[发明专利]一种以乙醇为过渡碳源的双菌分步发酵产单细胞蛋白的方法

说明书

本发明公开了一种以乙醇为过渡碳源的双菌分步发酵产单细胞蛋白的方法，以混糖为碳源，以树干毕赤酵母为发酵菌株，发酵制备出树干毕赤酵母单细胞蛋白和含有乙醇的发酵液，然后向发酵液中加入产朊假丝酵母，发酵制备出产朊假丝酵母单细胞蛋白。本发明采用乙醇为中间过渡碳源，双菌分步发酵生产单细胞蛋白，结果发现，双菌分步发酵能够较好解决混菌共发酵情况下两种菌体之间相互抑制的问题，与产朊假丝酵母和树干毕赤酵母单菌发酵相比，双菌分步发酵的粗蛋白生产速率提升较为明显，分别提高了102.72％和38.41％。

技术领域

本发明涉及农业废弃物生物转化生产单细胞蛋白(饲料蛋白)和生产其它生物产品等技术领域，具体涉及一种以乙醇为过渡碳源的双菌分步发酵产单细胞蛋白的方法。

技术背景

20世纪以来，随着科技不断发展，人类在享受科技所带来的便利的同时，也面临着种种考验。能源紧缺、气候变化和环境污染三大问题日益严重，其中能源问题尤为紧迫，如何开发利用可再生的新能源成为各国研究的重点之一。与此同时，在传统的饲料蛋白行业，原有的饲料产量也已满足不了养殖需求，并且原有饲料的生产消耗大量粮食，在能源短缺的背景下，单细胞蛋白饲料孕育而出。

单细胞蛋白(Single Cell Protein，SCP)是指工厂化大规模培养的、作为人类食品和动物饲料的蛋白质来源的酵母、细菌、放线菌、霉菌、藻类和高等真菌等微生物的干细胞。目前，单细胞蛋白主要用于饲料工业，酵母菌是目前生产SCP的微生物类群中最受到关注的一类，也是应用于工业化生产最广泛的一类。酵母蛋白含量高达60％，含有多种氨基酸，维生素含量丰富。常见的酵母有啤酒酵母和假丝酵母。通过查阅饲料添加剂品种目录(2013版)，树干毕赤酵母和产朊假丝酵母可以作为单细胞蛋白生产菌株。

发明内容

发明目的：针对产朊假丝酵母以混糖(葡萄糖和木糖)为碳源发酵单细胞蛋白时，由于碳源分解代谢以及Crabtree效应的影响，产朊假丝酵母优先利用葡萄糖生成乙醇，其次利用自身所产生的乙醇，最后再利用木糖，导致碳源利用效率不高和发酵周期过长的问题，本发明的目的是提供一种以乙醇为过渡碳源的双菌分步发酵产单细胞蛋白的方法，以此希望提高多种碳源情况下碳源的利用效率，提高单细胞蛋白的产量。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种以乙醇为过渡碳源的双菌分步发酵产单细胞蛋白的方法，以混糖为碳源，以树干毕赤酵母为发酵菌株，发酵制备出树干毕赤酵母单细胞蛋白和含有乙醇的发酵液，然后向发酵液中加入产朊假丝酵母，发酵制备出产朊假丝酵母单细胞蛋白。

所述的以乙醇为过渡碳源的双菌分步发酵产单细胞蛋白的方法，包括以下步骤：

(1)向碳源为葡萄糖与木糖组成的混糖的发酵培养基中，接种活化后的树干毕赤酵母恒温摇床培养发酵24～36h；发酵液离心得到树干毕赤酵母菌体和含乙醇的上清液；

(2)向步骤(1)中的上清液添加必要的营养元素，灭菌后接种活化后的产朊假丝酵母，恒温摇床培养发酵不少于60h；

(3)收集全部过程中所产生的菌体，洗涤后干燥，获得单细胞蛋白。

步骤(1)中，混糖中，葡萄糖浓度为40g/L，木糖浓度为10g/L。

步骤(1)中，树干毕赤酵母活化36h并增殖一轮(24h)后接入发酵，接入树干毕赤酵母初始OD₆₀₀值为10。

步骤(1)中，树干毕赤酵母发酵24h后，离心得到的沉淀经洗涤、烘干后作为单细胞蛋白；而离心得到的含有乙醇的上清液用于产朊假丝酵母生产单细胞蛋白。

步骤(2)中，产朊假丝酵母活化24h并增殖一轮(24h)后接入发酵，接入产朊假丝酵母初始OD₆₀₀值为3.5。

步骤(2)中，产朊假丝酵母发酵60h后结束发酵。