[發(fā)明專利]一種用于鎖擲酵母高密度發(fā)酵的流加補(bǔ)料方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811535465.1
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109554410B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張偉國;徐建中;王宏濤;劉潔;錢和;韓梅
• 申請（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號: C12P7/64
• 分類號: C12P7/64;C12R1/645
• 代理公司: 蘇州市中南偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

本發(fā)明公開了一種用于鎖擲酵母高密度發(fā)酵的流加補(bǔ)料方法，屬于微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的氮源采用流加補(bǔ)料的方式加入，并降低初糖濃度，達(dá)到降低發(fā)酵液中蛋白質(zhì)濃度和粘度的目的，來減少泡沫的產(chǎn)生量和其穩(wěn)定性。與原有分批發(fā)酵工藝相比，本發(fā)明有效的改善了鎖擲酵母高密度發(fā)酵過程中由嚴(yán)重起泡引起的逃液現(xiàn)象，且消泡劑的加入量降低67％，放罐體積增加了77％，顯著提高了單位產(chǎn)量，降低了單位成本。本發(fā)明的流加補(bǔ)料分批發(fā)酵方法在有效控制泡沫的同時顯著提高了菌體產(chǎn)量，菌體干重由58g/L增長為68g/L，油脂產(chǎn)量由29g/L增長為34g/L，且菌體轉(zhuǎn)化率和油脂轉(zhuǎn)化率有所提高，在工業(yè)化發(fā)酵中具有降本增效作用，給其他酵母的高密度發(fā)酵技術(shù)工藝提供相關(guān)啟示。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于鎖擲酵母高密度發(fā)酵的流加補(bǔ)料方法，屬于微生物發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鎖擲酵母JD-2具有生長速度快，營養(yǎng)要求條件低，油脂含量高的特點(diǎn)。并且其油脂組成以油酸為主，油脂中含有豐富油溶性營養(yǎng)物質(zhì)，所以該油脂不僅可以作為生物柴油的優(yōu)良來源，還是功能性油脂的優(yōu)良來源。其胞外多糖是一種磷酸二酯多糖，具有顯著增強(qiáng)免疫的作用。另外鎖擲酵母提取色素后的菌體富含蛋白質(zhì)和胞內(nèi)多糖及細(xì)胞壁多糖可以作為飼料實(shí)現(xiàn)菌體的綜合利用，或者直接把發(fā)酵后的菌體作為類胡蘿卜素富集蛋白應(yīng)用于飼料行業(yè)。但其發(fā)酵過程中產(chǎn)生的大量流態(tài)性泡沫對發(fā)酵造成了極大的影響，如大量逃液造成原料浪費(fèi)，增加染菌風(fēng)險(xiǎn)，降低裝料系數(shù)等。

發(fā)酵過程中的泡沫主要分為兩類：一類存在于發(fā)酵液上，這類泡沫氣相所占的比例特別大，常存在于發(fā)酵液體表面，主要是由于發(fā)酵罐內(nèi)通氣攪拌而產(chǎn)生，一般被稱為機(jī)械性泡沫；另一類是由細(xì)菌的呼吸作用產(chǎn)生，這種氣泡分散很細(xì)，而且很均勻，也較穩(wěn)定，泡沫與液體之間沒有明顯的液面界限，這類泡沫被稱為流態(tài)型泡沫。流態(tài)型泡沫增長到一定高度，即使停止攪拌，泡沫也不易下落，這種泡沫對發(fā)酵極為不利。鎖擲酵母高密度發(fā)酵過程中長時間存在的大量泡沫就屬于流態(tài)性泡沫。

在工業(yè)發(fā)酵過程中常常從兩個方面來消除泡沫：一方面，采用化學(xué)方法和物理方法來改變液膜的某些部分的局部受力，打破液膜原來的受力平衡而破裂?；瘜W(xué)方法主要指選擇合適的消泡劑來消泡抑泡，但是化學(xué)消泡劑的過量添加會對菌體生長產(chǎn)生影響，并且不利于下游的處理和分離，因此需要篩選合適的消泡劑并確定其濃度：物理方法主要指機(jī)械消泡，如柵式、旋轉(zhuǎn)圓盤式、渦輪式和旋風(fēng)分離式等消泡器。另一方面，通過改變發(fā)酵液成分配比以及發(fā)酵工藝的操作條件的控制來減少泡沫的產(chǎn)生。但是現(xiàn)有的改變發(fā)酵液成分配比的方式，往往會對細(xì)胞生長造成一定的影響，而工藝條件的控制，是通過先開小通氣量和攪拌轉(zhuǎn)速，再逐步加大的方式，對工藝員的經(jīng)驗(yàn)要求或者設(shè)備要求較高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明從發(fā)酵培養(yǎng)基的成分入手，將原來一次性加入的氮源采用流加補(bǔ)料的方式加入培養(yǎng)基，同時降低初糖濃度，達(dá)到降低發(fā)酵液中蛋白質(zhì)濃度和粘度但又不影響菌體生長生產(chǎn)的目的，同時可以減少泡沫的產(chǎn)生量和其穩(wěn)定性。此外，篩選了適合鎖擲酵母高密度發(fā)酵的消泡劑并確定其最優(yōu)添加量，并結(jié)合預(yù)防其逃液的發(fā)酵液回收裝置一起使用。

本發(fā)明的第一個目的是提供一種用于鎖擲酵母高密度發(fā)酵的流加補(bǔ)料方法，包括如下步驟：

(1)種子液制備：取鎖擲酵母活菌接種于種子培養(yǎng)基中，然后進(jìn)行培養(yǎng)；

(2)發(fā)酵：將種子液接種于發(fā)酵培養(yǎng)基中，然后進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)；

當(dāng)發(fā)酵至0-12h時流加補(bǔ)料培養(yǎng)基A，發(fā)酵至4-36h時流加補(bǔ)料培養(yǎng)基B；

所述補(bǔ)料培養(yǎng)基A包含質(zhì)量百分比70—80％的碳源；

所述補(bǔ)料培養(yǎng)基B包含質(zhì)量百分比10—15％的氮源；

(3)泡沫收集與回流：將發(fā)酵過程中溢出的泡沫收集，并在8～48h回流到發(fā)酵液中；

在發(fā)酵過程中，還包括在發(fā)生逃液時流加消泡劑的步驟。