本发明涉及生物发酵，尤其涉及一种培养基及其在制备苹果酸中的应用。
背景技术：
1、苹果酸是一种二元酸，又名2-羟基丁二酸，分子式为c4h6o5，因1785年由scheele从未成熟的苹果中分离而得名，分为l-苹果酸、d-苹果酸、dl-苹果酸三种构型。常温常压下，苹果酸是一种白色结晶状粉末，易溶解于水，微溶解于乙醇。l-苹果酸的口感柔和，在食品、医药等领域具有广泛的用途。例如，在食品领域作为世界第三大食品酸味剂(排在柠檬酸、乳酸之后)，在医药领域作为抗癌药物前体，在化工领域作为化妆品添加剂，同时其聚合物还可用于合成生物塑料。
2、海带(laminaria japonica)，是一种生长在低温海水中的褐藻植物，属于褐藻门(phaeophyta)、海带目(laminariaceae)、海带属(laminaria)的一种大型海藻，是我国主要海藻养殖品种之一，具有非常重要的生态价值和经济价值，是重要的海洋生物资源。我国在海带种植业的规模和产量均处于世界领先水平，并且已形成了以甘露醇、褐藻胶、碘为主要产品的工业体系，然而在以上体系中，超过一半以上的海带成分成为废弃物。海带渣是工业提胶的剩余产品，经过筛选、除杂、粉碎混合，采用低温干燥、超微粉碎加工制成；为具有海带特殊腥味的褐色或浅绿色的粉末。这种废弃物中含有大量有机质和营养盐，其诱发的水体富营养化以及赤潮极大地影响和破坏了海洋渔业经济及生态环境。这不仅是对有限自然资源的浪费，并且会伴生严重的环境污染。
3、豆粕是大豆提取豆油后的一种副产品，豆粕中含蛋白质43％左右及多种维生素，是植物性蛋白质饲料的主要来源，占畜禽蛋白质饲料原料用量的60％以上，亦可用于发酵中的氮源。但由于近年豆粕价格涨幅较大，为降低成本，需一种低廉氮源替代豆粕粉。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种培养基及其在制备苹果酸中的应用。本发明以海带渣、玉米浆、酒糟组成的复合氮源生产苹果酸及联产丁二酸的培养基，以降低生产成本，扩展海带渣的用途。
2、在第一方面，本发明提供了一种培养基，包括以下组分：海带渣、酒糟、玉米浆。
3、在一些实施方式中，所述培养基还包括葡萄糖、k2hpo4、kh2po4、mgso4、生物素、znso4、nacl或feso4中的一种或多种。
4、在一些实施方式中，所述培养基还包括葡萄糖、k2hpo4、kh2po4、mgso4、生物素、znso4中的一种或多种。
5、在一些实施方式中，所述培养基包括以下组分：每升培养基中，海带渣90～110g(例如90g、93g、96g、99g、102g、105g、108g、110g)，酒糟70～90g(例如70g、75g、80g、85g、90g)，玉米浆25～35g(例如25g、27g、29g、31g、33g、35g)，葡萄糖240～260g(例如240g、245g、250g、255g、260g)，k2hpo4 0.14～0.16g(例如0.14g、0.145g、0.15g、0.155gl、0.16g)，kh2po4 0.14～0.16g(例如0.14g、0.145g、0.15g、0.155g、0.16g)，mgso4·7h2o 0.08～0.12g(例如0.08g、0.09g、0.1g、0.11g、0.12g)，生物素0.18～0.22mg(0.18mg、0.19mg、0.2mg、0.21mg、0.22mg)，znso4·7h2o 0.04～0.06g(例如0.04g、0.045g、0.05g、0.055g、0.06g)。
6、在一些实施方式中，所述培养基包括以下组分：每升培养基中添加以下组分，海带渣100g，酒糟80g，玉米浆30g，葡萄糖250g，k2hpo4 0.15g，kh2po4 0.15g，mgso4·7h2o 0.1g，生物素0.2mg，znso4·7h2o 0.05g。
7、在第二方面，本发明提供了一种第一方面所述的培养基在制备苹果酸中的应用。
8、在第三方面，提供了一种苹果酸的制备方法，包括以下步骤：
9、(1)将种子培养液接至第一方面所述的培养基中，进行发酵，得到发酵液；
10、(2)加入氢氧化钙悬浊液调整所述发酵液的ph值，当所述氢氧化钙悬浊液不再消耗时结束发酵，得到含有苹果酸的发酵液。
11、在一些实施方式中，步骤(1)中，所述种子培养液的接种量为2～10％(v/v)；例如2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。
12、在一些实施方式中，步骤(1)中，所述发酵的温度为40～50℃，例如40℃、43℃、46℃、49℃、50℃。在发酵过程中，发酵温度均保持在上述范围内。
13、在一些实施方式中，步骤(1)中，所述发酵的压力为0.02～0.05mpa，例如0.02mpa、0.03mpa、0.04mpa、0.05mpa。在发酵过程中，发酵罐压强均保持在上述范围内。
14、在一些实施方式中，步骤(1)中，发酵过程中通入无菌空气，控制所述发酵液中的溶氧量为15～35％，例如15％、20％、25％、30％、35％。溶氧以空气饱和度(％)表示，在相似的条件下，在同样的温度、罐压、通气搅拌下进行比较。控制溶氧量采用控制通风比、搅拌转速的方式实现。
15、在一些实施方式中，步骤(1)中，通风比为1:(0.1-0.3)v/v·m，例如为1:0.1v/v·m、1:0.15v/v·m、1:0.2v/v·m、1:0.25v/v·m、1:0.3v/v·m。
16、在一些实施方式中，步骤(1)中，搅拌转速为200～500rpm，例如为200rpm、250rpm、300rpm、350rpm、400rpm、450rpm、500rpm。
17、在一些实施方式中，步骤(2)中，所述氢氧化钙的浓度为30～60％(w/v)，优选为45～55％(w/v)，例如为30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％。所述百分浓度为质量体积百分比(％，w/v)。
18、在一些实施方式中，步骤(2)中，所述发酵液的ph值为5.5～6.5，例如为5.5、5.8、6.1、6.4；更优选为6.0。
19、与现有技术相比，使用海带渣、酒糟、玉米浆组成的廉价复合氮源替代原培养基中的豆粕，且复合氮源中钙、铁等无机盐含量较高，因此可以不额外添加氯化钠、硫酸亚铁，且减少硫酸锌用量。近年来，豆粕价格较高，使用海带渣、酒糟、玉米浆组成的廉价复合氮源可降低成本。
20、本发明充分利用工业废弃物海带渣作为原料，通过微生物的处理生成苹果酸，所以不但合理地开发利用了自然资源，减少了由其产生的次生灾害，起到变废为宝、保护环境与生态平衡作用,同时又为生产苹果酸提供了新的原料。
1.一种培养基，包括以下组分：
2.根据权利要求1所述的培养基，其特征在于，所述培养基还包括葡萄糖、k2hpo4、kh2po4、mgso4、生物素、znso4、nacl或feso4中的一种或多种；
3.根据权利要求1或2所述的培养基，其特征在于，所述培养基包括以下组分：
4.一种权利要求1至3中任一项所述的培养基在制备苹果酸中的应用。
5.一种苹果酸的制备方法，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述种子培养液的接种量为2～10％，v/v。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述发酵的温度为40～50℃，
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，发酵过程中通入无菌空气，控制所述发酵液中的溶氧量为15～35％；
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述氢氧化钙的浓度为30～60％，w/v，优选为45～55％，w/v。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述发酵液的ph值为5.5～6.5，更优选为6.0。