本發(fā)明涉及單細胞蛋白生產(chǎn)及應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

單細胞蛋白(Single cell protein簡稱SCP)又稱微生物蛋白或菌體蛋白，是利用工業(yè)廢水、廢氣、天然氣、石油烷烴類、農(nóng)副加工產(chǎn)品以及有機垃圾等作為培養(yǎng)基，培養(yǎng)酵母、非病源性細菌、微型菌、真菌等單細胞生物體。單細胞蛋白不是一種純蛋白質(zhì)，而是由蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、核酸及非蛋白類的含氮化合物、維生素和無機化合物等混合物組成的細胞質(zhì)團。單細胞蛋白中比較重要的有酵母蛋白、細菌蛋白和藻類蛋白，它們的化學(xué)組成中一般以蛋白質(zhì)、脂肪為主。

單細胞蛋白所含的蛋白、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)除了可以直接應(yīng)用于蛋白源外還可以應(yīng)用其所含的內(nèi)源酶進行深加工。單細胞蛋白所含有的內(nèi)源酶大致包括溶菌酶、蛋白酶及核酸酶，這些酶類既可以進行提取也可以進行自溶以生產(chǎn)小肽、核苷酸等高價值產(chǎn)品。

在生物領(lǐng)域使用酵母以外的一些單細胞蛋白比如枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌等提取特定酶制劑已有非常成熟的應(yīng)用，比如從枯草芽孢桿菌和米曲霉中提取木聚糖酶，從遲緩芽孢桿菌中提取甘露聚糖酶，從地衣芽孢桿菌中提取淀粉酶。這說明單細胞蛋白具有非常豐富的多種內(nèi)源酶可以提取并進行商業(yè)的應(yīng)用。

工業(yè)上使用的大部分酶來自于單細胞蛋白的提取，而提取過程總會對酶的活性產(chǎn)生負(fù)面影響，因此可以考慮到的如果直接使用含內(nèi)源酶的單細胞蛋白作為粗品的酶源進行工業(yè)生產(chǎn)可能會具有良好的效果?？梢园l(fā)現(xiàn)除了酵母以外的單細胞蛋白種類中有很多菌體會含有豐富的內(nèi)源酶，并且這些內(nèi)源酶的種類和活性都是酵母自溶過程所特別需要的，如核酸酶可以酶解酵母的RNA，溶菌酶則可以提高酵母破壁率。因此，可以考慮到的如果利用內(nèi)源酶豐富的單細胞蛋白和酵母一起進行自溶的話可能會提高酵母自溶的效率。

廢水的微生物處理是指利用人工馴化培養(yǎng)的微生物群體，在人工強化的曝氣環(huán)境中懸浮生長，分解氧化廢水中可生物降解的有機物質(zhì)，使得廢水得到凈化的方法。根據(jù)處理工藝的不同，微生物群體的生長狀態(tài)也不一樣，懸浮生長的叫做活性污泥，附著在填料上生長的叫做微生物膜。該微生物群體，主要包括細菌，原生動物和藻類。其中細菌在數(shù)量和質(zhì)量上占絕對優(yōu)勢，占微生物群質(zhì)量的90％～94％以上。

酵母廣泛應(yīng)用于面包發(fā)酵、啤酒發(fā)酵、動物飼料等領(lǐng)域，其種類繁多，包括面包酵母、啤酒酵母、糖蜜酵母等。很多現(xiàn)有的食物原料，如糖蜜、玉米淀粉、玉米糖漿以及甜菜等，均能夠通過發(fā)酵的方式培養(yǎng)出大量的酵母。

利用酵母自溶技術(shù)生產(chǎn)酵母自溶物、酵母膏、食品調(diào)味料已有很好的應(yīng)用，自溶的目的就是獲得價值更高的產(chǎn)品，獲得營養(yǎng)價值更高的內(nèi)溶物，酵母自溶后可產(chǎn)生游離核苷酸、小肽及游離氨基酸等，核苷酸具有顯著的鮮味及免疫功能，如酵母水解物，就是指以酵母為菌種，經(jīng)液體發(fā)酵得到的菌體，經(jīng)自溶或外源酶催化水解后濃縮或干燥獲得的產(chǎn)品。酵母水解物比原先的酵母在動物營養(yǎng)領(lǐng)域具有更好的營養(yǎng)價值。因此，如何提高自溶效率提高自溶后產(chǎn)品的價值就成為一個主要技術(shù)研究方向?，F(xiàn)有工業(yè)領(lǐng)域?qū)Υ艘延休^多研究與應(yīng)用。

發(fā)明專利CN101513247B【一種高蛋白質(zhì)含量的酵母抽提物的生產(chǎn)方法及產(chǎn)品】公開了一種使用自溶技術(shù)生產(chǎn)酵母抽提物的方法，文中公開的抽提物自溶條件主要為pH保持4～7，溫度保持在45～55℃，反應(yīng)時間3～12小時。并且需要添加自溶促進劑和外源酶。其自溶包括酶解及升溫反應(yīng)兩個步驟，分別耗時5～30小時，及3～10小時。并且在說明書及實施例中介紹了自溶過程耗時更長的生產(chǎn)參數(shù)。

發(fā)明專利CN102051381B【一種利用啤酒酵母生產(chǎn)酵母抽提物的方法】，介紹的自溶方法的參數(shù)為：在木瓜蛋白酶存在下使用55～65℃自溶20～50小時。

發(fā)明專利CN101686720A【酵母自溶物】公開了另一種使用自溶技術(shù)進行生產(chǎn)的方法，公開的主要自溶參數(shù)包括：溫度保持在30～70℃情況下，使用外添加蛋白酶進行自溶，自溶時間長達20小時。

發(fā)明專利CN102293356A【酵母自溶物及其制備方法】公開了一種較為具體的酵母自溶物制備方法，所涉及到的自溶條件為溫度50～70℃，pH4.5～7.0，添加0.1％-1.0％酶制劑。在實施例中提到了這樣的參數(shù)需要的自溶時間達到了10～28小時。

發(fā)明專利CN101050427A【一種產(chǎn)阮假絲酵母自溶物的制備方法】，介紹了一種使用酵母自溶物作為風(fēng)味調(diào)味料的生產(chǎn)方法，其主要的自溶條件為pH4.5～6.8，溫度范圍45～55℃，添加氯化鈉、黃酒等調(diào)味料，攪拌自溶24小時。

發(fā)明專利CN101779722B【一種酵母培養(yǎng)物及其制配方法】中酵母培養(yǎng)物的主要自溶參數(shù)則為50～60℃條件下自溶30～40小時。

發(fā)明專利CN102031275A【利用廢棄酵母制備酵母膏的方法】，在介紹抽提工藝時提到了兩種方法，一是酶法抽提，添加特定抽提酶的情況下在45～55℃保溫酶解8～24小時；二是自溶抽提則是在48～55℃條件下保溫24-48小時。

上述專利都是使用自溶來實現(xiàn)酵母價值的提升，目的是獲得酵母的內(nèi)溶物、核苷酸、小肽、風(fēng)味物質(zhì)、免疫物質(zhì)和其他一些高價值營養(yǎng)物，并將此應(yīng)用于動物營養(yǎng)、微生物培養(yǎng)、食品添加劑。這些專利公開的方法中自溶前后的生產(chǎn)方式各有不同，但自溶工藝的參數(shù)都有一些共同點：

酵母自溶適合的參數(shù)大致是溫度在30～70℃范圍內(nèi)，更細化的范圍包括:45～55℃，50～60℃，50～70℃等。

上述專利另一個共同點是自溶所需的時間都相對較長，綜合文獻來看所需時間在3～50小時，在未使用外源酶和自溶促進劑情況下大概需要的時間約為24～48小時，使用外源酶或表面促進劑或表面活性劑等情況自溶時間可以縮短至24小時以內(nèi)，甚至是12小時以內(nèi)。從現(xiàn)有技術(shù)來看雖然時間已經(jīng)大幅縮小至12小時以內(nèi)，但這是在使用各種外部手段才實現(xiàn)的，看來酵母本身依靠自溶的內(nèi)源酶自溶仍然需要較長的時間并且難以達到工業(yè)高效生產(chǎn)的要求。

從工業(yè)生產(chǎn)角度來看，現(xiàn)有自溶技術(shù)主要的兩個特點相對的低溫和耗時長會導(dǎo)致很多問題產(chǎn)生：

低溫狀態(tài)會導(dǎo)致腐敗微生物生長，因為現(xiàn)有自溶溫度全部都低于巴氏滅菌的溫度(68～70℃)，也就是說當(dāng)物料在低于68℃時，自溶的同時會伴隨有腐敗微生物的生長。在不使用外源酶的情況下，從自溶開始腐敗微生物會一直伴隨自溶進行生長并且會以指數(shù)級生長，在使用外源酶情況下，雖然在自溶初期自溶酶可以一直腐敗微生物，但在酶解后期細菌仍會繼續(xù)生長，因此，在自溶后期都會可能發(fā)生腐敗微生物大量生長的情況出現(xiàn)，這就會對生產(chǎn)控制造成困擾。

低溫和長時間自溶會產(chǎn)生較高含量的有害物質(zhì)，包括有害堿基、無機氮和生物胺，有害微生物的生長必然會導(dǎo)致有害物質(zhì)的產(chǎn)生，同時高價值的營養(yǎng)物質(zhì)會相應(yīng)的減少，如自溶產(chǎn)生的核苷酸會被微生物利用并產(chǎn)生堿基，氨基酸則會微生物轉(zhuǎn)化為無機氮。從而影響最終產(chǎn)品品質(zhì)、營養(yǎng)價值及安全性。

自溶工序的耗時較長但前后的工序一般的物料處理能力強，這就需要設(shè)計大容量的自溶設(shè)備，比如大容量的酶解罐和反應(yīng)釜等，這會造成成本上升。

從現(xiàn)有公開的自溶技術(shù)來看，在大部分情況下都使用了外源酶和自溶促進劑來提高自溶效率，外源酶的添加又會顯著提高生產(chǎn)成本。

在添加外源酶的情況下就會對自溶時物料的含水率有具體要求，在大部分情況下需要有較高的含水率且具有很高的流動性，這才能提高外源酶的效率。而這又會提高后續(xù)干燥的成本。

從上述描述的缺點及提供的數(shù)據(jù)可以看出，和現(xiàn)代酶解工藝的高效率相比酵母自溶同樣作為酶解工藝其效率要低很多，原因是酵母本身所具有的內(nèi)源酶并不豐富，從而導(dǎo)致需要使用外部手段進行自溶強化，這包括延長時間、提高含水率、嚴(yán)控pH等參數(shù)、添加外源酶。

另一方面現(xiàn)有公開的技術(shù)中在使用外源酶和自溶促進劑的情況下自溶的時間仍然較長，可以看出出于成本的原因，外源酶無法大量添加，在現(xiàn)有公開技術(shù)中提到的添加量來說效率仍然不高。

因此，使用新的思路來提高酵母的自溶效率就會具有非常重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有酵母自溶效率低下的缺陷，提供一種高效、富含活性成分的使用內(nèi)源酶豐富的單細胞蛋白與酵母混合自溶的生產(chǎn)方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：利用食品飲料生產(chǎn)廢水培養(yǎng)的單細胞蛋白復(fù)合酶制劑制備酵母自溶物的方法，是以單細胞復(fù)合酶制劑與酵母按干物質(zhì)質(zhì)量(2：8)～(8：2)的比例進行混合自溶然后干燥、滅菌，自溶分為低溫段及高溫段，低溫段在45～60℃保持20～60分鐘，高溫段在75～95℃保持30～120分鐘，

所述單細胞復(fù)合酶制劑是食品飲料生產(chǎn)廢水通過以下步驟所獲得：

(1)對食品飲料生產(chǎn)廢水進行預(yù)處理，除渣除油并調(diào)pH至5～9，預(yù)處理后的食品飲料生產(chǎn)廢水的BOD濃度在100-5000mg/L之間，所述食品飲料生產(chǎn)廢水包括淀粉、或食糖、或飲料、或罐頭、或肉類、或水產(chǎn)、或釀酒、或米面制品、或乳制品、或大豆制品、或發(fā)酵調(diào)味品的生產(chǎn)階段用水，所述生產(chǎn)階段用水包括食品飲料原料浸泡、發(fā)芽、粉碎、壓榨、浸提、稀釋、濃縮、蒸煮烹炸過程中產(chǎn)生的清洗廢水，或糖化、發(fā)酵、除渣、分離、提純過程中產(chǎn)生的過濾廢水，或包裝過程中跑冒滴漏的成品及清洗產(chǎn)生的廢水。；

(2)對預(yù)處理后的食品飲料生產(chǎn)廢水進行營養(yǎng)物質(zhì)調(diào)節(jié)，使補充氮、磷后廢水中的BOD：總氮：總磷＝100:(5-20):(0.5-2)；

(3)以環(huán)保行業(yè)慣用的好氧活性菌群作為單細胞復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)菌體，所述復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)菌體包括從毛單胞菌屬、微球菌屬、棒狀桿菌屬、芽孢桿菌屬中的一種，將復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)菌體接種到曝氣培養(yǎng)池，經(jīng)步驟(2)營養(yǎng)物質(zhì)調(diào)節(jié)后的廢水泵入曝氣培養(yǎng)池，與接種菌體充分混合，菌體在曝氣培養(yǎng)池繁殖培養(yǎng)，全程曝氣增氧保證曝氣培養(yǎng)池溶解氧在2～4mg/L，溫度限于10～40℃，pH限于6.5～8.5，菌體繁殖培養(yǎng)后獲得單細胞復(fù)合酶制劑，單細胞復(fù)合酶制劑以絮狀體和微生物膜形態(tài)沉淀下來以菌泥狀態(tài)存在；

(4)菌泥收集獲得單細胞復(fù)合酶制劑。

當(dāng)食品飲料生產(chǎn)廢水為釀酒廢水時，單細胞復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)設(shè)備包括依工序設(shè)置的過濾設(shè)備、調(diào)節(jié)池、PH調(diào)節(jié)罐、初沉池、曝氣池、二沉池、具曝氣功能的儲存罐，生產(chǎn)步驟依次包括：

(1)釀酒廢水預(yù)處理：以離心機、板框過濾機及格柵機作為過濾設(shè)備，含硅藻土的廢水經(jīng)離心機離心，含酵母的廢水經(jīng)板框機過濾，與其它釀造廢水共同經(jīng)格柵機過濾，過濾后的廢水集中在調(diào)節(jié)池內(nèi)，然后泵入pH調(diào)節(jié)罐，調(diào)節(jié)pH至7；

(2)調(diào)節(jié)好pH的廢水通過管道輸送到初沉池，沉淀后的廢渣從初沉池底部排出，上清液從初沉池表層溢流口流出，在初沉池溢流出口分別安裝COD、總氮、總磷在線檢測設(shè)備，按照BOD:總氮：總磷＝100:8:1，其中BOD＝COD*0.55，計算出總氮、總磷的補充量，

以尿素和磷酸二氫鉀作為氮源和磷源的補充來源，配置成固定濃度的水溶液添加到廢水中；

以硫酸鋅和硫酸錳作為微量元素的補充添加，添加濃度按廢水中2mg/L Zn²⁺和1mg/L Mn²⁺的濃度需求進行添加；

(3)釀酒廢水的微生物培養(yǎng)方法選擇連續(xù)培養(yǎng)法，菌體繁殖培養(yǎng)方式選擇完全混合式，釀酒廢水從初沉池經(jīng)管道輸送至曝氣池，

菌泥和釀酒廢水在曝氣池充分混合，在曝氣池繁殖培養(yǎng)過程中全程曝氣增氧保證培養(yǎng)池溶解氧在2～4mg/L之間，pH在7.5～8.5之間，曝氣池為開放式培養(yǎng)環(huán)境，菌體以絮狀的形式混合在曝氣池中,菌體混合液從曝氣池末端溢流，菌體混合液通過管道輸送進入二沉池，在二沉池依靠重力作用，絮狀菌體沉淀下來，形成菌泥并從二沉池底部排出，一部分進入具曝氣功能的儲存罐用來生產(chǎn)單細胞復(fù)合酶制劑，另一部分作為回流菌泥輸送回曝氣池，

(4)儲存罐中的菌泥經(jīng)沉淀、濃縮加工成單細胞復(fù)合酶制劑產(chǎn)品。

進入具曝氣功能的儲存罐的用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量根據(jù)曝氣池溫度決定，當(dāng)曝氣池溫度在10～20℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占曝氣池總菌泥量的1/13～1/15；當(dāng)曝氣池溫度在20～30℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占曝氣池總菌泥量的1/11～1/13；當(dāng)曝氣池溫度在30～40℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占曝氣池總菌泥量的1/8～1/11。

當(dāng)食品飲料生產(chǎn)廢水為氨基酸生產(chǎn)廢水時，單細胞復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)設(shè)備包括依工序設(shè)置的過濾設(shè)備、調(diào)節(jié)池、初沉池、集水井、SBR曝氣培養(yǎng)池、具曝氣功能的儲存罐，生產(chǎn)步驟依次包括：

(1)氨基酸生產(chǎn)廢水預(yù)處理：以格柵機作為過濾設(shè)備，廢水泵送至格柵機過濾以去除廢水中大顆粒的懸浮、漂浮物，格柵柵距選3mm，過濾后的廢水經(jīng)管道輸送至調(diào)節(jié)池，pH調(diào)節(jié)到6-8之間，調(diào)節(jié)池廢水泵入初沉池，沉淀廢渣收集去除，上清液在沉淀池末端溢流被輸送至集水井；

(2)集水井含有一個用于攪拌的潛水泵，取集水井水樣檢測TOC、總氮、總磷，按照TOC：總氮：總磷＝100:12:1.5，計算出總氮、總磷的補充量,以硝酸銨和過磷酸鈣為氮源和磷源的補充來源，一次性添加到集水井中；

(3)氨基酸生產(chǎn)廢水的微生物培養(yǎng)方法選擇序批式培養(yǎng)法的SBR工藝，菌體繁殖培養(yǎng)方式選擇完全混合式，集水井中的廢水經(jīng)稀釋水的稀釋后進入SBR曝氣培養(yǎng)池，在SBR曝氣培養(yǎng)池中依時間順序完成進水、曝氣、沉淀、排水、排菌泥全過程，在進水階段持續(xù)曝氣，曝氣保證DO在0.8～1.2mg/L；在曝氣階段氨基酸生產(chǎn)廢水和菌泥完全混合，菌體以絮狀的形式混合在SBR曝氣培養(yǎng)池中，該階段全程曝氣增氧保證SBR曝氣培養(yǎng)池溶解氧在1～2mg/L之間，pH在7.5～8.5之間，SBR曝氣培養(yǎng)池為開放式培養(yǎng)環(huán)境，培養(yǎng)溫度限于10～40℃；停止曝氣后，絮狀菌體沉淀下來，形成菌泥；排水和排泥階段同時進行，排泥指菌泥從SBR曝氣培養(yǎng)池底部排出，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)，留部分菌泥作為接種菌泥留在SBR曝氣池作為接種液備用；

(4)從SBR曝氣培養(yǎng)池排出的用于生產(chǎn)單細胞復(fù)合酶制劑的菌泥收集在具曝氣功能的儲存罐內(nèi)，儲存罐在收集階段的曝氣保證菌泥的溶解氧＞2mg/L，收集完成后停止儲存罐的曝氣和攪拌，菌泥經(jīng)沉淀、濃縮制得單細胞復(fù)合酶制劑。

從SBR曝氣培養(yǎng)池排出的用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量根據(jù)SBR曝氣培養(yǎng)池溫度決定，當(dāng)SBR曝氣培養(yǎng)池溫度在10～20℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占SBR曝氣培養(yǎng)池總菌泥量的1/11～1/12；當(dāng)SBR曝氣培養(yǎng)池溫度在20～30℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占SBR曝氣培養(yǎng)池總菌泥量的1/9～1/10；當(dāng)SBR曝氣培養(yǎng)池溫

單細胞復(fù)合酶制劑的參數(shù)如下：干基蛋白40.0％～60.0％；干基總氨基酸35.0％～55.0％；干基無機氮0～5.0％；干基總核苷酸2.0％～6.0％；總核苷酸/總氨基酸比值0.07～0.12；總核苷酸/蛋白0.05～0.10；溶菌酶活力150-500U/g干基；核酸酶500-4000U/g干基；蛋白酶1000-10000U/g干基。

單細胞復(fù)合酶制劑與酵母的混合比例為(3：7)～(7：3)，優(yōu)選特定單細胞復(fù)合酶制劑與酵母的質(zhì)量含量比例為1：1。

所述酵母包括啤酒酵母、面包酵母、糖蜜酵母中的一種或兩種以上的混合，且酵母未經(jīng)過核酸提取工藝，優(yōu)選的是未經(jīng)干燥的啤酒酵母濃縮液和酵母泥，所述啤酒酵母的干物質(zhì)蛋白含量為40％～55％。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述任一所述的方法所制得的酵母產(chǎn)品。

上述酵母產(chǎn)品中的水分質(zhì)量含量為5.0％-10.0％、游離核苷酸質(zhì)量含量為1.40％-3.00％、游離堿基質(zhì)量含量為0-0.20％、蛋白質(zhì)量含量為40.0％-60.0％，其中蛋白中的小肽質(zhì)量含量為15.00％～40.00％、蛋白中的游離氨基酸質(zhì)量含量為2.0％-8.0％。

本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，原料、生產(chǎn)工藝及其制成的產(chǎn)品具有以下優(yōu)點：

以食品飲料廢水作為原料成本低，降低了單細胞蛋白復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)成本。廢水中含有大量的養(yǎng)分，從而減少了外源養(yǎng)分(氮源、磷源等)的投入。原料中溶解性有機質(zhì)含量高，制得的酶制劑中剩余基質(zhì)含量減少，酶的純度得以提高。原料生物安全性高，廢水中可生物降解成分多，均為自然有機物質(zhì)，不含有毒有害物質(zhì)。原料有機物種類多，微生物適應(yīng)性的產(chǎn)出多種酶類用于這些有機物的吸收消化。原料有機物濃度與現(xiàn)有的微生物酶制劑生產(chǎn)原料相比要低很多，微生物適應(yīng)性的產(chǎn)出胞外聚合物用于吸附有機物質(zhì)，胞外聚合物中含有多種胞外酶，將大分子有機物分解成小分子有機物，便于迅速擴散到細胞內(nèi)。原料來源廣泛，生產(chǎn)可持續(xù)。

食品飲料廢水培養(yǎng)單細胞復(fù)合酶制劑的工藝具有以下優(yōu)點：

現(xiàn)在，微生物酶制劑的生產(chǎn)方法通常使用恒濁培養(yǎng)法，培養(yǎng)過程結(jié)束后，還會有大量的培養(yǎng)物殘留在培養(yǎng)液中，與微生物菌體完全混合在一起。這些培養(yǎng)物質(zhì)大都不含酶，與微生物菌體混合在一起降低了酶的濃度，為了提高產(chǎn)品中酶的含量，需要進一步提取、分離等步驟，而在提取和分離的過程中又會不同程度的降低酶的活性。廢水的處理過程，屬于恒化培養(yǎng)法，也就是說在微生物群體生長繁殖過程中，營養(yǎng)物質(zhì)為限制性因素。一般的，廢水中BOD濃度低于20mg/L就很難再被微生物群體吸收利用。微生物群體通過新陳代謝完全吸收轉(zhuǎn)化了廢水中的有機物質(zhì)，形成的活性污泥或者微生物膜幾乎全部是微生物菌體?？梢灾苯永梦⑸锞w作為酶制劑產(chǎn)品。

現(xiàn)有的微生物酶制劑的生產(chǎn)方法所生產(chǎn)的酶制劑成分比較單一，用于蛋白飼料的酶解往往酶的添加量很大，酶解效率低，而且酶解產(chǎn)品的口味比較差。本發(fā)明所使用的是菌群會產(chǎn)生多種功能酶，包括蛋白酶、核酸酶和自溶酶。這些酶在蛋白飼料酶解過程中作用于底物不同位置，大大提高了酶解效率。同時，這些酶的酶解作用過程區(qū)別于工業(yè)酶，不會產(chǎn)生苦味肽，保留了蛋白飼料的風(fēng)味。

本發(fā)明專利提供的單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)沒有原料的采購、運輸、裝卸、配比；沒有培養(yǎng)溫度的控制，減少了保溫系統(tǒng)操作；菌泥直接作為單細胞復(fù)合酶制劑原料，沒有細胞破壁、提取等工藝。大大減少了生產(chǎn)操作的難度。

現(xiàn)有的微生物酶制劑的生產(chǎn)通常會有廢渣、廢液產(chǎn)生、排放。本發(fā)明專利在生產(chǎn)單細胞復(fù)合酶制劑的同時，食品飲料廢水中的有機物被消耗殆盡，廢水變成清水可以直接排放，減輕了環(huán)境負(fù)荷。

由于食品飲料廢水的濃度比較低，培養(yǎng)產(chǎn)生的微生物菌群濃度也非常低，一般的，曝氣微生物的質(zhì)量濃度在2000mg/L～6000mg/L。但是，這些微生物菌群形成絮狀體，在曝氣池之后的沉淀池中依靠重力作用沉淀下來，質(zhì)量濃度可以達到30000mg/L以上(含水率97％以下)，然后通過外加絮凝劑進一步脫水，含水率可以降低到80％～84％。達到和恒化培養(yǎng)法同等含水率水平，保證了生產(chǎn)成本不會增加。

利用食品飲料廢水處理的微生物群作為酶制劑有以下優(yōu)勢：

酶制劑安全性高，食品飲料廢水不含有毒有害物質(zhì)。

酶制劑活性高；特別是使用本發(fā)明的用于酵母酶解的單細胞復(fù)合酶制劑制成的酵母產(chǎn)品由于核苷酸等有效成分進一步提高，使得產(chǎn)品的適口性、氣味得到更大的加強。核苷酸含量提高也有助于產(chǎn)品在提高動物免疫提高生產(chǎn)性能方面有了更大的效果。因此，和現(xiàn)有酵母自溶物、水解物相比在應(yīng)用于動物飼料時就會有更好的表現(xiàn)。

酶制劑復(fù)合性好，特別是使用本發(fā)明的用于酵母酶解的單細胞復(fù)合酶制劑會使得酵母的核苷酸含量會比已有技術(shù)得到更大的提升，產(chǎn)品的游離核苷酸、小肽、游離氨基酸要顯著高于已有的酵母自溶物。

酶制劑純度高，可以直接利用微生物菌體作為酶制劑；特別是使用本發(fā)明的用于酵母酶解的單細胞復(fù)合酶制劑，由于添加量高，客觀上又對最終產(chǎn)品貢獻了一部分營養(yǎng)成分，也貢獻了相當(dāng)比例的蛋白成分，從而也提高最終產(chǎn)品的產(chǎn)量。

酶制劑生產(chǎn)成本低，特別是產(chǎn)品的成本也和現(xiàn)有的酵母產(chǎn)品要顯著降低，從而使得酵母產(chǎn)品可以有更大范圍的應(yīng)用。

本發(fā)明創(chuàng)新的直接將含有豐富內(nèi)源酶的單細胞蛋白作為外源酶應(yīng)用于酵母自溶，和普通純品的工業(yè)用酶相比單細胞蛋白的內(nèi)源酶有以下優(yōu)點：酶的活性要高于工業(yè)酶，因沒有經(jīng)過提取、干燥、儲存等破壞酶活的工序。

本發(fā)明提供的單細胞蛋白的內(nèi)源酶豐富，在合適的條件下對自身自溶后又可以作用于酵母，本身被溶菌酶裂解后核酸酶和蛋白酶可以作用于酵母。

內(nèi)源酶的結(jié)構(gòu)和種類顯著區(qū)別于工業(yè)酶，基于成本的考慮，現(xiàn)有的酵母自溶使用的外源酶大多為蛋白酶，如中性蛋白酶、堿性蛋白酶和木瓜蛋白酶等，這些主要是用于酶解酵母中的蛋白，對酵母中的核酸作用很小，所以現(xiàn)有酵母的自溶產(chǎn)生的核苷酸仍然是靠酵母自溶是核酸酶來產(chǎn)生，因此，核苷酸的產(chǎn)量并不高。工業(yè)的蛋白酶作為外源酶的另一個缺點是會產(chǎn)生苦味肽，這是由于蛋白酶作用的位切點的特點，當(dāng)?shù)鞍姿鈺r，肽鏈中的疏水性氨基酸充分暴露出來，接觸味蕾產(chǎn)生味苦，這在酵母自溶時也會出現(xiàn)，只是酵母所含的鮮味物質(zhì)較多掩蓋了這一顯現(xiàn)，但是這會降低酵母本身的鮮味。相反的使用單細胞蛋白的內(nèi)源酶作用于酵母就不會產(chǎn)生上述問題，本發(fā)明中的單細胞蛋白含有三種酶溶菌酶、核酸酶及蛋白酶，溶菌酶可以充分裂解單細胞蛋白的細胞壁和酵母的細胞壁，從而使得內(nèi)源酶和底物(酵母內(nèi)溶物)可以充分接觸，同時單細胞蛋白的核酸酶及蛋白酶再充分酶解酵母的核酸和蛋白，從而產(chǎn)生高含量的核苷酸及小肽，菌體蛋白中的蛋白酶酶解時產(chǎn)生的苦味肽會顯著的少于常規(guī)的工業(yè)蛋白酶。

本發(fā)明將含外源酶的單細胞蛋白與酵母的比例通過實驗優(yōu)化到了最佳的比例范圍，使得酶和底物可以充分反應(yīng)，從而可以產(chǎn)生比兩者單獨自溶情況下更好的核苷酸及小肽含量。

酵母自溶物生產(chǎn)工藝具有以下優(yōu)點：

直接使用含有內(nèi)源酶的單細胞蛋白酶解酵母在生產(chǎn)工藝上的一個顯著優(yōu)點是自溶時對水分含量要求要比工業(yè)的酶寬松且低很多，現(xiàn)有的酵母自溶在使用工業(yè)酶如中性蛋白酶時會要求自溶的水分含量要非常高，且需要具有很高的流動性。會導(dǎo)致大部分情況下自溶物料的水分含量需要高于95％，基于此，現(xiàn)有的酵母自溶大多使用酶解罐進行生產(chǎn)。本發(fā)明使用的單細胞蛋白在未自溶時會含有大量的細胞內(nèi)水分，自溶時隨著細胞破裂，細胞內(nèi)水分會流出細胞外，從而提高自溶是物料的流動性，因此，在使用單細胞蛋白時的一個重要優(yōu)勢是工藝上不需要確保酵母自溶時的特別高的水分含量，生產(chǎn)時水分含量只需控制在70％～95％即可，因此，只需使用能夠充分進行攪拌自溶的設(shè)備即可。自溶的水分降低可以節(jié)省大量的干燥成本，從而降低最終產(chǎn)品的成本。

本發(fā)明提供的自溶技術(shù)的溫度范圍要高于現(xiàn)有的自溶技術(shù)，且溫度控制的范圍高于巴氏滅菌的68℃，可以不用擔(dān)心有害微生物的繁殖，從而降低了溫度的控制難度。因為本發(fā)明中內(nèi)源酶種類和現(xiàn)有的工業(yè)蛋白酶的最適反應(yīng)溫度有較大區(qū)別，本發(fā)明的單細胞蛋白的最適溫度要顯著高于普通的蛋白酶。

本發(fā)明提供的酵母自溶參數(shù)中自溶時間要顯著低于現(xiàn)有的所有自溶方法，原因也是和單細胞蛋白的酶活性高有關(guān)。自溶時間的縮短也可以節(jié)省大量的生產(chǎn)成本。

使用本發(fā)明的自溶技術(shù)會使得酵母的核苷酸含量會比已有技術(shù)得到更大的提升，產(chǎn)品的游離核苷酸、小肽、游離氨基酸要顯著高于已有的酵母自溶物。

由于自溶成本、干燥成本的顯著降低，產(chǎn)品的成本也和現(xiàn)有的酵母產(chǎn)品要顯著降低，從而使得酵母產(chǎn)品可以有更大范圍的應(yīng)用。制成的酵母產(chǎn)品由于核苷酸等有效成分進一步提高，使得產(chǎn)品的適口性、氣味得到更大的加強。核苷酸含量提高也有助于產(chǎn)品在提高動物免疫提高生產(chǎn)性能方面有了更大的效果。因此，和現(xiàn)有酵母自溶物、水解物相比在應(yīng)用于動物飼料時就會有更好的表現(xiàn)。本發(fā)明中的單細胞蛋白雖然作為外源酶使用，但由于添加量高，客觀上又對最終產(chǎn)品貢獻了一部分營養(yǎng)成分，也貢獻了相當(dāng)比例的蛋白成分，從而也提高最終產(chǎn)品的產(chǎn)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明利用食品飲料生產(chǎn)廢水培養(yǎng)單細胞復(fù)合酶制劑作為外源酶制備酵母自溶物的工藝流程示意圖。

圖2是自溶設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是釀酒廢水生產(chǎn)微生物復(fù)合酶制劑的工藝流程示意圖。

圖4是氨基酸生產(chǎn)廢水生產(chǎn)微生物復(fù)合酶制劑的工藝流程示意圖。

其中，帶輪1.減速機2.傳動齒輪3.蓋板4.進料口5.低溫段加熱空心槳葉6.腔體蒸汽進氣口7.高溫段加熱空心槳葉8.溫度傳感器9.噴淋裝置10.腔體蒸汽排氣口11.溢流板12.排料口13.設(shè)備與水平面夾角14.高溫段蒸汽排氣口15.高溫段蒸汽進氣口16.電動機17.主殼體18.傳動主軸19.低溫段蒸汽進氣口20.低溫段蒸汽排氣口21.支座22..

離心機100，板框機101，格柵機102，調(diào)節(jié)池103，PH調(diào)節(jié)罐104，初沉池105，生物選擇池106，曝氣池107，二沉池108，儲存罐109，離心機110，含硅藻土廢水120，含酵母廢水121，其他釀造廢水122，廢渣123，濃酸124，濃堿125，出水126，稀釋水127，微量元素128，磷129，氮130，回流菌泥131，酶制劑132

細格柵機200，調(diào)節(jié)池201，初沉池202，集水井203，SBR曝氣池204，儲存罐205，板框機206，閃蒸干燥設(shè)備207，氨基酸生產(chǎn)廢水210，濃堿211，微量元素212，磷213，氮214，稀釋水215，菌泥216，廢渣217，出水218

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明，這種方法的原理和采用的設(shè)備對本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

具體實施方式

本發(fā)明利用食品飲料生產(chǎn)廢水培養(yǎng)的單細胞蛋白復(fù)合酶制劑制備酵母自溶物的方法，是以單細胞復(fù)合酶制劑與酵母按干物質(zhì)質(zhì)量(2：8)～(8：2)的比例進行混合自溶然后干燥、滅菌，自溶分為低溫段及高溫段，低溫段在45～60℃保持20～60分鐘，高溫段在75～95℃保持30～120分鐘，其中，所述單細胞復(fù)合酶制劑是食品飲料生產(chǎn)廢水通過以下步驟所獲得：

(1)對食品飲料生產(chǎn)廢水進行預(yù)處理，除渣除油并調(diào)pH至5～9，剩余清液不含泥沙、大顆粒有機物等可以沉淀的物質(zhì)，預(yù)處理后的食品飲料生產(chǎn)廢水的BOD濃度在100-5000mg/L之間；

(2)對預(yù)處理后的食品飲料生產(chǎn)廢水進行營養(yǎng)物質(zhì)調(diào)節(jié)，使補充氮、磷后廢水中的BOD：總氮：總磷＝100:(5-20):(0.5-2)；

(3)以環(huán)保行業(yè)慣用的好氧活性菌群作為單細胞復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)菌體，所述復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)菌體包括從毛單胞菌屬、微球菌屬、棒狀桿菌屬、芽孢桿菌屬中的一種，將復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)菌體接種到曝氣培養(yǎng)池，經(jīng)步驟(2)營養(yǎng)物質(zhì)調(diào)節(jié)后的廢水泵入曝氣培養(yǎng)池，與接種菌體充分混合，菌體在曝氣培養(yǎng)池繁殖培養(yǎng)，全程曝氣增氧保證曝氣培養(yǎng)池溶解氧在2～4mg/L，溫度限于10～40℃，pH限于6.5～8.5，菌體繁殖培養(yǎng)后獲得單細胞復(fù)合酶制劑，單細胞復(fù)合酶制劑以絮狀體和微生物膜形態(tài)沉淀下來以菌泥狀態(tài)存在；

(4)菌泥收集獲得單細胞復(fù)合酶制劑。

本發(fā)明的食品飲料廢水包括淀粉、或食糖、或飲料、或罐頭、或肉類、或水產(chǎn)、或釀酒、或米面制品、或乳制品、或大豆制品、或發(fā)酵調(diào)味品的生產(chǎn)階段用水，所述生產(chǎn)階段用水包括食品飲料原料浸泡、發(fā)芽、粉碎、壓榨、浸提、稀釋、濃縮、蒸煮烹炸過程中產(chǎn)生的清洗廢水，或糖化、發(fā)酵、除渣、分離、提純過程中產(chǎn)生的過濾廢水，或包裝過程中跑冒滴漏的成品及清洗產(chǎn)生的廢水。

其中優(yōu)選釀酒廢水。釀酒廢水按有機物含量劃分，可分為三類：清潔廢水：冷凍機、麥汁、發(fā)酵等的冷卻水及洗瓶機的沖洗水等，是可以回收利用的清潔水；清洗廢水：生產(chǎn)裝置的清洗水、發(fā)酵車間的漂洗酵母水、灌裝車間的洗瓶水等，含有不定量的有機物和無機物；含渣廢水：灌裝車間的有機廢水以及無機物廢水。釀酒工業(yè)廢水的具體特點有以下：釀酒廢水的來源具有復(fù)雜性以及多樣性；排放的水量大，有機物濃度高，懸浮固體含量高，水質(zhì)變化較大；廢水的pH、COD、BOD較為穩(wěn)定，BOD/COD值較高，可生化性較好；釀酒廢水無有毒有害物質(zhì)。

其中另一優(yōu)選的是氨基酸生產(chǎn)廢水。氨基酸生產(chǎn)的廢水主要來自于以下幾個方面：發(fā)酵液樹脂吸附后所剩下的廢液。主要含有纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸和部分無機鹽，屬高濃度有機廢水；離子交換樹脂吸附過程中產(chǎn)生的廢液，主要含有有機色素和酸、堿等無機鹽；濃縮、過濾產(chǎn)生的廢水；冷卻水。氨基酸生產(chǎn)廢水具體特征如下：有機物濃度較高，其中主要為發(fā)酵殘余基質(zhì)及離子交換過程排出的吸附廢液等，發(fā)酵殘余基質(zhì)有玉米漿、花生餅粉、淀粉、豆餅粉、碎米粉、蛋白胨等；廢水中懸浮物和膠體性固體濃度高，其中主要為發(fā)酵的殘余培養(yǎng)基質(zhì)和發(fā)酵產(chǎn)生的微生物絲狀菌體；由于氨基酸是分批發(fā)酵生產(chǎn)，廢水間歇排放，所以其廢水成份和水量隨時有很大變化。

食品飲料廢水應(yīng)不含重金屬污染源，不含有毒有害化學(xué)試劑污染源，不含致病菌污染源的食品飲料加工過程中排放的含大量有機物的廢水。

所述的除渣除油方法是但不僅限于中和，沉淀，氣浮，混凝，澄清，過濾，吸附，膜分離，離子交換中的至少一種。

由于食品飲料廢水所含營養(yǎng)成分通常不是微生物生長最適比例，經(jīng)適當(dāng)補充氮、磷和微量元素后作為好氧活性菌群的培養(yǎng)養(yǎng)料；所述的氮、磷的補充量按BOD：總氮：總磷＝100:(5-20):(0.5-2)的最終配比進行補充添加，所述微量元素根據(jù)目標(biāo)酶制劑的要求和廢水中該微量元素含量進行選擇和添加量控制。

食品飲料廢水的BOD濃度太高不利于微生物快速吸收利用，當(dāng)廢水濃度較高時，需要稀釋BOD到5000mg/L以下。

所述補充的氮源是但不僅限于氨、硝酸銨、磷酸銨、尿素、水產(chǎn)養(yǎng)殖排出的有機氮源、工業(yè)生產(chǎn)排出的含氮有機物中的至少一種。所述補充的磷源是但不僅限于磷酸二氫鉀、磷酸氫鉀、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、過磷酸鹽、三聚磷酸鹽、磷石中的至少一種。

所述補充的微量元素選擇是但不僅限于鈣、鎂、鐵、鋅、銅、鉀、鉬、錳中的至少一種。

利用該菌體分泌大量胞外聚合物的特點，形成絮狀體和微生物膜。這些絮狀體和微生物膜經(jīng)反沖洗或靜置沉淀后可以全部沉淀下來，以菌泥狀態(tài)存在。一部分菌泥作為復(fù)合酶制劑初品收集在具有曝氣功能的儲存罐備用，剩余部分回流到曝氣培養(yǎng)池作為接種液繼續(xù)進行繁殖培養(yǎng)。作為復(fù)合酶制劑初品而排出的菌泥量是與曝氣培養(yǎng)池菌泥總量的比例和與進水總碳質(zhì)量的比例中的至少一種確定的，是一個恒定的數(shù)值。按照與培養(yǎng)池菌泥總量的比例，僅限于1/8、1/9、1/10、1/11、1/12、1/13、1/14、1/15、1/16中的一種。按照與總碳質(zhì)量的比例，僅限于0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65中的一種。

所述培養(yǎng)方法包括連續(xù)培養(yǎng)法和序批式培養(yǎng)法。其中連續(xù)培養(yǎng)法進水、菌液回流、繁殖培養(yǎng)、混合液沉淀、剩余菌液排出連續(xù)進行，其中序批式培養(yǎng)法進水、繁殖培養(yǎng)、混合液沉淀、排水、剩余菌液排出各階段按順序進行，從進水到剩余菌液排出算一個周期，周而復(fù)始反復(fù)進行。所述序批式培養(yǎng)法包括各種改型，有的將進水改為連續(xù)，有的將部分曝氣改為連續(xù)。有的將出水改為連續(xù)，但只要還保留著序批處理周期運行的特點，就應(yīng)屬于序批式培養(yǎng)工藝的范圍。

所述菌體繁殖培養(yǎng)方式包括完全混合式和掛膜附著式。其中完全混合式是菌群以絮狀體的形式在曝氣培養(yǎng)池懸浮生長，主要通過靜置沉淀獲得菌液，掛膜附著式是菌群附著在培養(yǎng)池預(yù)先安置好的載體上進行生長繁殖，通常通過反沖洗和靜置沉淀獲得菌液。

作為單細胞蛋白復(fù)合酶制劑的菌泥收集在具有曝氣功能的儲存罐備用。

所述的收集菌泥的具有曝氣功能的儲存罐，其具攪拌或循環(huán)流動功能，消除菌泥沉積下來，且保證菌泥的溶解氧＞2mg/L，菌泥收集時間不超過2d。達到生產(chǎn)需求量后，停止曝氣，菌泥經(jīng)過沉淀，濃縮加工成單細胞蛋白復(fù)合酶制劑用于下一步生產(chǎn)。

所述沉淀為重力沉淀，沉淀后菌泥含水率降低到97％以下。

沉淀后菌體進行濃縮，使用高分子有機絮凝劑進行菌泥絮凝，進而通過離心機或者壓濾機，其含水率進一步降低到84％以下。

所獲得的單細胞酶制劑的產(chǎn)品參數(shù)含有主要的功能性酶包括溶菌酶、核酸酶和蛋白酶，適用于動物蛋白飼料(是但不僅限于魚粉、血漿中的至少一種)、植物蛋白飼料(是但不僅限于豆粕、花生粕中的至少一種)、微生物蛋白(是但不僅限于酵母中的至少一種)的酶解發(fā)酵。

單細胞蛋白復(fù)合酶制劑單細胞蛋白復(fù)合酶制劑的參數(shù)如下：

干基蛋白40.0％～60.0％，干基總氨基酸35.0％～55.0％，干基無機氮≤5.0％，干基總核苷酸2.0％～6.0％，總核苷酸/總氨基酸比值≥0.07，總核苷酸/蛋白≥0.05，溶菌酶150-500U/g干基，核酸酶500-4000U/g干基，蛋白酶1000-10000U/g干基，

其中，優(yōu)選的利用釀酒廢水生產(chǎn)的單細胞蛋白復(fù)合酶制劑單細胞蛋白復(fù)合酶制劑：

干基蛋白45.0％～55.0％，干基總氨基酸38.0％～50.0％，干基無機氮≤3.0％，干基總核苷酸3.0％～5.0％，總核苷酸/總氨基酸比值≥0.08，總核苷酸/蛋白≥0.06，溶菌酶活力300～500U/g干基核酸酶2000～4000U/g干基，蛋白酶5000～10000U/g干基。

所述單細胞復(fù)合酶制劑的單細胞蛋白包括：地衣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌、兩歧雙歧桿菌、糞腸球菌、屎腸球菌、乳酸腸球菌、嗜酸乳桿菌、干酪乳桿菌、沼澤紅假單胞菌、長雙歧桿菌、短雙歧桿菌一種或多種菌種培養(yǎng)物的組合。

本發(fā)明所使用的酵母包括啤酒酵母、面包酵母、糖蜜酵母。其中優(yōu)選啤酒酵母。啤酒酵母可以為已經(jīng)干燥的粉狀產(chǎn)品，也可以是啤酒廠直接排出的未經(jīng)脫水的啤酒酵母濃縮液也可以是已經(jīng)經(jīng)過壓濾脫水的酵母泥。所述的酵母未經(jīng)過核酸提取工藝，其中優(yōu)選的是未經(jīng)干燥的啤酒酵母濃縮液和酵母泥。

所述啤酒酵母的干物質(zhì)蛋白含量為40％～55％。

本發(fā)明所述的酵母自溶物的原料組成是由以下原料及其干物質(zhì)質(zhì)量百分比組成：單細胞蛋白復(fù)合酶制劑20～80％，酵母20～80％，優(yōu)選為單細胞蛋白復(fù)合酶制劑30～60％，酵母30～60％，更優(yōu)選為單細胞蛋白復(fù)合酶制劑50％，酵母50％。

將單細胞蛋白和酵母按比例輸送至自溶設(shè)備進行混合自溶處理。所述的自溶設(shè)備通過向雙螺桿空心槳葉供熱進行升溫，所述自溶設(shè)備使用導(dǎo)熱油或蒸汽對空心槳葉進行供熱。所述自溶設(shè)備的兩個雙螺桿空心槳葉的前1/3至1/2分段為低溫段。目的是將物料加熱至低溫自溶所需的溫度，低溫段也可用于外源酶的添加，剩余分段為高溫自溶段，目的是繼續(xù)加熱至較高的自溶溫度；

自溶設(shè)備的腔體具有一個傾斜角度，自溶設(shè)備的進料端較高，可以使物料可以更快的流動至出料端，所述的腔體與水平面的傾斜角度范圍為3°～10°；

自溶設(shè)備在腔室上部安裝有噴淋的噴頭，在設(shè)備的前段、中段和后端都安裝有噴頭，噴頭的用途一是在自溶過程中噴灑外源酶或自溶促進劑；二是在自溶結(jié)束后噴淋消毒液以清洗消毒設(shè)備。

自溶的溫度要求為：低溫段溫度保持在45～60℃，高溫段溫度保持在75～95℃

自溶的時間要求為：物料在低溫段的時間應(yīng)保持在20～60分鐘，物料在高溫段停留的時間應(yīng)保持在30～120分鐘。

自溶物料水分要求：混合物料的水分含量應(yīng)不低于75％。

自溶后的物料通過螺旋輸送設(shè)備輸送至干燥設(shè)備進行干燥。所述干燥設(shè)備為單滾筒干燥機或旋風(fēng)式氣流干燥機，干燥后物料水分為12％～25％。

經(jīng)干燥后的物料通過輸送設(shè)備輸送至隧道式微波滅菌設(shè)備進行滅菌，滅菌時間5～15分鐘，滅菌后物料水分含量為5％～15％。

經(jīng)滅菌后的物料使用超微粉碎設(shè)備進行粉碎。所述超微粉碎設(shè)備可以是輥式磨粉機，也可以是氣流式粉碎機，粉碎細度100％過60目，95％過80目標(biāo)準(zhǔn)篩。

最后，包裝成品。

由此所制得的酵母自溶物產(chǎn)品水分含量5.0％-10.0％；蛋白含量40.0％-60.0％；游離核苷酸含量1.40％-3.00％；游離堿基含量0-0.20％，小肽含量不低于15.00％，游離氨基酸含量2.0％-8.0％。

實施例1：利用啤酒廢水生產(chǎn)用于蛋白飼料酶解的單細胞復(fù)合酶制劑

原料：啤酒廢水中主要成分是：糖類、醇類、氨基酸、果膠、啤酒花、維生素、蛋白化合物及包裝車間的有機物和少量無機鹽類等。BOD/COD較高，平均為0.55。并有大量懸浮物，如麥渣等，也常有在消毒清潔過程中投入的堿性清洗劑，殺菌劑。啤酒廢水水量水質(zhì)依賴生產(chǎn)周期，水量水質(zhì)波動很大。生產(chǎn)期廢水量巨大，COD在2000～4000mg/L，pH值以微堿至中堿性為主。

生產(chǎn)工藝：

生產(chǎn)工藝使用啤酒廠現(xiàn)有的廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過工藝升級和操作控制實現(xiàn)了單細胞復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)。

原料預(yù)處理。

1.過濾：包括含硅藻土廢水經(jīng)離心機100離心過濾，含酵母廢水經(jīng)板框機101擠壓過濾，麥殼，麥渣，包裝標(biāo)簽經(jīng)格柵機102格柵過濾。過濾后廢水集中在調(diào)節(jié)池103內(nèi)，調(diào)節(jié)池103容積不低于日平均排水量的2倍。未來得及過濾的含硅藻土廢水、含酵母廢水、清洗堿水、液氨泄露廢水等泵入事故池，逐漸少量泵入調(diào)節(jié)池中；

2.pH調(diào)節(jié)：調(diào)節(jié)池的廢水泵入pH調(diào)節(jié)罐104，pH調(diào)節(jié)罐的平均停水時間為20s，并且有潛水泵持續(xù)攪拌。通過添加濃鹽酸，調(diào)節(jié)廢水pH至7。pH檢測通過在線pH探頭檢測，濃鹽酸的添加通過計量泵、變頻器和pH數(shù)值共同控制；

3.沉淀：調(diào)節(jié)好pH的廢水通過管道輸送到輻流式初沉池105，通過重力沉淀，無機鹽、泥沙和未過濾掉的硅藻土、酵母、麥渣、麥殼和包裝標(biāo)簽沉淀分離開來，從初沉池105底部排出到濃縮池，上清液從初沉池表層溢流，溢流廢水的懸浮物濃度<500mg/L。初沉池平均停水時間為4h，有效水深6.0m。

營養(yǎng)物質(zhì)含量的調(diào)節(jié)。啤酒廢水氮、磷含量嚴(yán)重不足，分別用尿素和磷酸二氫鉀為氮源和磷源的補充來源。

1.在輻流式初沉池溢流出口分別安裝COD、總氮、總磷在線檢測設(shè)備，按照BOD:總氮：總磷＝100:8:1，其中BOD＝COD*0.55，通過集成數(shù)據(jù)計算出總氮、總磷的補充量；

2.尿素和磷酸二氫鉀均配置成固定濃度的水溶液，通過計量泵和變頻器控制，添加到廢水中，尿素和磷酸二氫鉀的補充設(shè)備為新建設(shè)備。步驟1中計算的補充數(shù)據(jù)傳導(dǎo)至變頻器，進而調(diào)節(jié)計量泵流量。添加位置在廢水從初沉池到生物選擇池的管道中；

3.微量元素的補充主要是硫酸鋅和硫酸錳，以廢水中2mg/L Zn2+和1mg/L Mn2+的濃度需求進行補充添加，微量元素的添加設(shè)備為新建設(shè)備。硫酸鋅和硫酸錳均稀釋成固定濃度的水溶液進行添加，添加通過計量泵進行控制，；

4.根據(jù)在線COD數(shù)據(jù)，確定稀釋比例，稀釋廢水COD濃度到2000mg/L。稀釋水為二沉池出水上清液，稀釋水添加位置為廢水從初沉池到生物選擇池的管道中，稀釋比例控制通過計量泵和變頻器控制。

微生物培養(yǎng)。

啤酒廢水的微生物培養(yǎng)方法和菌體繁殖培養(yǎng)方式與原有廢水處理方法相同，分別是連續(xù)培養(yǎng)法和完全混合式。

1.啤酒廢水從初沉池105到曝氣池107的輸送管道中經(jīng)氮、磷、微量元素的補充，稀釋水的稀釋后直接進入位于曝氣池107的前端——生物選擇池106。生物選擇池106是若干曝氣池的其中一個，啤酒廢水及營養(yǎng)物質(zhì)的補充首先在此與菌體混合。菌體可以來源于接種，但在生產(chǎn)穩(wěn)定的情況下，菌體并不需要另外接種，還可以來自于二沉池的回流菌泥。接種菌體可以使用環(huán)保行業(yè)慣用的好氧活性菌群，例如從毛單細胞菌屬、微球菌屬、棒狀桿菌屬、芽孢桿菌屬中的一種。

2.二沉池沉淀下來的菌泥通過管道輸送，回流到生物選擇池，在生物選擇池，與啤酒廢水充分混合。二沉池菌泥回流管道裝有濃度計、流量計和電磁閥，通過變頻器控制電磁閥開度，使得回流菌泥的質(zhì)量恒定?；亓骶噘|(zhì)量根據(jù)曝氣池溫度決定，當(dāng)曝氣池溫度在10～20℃時，回流菌泥濃度不低于20000mg/L，回流菌泥量為5Kg/噸廢水；當(dāng)曝氣池溫度在20～30℃時，回流菌泥濃度不低于15000mg/L，回流菌泥量為3.75Kg/噸廢水；當(dāng)曝氣池溫度在30～40℃時，回流菌泥濃度不低于10000mg/L，回流菌泥量為2.5Kg/噸廢水。

3.菌泥和啤酒廢水在生物選擇池充分混合后，進入下級曝氣池，菌體在曝氣池繁殖培養(yǎng)過程中，全程曝氣增氧保證培養(yǎng)池溶解氧在2～4mg/L之間，pH在7.5～8.5之間，氧化還原電位在+200～+600mV之間。曝氣池為開放式培養(yǎng)環(huán)境，溫度受氣溫影響比較大，培養(yǎng)溫度限于10～40℃。

4.曝氣池連續(xù)進水，啤酒廢水中有機物被菌體吸收利用殆盡，菌體以絮狀的形式完全混合在曝氣池中。在曝氣池末端溢流，混合液通過管道輸送進入二沉池108，在二沉池依靠重力作用，絮狀菌體沉淀下來，形成菌泥。這些菌泥從二沉池底部排出，一部分用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)被送往具有曝氣功能的儲存罐109，剩余部分作為回流菌泥131備用。啤酒廢水的平均停水時間為3d，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量根據(jù)曝氣池溫度決定，當(dāng)曝氣池溫度在10～20℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占曝氣池總菌泥量的1/14；當(dāng)曝氣池溫度在20～30℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占曝氣池總菌泥量的1/12；當(dāng)曝氣池溫度在30～40℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占曝氣池總菌泥量的1/10。

生產(chǎn)單細胞復(fù)合酶制劑。

1.菌泥收集：二沉池排出的用于生產(chǎn)單細胞復(fù)合酶制劑的菌泥收集在具曝氣功能的儲存罐109內(nèi)，儲存罐為圓柱形，底部有三角錐，用于排出高濃度菌泥。儲存罐曝氣保證菌泥的溶解氧＞2mg/L。儲存罐菌泥收集時間不超過2d。

2.生產(chǎn)準(zhǔn)備：停止儲存罐的曝氣和攪拌，菌泥沉淀1h后，濃度達到30000mg/L以上，含水率低于97％。

3.濃縮：菌泥從儲存罐底部三角錐排出，通過管道輸送到離心機入口，另一管道輸送高分子絮凝劑PAM到離心機入口。菌泥和PAM在離心機混合，菌泥進一步絮凝進而離心脫水，其含水率降低到82％。

酶解使用：離心出來的菌泥呈蛋糕狀，直接用于微生物蛋白的發(fā)酵。液態(tài)的微生物復(fù)合酶制和啤酒廠排放的啤酒酵母粉按比例混合攪拌后，直接用于該啤酒廠排放的啤酒酵母的發(fā)酵酶解。

4.利用啤酒廢水生產(chǎn)的單細胞復(fù)合酶制劑：

干基蛋白45.0％～55.0％，干基總氨基酸38.0％～50.0％，干基無機氮≤3.0％，干基總核苷酸3.0％～5.0％，總核苷酸/總氨基酸比值≥0.08，總核苷酸/蛋白≥0.06，溶菌酶活力300～500U/g干基，核酸酶2000～4000U/g干基，蛋白酶5000～10000U/g干基

實施例2.糖蜜谷氨酸生產(chǎn)廢水生產(chǎn)用于蛋白飼料酶解的單細胞復(fù)合酶制劑

原料：糖蜜谷氨酸生產(chǎn)的廢水具體特征如下：廢液外觀呈棕褐色，表面有少量氣泡，酸性較強，有機物濃度較高，COD負(fù)荷高達30000～70000mg/L，BOD負(fù)荷20000～42000mg/L，懸浮物含量高，為12000～20000mg/L。廢水中含大量微生物代謝副產(chǎn)物有機酸，主要有乳酸、琥珀酸等，糖蜜谷氨酸廢水中氨基酸總量高達7％以上，除殘余谷氨酸外，其它殘留氨基酸主要有天冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸、繳氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、苯丙氧酸、賴氨酸、精氨酸等，廢水中還有殘?zhí)恰⒛蛩氐?，?dǎo)致廢水NH₃-N高達6000～8000mg/L。

生產(chǎn)工藝：

生產(chǎn)工藝使用谷氨酸生產(chǎn)廠現(xiàn)有的廢水處理系統(tǒng)，經(jīng)過工藝升級和操作控制實現(xiàn)了單細胞復(fù)合酶制劑的生產(chǎn)。

預(yù)處理。

1.過濾：廢水由進水泵提升至細格柵機200，細格柵機用于去除廢水中較大顆粒的懸浮、漂浮物，格柵柵距選3mm；

2.pH調(diào)節(jié)：過濾后的廢水經(jīng)管道輸送至調(diào)節(jié)池201，在調(diào)節(jié)池進水處加NaOH，pH調(diào)節(jié)到6-8之間，通過在線pH探頭檢測和控制NaOH添加量，調(diào)節(jié)池底部設(shè)有泥斗，定期抽除沉淀物；

3.沉淀：調(diào)節(jié)池廢水泵入平流式初沉池202，靠重力作用使廢水中的顆粒懸浮物進一步沉降，通過初沉池202底部的刮板收集去除，上清液在初沉池末端溢流。初沉池平均停水時間為4h，有效水深4.0m。

營養(yǎng)物質(zhì)含量的調(diào)節(jié)。糖蜜谷氨酸生產(chǎn)廢水氮源充足，只需補充磷源和特定的微量元素。

1.平流式初沉池出水通過管道輸送到集水井203，集水井含有一個用于攪拌的潛水泵，潛水泵一直工作使廢水水質(zhì)均勻，集水井含一個檢測液位計，可以計算廢水體積；

2.初沉池序批式進水結(jié)束后，取集水井水樣檢測COD、總磷，通過液位計計算廢水水量，按照COD：總磷＝100::1.5，計算出總磷的補充量；

3.過磷酸鈣均配置成固定濃度的水溶液，通過離心泵一次性添加到集水井203中，利用潛水泵的攪拌使得廢水水質(zhì)均勻；

4.微量元素的補充主要是硫酸鋅和硫酸鉬，以廢水中2mg/L Zn²⁺和1mg/L Mo²⁺的濃度需求進行補充添加。硫酸鋅和硫酸鉬均稀釋成固定濃度的水溶液進行添加，添加方式通過離心泵一次性添加到集水井中，利用潛水泵的攪拌使得廢水水質(zhì)均勻；

5.根據(jù)COD數(shù)據(jù)，確定稀釋比例，稀釋廢水COD濃度到5000mg/L。稀釋水為SBR曝氣池204出水上清液，稀釋水添加位置為廢水從集水井到SBR曝氣池的管道中，稀釋比例控制通過離心泵、閥門控制，通過流量計決定閥門開度。

微生物培養(yǎng)。

糖蜜谷氨酸生產(chǎn)廢水的微生物培養(yǎng)方法選擇序批式培養(yǎng)法的SBR工藝，菌體繁殖培養(yǎng)方式選擇完全混合式。

1.進水階段，SBR曝氣池需含有一定體積和濃度的菌泥濃液，并在該階段持續(xù)曝氣，曝氣保證DO在1mg/L左右。菌泥體積和濃度根據(jù)曝氣時溫度決定，當(dāng)曝氣時溫度在10～20℃時，菌泥體積不低于有效體積的1/4，質(zhì)量濃度不低于20000mg/L；當(dāng)曝氣池溫度在20～30℃時，菌泥體積不低于有效體積的1/5，質(zhì)量濃度不低于20000mg/L；當(dāng)曝氣池溫度在30～40℃時，菌泥體積不低于有效體積的1/5，質(zhì)量濃度不低于15000mg/L。進水階段，進水時間為0.5h，恒定流量進水。

2.曝氣階段，氨基酸生產(chǎn)廢水和菌泥完全混合，菌體吸收利用氨基酸廢水中的有機物質(zhì)新陳代謝，菌體以絮狀的形式完全混合在SBR曝氣池中。該階段全程曝氣增氧保證SBR曝氣池溶解氧在1～2mg/L之間，pH在7.5～8.5之間，氧化還原電位在+200～+400mV之間。SBR曝氣池為開放式培養(yǎng)環(huán)境，溫度受氣溫影響比較大，培養(yǎng)溫度限于10～40℃。曝氣階段，持續(xù)時間為6h。

3.沉淀階段，停止曝氣后，依靠重力作用，絮狀菌體沉淀下來，形成菌泥。曝氣階段，持續(xù)時間為0.5h。

4.排水和排泥階段，排水和排泥階段同時進行，以保證菌泥質(zhì)量。排水通過潷水器排放。排泥指菌泥從SBR曝氣池底部排出，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)，剩余部分菌泥作為接種菌泥留在SBR曝氣池作為接種液備用。用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量根據(jù)SBR曝氣池溫度決定，當(dāng)曝氣池溫度在10～20℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占SBR曝氣池總菌泥量的1/12；當(dāng)曝氣池溫度在20～30℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占SBR曝氣池總菌泥量的1/10；當(dāng)曝氣池溫度在30～40℃時，用于單細胞復(fù)合酶制劑生產(chǎn)的菌泥量占SBR曝氣池總菌泥量的1/8。

生產(chǎn)單細胞復(fù)合酶制劑：

利用糖蜜谷氨酸生產(chǎn)廢水生產(chǎn)的單細胞復(fù)合酶制劑序批式排放，選擇干燥保存后使用。

1.菌泥收集：排出的用于生產(chǎn)單細胞復(fù)合酶制劑的菌泥收集在具曝氣功能的儲存罐205內(nèi)，儲存罐為圓柱形，底部有三角錐，用于排出高濃度菌泥。儲存罐曝氣保證菌泥的溶解氧＞2mg/L。儲存罐菌泥收集時間不超過2d。

2.生產(chǎn)準(zhǔn)備：停止儲存罐205的曝氣和攪拌，菌泥沉淀1h后，濃度達到30000mg/L以上，含水率低于97％。

3.濃縮：菌泥從儲存罐底部三角錐排出，通過管道輸送到絮凝池，絮凝池持續(xù)恒流添加高分子絮凝劑PAM，菌泥和PAM在絮凝池混合，溢流進入板框機206，菌泥進一步脫水，其含水率降低到80％。

4.干燥：菌泥通過絞龍輸送到閃蒸干燥設(shè)備207，菌泥干燥溫度70℃，干燥時間2s，含水率降低到20％以下。

5.酶解使用：干燥后的菌泥呈粉狀，可以用于流動性好的微生物蛋白的發(fā)酵。菌泥和濕酵母粉按比例混合攪拌后，作為單細胞復(fù)合酶制劑參與到酵母的酶解。

產(chǎn)品參數(shù)：

利用糖蜜谷氨酸生產(chǎn)廢水生產(chǎn)的單細胞復(fù)合酶制劑：

干基蛋白45.0％～65.0％

干基總氨基酸38.0％～55.0％

干基無機氮≤3.0％

干基總核苷酸3.0％～5.0％

總核苷酸/總氨基酸比值≥0.08

總核苷酸/蛋白≥0.06

溶菌酶活力300～500U/g干基

核酸酶2000～4000U/g干基

蛋白酶5000～10000U/g干基

實施例3：本例是原料選取、自溶生產(chǎn)的制造例

本例使用啤酒工廠的有機廢水實時培養(yǎng)的富含內(nèi)源酶的復(fù)合菌群作為單細胞復(fù)合酶制劑的原料，復(fù)合菌群培養(yǎng)后通過沉淀離心的工序出去大部分細胞外水分，沉淀后菌群含水率為90％～98％，離心脫水后含水率降低至80％～85％，所制得的單細胞復(fù)合酶制劑的蛋白含量(干基)高于50％，通過可計量螺桿泵輸送至自溶設(shè)備。

酵母使用市售普通經(jīng)干燥的未自溶啤酒酵母，蛋白含量為50％。

將準(zhǔn)備好的單細胞復(fù)合酶制劑與酵母按干物質(zhì)50％/50％比例進行添加，比例的添加實現(xiàn)方式是通過螺桿輸送泵及輸送蛟龍的電機頻率來實現(xiàn)。

自溶混合物除了復(fù)合菌群有酵母外，還可以添加載體輔料。

將物料根據(jù)固定比例輸送至自溶設(shè)備進行自溶處理。本實施例的自溶設(shè)備由雙螺桿空心槳葉設(shè)備所提供。自溶的溫度要求為：低溫段物料溫度保持在55℃，時間是30分鐘高溫段物料溫度保持在70℃，時間是60分鐘，自溶物料水分要求為：混合物料水分含量不低于75％，當(dāng)混合物料水分含量達不到要求時通過噴頭往物料噴灑清水。

自溶后的物料輸送至干燥設(shè)備進行干燥，所述干燥設(shè)備為單滾筒干燥機，干燥后物料水分為12％～20％。

經(jīng)干燥后的物料通過氣流提升設(shè)備輸送至隧道式微波滅菌設(shè)備進行滅菌，滅菌時間5～15分鐘，滅菌后物料水分含量為5％～15％。滅菌后的物料的霉菌總數(shù)、細菌總數(shù)符合《GB 13078-2001》飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

滅菌后的物料經(jīng)氣流式超微粉碎設(shè)備進行超微粉碎。粉碎后的物料細度為：100％過80目，90％過100目。粉碎合格的物料包裝成成品。所述超微粉碎設(shè)備可以是輥式磨粉機，也可以是氣流式粉碎機。

選用上述原料和使用上述生產(chǎn)工藝制成的酵母自溶物具有質(zhì)量指標(biāo)如表1所示：

表1

實施例4是酵母自溶生產(chǎn)的實施例，本例使用啤酒工廠的有機廢水實時培養(yǎng)的富含內(nèi)源酶的復(fù)合菌群作為單細胞復(fù)合酶制劑原料。

復(fù)合菌群培養(yǎng)后通過沉淀離心的工序出去大部分細胞外水分，獲得蛋白含量高于50％的單細胞復(fù)合酶制劑，通過可計量螺桿泵輸送至自溶設(shè)備。

酵母使用來自于啤酒工廠通過壓濾獲得的脫水新鮮酵母，未經(jīng)干燥處理，蛋白(干基)高于50％將準(zhǔn)備好的單細胞復(fù)合酶制劑與酵母按干物質(zhì)50％/50％比例進行添加，比例的添加實現(xiàn)方式是通過螺桿輸送泵及輸送蛟龍的電機頻率來實現(xiàn)。

將物料根據(jù)固定比例輸送至自溶設(shè)備進行自溶處理。自溶的溫度要求為：低溫段物料溫度保持在55℃，時間為30分鐘，高溫段物料溫度保持在75℃，時間為30～40分鐘。自溶的低溫段使用噴頭向物料噴灑蛋白酶，添加量為自溶物料(干基)的1.5％。自溶物料水分要求為：混合物料水分含量不低于75％，當(dāng)混合物料水分含量達不到要求時通過噴頭往物料噴灑清水。

自溶后的物料輸送至干燥設(shè)備進行干燥，干燥設(shè)備為旋風(fēng)式氣流干干燥機，干燥后物料水分為15％～25％。

經(jīng)干燥后的物料通過輸送設(shè)備輸送至隧道式微波滅菌設(shè)備進行滅菌，滅菌時間5～15分鐘，滅菌后物料水分含量為5％～15％。滅菌后的物料的霉菌總數(shù)、細菌總數(shù)符合《GB 13078-2001》飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

滅菌后的物料經(jīng)氣流式超微粉碎設(shè)備進行超微粉碎。粉碎后的物料細度為：100％過80目，95％過100目。粉碎合格的物料包裝成成品。

選用上述原料和使用上述生產(chǎn)工藝制成的酵母自溶物具有以下表2中的質(zhì)量指標(biāo)：

表2

實施例5：本例是高溫段自溶最佳溫度值的實驗例

本專利所指的單細胞蛋白中所含的內(nèi)源酶的最適反應(yīng)溫度范圍由梯度實驗獲得，參數(shù)的確定是以自溶后產(chǎn)品中的游離核苷酸及游離堿基的含量進行最終確定，因為內(nèi)源酶發(fā)揮效率的高低最終反應(yīng)在游離核苷酸及游離堿基這兩個核心指標(biāo)上。小肽及游離氨基酸也是自溶及酶解的產(chǎn)物，但并不適合作為自溶的評估指標(biāo)，因為大量添加蛋白酶就可以獲得很高含量的小肽及游離氨基酸，但只有游離核苷酸才會在合適的自溶條件核酸酶作用下產(chǎn)生。

獲得高溫段最佳自溶溫度的實驗方案為：

本例中的單細胞蛋白為啤酒廢水培養(yǎng)的復(fù)合菌群，干物質(zhì)蛋白含量達到50％。選取剛培養(yǎng)結(jié)束復(fù)合菌群放置于燒杯中，用于單獨自溶，查看其自溶條件。

將燒杯放置于恒溫水浴鍋內(nèi)，自溶時使用電動攪拌機持續(xù)攪拌，物料的含水率不低于80％。

自溶時間共180分鐘，每隔1小時取出部分樣品進行處理并用于測定。

自溶的溫度梯度見下表，物料在自溶后經(jīng)微波滅菌干燥后測定游離核苷酸及游離堿基含量，其含量如下表3及表4。

表3

從上述表中可以看出單細胞蛋白的內(nèi)源酶在65℃以上時發(fā)揮的效率開始提高，在70℃～85℃范圍內(nèi)獲得的游離核苷酸含量最高。

表4

從上述的堿基數(shù)據(jù)及圖表中可以看出，在低于70℃的情況下，自溶過程中的堿基增長較快，在70℃～95℃的各實驗組數(shù)據(jù)可以看出，堿基的增長非常緩慢，說明了作為巴氏滅菌的關(guān)鍵溫度，在自溶高于70℃時有害微生物的生長被顯著抑制，也就不會將自溶產(chǎn)生的游離核苷酸降解為堿基。

綜合游離核苷酸及堿基的數(shù)據(jù)可以看出，溫度在60℃時自溶效率開始逐步提高，70℃時自溶效率達到最高，可以看出60℃～70℃的溫度范圍自溶效率并不低，但主要的缺點是此溫度范圍是有害微生物的最適生長溫度，從而導(dǎo)致大量的游離核苷酸被有害微生物降解。

另一方面，85℃～95℃仍有較高含量的游離核苷酸含量可以看出，菌體內(nèi)的溶菌酶、核酸酶最適反應(yīng)溫度范圍廣且溫度高，并且顯著高于現(xiàn)有的工業(yè)用蛋白酶。微生物的溶菌酶、核酸酶是屬于耐高溫酶，最適溫度在60℃以上并且隨著溫度的升高酶活性并沒有顯著降低。

因此，根據(jù)上述實驗結(jié)果本發(fā)明將高溫段自溶溫度選定在巴氏滅菌溫度(70℃)以上,既可以發(fā)揮內(nèi)源酶活性又能阻止有害微生物的生長，從而生產(chǎn)出游離核苷酸含量更高的酵母產(chǎn)品。

實施例6：本例是高溫段自溶最佳時間范圍的實驗例。

本專利所指的單細胞蛋白所含的內(nèi)源酶的高溫段最適反應(yīng)時間參數(shù)由梯度實驗獲得，參數(shù)的確定也是由自溶后產(chǎn)品中游離核苷酸及游離堿基的含量進行確定。

獲得高溫段最佳自溶時間的實驗方案為：

本例所采用的單細胞復(fù)合酶制劑為啤酒工廠有機廢水培養(yǎng)的復(fù)合菌群，單細胞復(fù)合酶制劑的質(zhì)量含量占自溶混合物的50％，選取剛培養(yǎng)結(jié)束的復(fù)合菌群至燒杯中用于實驗。將燒杯放置于恒溫水浴鍋內(nèi)，自溶時使用電動攪拌機持續(xù)攪拌，物料含水率不低于80％。自溶溫度選取實施例5實驗獲得高溫段最適自溶溫度范圍分別選取70℃，85℃兩個溫度進行梯度自溶時間梯度實驗。

自溶時間根據(jù)實驗梯度設(shè)計，以1小時為單位測定自溶后的游離核苷酸及游離堿基含量，見下表。

物料在自溶后需要經(jīng)微波滅菌，干燥后備測。

表5

表6

從上述數(shù)據(jù)與表中可以看出，在70℃和85溫度兩種溫度情況下，游離核苷酸含量在自溶的最初2小時內(nèi)上升最快，3小時以后持續(xù)保持穩(wěn)定，核苷酸含量不再顯著提高。說明內(nèi)源酶在最初的2小時內(nèi)持續(xù)的進行酶解反應(yīng)，且反應(yīng)完全。在70℃的情況下，游離核苷酸在3～4小時內(nèi)達到最高，第5小時開始下降，說明有害微生物持續(xù)生長。在85℃情況下，3小時以后游離核苷酸與堿基含量持續(xù)保持穩(wěn)定，說明在4小時后酶解反應(yīng)基本結(jié)束且有害微生物并未繁殖。

綜合實驗結(jié)果可以看出在70℃以上的溫度進行自溶，自溶的理想時間為1～4小時，最佳的時間為2～3小時，這個自溶時間要顯著少于現(xiàn)有的酵母自溶工藝，說明未經(jīng)提取的單細胞蛋白的內(nèi)源酶酶解效率要顯著高于工業(yè)的蛋白酶。

實施例7：本例是單細胞復(fù)合酶制劑與酵母最佳比例的試驗例。

將單細胞復(fù)合酶制劑作為內(nèi)源酶酶解酵母的最適比例通過實驗獲得，因為本專利提到的單細胞復(fù)合酶制劑所含的內(nèi)源酶的理論含量和實測值無法通過計算來和酵母進行精確配比，因為兩者的酶解過程涉及到過程較為復(fù)雜，所以通過實驗查看不同的混合比例自溶獲得的游離核苷酸含量可以判定最適的比例。

獲得最佳混合比例的實驗方案為：

本例中的單細胞復(fù)合酶制劑為啤酒工廠有機廢水培養(yǎng)的復(fù)合菌群，也可以是枯草芽孢桿菌，干物質(zhì)蛋白含量達到50％。

所述酵母選取啤酒工廠通過壓濾獲得酵母，未經(jīng)干燥及生化提取。

比例是以兩者的干物質(zhì)含量進行配比。

自溶的參數(shù)：溫度70℃，自溶時間3小時，在恒溫水浴鍋內(nèi)進行自溶，物料不斷進行攪拌。物料在自溶后需要微波滅菌，干燥后備測。

表7

從上述實驗數(shù)據(jù)及圖表中可以看出，酵母在只依靠自身的情況下自溶只能產(chǎn)生含量較低的游離核苷酸，顯著低于相同質(zhì)量水平下的富含內(nèi)源酶的單細胞蛋白。隨著在酵母中添加的單細胞復(fù)合酶制劑的比例逐步提高，自溶產(chǎn)生的游離核苷酸也逐步提高，當(dāng)添加量提高到30％時混合物自溶的游離核苷酸的含量已經(jīng)和使用100％單細胞蛋白自溶含量相同，繼續(xù)提高比例是混合自溶的核苷酸產(chǎn)出率已經(jīng)高出兩者單獨自溶。

從結(jié)果可以分析的，酵母中所含的內(nèi)源酶及核酸，相對的內(nèi)源酶含量缺乏，相反的本專利所提到的單細胞復(fù)合酶制劑的內(nèi)源酶比核酸含量豐富，因此當(dāng)兩者混合自溶時可以起到酶解底物與酶制劑互補的作用。因此，從圖表中可以看出的，當(dāng)酵母中所含的單細胞蛋白達到60％時，自溶后的游離核苷酸含量最高，說明混合后酶解底物與酶制劑的比例正好合適。

實施例8：本例是采食量試驗例。

通過仔豬的雙料槽偏好性試驗評估使用本專利自溶工藝的酵母自溶物與市售普通酵母自溶物在誘食及采食量方面的差異。仔豬的雙料槽模型試驗可以測定仔豬對特定原料風(fēng)味的偏好，對于仔豬來說采食其偏好的飼料可以提高采食量，進而提高生長速度。

試驗方案：

評估原料：實施例2中的酵母自溶物含蛋白54.6％、游離核苷酸2.33％、小肽29.4％，普通市售酵母自溶物蛋白為51.3％，游離核苷酸為1.65％，小肽含量為26.8。試驗飼料，基礎(chǔ)日糧為市售斷奶仔豬飼料，試驗飼料配比見下表11。

試驗動物：選擇斷奶日齡、體重接近，采食正常、健康的斷奶仔豬75頭，隨機分成5組。

表8

試驗方法：

在同一欄內(nèi)放入料位和規(guī)格型號相同的料槽2個(要求每個料槽的料位必須與試驗豬數(shù)量一致)，分別在料槽內(nèi)加入一定數(shù)量的試驗飼料(要求飼料的數(shù)量必須充足，保證2小時內(nèi)不會出現(xiàn)飼料不夠的情況)，A料槽加A料，B料槽加B料，讓豬自由采食2小時后收集料槽中剩余的飼料并計量，然后在A料槽中加B料，B料槽中加A料進行上述相同的試驗。

在試驗期間觀察兩個料槽采食飼料豬的數(shù)量，并用攝像機和照相機跟蹤拍攝兩個料槽豬采食情況和豬數(shù)量變化情況。要求：試驗連續(xù)進行3～4次，每次3～4個重復(fù)。共3～5天，或某一飼料采食結(jié)束為止。

結(jié)果計算：

測定指標(biāo)：采食量和偏嗜指數(shù)：

A日糧偏食指數(shù)＝A組總采食量/B組總采食量

表9

試驗結(jié)果顯示，在實施例試驗條件下，斷奶仔豬對于本專利自溶技術(shù)生產(chǎn)的酵母自溶物配制的飼料具有偏好性，對于含有其成本飼料采食量更高，自溶出產(chǎn)生的更高含量的游離核苷酸及小肽含量表現(xiàn)出了更好的誘食效果。