專利名稱：一種固體發(fā)酵生產(chǎn)白地霉培養(yǎng)物的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物領(lǐng)域，具體涉及以供動物營養(yǎng)飼料添加劑使用的酵母源白地霉培養(yǎng)物的固體發(fā)酵生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，精制甘薯淀粉生產(chǎn)多采用高精密機械加工設(shè)備，在潔凈廠房內(nèi)進行清潔法生產(chǎn)，工藝用水為軟化水，洗滌干凈無污的薯塊由管道化輸送，甘薯淀粉加工工序自動化控制，產(chǎn)生大量高衛(wèi)生品質(zhì)的甘薯渣和細胞液軟水(俗稱“汁水”、“廢水”)。甘薯洛(sweet potato residues)是鮮甘薯加工淀粉過程中產(chǎn)生的大量副產(chǎn)物或作為廢棄物的堆積，約占原料的109Γ14%，巨大的生物質(zhì)再生資源未能有效利用，且嚴重污染環(huán)境。薯渣含淀粉均值50%(干基)，由淀粉酶、糖化酶水解，可產(chǎn)生糊精、麥芽糖和葡萄糖。
白地霉(Geotrichum Candidium Link)分類學上歸于半知菌亞門，叢梗孢科,卵形孢霉族，地霉屬，是一種類酵母狀真菌(Bamett 1983年)。白地霉為單細胞生物，分布廣，富含蛋白質(zhì)和多種維生素。營養(yǎng)繁殖為裂殖。多弱發(fā)酵葡萄糖，分解果膠和油脂，在含葡萄糖底物中倍增時間為I. Γ1. 7h(30°C或25°C)。白地霉同化氮源蛋白胨、硫酸銨、天門冬素、尿素，白地霉的營養(yǎng)價值高，可供食用及做飼料。白地霉對培養(yǎng)基營養(yǎng)要求低，適應性廣，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ墓I(yè)微生物，培養(yǎng)料國內(nèi)外多用酒精廢水、豆腐廢水、豆腐酸漿、曲酒丟糟等廢棄物來發(fā)酵生產(chǎn)白地霉，作為菌體蛋白使用。人們常以食品廢水和氨基酸、有機酸等發(fā)酵廢水、深層通氣培養(yǎng)方式生產(chǎn)白地霉囷體蛋白。以白地霉利用有機廢渣作固態(tài)發(fā)酵的菌種并不單一，部蘇煥等人以白地霉和米曲霉雙株固體發(fā)酵餐廚垃圾轉(zhuǎn)化為飼料，其含菌體蛋白33. 87%，比原來增加了 6. 85%。也有用白地霉與黑曲霉、德式乳酸桿菌、枯草芽孢桿菌、啤酒酵母混種發(fā)酵乳酸廢渣，提高蛋白質(zhì)含量，同時使產(chǎn)品中具有多種消化酶及維生素。而以甘薯生物質(zhì)甘薯渣之次生糖化渣和甘薯細胞液廢水為培養(yǎng)基碳源和其它種類營養(yǎng)成分，利用甘薯生物質(zhì)細胞液廢水通風純種培養(yǎng)白地霉作種子液，并以淺層固態(tài)發(fā)酵相結(jié)合的特殊發(fā)酵方式大規(guī)模生產(chǎn)白地霉菌體蛋白和代謝產(chǎn)物作飼料添加劑，以發(fā)揮純種繁殖優(yōu)勢、減少固體培養(yǎng)物的雜菌污染、菌種單一發(fā)酵簡便、產(chǎn)物安全性較好的液固發(fā)酵形式，未見報道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是以含有C、N營養(yǎng)成分的糖化渣為主料，組成白地霉生長與代謝所需的培養(yǎng)基，通過固體發(fā)酵生產(chǎn)酵母源白地霉培養(yǎng)物飼料添加劑的方法。固體發(fā)酵(Solidfermentation)是以白地霉(Geotrichum candidum)和釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)為純種經(jīng)液體培養(yǎng)為接種劑,利用糖化洛的C、N營養(yǎng)物，輔以其他培養(yǎng)基成分，通過固體培養(yǎng)技術(shù)制備酵母培養(yǎng)物(yeast culture)
在各種制備酵母的工藝中，所適用的底物是含糖或多糖水解物。對甘薯渣酶法糖化醪的固液分離多以壓濾法或離心法，濾渣殘?zhí)歉撸?0%以上水解葡萄糖、可溶性氮、VB和微量礦物質(zhì)殘留在糖化渣內(nèi)，這是培養(yǎng)酵母和益生菌的優(yōu)質(zhì)營養(yǎng)源。當培養(yǎng)基PH3. 5^4. 5時基質(zhì)不需滅菌，為低成本的固體發(fā)酵提出一條節(jié)能方法。用市售纖維素酶雖然水解率低，但薯渣纖維經(jīng)銼磨、篩分、旋流設(shè)備反復細碎加工，粒徑變小，80%小于90 μ m ;又經(jīng)高溫液化和糖化工藝，糖化渣中的纖維基本熟化，性狀變化大，適口性強，適宜做飼添劑固體發(fā)酵原料。本發(fā)明提供的一種淺盤固體發(fā)酵生產(chǎn)白地霉培養(yǎng)物的方法，包含以下步驟步驟I :配制試管斜面培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、瓊脂2%，在30°C白地霉菌種進行試管斜面培養(yǎng)24h ；步驟2 :接種液體種子進行三角瓶培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為搖床振蕩110rpm、30°C，培養(yǎng)24h后，進行種子罐培養(yǎng)； 步驟3 :配制固體發(fā)酵培養(yǎng)基并消毒后，將步驟2所得白地霉種子液按10%接種混勻、裝盤3飛cm厚，在30°C、相對濕度75%左右固體發(fā)酵培養(yǎng)3(T48h，輕輕翻動1_2次，至白色菌絲體布滿表層；于60°C干燥至水分14%即得所述白地霉培養(yǎng)物。步驟I所述白地霉菌種，優(yōu)選為科研或高校部門經(jīng)過分類鑒定和通過安全性實驗的純種。多次傳代，為防止菌種退化與變異，菌種需要經(jīng)常進行復壯。作為優(yōu)選，步驟I所述的菌種斜面培養(yǎng)基為葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、瓊脂2%。作為優(yōu)選，步驟2所述三角瓶液體種子培養(yǎng)基為葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%。作為優(yōu)選，步驟2所述三角瓶液體種子培養(yǎng)基接種后的培養(yǎng)條件搖床振盈培養(yǎng)110rpm、30°C、24h。作為優(yōu)選，步驟2種子罐為好氧菌發(fā)酵通用機械攪拌發(fā)酵罐。對好氧菌的固體發(fā)酵(Solid fermentation)的常見形式之一是淺盤培養(yǎng),步驟3所述配制固體發(fā)酵培養(yǎng)基的原則以含有液體葡萄糖、可溶性氮、維生素和微量礦物質(zhì)的甘薯渣酶法液糖分離的糖化渣為主。步驟3所述的輔料選用的標準是安全無毒、價格低廉、含有C、N、P的農(nóng)副產(chǎn)品和飼料酵母通常適用的尿素和硫酸銨，以滿足白地霉生長、代謝所需營養(yǎng)要求。作為優(yōu)選，為防雜菌污染，步驟3所述消毒為100°C、60min固體培養(yǎng)基消毒與隔夜消毒共2次；以利于通氣，步驟3所述的固體發(fā)酵條件為淺盤或淺層3-5cm培養(yǎng)。作為優(yōu)選，步驟3所述的固體發(fā)酵條件為溫度30°C左右，濕度相對濕度75%左右，白地霉白色菌絲在固體培養(yǎng)基上長滿并有結(jié)塊時，用無菌工具進行翻拌、繼續(xù)培養(yǎng)，以達白色菌絲全部長滿。本發(fā)明所述工藝生產(chǎn)白地霉培養(yǎng)物酵母源動物營養(yǎng)飼料添加劑，其粗蛋白含量均值38. 61%、水解氨基酸18種、種類齊全，具有動物營養(yǎng)必需氨基酸，含有有機酸、醇、維生素和微量元素等營養(yǎng)成分，經(jīng)小白鼠急毒試驗表明白地霉培養(yǎng)物無毒、安全，應用前景廣闊。
具體實施例方式本發(fā)明公開了一種固體發(fā)酵生產(chǎn)白地霉培養(yǎng)物的工藝，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當改進工藝參數(shù)實現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應用已經(jīng)通過較佳實施例進行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和應用進行改動或適當變更與組合，來實現(xiàn)和應用本發(fā)明技術(shù)。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例I :以糖化渣為主料的復配固體培養(yǎng)基用細胞液廢水調(diào)制。(I)菌種制備試管斜面菌種(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、瓊脂2%，余量為水；121°C消毒20min，冷 至30 °C,接種中國菌種保藏中心的白地霉(Geotrichumcandidum) 2. 1084,30 °C培養(yǎng)24小時。三角瓶液體種子(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量為水；121°C消毒20min，冷至30°C。接種劑斜面種子，30°C培養(yǎng)24小時；種子罐液體種子(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量為水；121°C消毒20min，冷至30°C。接種劑接種量三角瓶種子液10%、30°C、培養(yǎng)24小時。(2)固體培養(yǎng)基配制(％):糖化渣60%、地瓜秧粉20%、玉米粉4%、膏狀酵母抽提物2%、豆柏4%、尿素2. 2%、(NH4)2S043. 5%、磷酸氫鈣O. 5%、生物素O. 2%、小麥次粉3. 6%。用甘薯細胞液調(diào)至捏之成團、丟之即散(快速水分測定物料含水65°/Γ70%) 100°C消毒60min ;消毒與隔夜消毒共2次；冷至30°C接液體種子。接種劑接種量種子罐種子液10% (W/W)，淺層3 5cm，30°C培養(yǎng)48小時。后處理白地霉接種物在60°C，氣流干燥，檢驗合格后包裝。結(jié)果測粗蛋白38. 25% ;其氨基酸全分解見附表。實施例2 :糖化渣為主料的復配固體培養(yǎng)基用薯渣酶法液糖調(diào)配。(I)菌種制備試管斜面菌種(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、瓊脂2 %，余量為水；121 °C消毒20min,冷至30°C,接種購自中國菌種保藏中心的白地霉(Geotrichumcandidum)菌種號
2.1084，30°C培養(yǎng) 24 小時。二角瓶液體種子(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量為水；121°C消毒20min，冷至30°C。接種劑斜面種子，30°C培養(yǎng)24小時種子罐液體種子(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量為水；121°C消毒20min，冷至30°C。接種劑接種量三角瓶種子液10%、30°C、培養(yǎng)24小時
(2)固體培養(yǎng)基配制(％):糖化渣60%、地瓜秧粉20%、玉米粉4%、膏狀酵母抽提物2%、豆柏4%、尿素2. 2%、(NH4) 2S043. 5%、磷酸氫鈣O. 5%、生物素O. 2%、小麥次粉3. 6%，用甘薯細胞液調(diào)至捏之成團、丟之即散(快速水分測定物料含水65°/Γ70%) 100°C消毒30min ;消毒與隔夜消毒共2次；冷至30°C接液體種子。接種劑接種量種子罐種子液10% (W/W)，淺層3 5cm，30°C培養(yǎng)48小時。后處理白地霉接種物在60°C，氣流干燥，檢驗合格后包裝。結(jié)果測粗蛋白40. 75%。實施例3 :糖化渣為主料的復配固體培養(yǎng)基用自來水調(diào)配。
(I)菌種制備試管斜面菌種(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、瓊脂2%，余量為水；121°C消毒20min，冷至30°C，接種白地霉2. 1084，30°C培養(yǎng)24小時。三角瓶液體種子(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量為水；121°C消毒20min，冷至30°C。接種劑斜面種子，30°C培養(yǎng)24小時種子罐液體種子(％):培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量為水；121°C消毒20min，冷至30°C。接種劑接種量三角瓶種子液10%、30°C、培養(yǎng)24小時。(2)固體培養(yǎng)基配制(％):糖化渣60、地瓜秧粉20、玉米粉4、膏狀酵母抽提物2、豆柏4、尿素2. 2、(NH4)2S043. 5、磷酸氫鈣O. 5、生物素O. 2、小麥次粉3. 6。用甘薯細胞液調(diào)至捏之成團、丟之即散(快速水分測定物料含水65°/Γ70%) 100°C消毒30min ;消毒與隔夜消毒共2次；冷至30°C接液體種子。接種劑接種量種子罐種子液10% (W/W)，淺層3 5cm，30°C培養(yǎng)48小時。后處理白地霉接種物在60°C，氣流干燥，檢驗合格后包裝。結(jié)果測粗蛋白36. 84% ;其氨基酸全分解見下表。
權(quán)利要求
1.一種固體發(fā)酵生產(chǎn)白地霉培養(yǎng)物的方法，包含以下步驟 步驟I :配制試管斜面培養(yǎng)基葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%、瓊脂2%，在30°C白地霉菌種進行試管斜面培養(yǎng)24h ； 步驟2 :接種液體種子進行三角瓶培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為搖床振蕩110rpm、30°C，培養(yǎng)24h后，進行種子罐培養(yǎng)； 步驟3 :配制固體發(fā)酵培養(yǎng)基并消毒后，將步驟2所得白地霉種子液按10%接種混勻、裝盤3飛cm厚，在30°C、相對濕度75%左右固體發(fā)酵培養(yǎng)3(T48h，期間輕輕翻動1_2次，至白色菌絲體布滿表層；于60°C干燥至水分14%即得所述白地霉培養(yǎng)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟2所述三角瓶液體種子培養(yǎng)基為葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟2所述種子罐液體種子培養(yǎng)基為葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨1%，余量為水。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟2種子罐為好氧菌發(fā)酵通用機械攪拌發(fā)酵罐。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟3所述固體發(fā)酵培養(yǎng)基的配方為糖化渣60%、地瓜秧粉20%、玉米粉4%、膏狀酵母抽提物2%、豆柏4%、尿素2. 2%、(NH4) 2S043.5%、磷酸氫鈣O. 5%、生物素O. 2%、小麥次粉3. 6%，加甘薯細胞液混合均勻，至混合物中含水 65% 70%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟3所述消毒為100°C、60min固體培養(yǎng)基消毒與隔夜消毒共2次。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)酵母源飼料添加劑的工藝，公開了以甘薯濕渣酶法葡萄糖副產(chǎn)物糖化渣為主料的固體發(fā)酵生產(chǎn)白地霉培養(yǎng)物的方法。本發(fā)明所述工藝生產(chǎn)酵母源動物營養(yǎng)飼料添加劑，其粗蛋白含量均值38.61%、水解氨基酸18種、種類齊全，具有動物營養(yǎng)必需氨基酸，含有有機酸、醇、維生素和微量元素等營養(yǎng)成分，經(jīng)小白鼠急毒試驗表明白地霉培養(yǎng)物無毒、安全，應用前景廣闊。
文檔編號A23K1/16GK102943049SQ201210484540
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者吳允山, 吳倩, 尚建麗, 張亞, 劉國海, 葛福祥, 吳震 申請人:山東宏河圣齊生物工程有限公司