一种酒糟降解酶制剂及菌酶协同生产单细胞蛋白的方法

本发明属于发酵酒糟饲料及生产酒糟来源的单细胞蛋白应用，涉及酒糟降解酶制剂及菌酶协同生产单细胞蛋白的方法，包括酒糟降解酶制剂，及其与饲用菌株米曲霉菌株/黑曲霉协同固态发酵中的应用。

背景技术：

1、糟渣是酿酒发酵后产生的大量废弃物，高含水量、高含酸量的特性致使其极易腐烂变质，滋生黄曲霉素等毒素，造成二次环境污染。固态酒糟是白酒生产的主要副产物，也是白酒生产的主要污染物。据统计，酒糟的产生量是白酒产量的4至8倍，目前仅中国需处理的酒糟达5000万吨以上，由此带来的农业、工业废弃物给国家的环保工作带来巨大压力。直接烘干或制有机肥等低效粗放的传统处理方式已经不能适应酿酒工业绿色发展需求。

2、酿酒一般采用高粱、小麦等原料，酒糟中含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素以及各种微量元素等。另一方面，由于特殊的生产工艺，鲜酒糟含水量高，不易贮存与运输，加之酿酒厂生产的周期性与利用季节性之间存在的矛盾，酒糟易腐败变质；此外，酒糟中含有35.6%的稻壳，粗纤维含量达18.6%，严重影响了酒糟营养价值的发挥，因此，酒糟的利用率不高，大部分被废弃或者燃烧，既浪费资源，又污染环境。目前对利用酒糟开发为发酵饲料，已有不少研究。但存在酒糟中木质纤维素降解不充分，饲料粗蛋白含量不高，且发酵周期长等一系列问题，从而限制酒糟开发为绿色饲品资源的产业化进程。

3、目前对利用酒糟开发为发酵饲料，已有不少研究。但存在酒糟中木质纤维素降解不充分，饲料粗蛋白含量不高，且发酵周期长等一系列问题，从而限制酒糟开发为绿色饲品资源的产业化进程。

技术实现思路

1、针对这个问题，本发明专利开发酒糟发酵专用酶制剂，以此开发菌酶协同固态发酵的酒糟单细胞蛋白相关技术，酱香型、清香型、浓香型、工业酒精酒糟等来源的单细胞蛋白产品中蛋白含量>28%, 氨基酸含量>22%,营养价值高，发酵周期短，真正实现酒糟变废为宝，从根本上解决酿酒丢糟带来的环境污染、养殖安全问题，打造白酒循环经济产业链。

2、本发明提供一种酒糟单细胞蛋白的酒糟降解酶制剂，其包括主酶系和辅助酶系，其主酶系是里氏木霉（ trichoderma reesei）a2h菌株液态发酵生产的纤维素酶发酵液；辅助酶系是过表达sdr脱氢酶和fae阿魏酸酯酶基因的黑曲霉（ aspergillus niger）60b-3dw的重组菌株进行发酵的发酵液。

3、优选地，主酶系：辅助酶系重量配比为7-10:1。

4、具体地，所述发酵液是通过对发酵后的培养液进行固液分离，收集上清液而得到。

5、优选地，sdr 脱氢酶氨基酸序列：ncbi登录号xp_046074751.1；fae氨基酸序列：ncbi登录号aqq72604.1。

6、在一个实施方式中，里氏木霉a2h菌株培养条件为：温度为24℃~28℃，ph4.8~5.2，转速250~300 rpm，发酵液中溶氧量25~35 %(v/v)，培养24~120小时；所述培养中的培养基包含如下组分：葡萄糖20~30 g/l，玉米浆干粉2~6 g/l，koh 1.60~1.72 g/l，(nh4)2so42.6~3.0 g/l和mgso40.4~0.8 g/l。

7、优选地，所述培养中，所述培养基包含如下组分：葡萄糖25 g/l，玉米浆干粉4 g/l，koh 1.66 g/l，(nh4)2so42.8 g/l和mgso40.6 g/l。

8、另外的实施方式中，所述重组菌株培养条件为：温度26~30℃和转速140~200转/分的条件下培养144~182小时；培养所用的发酵培养基包含如下组分：玉米芯45~55 g/l，酵母粉4~6 g/l，麦芽提取物4~6 g/l，硫酸铵2.6~3 g/l，磷酸二氢钾3~5 g/l，结晶硫酸镁0.8~1.0 g/l，结晶氯化钙0.8~1.0 g/l，初始ph调到6.0。

9、本发明进一步提供所述的酒糟降解酶制剂在降解酒糟中的应用。具体地，所述酒糟选自酱香型酒糟、清香型酒糟、浓香型酒糟、工业酒精酒糟。

10、本发明还提供一种利用酒糟通过菌酶协同生产单细胞蛋白的方法，其在酒糟中添加1-5%所述的酒糟降解酶制剂，并接种米曲霉（ aspergillus oryzae）a02和里氏木霉a2h，进行固态发酵培养，获得菌体蛋白。

11、优选地，所述酒糟选自酱香型酒糟、清香型酒糟、浓香型酒糟、工业酒精酒糟，按照料水比1:2-3加入水，作为固态发酵的培养基固态发酵是在25-32℃下培养48-96小时。

12、本发明是利用相关技术将酒糟制备成生物发酵饲料，对其进行大体量、规范化处理，能够真正做到酒糟的无害化与资源化利用。同时，白酒/工业酒糟富含有机物质，可以生产出的高蛋白的酒糟发酵饲料，用作饲料反哺畜牧业，真正做到酒糟资源变废为宝，实现传统农业蛋白如玉米、豆粕减量替代，减缓人畜争粮，形成“农业-酿酒-畜牧-农业”的完美生态循环。

技术特征：

1.一种酒糟降解酶制剂，其包括主酶系和辅助酶系，其特征在于，主酶系是里氏木霉（trichoderma reesei）a2h菌株液态发酵生产的纤维素酶发酵液；辅助酶系是过表达sdr脱氢酶和fae阿魏酸酯酶基因的黑曲霉（aspergillus niger）60b-3dw的重组菌株进行发酵培养的发酵液。

2.如权利要求1所述的酒糟降解酶制剂，其特征在于，主酶系：辅助酶系重量配比为7-10:1。

3.如权利要求1所述的酒糟降解酶制剂，其特征在于，所述发酵液是通过对发酵后的培养液进行固液分离，收集上清液而得到。

4.如权利要求1所述的酒糟降解酶制剂，其特征在于，sdr 脱氢酶氨基酸序列：ncbi登录号xp_046074751.1；fae氨基酸序列：ncbi登录号aqq72604.1。

5.如权利要求1所述的酒糟降解酶制剂，其特征在于，里氏木霉a2h菌株培养条件为：温度为24℃~28℃，ph4.8~5.2，转速250~300 rpm，发酵液中溶氧量25~35 %(v/v)，培养24~120小时；所述发酵培养中用到的培养基包含如下组分：葡萄糖20~30 g/l，玉米浆干粉2~6 g/l，koh 1.60~1.72 g/l，(nh4)2so4 2.6~3.0 g/l和mgso4 0.4~0.8 g/l。

6.如权利要求5所述的酒糟降解酶制剂，其特征在于，里氏木霉a2h菌株培养条件为：温度为26℃，ph5.0，发酵液中溶氧量30% (v/v)；所述培养基包含如下组分：葡萄糖25 g/l，玉米浆干粉4 g/l，koh 1.66 g/l，(nh4)2so4 2.8 g/l和mgso4 0.6 g/l。

7.如权利要求1所述的酒糟降解酶制剂，其特征在于，所述重组菌株培养条件为：温度26~30℃和转速140~200转/分的条件下培养144~182小时；培养所用的发酵培养基包含如下组分：玉米芯45~55 g/l，酵母粉4~6 g/l，麦芽提取物4~6 g/l，硫酸铵2.6~3 g/l，磷酸二氢钾3~5 g/l，结晶硫酸镁0.8~1.0 g/l，结晶氯化钙0.8~1.0 g/l，初始ph调到6.0。

8.如权利要求1至7任一项所述的酒糟降解酶制剂在降解酒糟中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述酒糟选自酱香型酒糟、清香型酒糟、浓香型酒糟、工业酒精酒糟。

10.一种通过菌酶协同生产单细胞蛋白的方法，其特征在于，在酒糟中添加1%至5%如权利要求1至7任一项所述的酒糟降解酶制剂，并接种米曲霉（aspergillus oryzae）a02菌株和里氏木霉a2h菌株，进行固态发酵培养，获得单细胞蛋白。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述酒糟选自酱香型酒糟、清香型酒糟、浓香型酒糟、工业酒精酒糟，按照料水比1:2-3加入水，作为固态发酵的培养基固态发酵是在25-32℃下培养48-96小时。

技术总结
本发明属于微生物和酶技术领域，公开一种酒糟降解酶制剂及菌酶协同生产单细胞蛋白的方法。所述酒糟降解酶制剂包括主酶系和辅助酶系，其中主酶系是里氏木霉A2H菌株液态发酵生产的纤维素酶发酵液；辅助酶系是过表达SDR脱氢酶和FAE阿魏酸酯酶基因的黑曲霉60B‑3DW的重组菌株进行发酵的发酵液。基于酒糟降解酶制剂的开发，饲用菌株里氏木霉和米曲霉通过菌酶协同作用将酒糟进行固态发酵生产单细胞蛋白。本发明对酒糟进行发酵的周期短，真正实现酒糟变废为宝，从根本上解决酿酒丢糟带来的环境污染、养殖安全问题，打造酒糟循环经济产业链。

技术研发人员：吴信,高乐
受保护的技术使用者：中国科学院天津工业生物技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12