[发明专利]一种利用重相乳酸生产单细胞蛋白的方法

说明书

本发明提供了一种利用重相乳酸生产单细胞蛋白的方法。本发明以黑乳酸为原料，发酵解脂耶氏酵母生产单细胞蛋白，此外添加裂殖壶菌进行共发酵，补充缺乏的天然ω‑3脂肪酸及其他营养物质，促进了黑乳酸的合理化应用，也有效地补充了饲料蛋白资源方面的不足。该方法针对在聚乳酸单体生产过程中，产生的大量黑乳酸副产物难以处理的问题，提出绿色、环保、高效的解决方案。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种利用重相乳酸生产单细胞蛋白的方法。

背景技术

乳酸，化学名为α-羟基丙酸，是一种广泛用于食品、制药、有机合成、材料领域的重要原料。目前由于“白色污染”造成的环境问题日益严重，因此生物可降解塑料的需求大幅增长，其中由乳酸作为单体聚合而成聚乳酸(PLA)是其中的最重要、市场最广阔的一种。由于生产聚乳酸需要乳酸单体具备极高的光学纯度，因此发酵法成为乳酸制备的主流方法。但是，微生物的发酵需要加入酵母粉、无机盐等营养物质，且过程中的代谢产物比较复杂，除了乳酸之外还有大量蛋白、色素、杂酸、杂醇等，影响乳酸的化学纯度，进而影响聚乳酸的品质和应用性能。在目前已经工业化的乳酸产业中，采用的大多是板框过滤、活性炭脱色、纳滤、刮板浓缩、分子蒸馏的工艺得到聚合级乳酸，然而在分子蒸馏的过程中，一部分乳酸及其低聚物、原发酵液中的色素、糖类、蛋白等杂质会留存于重组分中，产生约15％左右的粘稠黑色副产物(也称黑乳酸或红乳酸)。一般黑乳酸只能用于饲料添加剂，但是随着目前饲料领域对于原料品质的要求越来越高，黑乳酸作为一种副产物的应用越来越受到限制，因此，需要开发合适的方法对黑乳酸进行合理处理，减少固废污染的同时促进资源的合理利用。

由于黑乳酸中的有机质含量丰富，利用微生物转化的方法可以利用黑乳酸中的有机副产物进行菌体生长扩增，得到的微生物菌体称作单细胞蛋白。其蛋白含量高(50-80％)，氨基酸含量丰富，成含有微生物、矿物质及其他生物活性物质等，营养价值高，可用于饲料中作为一种良好的蛋白源。利用黑乳酸作为发酵原料生产单细胞蛋白，不仅可以良好地处理乳酸制备工艺中的黑乳酸副产物，还能够产生高附加值的单细胞蛋白产品，满足日益增长的饲料蛋白的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用重相乳酸生产单细胞蛋白的方法，该方法可高值转化黑乳酸，生产的单细胞蛋白可作为优良的饲料蛋白来源，提升乳酸产业链的商业化价值。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

一种利用重相乳酸生产单细胞蛋白的方法，所述方法以重相乳酸为原料，通过解脂耶氏酵母和裂殖壶菌两种菌种混菌发酵制备得到单细胞蛋白；其中，所述重相乳酸为乳酸生产过程中形成的重组分副产物。

本发明针对黑乳酸副产物难以处理的问题，以黑乳酸为原料，发酵解脂耶氏酵母生产单细胞蛋白，此外添加裂殖壶菌和其他益生菌进行共发酵；其中解脂耶氏酵母能够利用黑乳酸进行代谢和生长，同时将黑乳酸转化为裂殖壶菌可以直接摄取的有机组分，使裂殖壶菌能够快速生长，分泌天然ω-3脂肪酸，补充解脂耶氏酵母单细胞蛋白中缺乏的ω-3及其他营养物质；且裂殖壶菌还可消耗解脂耶氏酵母代谢产生的副产物，提升产品的纯度。

在一种实施方案中，所述生产单细胞蛋白的方法在单细胞蛋白培养基中加入重相乳酸，然后添加解脂耶氏酵母和裂殖壶菌，发酵得到富含单细胞蛋白的发酵液，分离后得到单细胞蛋白产品。

本发明中，所述解脂耶氏酵母在上罐发酵前培养种子液；优选地，所述解脂耶氏酵母的培养基为葡萄糖、硫酸铵、磷酸二氢钾、七水合硫酸镁、胰蛋白胨中的一种或多种；优选地，所述解脂耶氏酵母的培养基为葡萄糖3～20g/L，硫酸铵0.5～4g/L，磷酸二氢钾0.5～3g/L，七水合硫酸镁0.1～1g/L，胰蛋白胨5～20g/L。

本发明中，解脂耶氏酵母种子液培养温度为25～40℃，培养时间为16～48h。