专利名称：一种利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法
技术领域：
本发明涉及一种单细胞蛋白制备技术领域，具体地说是涉及一种利用啤酒生产厂 家糖化后的酒渣中残留的糖分和蛋白质及啤酒含氮废水浸泡后灭菌接种酵母，生产单细胞 蛋白的方法。
背景技术：
单细胞蛋白也叫微生物蛋白，它是人工培养的微生物菌体，单细胞蛋白不是一种 纯蛋白质，而是由蛋白质、脂肪、碳水化合物、核酸及含氮化合物、维生素和无机化合物等混 合物组成的细胞质团。单细胞蛋白所含的营养物质极为丰富。其中，蛋白质含量高达40% 80%，比大豆高10% 20%，比肉、鱼、奶酪高20%以上；氨基酸的组成较为齐全，含有人体 必需的8种氨基酸，尤其是谷物中含量较少的赖氨酸。单细胞蛋白中还含有多种维生素、碳 水化合物、脂类、矿物质，以及丰富的酶类和生物活性物质，如辅酶A、辅酶Q、谷胱甘肽、麦 角固醇等。单细胞蛋白的生产具有以下优点第一，生产效率高。第二，生产原料来源广。 第三，可以工业化生产。啤酒废渣的主要成分是麦壳和残留的淀粉、蛋白质等。啤酒废水主要是啤酒厂的 偏碱性的洗瓶、洗罐水，含有多种营养物质和微量元素，适宜微生物生长。据有关统计资料， 我国啤酒年产已达4000万t，按每生产1万t啤酒产干渣280t计，啤酒行业每年的啤酒干 渣产出量达112万t以上。目前，国内啤酒厂家的啤酒废渣大多数没有进行深加工利用，较 多情况是出售给农户成为饲料使用。而根据研究指出，家禽甚至猪等动物食用啤酒渣后可 能会出现“啤酒渣中毒”现象。所以导致大量的啤酒渣被废弃，污染环境，甚至成为多种有 害微生物滋长的温床。由于啤酒废渣中含有大量的没有被完全利用的碳源氮源物质，且碳氮比较高，故 被微生物利用后前期产酸产气性就十分严重，故国内外均较少利用啤酒废渣浸出液作为培 养基主体培养酵母等微生物用以生产单细胞蛋白。本方法系统的解决了以啤酒渣作为主体 培养生产酵母等单细胞蛋白问题。迄今尚未见有用啤酒废渣浸出液作为培养基主体培养酵母等微生物用以生产单 细胞蛋白的相关报导。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，解决以啤酒渣作 为主体培养生产酵母等单细胞蛋白问题。具有生产成本低，有效的综合利用酒糟，提高资源 的综合利用率，保护环境的特点。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种利用啤酒废渣生产单细胞蛋白 的方法，所述的啤酒废渣是利用大麦芽、淀粉等啤酒生产原材料糖化后的废渣；其特征是 将总氮含量在1 9%、总糖含量2 8%的啤酒含氮废水浸泡啤酒废渣5 40分钟，然 后过滤提取出浸泡提取液；所述的浸泡提取液加入发酵罐中灭菌接种、培养酵母，在20 28°C下搅拌，通风发酵，其通风比为0. 8 4vvm，起始PH5. 0 7. 5 ；酵母的培养时间为4_8天。vvm为通风单位，即每分钟单位体积的发酵液通入空气的体积数。为了提供更好的酵母培养环境，在加入浸泡提取液后，加入淀粉；按质量百分数 计淀粉加入量为不超过浸泡提取液的3%，其总糖为浸泡提取液的5 8%。进一步的，在加入浸泡提取液后，按质量百分数计，加入不超过浸泡提取液2%的 氮源，其总氮为浸泡提取液的3 9%。所述的氮源是硫酸铵，按质量百分数计，加入不超过 浸泡提取液的；或/和加入玉米粉，加入量为不超过浸泡提取液的2%。更进一步的，在加入浸泡提取液后，加入无机盐；按质量百分数计，其加入量为不 超过浸泡提取液的1%。所述的无机盐为氯化钠和磷酸氢二钾，按质量百分数计，氯化钠加 入量为浸泡提取液的0. 5% ；磷酸氢二钾加入量为浸泡提取液的0. 5%。所述的酵母菌种是假丝酵母属，其接种量一般为发酵物体积的3-8%。发酵方式可以是间歇式发酵，或分批发酵，连续发酵等。所用的发酵罐为气升式发酵罐，对应的搅拌方式为气升式搅拌法。或者所用的发酵罐为带有搅拌桨的发酵罐，相应的搅拌方式为搅拌桨搅拌法，转 速为50-300转/每分钟。与已有技术相比，本发明有益效果体现在本发明的最大特征在于对啤酒废渣中的营养成分的综合利用，啤酒废渣是啤酒生 产中共所周知的大麦芽，淀粉等经糖化后剩余的固体废弃物。解决原本不适宜用在单细胞 蛋白培养生产的原料利用问题。另一个技术特点是在啤酒废渣的啤酒废水浸出提取液中适量添加淀粉、硫酸铵、 无机盐物质后加入酵母菌种进行通风发酵。此外，本发明对于采用浸出提取液而言，利用液体搅拌通气发酵使酒糟中的残留 可利用成分生产单细胞蛋白，与传统的固态发酵生产单细胞蛋白相比，具有更大的利用价 值。因为，固态发酵导致后期分离的问题严重，且发酵时间慢，不能进行规模化、集约化生产。该方法能耗小、周期短、成本低，绿色环保。
下面通过具体实施例来进一步说明本发明。
具体实施例方式下面是本发明的实施例，其中，各物质的加入量均指以发酵液(啤酒废渣的啤酒 废水浸出提取液)加入量为基础，折算出的质量百分数。发酵方式为间歇式发酵。实施例1用大麦芽、淀粉等啤酒生产原材料糖化后的啤酒废渣中残留的糖分和蛋白质等营 养物质经啤酒含氮废水(俗称洗啤酒瓶子废水，总氮含量在1 9%、总糖含量2 8%)浸 泡后5分钟后，过滤提取出营养物质液在20°C _23°C下搅拌，接入酵母菌种通风发酵，酵母 菌种是假丝酵母属，其接种量一般为发酵物体积的3-8% ；其通风比为0. 8vvm，起始PH5. 0 ； 酵母的培养时间为4天，转速50rpm。产物中酵母数经血球计数板于显微镜下计数，经计算 后，酵母数为6. 84亿个/ml，用Kjehldahl法测得粗蛋白含量为47. 3%。提取出酵母，得到
4单细胞蛋白成品。实施例2用大麦芽、淀粉等啤酒生产原材料糖化后的废渣中残留的糖分和蛋白质等营养物 质经啤酒含氮废水浸泡40分钟后提取出营养物质液为基础，加入重量比硫酸铵、2%玉 米粉、0. 5%氯化钠、0. 5%磷酸氢二钾，接入酵母菌种发酵，起始PH6. 0 ；通风比为2vvm酵母 的培养时间为8天，转速200rpm。产物中酵母数经血球计数板于显微镜下计数，经计算后， 酵母数为9. 84亿个/ml，用Kjehldahl法测得粗蛋白含量为54. 7%。提取出酵母，得到单 细胞蛋白成品。实施例3用大麦芽、淀粉等啤酒生产原材料糖化后的废渣中残留的糖分和蛋白质等营养物 质经啤酒含氮废水浸泡20分钟后提取出营养物质液为基础，加入重量比3%玉米粉，使发 酵液中的总糖为5%，总氮为3% ；再加入重量比0. 5%氯化钠、0. 5%磷酸氢二钾，接入酵母 菌种发酵，起始PH5. 0 ；通风比为2vvm酵母的培养时间为6天，转速lOOrpm。产物中酵母数 经血球计数板于显微镜下计数，经计算后，酵母数为8. 64亿个/ml，用Kjehldahl法测得粗 蛋白含量为50.6%。提取出酵母，得到单细胞蛋白成品。实施例4用大麦芽、淀粉等啤酒生产原材料糖化后的废渣中残留的糖分和蛋白质等营养物 质经啤酒含氮废水浸泡30分钟后提取出营养物质液为基础，加入重量比1%硫酸铵，1%玉 米粉，使发酵液中的总糖为8%，总氮为9% ；加入0. 5%氯化钠，0. 5%磷酸氢二钾，接入酵 母菌种发酵，起始PH5.5 ；通风比为2vvm酵母的培养时间为8天，转速200rpm。产物中酵母 数经血球计数板于显微镜下计数，经计算后，酵母数为9. 94亿个/ml，用Kjehldahl法测得 粗蛋白含量为55.6%。提取出酵母，得到单细胞蛋白成品。
权利要求
一种利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，所述的啤酒废渣是利用大麦芽、淀粉等啤酒生产原材料糖化后的废渣；其特征是将总氮含量在1～9％、总糖含量2～8％的啤酒含氮废水浸泡啤酒废渣5～40分钟，然后过滤提取出浸泡提取液；所述的浸泡提取液加入发酵罐中灭菌接种、培养酵母，酵母菌种是假丝酵母属，其接种量为发酵物体积的3-8％；在20～28℃下搅拌，通风发酵，其通风比为0.8～4vvm，起始PH5.0～7.5；酵母的培养时间为4-8天。
2.如权利要求1所述利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，其特征是在加入浸泡提 取液后，加入淀粉；按质量百分数计淀粉加入量为不超过浸泡提取液的3%，其总糖为浸 泡提取液的5 8%。
3.如权利要求1所述利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，其特征是在加入浸泡提 取液后，按质量百分数计，加入不超过浸泡提取液2 %的氮源，其总氮为浸泡提取液的3 9%。
4.如权利要求3所述的利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，其特征是所述的氮源 是硫酸铵，按质量百分数计，加入不超过浸泡提取液的或/和加入玉米粉，加入量为不 超过浸泡提取液的2%。
5.如权利要求1所述利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，其特征是在加入浸泡提 取液后，加入无机盐；按质量百分数计，其加入量为不超过浸泡提取液的1%。
6.如权利要求5所述利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，其特征是所述的无机盐 为氯化钠和磷酸氢二钾，按质量百分数计，氯化钠加入量为浸泡提取液的0. 5% ；磷酸氢二 钾加入量为浸泡提取液的0. 5%。
7.如权利要求1所述利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，其特征是所述的发酵罐 为气升式发酵罐，对应的搅拌方法为气升式搅拌法。
8.如权利要求1所述利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，其特征是所述的发酵罐 为带有搅拌桨的发酵罐，对应的搅拌方式为搅拌桨搅拌法，转速为50-300rpm。
全文摘要
本发明公开了一种利用啤酒废渣生产单细胞蛋白的方法，所述的啤酒废渣是利用大麦芽、淀粉等啤酒生产原材料糖化后的废渣；其特征是将总氮含量在1～9％、总糖含量2～8％的啤酒含氮废水浸泡啤酒废渣5～40分钟，然后过滤提取出浸泡提取液；所述的浸泡提取液加入发酵罐中灭菌接种、培养酵母，在20～28℃下搅拌，通风发酵，其通风比为0.8～4vvm，起始PH5.0～7.5；酵母的培养时间为4-8天，得到单细胞蛋白成品。该方法能耗小，周期短，成本低，绿色环保。
文档编号C12N1/00GK101851583SQ20101016900
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者吴卫东, 张俊, 李丰伯, 杜继龙 申请人:黄山市迎客松生物科技有限公司;李丰伯