[发明专利]一种利用蓝藻发酵生产酵母单细胞蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用太湖蓝藻原料发酵生产酵母单细胞蛋白的方法，属于蓝藻治理技术领域。

背景技术

蓝藻(blue algae)是一类进化历史悠久、革兰氏阴性、无鞭毛、含叶绿素a、不形成叶绿体、能进行产氧性光合作用的原核生物。近些年随着大量污染物流入太湖，太湖蓝藻爆发频繁。大量蓝藻打捞上来后，由于无锡土地资源有限，蓝藻处置较困难，蓝藻发酵生产沼气利用率较低，焚烧蓝藻成本高，且污染环境。由于蓝藻有机物质含量很丰富，其含有50％的粗蛋白，5％-15％的藻蓝蛋白，40％的藻多糖，可用蓝藻为原料发酵生产酵母单细胞蛋白，得到的单细胞蛋白产物可作为蛋白类资源应用于饲料领域，这样可将蓝藻变废为宝，保护环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种以太湖蓝藻为氮源发酵生产单细胞蛋白的方法。

本发明的技术方案：一种利用蓝藻发酵生产酵母单细胞蛋白的方法，步骤为：

(1)发酵菌株：采用酿酒酵母菌株；

(2)蓝藻的预处理：对太湖打捞上来的干重计为2％的蓝藻先进行30min自然沉降处理，使蓝藻中泥沙沉降下来；再经滤布过滤，除去蓝藻中树叶杂质；

(3)蓝藻破壁：配制干重计1％的蓝藻，在121℃处理10min，制得蓝藻培养基；

(4)配置培养基及培养条件：在干重计1％的蓝藻培养基中加重量计0.9％的葡萄糖以调整碳氮比为11.4/1，添加维生素母液1％，在培养20h后添加葡萄糖使至质量浓度为2％-4％；培养条件为：接种量为10％-15％，温度为26-30℃，摇床转速为200rpm，装液量为50mL/500mL，pH为6-7，发酵时间为35-45h；

所述维生素母液以g/L计：维生素B₁ 1，烟酸0.4，吡哆醇0.4，生物素0.02，泛酸钙2，核黄素0.2，肌醇1，对氨基苯甲酸0.2；

(5)分离：采用自然沉降法分离酵母，即得酵母单细胞蛋白产品。

本发明人最佳发酵碳源的确定方法为：从太湖打捞出的蓝藻浓度为2％(干重)，经高温破壁将其做成培养基，该培养基呈胶体状态，其中溶氧较困难，故将其稀释到1％后进行培养基优化。蓝藻中碳氮比5.5/1，而酵母生长所需碳氮比为11.4/1，故可在1％(干重)蓝藻培养基加0.9％葡萄糖调整碳氮比。1％的蓝藻培养基残糖含量为0.26g，发酵12h后为0.172g，发酵16h残糖为0.075g，发酵20h为0.069g，发酵24h为0.057g。故可在培养20h后添加葡萄糖，葡萄糖添加量分别为0％，2％，4％，6％，此时培养条件为，温度为30℃，摇床转速为200rpm，装液量为50mL/500mL，pH为6，接种量为10％。

添加4％的葡萄糖酵母生物量最高，培养36h时酵母细胞量最高可达3.8g/L，此时残糖为0.169g，葡萄糖仍有残留，培养基可能还缺乏其它营养物质，可对其作进一步优化。过量添加葡萄糖可能产生了抑制作用。

本发明人进一步确定维生素，微量元素及矿物质元素的添加量的方法为：在碳源优化的基础上，在培养基中添加维生素母液，微量元素母液及矿物质元素母液，考察其对发酵的影响，结果表明发酵36h酵母产量均达最大，结果为结果见表1，2，3：添加维生素母液1％可明显提高生物量，培养36h后，酵母产量达到5g/L，而添加微量元素及矿物质元素对酵母生物量无明显影响。

本发明人在培养基优化的基础上，进一步确定了发酵温度，培养基初始pH值，溶解氧，接种量对发酵结果的影响，结果见表4，5，6，发酵最适温度为28℃，最适培养基初始pH值为6，最佳接种量为15％。溶解氧对发酵影响结果见图2，500mL三角瓶装液量为25mL产量最高，培养36h时酵母细胞量最高可达6.2g/L

本发明的有益效果：本发明提供了一种具有工业应用潜力的太湖蓝藻利用的新方法。

附图说明

图1.葡萄糖对酵母生长的影响。

图2.通气量对酵母生长的影响。

具体实施方式

实施例1：最佳碳源的确定