CN114456961A - 利用结晶糖母液生产高蛋白酵母的方法及其在赖氨酸发酵中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于葡萄糖母液处理技术领域，利用结晶糖母液生产高蛋白酵母的方法，其包括如下步骤：步骤1）配置种子培养基，步骤2）种子培养，步骤3）配置发酵培养基，步骤4）酵母发酵，步骤5）制备酵母粉，步骤6）制备赖氨酸发酵培养基，步骤7）赖氨酸发酵。本发明有效利用了结晶糖母液，提高了附加值。
Description
技术领域
本发明属于葡萄糖母液处理技术领域，具体涉及利用结晶糖母液生产高蛋白酵母的方法及其在赖氨酸发酵中的应用。
背景技术
用结晶法生产葡萄糖后，剩余部分残液无法继续结晶，我们称之为葡萄糖母液。葡萄糖母液是葡萄糖工业生产的副产物。葡萄糖母液废液量大，直接排出会造成环境污染，如何处理葡萄糖母液是葡萄糖生产企业所面临的重大问题。结晶葡萄糖生产中，每生产1t结晶葡萄糖便产生0.2t的母液，占总糖量约10-12％的糖进入了母液，造成了淀粉资源的极大浪费，同时又垫高了生产成本。由于该母液干物浓度低，极易发酵，存储期不能超过两天，加之其含水量50％左右，限制了远途运输，商品价值极低，而且成为新污染的可能又极大。母液回收重新结晶提取结晶葡萄糖，又会影响结晶葡萄糖的品质，不利用又会增加生产成本，造成极大的浪费。
专利技术“CN2014105018393”公开了一种结晶葡萄糖母液的处理方法，将结晶葡萄糖废母液用作赖氨酸发酵的原料，降低了原料成本，使得废物再利用，整个过程无废弃物产生，真正实现了变废为宝和节能减排。但是该方法会造成赖氨酸分离困难。
赖氨酸又称L-赖氨酸、溶氨酸等，是人类和动物营养中最重要的必需氨基酸之一，目前，全球赖氨酸产量已达240余万吨，仅次于谷氨酸，成为全球产量第二大氨基酸品种。随着国内外市场竞争的加剧，赖氨酸行情的不好，如何降低生产成本成了各大企业研究的方向。
发明内容
为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了利用结晶糖母液生产高蛋白酵母的方法及其在赖氨酸发酵中的应用。
本发明是通过如下技术方案来实现的。
利用结晶糖母液生产高蛋白酵母的方法，其包括如下步骤：
步骤1）配置种子培养基，步骤2）种子培养，步骤3）配置发酵培养基，步骤4）酵母发酵，步骤5）制备酵母粉，步骤6）制备赖氨酸发酵培养基，步骤7）赖氨酸发酵。
进一步地，所述方法包括如下步骤：
步骤1）配置种子培养基：取蛋白胨15-22g、葡萄糖15-30g、琼脂15-25g，结晶糖母液100ml，加水，定容至1000ml，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得；
步骤2）种子培养：将啤酒酵母接种到种子培养基，经过种子培养，得种子液；
步骤3）配置发酵培养基：
硫酸镁2g、硫酸铵4g、磷酸二氢钾3g、氯化钙0.7g，加结晶糖母液容至1000ml，pH值调节至5.5，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得；
步骤4）酵母发酵：将种子液接种到发酵培养基进行发酵培养；
步骤5）制备酵母粉：采用废热蒸发器对发酵完成液进行蒸发浓缩，蒸发后的发酵液浓度25％；蒸后发酵液经过超声破壁，超滤膜过滤，然后通过高速离心喷雾干燥塔进行喷雾干燥，得到酵母粉；
步骤6）制备赖氨酸发酵培养基：
培养基组分：葡萄糖70g/L，酵母粉18g/L，磷酸二氢钾5g/L，七水硫酸镁0.8g/L，四水硫酸锰0.02g/L，七水硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.01g/L，生物素0.5mg/L；将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用100g/L的NaOH水溶液调pH至7.8，115℃灭菌10min，即得；
步骤7）赖氨酸发酵：
将黄色短杆菌种子液按照5-10%的接种量接入到发酵培养基中，发酵温度：0-18h为31℃，18h-结束为34℃，通风比1:0.7，搅拌转速300r/min，发酵总时间为50-60h；。
优选地，
所述种子培养条件为：接种量8-15％，培养时间12-36小时。
优选地，
所述发酵条件为：溶氧≥15％，发酵周期20-40小时，温度为温度28-32℃，培养结束残糖≤0.5％。
优选地，
所述超滤膜的截留分子量为1000-5000Da。
优选地，
所述发酵过程中，通过流加500g/L的葡萄糖溶液维持残糖含量在5-10g/L，流加氨水控制 pH7.0-7.2，流加消泡剂消泡。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
本发明通过酵母对结晶糖母液进行了有效利用，并且制备出酵母粉供赖氨酸发酵使用，为企业节省了成本，提高了附加值。
本发明采用超声破壁，超滤，喷雾干燥等步骤，制备的产品蛋白质含量高，品质优良，滤液煮沸无可凝蛋白，溶液色泽浅，清澈透亮；品质稳定，保质期长。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
利用结晶糖母液生产高蛋白酵母的方法，其包括如下步骤：
配置种子培养基：取蛋白胨20g、葡萄糖20g、琼脂20g，结晶糖母液（参照CN2014105018393制备）100ml，加水，定容至1000ml，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得；
将啤酒酵母接种到种子培养基，经过种子培养，培养条件：接种量10％，培养时间18小时，得种子液；
配置发酵培养基：
硫酸镁2g、硫酸铵4g、磷酸二氢钾3g、氯化钙0.7g，加结晶糖母液容至1000ml，pH值调节至5.5，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得。
将种子液接种到发酵培养基进行发酵培养；发酵条件为：溶氧≥15％，发酵周期30小时，温度为温度28℃，培养结束残糖≤0.5％。
采用废热蒸发器对发酵完成液进行蒸发浓缩，蒸发后的发酵液浓度25％；蒸后发酵液经过超声破壁，超滤膜（截留分子量为3000Da）过滤，然后通过高速离心喷雾干燥塔进行喷雾干燥，得到酵母粉；该产品蛋白质含量高，品质优良，滤液煮沸无可凝蛋白，溶液色泽浅，清澈透亮；品质稳定，保质期长。
赖氨酸发酵培养基制备：
培养基组分：葡萄糖70g/L，酵母粉18g/L，磷酸二氢钾5g/L，七水硫酸镁0.8g/L，四水硫酸锰0.02g/L，七水硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.01g/L，生物素0.5mg/L；将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用100g/L的NaOH水溶液调pH至7.8，115℃灭菌10min，即得。
赖氨酸发酵：
利用发酵培养基发酵生产赖氨酸的工艺，其包括如下步骤：
菌株选用黄色短杆菌XQ90；将黄色短杆菌种子液（OD600=5.8）按照8%的接种量接入到发酵培养基中，发酵温度：0-18h 为31℃，18-55 h为34℃，通风比1:0.7，搅拌转速300r/min，发酵总时间为55h；发酵过程中，通过流加500g/L的葡萄糖溶液维持残糖含量在5-10g/L，流加氨水控制 pH7.0-7.2，流加消泡剂消泡。 经检测，发酵液中赖氨酸含量为131g/L。
实施例2
利用结晶糖母液生产高蛋白酵母的方法，其包括如下步骤：
配置种子培养基：取蛋白胨18g、葡萄糖22g、琼脂16g，结晶糖母液（参照CN2014105018393制备）120ml，加水，定容至1000ml，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得；
将啤酒酵母接种到种子培养基，经过种子培养，培养条件：接种量8％，培养时间12小时，得种子液；
配置发酵培养基：
硫酸镁1g、硫酸铵5g、磷酸二氢钾3g、氯化钙0.5g，加结晶糖母液容至1000ml，pH值调节至5.0，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得。
将种子液接种到发酵培养基进行发酵培养；发酵条件为：溶氧≥15％，发酵周期24小时，温度为温度28-30℃，培养结束残糖≤0.5％。
采用废热蒸发器对发酵完成液进行蒸发浓缩，蒸发后的发酵液浓度25％；蒸后发酵液经过超声破壁，超滤膜（截留分子量为2000Da）过滤，然后通过高速离心喷雾干燥塔进行喷雾干燥，得到酵母粉；该产品蛋白质含量高，品质优良，滤液煮沸无可凝蛋白，溶液色泽浅，清澈透亮；品质稳定，保质期长。
赖氨酸发酵培养基制备：
培养基组分：葡萄糖80g/L，酵母粉20g/L，磷酸二氢钾5g/L，七水硫酸镁0.8g/L，四水硫酸锰0.02g/L，七水硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.01g/L，生物素0.5mg/L；将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用100g/L的NaOH水溶液调pH至7.8，115℃灭菌10min，即得。
赖氨酸发酵：
利用发酵培养基发酵生产赖氨酸的工艺，其包括如下步骤：
菌株选用黄色短杆菌XQ90；将黄色短杆菌种子液（OD600=5.6）按照8%的接种量接入到发酵培养基中，发酵温度：0-18h 为31℃，18-60 h为34℃，通风比1:0.7，搅拌转速300r/min，发酵总时间为60h；发酵过程中，通过流加500g/L的葡萄糖溶液维持残糖含量在5-10g/L，流加氨水控制 pH7.0-7.2，流加消泡剂消泡。 经检测，发酵液中赖氨酸含量为143g/L。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.利用结晶糖母液生产高蛋白酵母的方法，其包括如下步骤：
步骤1）配置种子培养基，步骤2）种子培养，步骤3）配置发酵培养基，步骤4）酵母发酵，步骤5）制备酵母粉，步骤6）制备赖氨酸发酵培养基，步骤7）赖氨酸发酵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤1）配置种子培养基：取蛋白胨15-22g、葡萄糖15-30g、琼脂15-25g，结晶糖母液100ml，加水，定容至1000ml，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得；
步骤2）种子培养：将啤酒酵母接种到种子培养基，经过种子培养，得种子液；
步骤3）配置发酵培养基：
硫酸镁2g、硫酸铵4g、磷酸二氢钾3g、氯化钙0.7g，加结晶糖母液容至1000ml，pH值调节至5.5，121℃灭菌20min后，自然冷却，制得；
步骤4）酵母发酵：将种子液接种到发酵培养基进行发酵培养；
步骤5）制备酵母粉：采用废热蒸发器对发酵完成液进行蒸发浓缩，蒸发后的发酵液浓度25％；蒸后发酵液经过超声破壁，超滤膜过滤，然后通过高速离心喷雾干燥塔进行喷雾干燥，得到酵母粉；
步骤6）制备赖氨酸发酵培养基：
培养基组分：葡萄糖70g/L，酵母粉18g/L，磷酸二氢钾5g/L，七水硫酸镁0.8g/L，四水硫酸锰0.02g/L，七水硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.01g/L，生物素0.5mg/L；将各原料依次添加到水中，搅拌均匀，用100g/L的NaOH水溶液调pH至7.8，115℃灭菌10min，即得；
步骤7）赖氨酸发酵：
将黄色短杆菌种子液按照5-10%的接种量接入到发酵培养基中，发酵温度：0-18h 为31℃，18h-结束为34℃，通风比1:0.7，搅拌转速300r/min，发酵总时间为50-60h；。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述种子培养条件为：接种量8-15％，培养时间12-36小时。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发酵条件为：溶氧≥15％，发酵周期20-40小时，温度为温度28-32℃，培养结束残糖≤0.5％。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述超滤膜的截留分子量为1000-5000Da。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述发酵过程中，通过流加500g/L的葡萄糖溶液维持残糖含量在5-10g/L，流加氨水控制 pH7.0-7.2，流加消泡剂消泡。
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