[发明专利]一种复合菌种两步发酵法制备富含精氨酸的高蛋白有机肥的方法

说明书

本发明公开了一种复合菌种两步发酵法制备富含精氨酸的高蛋白有机肥的方法，所述方法包括如下步骤：(1)将植物渣粕分别粉碎后，按比例混合均匀，制备成混合物；(2)在步骤(1)制得的混合物中加入糖蜜酵母发酵废液，制成发酵培养基；(3)将混合菌种A接种到步骤(2)制得的发酵培养基中，28～32℃条件下混合发酵24～28h，得前发酵液1；(4)将混合菌种B接种到前发酵液1中，28～32℃条件下混合发酵24～48h，得后发酵液2；(5)将后发酵液2烘干、粉碎，即得所述富含精氨酸的高蛋白有机肥。本发明方法具有工艺安全、制备便捷、并适合大规模工业化生产的优势。

技术领域

本发明涉及有机肥技术领域，尤其是涉及一种通过混合菌种，在培养基中两步发酵的方法制备富含精氨酸的高蛋白有机肥的方法。

背景技术

全世界酵母年产量300多万吨，酵母的生产主要以甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜为主，糖蜜的成分比较复杂，含有大量的无机盐类和大分子糖类有机物，其在糖加热过程中首先形成糠醛，糠醛可以被驯化过的厌氧污泥降解，但深色的焦糖化合物的降解性能非常差。焦糖化合物存在于酵母废水中，使得酵母废水的颜色变深，同时废水中黑色素、酚类、焦糖、大分子有机物、无机盐类和SO₄^2-的浓度均较高，废水中含有丰富的氮、磷、钾、钙、铁等无机微量元素以及腐殖酸、黄腐酸等有机物质，废水中还含约0.5％干物质，主要成分为酵母蛋白质、纤维素、胶体物质，以及未被充分利用的废糖蜜中的营养成分如残糖等。

火麻粕、米糠粕、芝麻粕、花生粕和豆粕分别是火麻、米糠、芝麻、脱壳花生和大豆榨油之后的副产物，是新型高营养的植物蛋白资源，这几种植物渣粕中粗蛋白含量高达30％～50％，且富含多种氨基酸，渣粕经益生菌发酵水解，能产生大量具有独特生理活性功能的活性肽。

然而，这几种植物渣粕原料目前均未得到充分及有效的利用，归其原因，可能是因为从酵母液体发酵罐中分离的酵母废水，COD最高可达110000mg/L，造成酵母行业废水难以生物处理的主要原因，目前，酵母废水主要是生化处理UASB厌氧反应器，但此方法会导致厌氧系统的处理效率逐步下降，导致运行瘫痪。火麻粕、芝麻粕与米糠粕的应用主要是经碱溶酸沉等工艺进行火麻蛋白粉的提取，并将提取的蛋白用碱性蛋白酶水解制备多肽，生产工艺复杂，提取的过程中易引入化学物质，且提取率低，不能充分的利用火麻粕、芝麻粕与米糠粕的营养价值。豆粕中含有多种抗营养因子如胰蛋白酶抑制因子、大豆球蛋白等，胰蛋白酶抑制因子抑制胰蛋白酶、凝乳蛋白酶活性，蛋白质的消化率大打折扣，使机体生长受抑制，大豆球蛋白具有抗原性和致敏性，阻碍豆粕饲料的利用，目前降低豆粕中抗营养因子的方法主要有物理法、化学法、生物法。物理法主要是加热的方式去除抗营养因子，胰蛋白酶等对热敏感，但是其他的抑制因子无法通过加热去掉，并且加热也会破坏其它的营养物质；化学法常不被采用，因为化学法处理过程中会有大量化学物质残留，导致去除困难及成本增加，生物法是利用微生物对脱脂豆粕进行发酵，但是此方法得到的豆粕发酵液呈现的豆腥味未能得到很好的解决。花生粕目前主要用于饲料，产品附加值低，造成资源的严重浪费。

因此，有效消除豆粕中抗营养因子与豆腥味、使糖蜜酵母发酵废水变废为宝、充分利用豆粕、火麻粕、大米粕、芝麻粕、花生粕的高蛋白含量以提高其资源利用率增加优质有机肥原料来源成为目前急需解决的问题。糖蜜酵母发酵废水可在发酵过程中提供碳源、无机微量元素等营养物质；植物渣粕能给植物体提供丰富的氨基酸，同时枯草芽孢杆菌在发酵过程中通过精氨酸转录接收器，可将有关氨基酸生物合成精氨酸，同时利用复合菌种两部发酵法在发酵过程中产生的蛋白酶、淀粉酶、植酸酶、糖化酶等多种酶类，来消除脱脂豆粕中抗营养因子及豆腥味。经发酵后抗原性蛋白被水解为氨基酸和肽，低聚糖被水解为单糖，植酸被分解为无机磷酸盐，同时产生一些肽、有益微生物代谢产物、细菌素等活性物质，进而提高植物渣粕的营养价值。

因此，采用复合菌种两步发酵法制备的富含精氨酸的有机肥可增强植物根系发育，是植物内源激素多胺合成的前体，能提高作物的抗盐胁迫能力。

发明内容