[发明专利]一种微生物发酵生产单细胞蛋白的方法

说明书

本发明公开了一种微生物发酵生产单细胞蛋白的方法，包括如下步骤：向装有驯化培养基的反应器中通入混合气，得到驯化体系，用于对接种物进行培养和驯化；向装有发酵培养基的反应器中通入混合气，得到混合发酵体系，用于对驯化微生物进行发酵培养；将厌氧微生物和好氧微生物接种到驯化体系中，进行培养和驯化，得到驯化微生物；将驯化微生物接种到混合发酵体系中，进行发酵培养；将发酵产物进行处理，得到单细胞蛋白。本发明相较于单一底物发酵体系，同时供应混合气和有机碳源的双底物发酵体系更有助于微生物转化氨氮，生产单细胞蛋白。

技术领域

本发明涉及一种单细胞蛋白的生产方法。更具体的，涉及一种微生物发酵生产单细胞蛋白的方法。

背景技术

2050年世界人口预计增长到90-100亿，届时粮食需求量将增加30％-60％，而且伴随着生活水平的提高，人们会对高蛋白类食品有越来越多的额外需求。自然界中的 氮主要以N₂的形式存在，现有的氮循环中，N₂主要通过雷电、微生物固定、HaberBosch 工艺等途径转化为活性氮，随后活性氮通过作物种植进一步固定。作物种植固定的氮 一部分经过加工成为人们所需的植物蛋白类产品；另一部分通过畜牧养殖转化为动物 蛋白，随后动物蛋白经过一系列的加工，最终成为人们所需的动物蛋白类产品。最新 研究预测，现有的氮循环地效率仅为16％。巨大的损失量一方面是由于传统种植方式 的缺陷；另一方面，氮循环各过程中会产生高氨氮废弃物，现有的处理方式最终使废 弃物中的活性氮以N₂的形式返回大气，造成活性氮的大量流失。现如今，以作物种 植为核心的蛋白质供应已经饱和，寻求新的蛋白质供应源至关重要。

单细胞蛋白是指可作为人类食物和动物饲料的酵母、霉菌、细菌和藻类等微生物的干细胞。单细胞蛋白中粗蛋白含量高，氨基酸种类丰富，其营养价值高于植物蛋白， 且与动物蛋白类似。与现有的蛋白质供应链相比，以微生物为核心的蛋白质供应链具 有更广阔的发展前景，具体表现为：1)原料来源广泛：工业污水、啤酒废液、废甜 菜粕、果渣、玉米秸秆等废弃物均可作为生产单细胞蛋白的原料，以废弃物为底物不 仅能减轻环境负担，还能实现资源的高效回收，创造新的价值；2)生产效率高，产 量大：利用现有的发酵技术即可实现大规模生产，而且微生物繁殖快，生产效率高且 产量稳定；3)适宜条件范围广：能合成蛋白质的微生物大多在常温下即可生长繁殖， 受气候和季节的影响较小，可实现全年全天候生产；4)占地面积小，设备简单易控 制：单细胞蛋白的生产在完全可控的、封闭的自动化生物反应器中进行，不仅摆脱了 对土地和气候的依赖，而且生产过程更容易控制，活性氮利用率几乎可达100％。

综上所述，需要提供了一种微生物发酵高效生产单细胞蛋白的方法，利用微生物的发酵作用，将活性氮转化为高蛋白产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种微生物发酵高效生产单细胞蛋白的方法。该方法将混合气与特定培养基耦合形成特定的驯化体系与混合发酵体系。驯化体系能够 对接种物进行培养与驯化，得到具有产蛋白能力的混合菌群；混合发酵体系用于对驯 化微生物进行发酵培养，利用微生物的发酵作用将体系中的活性氮转化为高附加值蛋 白产品。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种微生物发酵生产单细胞蛋白的方法，包括如下步骤：

S1、向装有驯化培养基的反应器中通入混合气，得到驯化体系，用于对接种物进行培养和驯化；

S2、向装有发酵培养基的反应器中通入混合气，得到混合发酵体系，用于对驯化微生物进行发酵培养；

S3、将厌氧微生物和好氧微生物接种到驯化体系中，进行培养和驯化，得到驯化微生物；

S4、将驯化微生物接种到混合发酵体系中，进行发酵培养；

S5、将发酵产物进行处理，得到单细胞蛋白。