粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法

本发明涉及生物领域。具体地，本发明涉及粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法。

背景技术：

1、单细胞蛋白(scp)是以单细胞或多细胞微生物(如细菌、酵母、霉菌和藻类)为来源的蛋白质粗品或精制品的总称，又称菌体蛋白。单细胞蛋白因其营养丰富、拥有较高的蛋白质含量、生产具有繁育速度快、生产效率高、占地面积小、不受气候影响等优点，在当今世界蛋白质资源严重不足的情况下，可作为饲料代替一部分动物性饲料蛋白。

2、中国一直是产醋大国，这使得我国每年会产生大量的副产物醋糟。醋糟的含水量约为65％～75％，所含液体呈酸性，ph值在3.5左右。大多数企业处理醋糟的方式为直接掩埋，这种方式极易造成土地酸化等环境污染问题。少部分企业将醋糟资源化利用，如肥料化、基质化、能源化等，但仍存在很多问题，例如肥料化堆肥所需时间长、直接焚烧发电存在热值低、厌氧发酵存在沼液沼渣难处理等。

3、若能利用醋糟为原料生产单细胞蛋白饲料，不仅可以获得经济效益，而且可以解决处理醋糟对环境污染的问题，具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提出了粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法，可以使粘红酵母利用副产物醋糟作为碳源生长代谢及高产单细胞蛋白，具有单细胞蛋白产率高、发酵速度快、效率高、成本低等优点，可用于规模化生产，商业价值高。

2、本发明提出了一种粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：将粘红酵母种子液接种于发酵培养基中，进行发酵培养，得到发酵产物；收集所述发酵产物中的单细胞蛋白；其中，所述发酵培养基中含有醋糟水解液。

3、醋糟经水解后的水解液中富含含碳物质，可作为碳源供应微生物生长。但是，水解液中也存在一些不利于微生物生长的物质，例如乙酸、糠醛、5-羟甲基糠醛(hmf)等，使得并非所有微生物均可在其中生长。为此，本发明的发明人经深入研究发现，粘红酵母能够在醋糟水解液中生长，同时还可以高产单细胞蛋白，具有单细胞蛋白产率高、发酵速度快、效率高、成本低等优点，可用于规模化生产，商业价值高。

4、根据本发明的实施例，所述粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法还可以具有下列附加技术特征：

5、根据本发明的实施例，所述醋糟水解液是通过酸水解醋糟获得的。通过对醋糟进行酸水解，以便将醋糟中的半纤维素和部分纤维素水解为可发酵糖。

6、根据本发明的实施例，所述酸选自硫酸、磷酸和/或醋酸。

7、根据本发明的实施例，制备所述醋糟水解液的方法包括：将醋糟与酸溶液进行混合，得到混合液；将所述混合液进行加热，得到加热产物；将所述加热产物进行抽滤，抽滤过程中用水洗涤滤饼，收集滤液；调节所述滤液的ph值，将所得溶液进行抽滤，得到醋糟水解液。由此，以便充分提取出其中的含碳物质(例如糖类物质、乙酸等)，并且通过调节ph值以适合粘红酵母生长及产单细胞蛋白。

8、根据本发明的实施例，所述酸溶液的浓度为1～2w/v％；所述酸溶液和水的总体积与所述醋糟质量的比例为4：1～6：1，单位为ml/g；所述加热的温度为120～140℃，时间为40min～1.5h；调节所述滤液的ph值为6.9～7.1；调节所述滤液的ph值包括：先采用氢氧化钙调节，再用氨水调节。

9、发明人经过大量实验得到上述较优条件，由此，可以更佳充分地将醋糟中的半纤维素和部分纤维素水解为可发酵糖，并且减少不利于微生物生长的物质生成，以使粘红酵母在该处理方式所得水解液中生长代谢并高产单细胞蛋白。先采用氢氧化钙调节ph值至接近6.9～7.1，此时会产生一些沉淀，即发挥调节ph值和除杂目的，再用氨水微调ph值，以获得适合粘红酵母生长及产单细胞蛋白的水解液。

10、根据本发明的实施例，调节所述滤液的ph值之前，将所述滤液与活性炭进行摇动混合，得到脱毒混合液，再将所述脱毒混合液进行所述调节ph值。发明人发现，粘红酵母在未经脱毒处理和经脱毒处理的水解液中均可以生长及产单细胞蛋白，其中，在经脱毒处理的水解液中生长及产单细胞蛋白效果较佳。采用活性炭可以有效地脱除水解液中的糠醛和hmf等不利于粘红酵母生长的物质，且容易将活性炭等物质去除，操作方便，成本低。

11、根据本发明的实施例，所述摇动混合的温度为25～35℃，时间为0.5～1.5h，转速为150～250rpm；基于所述滤液的体积，所述活性炭的添加量为1～12w/v％，优选1～4w/v％。由此，可以使得活性炭与水解液充分作用，以除去不利于粘红酵母生长的物质，提高单细胞蛋白产量。示例性地，滤液的体积为ml，活性炭的添加量为mg；或者滤液的体积为l，活性炭的添加量为g。

12、根据本发明的实施例，所述发酵培养中进一步含有氮源；所述氮源选自下列至少一种：酵母粉、蛋白胨和豆粕粉。由此，有助于粘红酵母发酵产单细胞蛋白。

13、根据本发明的实施例，所述发酵培养基中，碳源浓度为20～40g/l，氮源浓度为5～12g/l，ph值为6.9～7.1；所述粘红酵母种子液的菌浓为1.7～2.5g/l，接种量为8～12体积％；所述发酵培养的温度为25～35℃，时间为72～120h。发明人经过大量实验得到上述条件，由此，有助于粘红酵母发酵并高产单细胞蛋白。

14、另外，本发明提出了一种粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：

15、取20±0.1g干醋渣与60ml 1.5w/v％硫酸溶液于130℃加热处理1h，将所得混合物进行抽滤，抽滤过程中用40ml温度为80℃的蒸馏水洗涤滤饼，得到滤液；

16、将所述滤液与2.5w/v％活性炭摇动混合1h，温度为30℃，转速为200rpm，将所得混合液中加入氢氧化钙粉末调节ph值至6～6.5时改用氨水继续调节ph值至7.0，将滤液再次进行抽滤去除沉淀，得到脱毒水解液；

17、将所述脱毒水解液与终浓度为7g/l的酵母粉混合，将所得混合液用0.22μm膜过滤后得到发酵培养基；

18、将菌浓为2g/l的粘红酵母种子液以10体积％的接种量接种于45ml所述发酵培养基中，30℃摇床中发酵培养96小时，摇床转速180rpm，得到发酵产物；

19、将所述发酵产物进行离心，收集沉淀，干燥，得到单细胞蛋白。

20、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述醋糟水解液是通过酸水解醋糟获得的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述酸选自硫酸、磷酸和/或醋酸。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述醋糟水解液的方法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述酸溶液的浓度为1～2w/v％；

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，调节所述滤液的ph值之前，将所述滤液与活性炭进行摇动混合，得到脱毒混合液，再将所述脱毒混合液进行所述调节ph值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述摇动混合的温度为25～35℃，时间为0.5～1.5h，转速为150～250rpm；

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵培养中进一步含有氮源；

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵培养基中，碳源浓度为20～40g/l，氮源浓度为5～12g/l，ph值为6.9～7.1；

10.一种粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提出了粘红酵母利用醋糟发酵生产单细胞蛋白的方法，所述方法包括：将粘红酵母种子液接种于发酵培养基中，进行发酵培养，得到发酵产物；收集所述发酵产物中的单细胞蛋白；其中，所述发酵培养基中含有醋糟水解液。利用本发明的方法可以使粘红酵母利用副产物醋糟的水解液作为碳源生长代谢及高产单细胞蛋白，具有单细胞蛋白产率高、发酵速度快、效率高、成本低等优点，可用于规模化生产，商业价值高。

技术研发人员：吴晶,张建安,王辰,吴鹏飞,刘宏娟,周玉杰,李款,尹进宝,李忆莲
受保护的技术使用者：太原理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1