CN111534444B - 高密度培养毕赤酵母流加盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高密度培养毕赤酵母流加盐的方法，具体步骤为：第一步，将发酵培养基物料放入发酵罐中，其中发酵培养基物料中的含盐量为总盐量的1/3；第二步，将发酵罐内的物料灭菌；第三步，将发酵罐内的物料进行接种；第四步，对第三步中接种后的物料进行发酵培养；第五步，对第四步中培养过程中的物料，当发酵罐内发酵液中甘油含量消耗被酵母消耗到0.1％时，开始补充甘油，补充的甘油中混合盐；第六步，向第五步内继续补充甲醇至发酵结束。本发明的有益效果是：根据PTM1盐的性质和腐蚀特性这一特点，把PTM1盐分别投放到培养底料和补料原料中，起到稀释作用。
Description
技术领域
本发明涉及发酵领域，更具体地说涉及一种高密度培养毕赤酵母流加盐的方法。
背景技术
毕赤酵母是一种可以利用甲醇作为碳源和能源的酵母菌，在培养过程中需要获得更 多的目标酶，其培养过程中要不断流加一种PTMI盐，目前采用的方法是在甲醇暂存罐中按比例添加，随同流加甲醇的同时将PTM1盐流加到发酵罐中，给毕赤酵母发酵提供营养盐，保证酵母健康持续生长，实际应用中PTM1盐对304或306不锈钢管道、甲醇暂存罐、 甲醇过滤器壳体均不到一年时间被腐蚀泄露，存在安全隐患，需要重新更换，费用高并且在更换时极易发生安全事故(残留易燃易爆的甲醇)，需要多次清洗置换检查合格后 才能动火更换。
发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种高密度培养毕赤酵母流加盐的方法。
本发明的目的通过下述技术方案予以实现。
一种高密度培养毕赤酵母流加盐的方法，具体步骤为：
第一步，将发酵培养基物料放入发酵罐中，其中发酵培养基物料中的含盐量为总盐 量的1/3；
第二步，将所述发酵罐内的物料灭菌；
第三步，将发酵罐内的物料进行接种；
第四步，对所述第三步中接种后的物料进行发酵培养；
第五步，对所述第四步中培养过程中的物料，当所述发酵罐内发酵液中甘油含量消 耗被酵母消耗到0.1％时，开始补充甘油，所述补充的甘油中混合盐，所述盐量为总盐量的2/3，直至发酵菌体湿重达到180g/L时开始补充甲醇，直至所述甘油补完；
第六步，向所述第五步内继续补充甲醇至发酵结束。
进一步，所述第一步中发酵培养基物料由下述重量份数的组分混合制成：甘油3-5份、氢氧化钾0.11-0.13份、磷酸二氢铵3-5份、磷酸二氢钾0.3-0.5份、硫酸钾1.5-1.7 份和消泡剂0.014-0.016份。
进一步，所述第一步中发酵培养基物料由下述重量份数的组分混合制成：甘油4份、 氢氧化钾0.12份、磷酸二氢铵4份、磷酸二氢钾0.4份、硫酸钾1.6份和消泡剂0.015 份。
进一步，所述第二步灭菌的方法为：步骤一，将发酵罐内物料用蒸汽升温至121℃，保压30min；步骤二，关闭蒸汽降温至30℃。
进一步，所述第三步移种的步骤为：步骤一，对种子罐取样评价；步骤二，移种管道用蒸汽消毒30分钟后移种，接种量10％。
进一步，所述第三步移种的步骤一中取样时间为每8h取样一次，检测内容为测PH、镜检、湿重、酶活和涂检测平板。
进一步，所述第四步培养的条件为：罐压0.03-0.05Mpa，转速120-135rpm，温度30℃， 风量1:1.5，PH值为4.6-4.8。
进一步，每小时补充甘油的量以发酵培养中物料溶氧度控制在30％为量化指标。
进一步，所述第五步中补充甘油的总量为所述发酵培养基物料总量的2-3倍。
本发明的有益效果为：
在发酵罐中食品发酵液里含有甘油，后续再进行补充甘油，这样防止了在发酵罐中 加甘油过多抑制生长的问题，进行二次补充甘油保证了湿重增长所必须的营养；
根据PTM1盐的性质和腐蚀特性这一特点，把PTM1盐分别投放到培养底料和补料原料中，起到稀释作用，同时这两个罐的物料不停在搅动，不会产生聚集和电化反应，工 艺改进后经过一段的运行，腐蚀不再发生。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
电化腐蚀原理：金属的腐蚀原理有多种，其中电化学腐蚀是最为广泛的一种。当金属被放置在水溶液中或潮湿的大气中，金属表面会形成一种微电池，也称腐蚀电池(其电极习惯上称阴、阳极，不叫正、负极)。阳极上发生氧化反应，使阳极发生溶解，阴极上 发生还原反应，一般只起传递电子的作用。腐蚀电池的形成原因主要是由于金属表面吸附了空气中的水分，形成一层水膜，因而使空气中CO2、SO2、NO2等溶解在这层水膜中， 形成电解质溶液，而浸泡在这层溶液中的金属又总是不纯的，如工业用的钢铁，实际上 是合金，即除铁之外，还含有石墨、渗碳体(Fe3C)以及其它金属和杂质，它们大多数没有 铁活泼。这样形成的腐蚀电池的阳极为铁，而阴极为杂质，又由于铁与杂质紧密接触， 使得腐蚀不断进行。
现象分析：经过分析PTM1盐对304、316不锈钢具有腐蚀性，随着浓度的增加其腐蚀性越强，且在静止条件下这几种盐发生聚集，局部浓度上升更容易发生电化反应，且 与有机溶剂甲醇在一起加速其发生电化腐蚀。
一、实验数据(实验室30L罐进行实验)
1、分料流加盐工艺与原流加工艺对发酵结果影响实验
(1)分料流加盐工艺
一种高密度培养毕赤酵母流加盐的方法，具体步骤为：
第一步，将发酵培养基物料放入发酵罐中，发酵培养基物料由下述重量份数的组分 混合制成：甘油1.2公斤、氢氧化钾0.036公斤、磷酸二氢铵1.2公斤、磷酸二氢钾0.12 公斤、硫酸钾0.48公斤和消泡剂0.0045公斤。0.01％PTMI盐(PTM1盐的成分可以为7 水硫酸铁、氯化锌、五水硫酸铜、1水硫酸镁、6水氯化钴、2水钼酸钠、碘化钾、硼酸、浓硫酸)0.003公斤。
第二步，将所述发酵罐内的物料灭菌，所述第二步灭菌的方法为：步骤一，将发酵罐内物料用蒸汽升温至121℃，保压30min；步骤二，关闭蒸汽降温至30℃。
第三步，将发酵罐内的物料移种，所述第三步移种的步骤为：步骤一，对种子罐取样评价；步骤二，移种管道用蒸汽消毒30分钟后移种，接种量10％；所述第三步移种的步骤一中取样时间为每8h取样一次，检测内容为测PH、镜检、湿重、酶活和涂检测平板。
第四步，对所述第三步中移种后的物料进行培养；所述第四步培养的条件为：罐压0.03-0.05Mpa，转速120-135rpm，温度30℃，风量1:1.5，PH值为4.6-4.8。
第五步，对所述第四步中培养过程中的物料，当所述发酵罐内原有发酵液中的甘油 被酵母消耗到0.1％含量时，开始补充甘油，所述补充的甘油中加入盐，所述盐量为原流加甲醇中总盐量的2/3，(其中，流加PTM1盐的成分可以为7水硫酸铁、氯化锌、五水 硫酸铜、1水硫酸镁、6水氯化钴、2水钼酸钠、碘化钾、硼酸、浓硫酸)，直至发酵液 中酵母菌体湿重达到180g/L时开始同时补充甲醇，直至所述甘油补完；每小时补充甘油 的量以发酵培养中物料溶氧度控制在30％为量化指标，所述第五步中补充甘油的总量为所 述发酵培养基物料总量的1/8-1/10。
第六步，向所述第五步内继续补充甲醇至发酵结束，即发酵液中菌体湿重上升趋缓， 发酵酶活力不再上升，发酵结束，所述发酵周期约为180h。补充甲醇的流速为3L/H/T-6.6L/h/T，以发酵溶氧不低于30％为准。
(2)原流加工艺
具体步骤为：
第一步，将发酵培养基物料放入发酵罐中，其中发酵培养基物料的组分是：甘油1.2 公斤、氢氧化钾0.036公斤、磷酸二氢铵1.2公斤、磷酸二氢钾0.12公斤、硫酸钾0.48 公斤和消泡剂0.0045公斤。
第二步，将所述发酵罐内的物料灭菌，所述第二步灭菌的方法为：步骤一，将发酵罐内物料用蒸汽升温至121℃，保压30min；步骤二，关闭蒸汽降温至30℃。
第三步，将发酵罐内的物料移种，所述第三步移种的步骤为：步骤一，对种子罐取样评价；步骤二，移种管道用蒸汽消毒30分钟后移种，接种量10％；所述第三步移种的步骤一中取样时间为每8h取样一次，检测内容为测PH、镜检、湿重、酶活和涂检测平板。
第四步，对所述第三步中移种后的物料进行培养；所述第四步培养的条件为：罐压0.03-0.05Mpa，转速120-135rpm，温度30℃，风量1:1.5，PH值为4.6-4.8。
第五步，对所述第四步中培养过程中的物料，当所述发酵罐内发酵液中的甘油被酵 母消耗到0.1％含量时，开始补充甘油，补充甘油的总量是发酵液体积3.6公斤，直至发酵菌体湿重达到180g/L时开始补充甲醇，该甲醇内混合盐量为0.009公斤，直至所述甘 油补完；每小时补充甘油的量以发酵培养中物料溶氧度控制在30％为量化指标；
第六步，向所述第五步内继续补充甲醇至发酵结束，即发酵液中菌体湿重上升趋缓， 发酵酶活力不再上升，发酵结束，所述发酵周期为180h。补充甲醇的流速为3L/H/T-6.6L/h/T，以发酵溶氧不低于30％为准。
表1分料流加盐工艺与原流加工艺对发酵结果影响实验(葡萄氧化酶发酵168H)
2、分料流加盐工艺与原流加工艺对设备腐蚀重量变化的实验，实验结果为表2：
在甲醇暂存罐内放置一小块304材质钢管，大约重量在10克左右，放置前用电子天平称其重量(精确到1mg)，每30天取出晾干称重记录数据，腐蚀率计算公式如下：
注：w样品重量，w1腐蚀后重量，腐蚀率。
表2分料流加盐工艺与原流加工艺对设备腐蚀重量变化
3、数据分析
通过以上两组数据对比分析，分料流加PTM1盐工艺完全可以代替甲醇流加盐工艺， 对发酵水平没有影响，且解决了盐对设备腐蚀问题。
以上对本发明的两个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例， 不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等， 均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：具体步骤为：
第一步，将发酵培养基物料放入发酵罐中，其中发酵培养基物料中的含盐量为总盐量的1/3；
第二步，将所述发酵罐内的物料灭菌；
第三步，将发酵罐内的物料进行接种；
第四步，对所述第三步中接种后的物料进行发酵培养；
第五步，对所述第四步中培养过程中的物料，当所述发酵罐内发酵液中甘油含量消耗被酵母消耗到0.1％时，开始补充甘油，所述补充的甘油中混合盐，所述盐量为总盐量的2/3，直至发酵菌体湿重达到180g/L时开始补充甲醇，直至所述甘油补完；
第六步，向所述第五步内继续补充甲醇至发酵结束；
发酵罐和甘油储罐两个罐的物料不停在搅动。
2.根据权利要求1所述的防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：所述第一步中发酵培养基物料由下述重量份数的组分混合制成：甘油3-5份、氢氧化钾0.11-0.13份、磷酸二氢铵3-5份、磷酸二氢钾0.3-0.5份、硫酸钾1.5-1.7份和消泡剂0.014-0.016份。
3.根据权利要求1所述的防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：所述第一步中发酵培养基物料由下述重量份数的组分混合制成：甘油4份、氢氧化钾0.12份、磷酸二氢铵4份、磷酸二氢钾0.4份、硫酸钾1.6份和消泡剂0.015份。
4.根据权利要求1所述的防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：所述第二步灭菌的方法为：步骤一，将发酵罐内物料用蒸汽升温至121℃，保压30min；步骤二，关闭蒸汽降温至30℃。
5.根据权利要求1所述的防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：所述第三步移种的步骤为：步骤一，对种子罐取样评价；步骤二，移种管道用蒸汽消毒30分钟后移种，接种量10％。
6.根据权利要求5所述的防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：所述第三步移种的步骤一中取样时间为每8h取样一次，检测内容为测PH、镜检、湿重、酶活和涂检测平板。
7.根据权利要求1所述的防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：所述第四步培养的条件为：罐压0.03-0.05Mpa，转速120-135rpm，温度30℃，风量1:1.5，PH值为4.6-4.8。
8.根据权利要求1所述的防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：每小时补充甘油的量以发酵培养中物料溶氧度控制在30％为量化指标。
9.根据权利要求8所述的防止高密度毕赤酵母培养用流盐腐蚀设备的方法，其特征在于：所述第五步中补充甘油的总量为所述发酵培养基物料总量的2-3倍。
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