理：提取完膠霉菌素的菌渣與堿性物質(zhì)混合均勻，使混合物料的pH值在8-10之間，之后堆置處理5-10天，其中每天翻堆一次；

(2)、物料的整合：按重量份取70-90份步驟(1)處理后的菌渣，10-20份農(nóng)副產(chǎn)品混合均勻，調(diào)節(jié)物料的水分50-60wt％之間；

(3)、發(fā)酵過(guò)程：以納豆芽孢桿菌：釀酒酵母菌液體積比＝1：5、接種量2-10vt％接入混合料中，混合均勻，在30-55℃發(fā)酵72-96h，當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，通過(guò)翻料和通風(fēng)進(jìn)行降溫；

(4)、后處理過(guò)程：對(duì)發(fā)酵完的物料進(jìn)行干燥，使水分低于9wt％，之后粉碎過(guò)80目篩即可。

步驟(1)中，將混合物料的pH值控制在8-10之間，在這種條件下，膠霉菌素極其不穩(wěn)定會(huì)很快分解，從而降低混合物料中殘留的膠霉菌素含量，增加混合物料的安全性，一般5-10天即可完成，故而控制時(shí)間如上，而在堆置過(guò)程中翻堆的目的是使物料混合均勻，同時(shí)促使水分的揮發(fā)使處理的物料水分降到60wt％以下，方便后部的使用；

步驟(2)中，若混合后的物料含水量低于50-60wt％，則需要加水進(jìn)行調(diào)節(jié)；

步驟(3)中選用納豆芽孢桿菌能夠分泌蛋白酶，把膠霉菌素菌體中的不溶性蛋白質(zhì)降解變成可溶性的蛋白或寡肽；而高蛋白酵母菌主要是酵母生長(zhǎng)過(guò)程，將物料中的無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)化成有機(jī)氮，提高產(chǎn)品的蛋白質(zhì)含量。

上述處理方法中，步驟(1)中的膠霉菌素菌渣為提取完膠霉菌素的新鮮濕菌渣或者干燥后的菌渣，菌渣主要含有膠霉菌素殘留，由于膠霉菌素有堿性、高溫、見光不穩(wěn)定的特點(diǎn)，可通過(guò)調(diào)節(jié)物料酸堿度、好氧菌發(fā)酵等方式，將膠霉菌素分解，使物料中膠霉菌素的含量降到5mg/kg以下，以達(dá)到培養(yǎng)條件；

所述的堿性物質(zhì)可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氧化鈣、氫氧化鈣中的一種或幾種混合物；

步驟(2)所述的農(nóng)副產(chǎn)品可以是麩皮、玉米粉、小麥全粉中的一種或幾種混合物；

上述物質(zhì)的加入可以調(diào)整整個(gè)混合物料中的碳氮比，增加速效營(yíng)養(yǎng)，使菌種快速繁殖，為發(fā)酵提供足夠的營(yíng)養(yǎng)支持，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄物再利用，提高了其價(jià)值；

步驟(3)所述的納豆芽孢桿菌和釀酒酵母均購(gòu)買于中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心，其中納豆芽孢桿菌選自ACCC19833或ACCC10614；釀酒酵母選自ACCC20039或ACCC20042或ACCC20107；

所述的菌液可以采用其原始記載的培養(yǎng)方法進(jìn)行培養(yǎng)，也可以利用下述培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)：

兩者菌種活化培養(yǎng)基分別為：納豆芽孢桿菌活化培養(yǎng)基選用營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)基，將納豆芽孢桿菌在30-35℃以斜面培養(yǎng)方式接入牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行活化12-18h，然后接種到納豆芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，32-35℃發(fā)酵36-48h，制備納豆芽孢桿菌菌液；

釀酒酵母活化培養(yǎng)基選用麥芽汁液體培養(yǎng)基，具體為將釀酒酵母在26-30℃以斜面的方式接入麥芽汁培養(yǎng)基進(jìn)行活化，然后接種到釀酒酵母發(fā)酵培養(yǎng)基中，28-32℃培養(yǎng)48-72h用于制備釀酒酵母菌液；

上述各培養(yǎng)基均采用現(xiàn)有技術(shù)；

最終所制備的納豆芽孢桿菌菌液中菌體數(shù)量≥20億個(gè)/mL，釀酒酵母菌液中菌體數(shù)量≥5億個(gè)/mL；

通過(guò)上述方法獲得的物料，其中含有蛋白質(zhì)及總糖，其中蛋白質(zhì)含量25％以上，總糖50％以上，膠霉菌素5mg/kg以下，可以作為氮源代替部分豆粕、玉米漿、酵母浸粉在膠霉菌素培養(yǎng)基中使用，具體應(yīng)用時(shí)，用量為整個(gè)膠霉菌素培養(yǎng)基重量的0.5-3％，由于原料主要來(lái)自膠霉菌素菌體，營(yíng)養(yǎng)更均衡，有利于營(yíng)養(yǎng)的利用。

綜上所述，本發(fā)明所提供的這種處理方法具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作容易、處理時(shí)間短等特點(diǎn)。處理后的產(chǎn)品蛋白質(zhì)含量≥25％，同時(shí)將膠霉菌素菌渣中殘留的膠霉菌素、有機(jī)溶劑殘留進(jìn)行預(yù)處理，降低膠霉菌素殘留量，增加安全性，可重新用于膠霉菌素的發(fā)酵培養(yǎng)，提供了一種解決膠霉菌素生產(chǎn)中的環(huán)境污染及肥料循環(huán)再利用的新途徑。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

取膠霉菌素菌渣200kg，含水量75％，撒上1kg的氧化鈣，混合均勻，經(jīng)檢測(cè)物料的pH值為8.52，每天翻堆一次，第6天檢測(cè)不出菌渣膠霉菌素含量；加上10kg玉米粉混合均勻，調(diào)節(jié)物料的水分50-60％之間。

將納豆芽孢桿菌ACCC19833在35℃以斜面培養(yǎng)方式接入牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵18h，然后接種到納豆芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，

培養(yǎng)基組成：豆粕：18g；白糖：18g；碳酸鈣：9g；氯化鈉：0.54g；氯化鉀：0.54g；硫酸鎂0.54g；硫酸銨：0.9g，硫酸錳：0.054g；硫酸亞鐵：0.054g，水1L；pH7.5,121℃30mins，35℃培養(yǎng)48h,制備的納豆芽孢桿菌菌數(shù)為52億/mL。

將釀酒酵母ACCC20039在28℃以斜面的方式接入麥芽汁培養(yǎng)基進(jìn)行活化，然后接種到釀酒酵母發(fā)酵培養(yǎng)基中，

培養(yǎng)基組成：葡萄糖10g，酵母膏4.5g，氯化銨1g，硫酸鎂0.50g，氯化鈣0.2g，水1L；pH7.5,121℃30min，30℃培養(yǎng)72h，制備的釀酒酵母菌數(shù)≥18億/mL。

以納豆芽孢桿菌：釀酒酵母菌液體積比＝1：5、接種量5vt％接入混合料中，混合均勻，在30-55℃發(fā)酵，當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，通過(guò)翻料和通風(fēng)進(jìn)行降溫。當(dāng)溫度降到35℃以下，停止發(fā)酵，對(duì)發(fā)酵完的物料進(jìn)行干燥，水分低于9％，經(jīng)檢測(cè)物料的蛋白質(zhì)含量達(dá)到28.6％，粉碎過(guò)80目篩，包裝。

實(shí)施例2：

取膠霉菌素菌渣1000kg，含水量80％，撒上5kg的氧化鈣，混合均勻，經(jīng)檢測(cè)物料的pH值為8.52，每天翻堆一次，第7天檢測(cè)不出菌渣膠霉菌素含量；加上20kg玉米粉混合均勻，調(diào)節(jié)物料的水分50-60％之間。

將納豆芽孢桿菌ACCC10614在35℃以斜面培養(yǎng)方式接入牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基進(jìn)行發(fā)酵18h，然后接種到納豆芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)基中，

培養(yǎng)基組成：豆粕：18g；白糖：18g；碳酸鈣：9g；氯化鈉：0.54g；氯化鉀：0.54g；硫酸鎂0.54g；硫酸銨：0.9g，硫酸錳：0.054g；硫酸亞鐵：0.054g，水1L；pH7.5,121℃30mins，35℃培養(yǎng)48h,制備的納豆芽孢桿菌菌數(shù)為45億/mL。

將釀酒酵母ACCC20042在28℃以斜面的方式接入麥芽汁培養(yǎng)基進(jìn)行活化，然后接種到釀酒酵母發(fā)酵培養(yǎng)基中，

培養(yǎng)基組成：葡萄糖10g，酵母膏4.5g，氯化銨1g，硫酸鎂0.50g，氯化鈣0.2g，水1L；pH7.5,121℃30mins，30℃培養(yǎng)72h，制備的釀酒酵母菌數(shù)≥15億/mL。

以納豆芽孢桿菌：釀酒酵母菌液體積比＝1：5、接種量5％接入混合料中，混合均勻，在30-55℃發(fā)酵，當(dāng)溫度高于55℃時(shí)，通過(guò)翻料和通風(fēng)進(jìn)行降溫。當(dāng)溫度降到35℃以下，停止發(fā)酵，對(duì)發(fā)酵完的物料進(jìn)行干燥，水分低于9％，經(jīng)檢測(cè)物料的蛋白質(zhì)含量達(dá)到30.2％，粉碎過(guò)80目篩，包裝。

試驗(yàn)例

將4℃條件下保存在PDA培養(yǎng)基上的膠霉菌素菌種試管斜面菌種移至室溫條件下(20℃-25℃)活化4h；在無(wú)菌操作臺(tái)上，用10mL滅菌后的蒸餾水將經(jīng)過(guò)活化的試管斜面菌種制成菌體懸浮液，無(wú)菌條件下沖洗入裝有滅菌種子培養(yǎng)基的三角瓶中，1支試管菌種接種1個(gè)三角瓶，pH值自然，培養(yǎng)溫度24℃，搖床轉(zhuǎn)速200r/min，培養(yǎng)時(shí)間為48h；

種子培養(yǎng)基組成(w/w)為：按重量計(jì)(w/w)為：葡萄糖2％，蛋白胨0.2％，硫酸鎂0.05％，磷酸二氫鉀0.025％,加水至1000mL；滅菌條件為121℃，0.15Mpa滅菌20min；

以發(fā)酵物料替代豆粕用于膠霉菌素的發(fā)酵，具體培養(yǎng)基：

對(duì)照組：葡糖糖0.2％，豆粕1％，玉米粉:2％；豆油2％；維生素K0.005％，硫辛酸0.003％，硫酸鎂0.1％，磷酸二氫鉀0.05％，硫酸鋅0.005％，硫酸亞鐵0.005％,加水至1000mL；滅菌條件為121℃，0.15Mpa滅菌20min；

實(shí)驗(yàn)組：葡糖糖0.2％，發(fā)酵物料1％，玉米粉:2％；豆油2％；維生素K0.005％，硫辛酸0.003％，硫酸鎂0.1％，磷酸二氫鉀0.05％，硫酸鋅0.005％，硫酸亞鐵0.005％,加水至1000mL；滅菌條件為121℃，0.15Mpa滅菌20min；

將液體種子以10％(v/v)的接種量接到2L上述的發(fā)酵培養(yǎng)基中，攪拌轉(zhuǎn)速200r/min，26℃培養(yǎng)48h，檢測(cè)膠霉菌素的發(fā)酵水平，對(duì)照860mg/L,實(shí)驗(yàn)組894mg/L，可見采用本發(fā)明的菌渣處理后進(jìn)行發(fā)酵的發(fā)酵水平更高，收率較好，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了膠霉菌素菌渣的無(wú)害化處理,為其二次利用提供了更好的方式。