专利名称：一种固体发酵生产白地霉培养物的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及生物领域，具体涉及以供动物营养饲料添加剂使用的酵母源白地霉培养物的固体发酵生产方法。
背景技术：
目前，精制甘薯淀粉生产多采用高精密机械加工设备，在洁净厂房内进行清洁法生产，工艺用水为软化水，洗涤干净无污的薯块由管道化输送，甘薯淀粉加工工序自动化控制，产生大量高卫生品质的甘薯渣和细胞液软水(俗称“汁水”、“废水”)。甘薯洛(sweet potato residues)是鲜甘薯加工淀粉过程中产生的大量副产物或作为废弃物的堆积，约占原料的109Γ14%，巨大的生物质再生资源未能有效利用，且严重污染环境。薯渣含淀粉均值50%(干基)，由淀粉酶、糖化酶水解，可产生糊精、麦芽糖和葡萄糖。
白地霉(Geotrichum Candidium Link)分类学上归于半知菌亚门，丛梗孢科,卵形孢霉族，地霉属，是一种类酵母状真菌(Bamett 1983年)。白地霉为单细胞生物，分布广，富含蛋白质和多种维生素。营养繁殖为裂殖。多弱发酵葡萄糖，分解果胶和油脂，在含葡萄糖底物中倍增时间为I. Γ1. 7h(30°C或25°C)。白地霉同化氮源蛋白胨、硫酸铵、天门冬素、尿素，白地霉的营养价值高，可供食用及做饲料。白地霉对培养基营养要求低，适应性广，是一种极具发展潜力的工业微生物，培养料国内外多用酒精废水、豆腐废水、豆腐酸浆、曲酒丢糟等废弃物来发酵生产白地霉，作为菌体蛋白使用。人们常以食品废水和氨基酸、有机酸等发酵废水、深层通气培养方式生产白地霉囷体蛋白。以白地霉利用有机废渣作固态发酵的菌种并不单一，部苏焕等人以白地霉和米曲霉双株固体发酵餐厨垃圾转化为饲料，其含菌体蛋白33. 87%，比原来增加了 6. 85%。也有用白地霉与黑曲霉、德式乳酸杆菌、枯草芽孢杆菌、啤酒酵母混种发酵乳酸废渣，提高蛋白质含量，同时使产品中具有多种消化酶及维生素。而以甘薯生物质甘薯渣之次生糖化渣和甘薯细胞液废水为培养基碳源和其它种类营养成分，利用甘薯生物质细胞液废水通风纯种培养白地霉作种子液，并以浅层固态发酵相结合的特殊发酵方式大规模生产白地霉菌体蛋白和代谢产物作饲料添加剂，以发挥纯种繁殖优势、减少固体培养物的杂菌污染、菌种单一发酵简便、产物安全性较好的液固发酵形式，未见报道。
发明内容
本发明目的是以含有C、N营养成分的糖化渣为主料，组成白地霉生长与代谢所需的培养基，通过固体发酵生产酵母源白地霉培养物饲料添加剂的方法。固体发酵(Solidfermentation)是以白地霉(Geotrichum candidum)和酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)为纯种经液体培养为接种剂,利用糖化洛的C、N营养物，辅以其他培养基成分，通过固体培养技术制备酵母培养物(yeast culture)
在各种制备酵母的工艺中，所适用的底物是含糖或多糖水解物。对甘薯渣酶法糖化醪的固液分离多以压滤法或离心法，滤渣残糖高，30%以上水解葡萄糖、可溶性氮、VB和微量矿物质残留在糖化渣内，这是培养酵母和益生菌的优质营养源。当培养基PH3. 5^4. 5时基质不需灭菌，为低成本的固体发酵提出一条节能方法。用市售纤维素酶虽然水解率低，但薯渣纤维经锉磨、筛分、旋流设备反复细碎加工，粒径变小，80%小于90 μ m ;又经高温液化和糖化工艺，糖化渣中的纤维基本熟化，性状变化大，适口性强，适宜做饲添剂固体发酵原料。本发明提供的一种浅盘固体发酵生产白地霉培养物的方法，包含以下步骤步骤I :配制试管斜面培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、琼脂2%，在30°C白地霉菌种进行试管斜面培养24h ；步骤2 :接种液体种子进行三角瓶培养，培养条件为摇床振荡110rpm、30°C，培养24h后，进行种子罐培养； 步骤3 :配制固体发酵培养基并消毒后，将步骤2所得白地霉种子液按10%接种混匀、装盘3飞cm厚，在30°C、相对湿度75%左右固体发酵培养3(T48h，轻轻翻动1_2次，至白色菌丝体布满表层；于60°C干燥至水分14%即得所述白地霉培养物。步骤I所述白地霉菌种，优选为科研或高校部门经过分类鉴定和通过安全性实验的纯种。多次传代，为防止菌种退化与变异，菌种需要经常进行复壮。作为优选，步骤I所述的菌种斜面培养基为葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、琼脂2%。作为优选，步骤2所述三角瓶液体种子培养基为葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%。作为优选，步骤2所述三角瓶液体种子培养基接种后的培养条件摇床振盈培养110rpm、30°C、24h。作为优选，步骤2种子罐为好氧菌发酵通用机械搅拌发酵罐。对好氧菌的固体发酵(Solid fermentation)的常见形式之一是浅盘培养,步骤3所述配制固体发酵培养基的原则以含有液体葡萄糖、可溶性氮、维生素和微量矿物质的甘薯渣酶法液糖分离的糖化渣为主。步骤3所述的辅料选用的标准是安全无毒、价格低廉、含有C、N、P的农副产品和饲料酵母通常适用的尿素和硫酸铵，以满足白地霉生长、代谢所需营养要求。作为优选，为防杂菌污染，步骤3所述消毒为100°C、60min固体培养基消毒与隔夜消毒共2次；以利于通气，步骤3所述的固体发酵条件为浅盘或浅层3-5cm培养。作为优选，步骤3所述的固体发酵条件为温度30°C左右，湿度相对湿度75%左右，白地霉白色菌丝在固体培养基上长满并有结块时，用无菌工具进行翻拌、继续培养，以达白色菌丝全部长满。本发明所述工艺生产白地霉培养物酵母源动物营养饲料添加剂，其粗蛋白含量均值38. 61%、水解氨基酸18种、种类齐全，具有动物营养必需氨基酸，含有有机酸、醇、维生素和微量元素等营养成分，经小白鼠急毒试验表明白地霉培养物无毒、安全，应用前景广阔。
具体实施例方式本发明公开了一种固体发酵生产白地霉培养物的工艺，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例I :以糖化渣为主料的复配固体培养基用细胞液废水调制。(I)菌种制备试管斜面菌种(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、琼脂2%，余量为水；121°C消毒20min，冷 至30 °C,接种中国菌种保藏中心的白地霉(Geotrichumcandidum) 2. 1084,30 °C培养24小时。三角瓶液体种子(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量为水；121°C消毒20min，冷至30°C。接种剂斜面种子，30°C培养24小时；种子罐液体种子(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量为水；121°C消毒20min，冷至30°C。接种剂接种量三角瓶种子液10%、30°C、培养24小时。(2)固体培养基配制(％):糖化渣60%、地瓜秧粉20%、玉米粉4%、膏状酵母抽提物2%、豆柏4%、尿素2. 2%、(NH4)2S043. 5%、磷酸氢钙O. 5%、生物素O. 2%、小麦次粉3. 6%。用甘薯细胞液调至捏之成团、丢之即散(快速水分测定物料含水65°/Γ70%) 100°C消毒60min ;消毒与隔夜消毒共2次；冷至30°C接液体种子。接种剂接种量种子罐种子液10% (W/W)，浅层3 5cm，30°C培养48小时。后处理白地霉接种物在60°C，气流干燥，检验合格后包装。结果测粗蛋白38. 25% ;其氨基酸全分解见附表。实施例2 :糖化渣为主料的复配固体培养基用薯渣酶法液糖调配。(I)菌种制备试管斜面菌种(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、琼脂2 %，余量为水；121 °C消毒20min,冷至30°C,接种购自中国菌种保藏中心的白地霉(Geotrichumcandidum)菌种号
2.1084，30°C培养 24 小时。二角瓶液体种子(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量为水；121°C消毒20min，冷至30°C。接种剂斜面种子，30°C培养24小时种子罐液体种子(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量为水；121°C消毒20min，冷至30°C。接种剂接种量三角瓶种子液10%、30°C、培养24小时
(2)固体培养基配制(％):糖化渣60%、地瓜秧粉20%、玉米粉4%、膏状酵母抽提物2%、豆柏4%、尿素2. 2%、(NH4) 2S043. 5%、磷酸氢钙O. 5%、生物素O. 2%、小麦次粉3. 6%，用甘薯细胞液调至捏之成团、丢之即散(快速水分测定物料含水65°/Γ70%) 100°C消毒30min ;消毒与隔夜消毒共2次；冷至30°C接液体种子。接种剂接种量种子罐种子液10% (W/W)，浅层3 5cm，30°C培养48小时。后处理白地霉接种物在60°C，气流干燥，检验合格后包装。结果测粗蛋白40. 75%。实施例3 :糖化渣为主料的复配固体培养基用自来水调配。
(I)菌种制备试管斜面菌种(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、琼脂2%，余量为水；121°C消毒20min，冷至30°C，接种白地霉2. 1084，30°C培养24小时。三角瓶液体种子(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量为水；121°C消毒20min，冷至30°C。接种剂斜面种子，30°C培养24小时种子罐液体种子(％):培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量为水；121°C消毒20min，冷至30°C。接种剂接种量三角瓶种子液10%、30°C、培养24小时。(2)固体培养基配制(％):糖化渣60、地瓜秧粉20、玉米粉4、膏状酵母抽提物2、豆柏4、尿素2. 2、(NH4)2S043. 5、磷酸氢钙O. 5、生物素O. 2、小麦次粉3. 6。用甘薯细胞液调至捏之成团、丢之即散(快速水分测定物料含水65°/Γ70%) 100°C消毒30min ;消毒与隔夜消毒共2次；冷至30°C接液体种子。接种剂接种量种子罐种子液10% (W/W)，浅层3 5cm，30°C培养48小时。后处理白地霉接种物在60°C，气流干燥，检验合格后包装。结果测粗蛋白36. 84% ;其氨基酸全分解见下表。
权利要求
1.一种固体发酵生产白地霉培养物的方法，包含以下步骤 步骤I :配制试管斜面培养基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、琼脂2%，在30°C白地霉菌种进行试管斜面培养24h ； 步骤2 :接种液体种子进行三角瓶培养，培养条件为摇床振荡110rpm、30°C，培养24h后，进行种子罐培养； 步骤3 :配制固体发酵培养基并消毒后，将步骤2所得白地霉种子液按10%接种混匀、装盘3飞cm厚，在30°C、相对湿度75%左右固体发酵培养3(T48h，期间轻轻翻动1_2次，至白色菌丝体布满表层；于60°C干燥至水分14%即得所述白地霉培养物。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤2所述三角瓶液体种子培养基为葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤2所述种子罐液体种子培养基为葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量为水。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤2种子罐为好氧菌发酵通用机械搅拌发酵罐。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤3所述固体发酵培养基的配方为糖化渣60%、地瓜秧粉20%、玉米粉4%、膏状酵母抽提物2%、豆柏4%、尿素2. 2%、(NH4) 2S043.5%、磷酸氢钙O. 5%、生物素O. 2%、小麦次粉3. 6%，加甘薯细胞液混合均匀，至混合物中含水 65% 70%。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤3所述消毒为100°C、60min固体培养基消毒与隔夜消毒共2次。
全文摘要
本发明涉及生物领域，具体涉及一种生产酵母源饲料添加剂的工艺，公开了以甘薯湿渣酶法葡萄糖副产物糖化渣为主料的固体发酵生产白地霉培养物的方法。本发明所述工艺生产酵母源动物营养饲料添加剂，其粗蛋白含量均值38.61%、水解氨基酸18种、种类齐全，具有动物营养必需氨基酸，含有有机酸、醇、维生素和微量元素等营养成分，经小白鼠急毒试验表明白地霉培养物无毒、安全，应用前景广阔。
文档编号A23K1/16GK102943049SQ201210484540
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月23日 优先权日2012年11月23日
发明者吴允山, 吴倩, 尚建丽, 张亚, 刘国海, 葛福祥, 吴震 申请人:山东宏河圣齐生物工程有限公司