[发明专利]一种使用废弃毕赤酵母作为氮源的丁酸梭菌发酵方法

说明书

本发明属于微生态发酵技术领域，具体涉及一种使用废弃毕赤酵母作为氮源的丁酸梭菌发酵方法，包括如下步骤：1)向废弃毕赤酵母中加入NaOH固体颗粒，再加水形成废弃毕赤酵母悬浊液，静置后置于沸水浴中蒸煮，冷却后用98％浓H₂SO₄将pH调至5，得到废弃毕赤酵母预处理液；2)向废弃毕赤酵母预处理液中加入可溶性CaCl₂固体，使SO₄^2‑以CaSO₄的形式沉淀下来，经过滤得到废弃毕赤酵母处理液；3)对废弃毕赤酵母处理液进行压滤，得到菌泥；再将菌泥制粒，干燥后得到废弃毕赤酵母颗粒；4)将废弃毕赤酵母颗粒作为氮源加入到发酵培养基中，再接种丁酸梭菌种子液进行厌氧发酵。本发明以废弃毕赤酵母为高效氮源强化丁酸发酵生产，能够有效地提高丁酸浓度、得率和生产效率。

技术领域

本发明属于微生态发酵技术领域，具体涉及一种使用废弃毕赤酵母作为氮源的丁酸梭菌发酵方法。

背景技术

丁酸(butyric acid)是一种平台化合物，广泛应用于食品、化工、制药等行业，每年全球市场需求量约80000吨。目前丁酸生产主要有两种方式：化学合成法与微生物发酵法。化学合成法产量高、产品专一性好，但生产操作在高温高压条件下进行、且使用不可再生的化石原料。

微生物发酵法也可以生产丁酸，因为使用生物质原料是碳中性的，相对于化学合成法、发酵法在缓解全球气候变暖和温室效应，使用可再生资源等方面具有巨大的优势。目前能够生产丁酸的微生物有梭菌属(Clostridium)、丁酸弧菌属(Butyrivibrio)、丁酸杆菌(Butyribacterium)细菌等。现有的丁酸发酵手段主要原料包括传统复合培养基、淀粉类物质、糖蜜以及各种废弃生物质(农业废弃物、厨余垃圾等)，原料中的还原糖(葡萄糖)是最常见的碳源。以复合培养基为发酵原料、葡萄糖为碳源时，需辅以使用蛋白胨和酵母粉为有机氮源，并需添加少量无机盐，原料成本高、配料工序复杂。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种低原料成本，高丁酸浓度、得率和生产效率，能够最大限度利用废弃毕赤酵母作为氮源生产丁酸的丁酸梭菌发酵方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种使用废弃毕赤酵母作为氮源的丁酸梭菌发酵方法，包括如下步骤：

1)向废弃毕赤酵母中加入NaOH固体颗粒，再加水形成废弃毕赤酵母悬浊液；将废弃毕赤酵母悬浊液静置，之后置于沸水浴中进行蒸煮，冷却后用98％浓H₂SO₄将pH调至5，得到废弃毕赤酵母预处理液；

2)向废弃毕赤酵母预处理液中加入可溶性CaCl₂固体，使SO₄^2-以CaSO₄的形式沉淀下来，经过滤得到废弃毕赤酵母处理液；

3)对废弃毕赤酵母处理液进行压滤，得到菌泥；再将菌泥制粒，并使用流化床进行干燥，得到废弃毕赤酵母颗粒；

4)将废弃毕赤酵母颗粒作为氮源加入到丁酸梭菌发酵培养基中，再接种丁酸梭菌种子液进行厌氧发酵。

进一步地，步骤1)中，废弃毕赤酵母悬浊液中废弃毕赤酵母的含量为300～450g/L。

进一步地，步骤1)中，将废弃毕赤酵母悬浊液静置3天后，置于沸水浴中蒸煮60min，再冷却。

进一步地，步骤2)中，加入的可溶性CaCl₂固体与废弃毕赤酵母预处理液中SO₄^2-的物质的量的比为1：1。

进一步地，步骤3)中，得到的菌泥的含水量为60％～65％。