一種高密度液體深層發酵生產海洋紅酵母的方法
2023-05-23 17:44:41 1
專利名稱：一種高密度液體深層發酵生產海洋紅酵母的方法
技術領域：
本發明屬於微生物發酵領域，具體涉及一種高密度液體深層發酵生產海洋紅酵母的方法。
背景技術：
海洋紅酵母是海洋中自然存在的一種單細胞真核生物，菌體呈圓形或卵圓形，菌落為亮紅色，其含有豐富的蛋白質、多糖、不飽和脂肪酸、維生素、消化酶類及動物幼體生長激素及以蝦青素為主的類胡蘿蔔素等多種營養物質，是理想的水產動物幼體飼用生物餌料。另外海洋紅酵母廣泛存在於海洋魚類、蟹類、蝦類等水生動物體表及消化道內，對海洋生物健康起著重要作用。CN1146290A(申請號95112038. 7)專利文件中公開了一種海洋紅酵母從自然界中分離、進行一次投料液體發酵、後處理製成液體產品的方法，該專利中放大培養60h，發酵液中海洋紅酵母活菌數為12億/ml。該方法存在海洋紅酵母發酵生產周期長，發酵生產出的發酵液活菌數含量低。CN 1415738A(申請號02139178. 5)專利文件中公開了一種採用連續流加深層通氣培養和澱粉吸附流化床乾燥法製備固體海洋紅酵母菌粉工藝，其連續流加深層通氣培養使發酵液海洋紅酵母活菌含量提高到20-30億/ml。CN 101748075A(申請號201010010034. 0)專利文件中公開了一種高活性海洋
紅酵母菌粉得製備方法，採用啤酒酵母蛋白酶水解液為促海洋紅酵母生長原料液體發酵培養，使發酵液活菌數達到30-40億/ml。目前報導中用於生產的海洋紅酵母發酵產量較低，發酵時間較長，需要採用合理的培養基配方及發酵方式，使放大發酵生產中，明顯增加發酵液活菌數，縮短發酵時間。
發明內容
為了解決上述問題，本發明提供一種高密度液體深層發酵生產海洋紅酵母的方 法。本發明提供的方法，包括如下步驟I)將海洋紅酵母菌菌種接種於YPD液體培養基中，振蕩培養44-48小時作為發酵種子液；2)將步驟I)的發酵種子液接種至I號發酵罐中攪拌通氣發酵培養16-20小時；3)將I號發酵罐中發酵液以體積比4%-7. 5%轉種至2號發酵罐中攪拌通氣發酵培養，8小時後勻速流加碳源和氮源，培養26-32小時。其中，步驟I)中振蕩培養的條件為培養溫度25-30°C，轉速為150-250rpm。其中，步驟2)中發酵種子液的接種量為體積比0. 1% -0. 3%。在本發明的一個實施方案中，I號發酵罐的發酵條件優選為培養溫度為250C -31 °C，攪拌轉速為 80-100rpm/min，通氣量為 0. 3-0. 5m3/min。
在本發明的另一個實施方案中，2號發酵罐的發酵條件優選為培養溫度為250C -31 °C，攪拌轉速為 50-80rpm/min，通氣量為 4-7m3/min。其中，所述I號發酵罐中的發酵培養基配方為糖蜜20_30g/L，蛋白腖I. 5-2. 5g/L，酵母膏I. 5-2. 5g/L，硫酸銨2. 5-5. Og/L,磷酸二氫鉀I. 0-1. 5g/L，一水硫酸鎂0. 05-0. 15g/L，硫酸亞鐵 0. 1-0. 15g/L，氯化鈉 10_15g/L，pH 調節至 5. 5-6. O。其中，所述2號發酵罐中的發酵培養基配方為糖蜜30g/L，蛋白腖2. 5-3. Og/L,酵母膏2. 5-4. Og/L千克，磷酸二氫鉀I. 5-2. 5g/L，一水硫酸鎂0. 1-0. 15g/L，硫酸亞鐵0. 1-0. 15g/L,氯化鈉 10-12. 5g/L, pH 調節至 5. 0-5. 5。其中，所述的碳源優選為600_800g/L的糖蜜，所述的氮源優選為120_200g/L的硫酸銨。
在本發明一個優選的實施方案中，以50-60升/小時的速度勻速流加碳源和碳源。本發明的海洋紅酵母可為粘紅酵母、深紅酵母或橙黃紅酵母，對具體菌株沒有特別的限定，任何現有的常規海洋紅酵母菌株都可以利用本發明指出的技術方案實現。本領域技術人員可根據本領域常規技術手段從海洋動物體表分離海洋紅酵母，也可以市售獲得，如購自中國農業微生物菌種保藏管理中心。本發明採用合理的培養基配方及液體深層通氣、流加碳氮源培養海洋紅酵母的生產方法，使海洋紅酵母發酵水平大幅度提高，發酵時間明顯縮短。10噸罐發酵培養26-32小時，發酵液中活菌含量達到50-70億/ml，有效提高了生產效益。
具體實施例方式以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。實施例I高密度發酵生產粘紅酵母的工藝，由如下步驟組成步驟I.將粘紅酵母菌接種於裝有150ml已滅菌的YPD液體培養基中，在28°C，150rpm/min條件下搖瓶培養48小時作為發酵種子液。步驟2.按照0. 2%的接種量接種至裝液量為60%的I噸罐中，培養溫度為28°C，攪拌轉速為90rpm/min，通氣量0. 4mVmin條件下培養20小時。其中I噸罐中培養基配方為糖蜜18千克，蛋白腖I. 5千克，酵母膏I. 5千克，硫酸銨I. 5千克，磷酸二氫鉀0. 75千克，一水硫酸鎂0. 06千克，硫酸亞鐵0. 075千克，氯化鈉7. 5千克，用鹼液調節pH到5. 5，121°C蒸汽滅菌50分鐘。步驟3.將I噸發酵罐中發酵液480L轉種至10噸罐中發酵培養8小時後開始流加碳氮源。培養條件培養溫度為28°C,攪拌轉速為80rpm/min,通氣量5m3/min條件下培養30小時。其中10噸罐培養基配方為糖蜜240千克，蛋白腖22千克，酵母膏30千克，磷酸二氫鉀12千克，一水硫酸鎂0. 8千克，硫酸亞鐵0. 8千克，氯化鈉80千克，裝液量為80%，121°C蒸汽滅菌50分鐘。流加工藝1噸補料罐中，加入糖蜜350千克，硫酸銨80千克，定容500升，121 °C蒸汽滅菌50分鐘。按照0. 05m3/h速度勻速流加。結果發酵結束，發酵液中活菌數達到70億/ml，且菌體大小基本一致。
將本實施例中的粘紅酵母更換為深紅酵母，採用相同的發酵方法，發酵結束後發酵液中活菌數達到68億/ml，且菌體大小基本一致。實施例2高密度發酵生產粘紅酵母的工藝，由如下步驟組成步驟I.將粘紅酵母菌接種於裝有150ml已滅菌的YPD液體培養基中，在28°C，150rpm/min條件下搖瓶培養48小時作為發酵種子液。步驟2.按照0. I %的接種量接種至裝液量為60%的I噸罐中，培養溫度為25°C，攪拌轉速為80rpm/min，通氣量0. 3mVmin條件下培養16小時。其中I噸罐中培養基配方為糖蜜12千克，蛋白腖0. 9千克，酵母膏0. 9千克，硫酸銨I. 5千克，磷酸二氫鉀0. 6千克， 一水硫酸鎂0. 03千克，硫酸亞鐵0. 06千克，氯化鈉6千克，用鹼液調節pH到5. 5，121°C蒸汽滅菌50分鐘。步驟3.將I噸發酵罐中發酵液320L轉種至10噸罐中發酵培養8小時後開始流加碳氮源。培養條件培養溫度為25°C,攪拌轉速為50rpm/min,通氣量4m3/min條件下培養26小時。其中10噸罐培養基配方為糖蜜240千克，蛋白腖20千克，酵母膏24千克，磷酸二氫鉀16千克，一水硫酸鎂I. 0千克，硫酸亞鐵I. 0千克，氯化鈉92千克，裝液量為80%，121°C蒸汽滅菌50分鐘。流加工藝1噸補料罐中，加入糖蜜300千克，硫酸銨60千克，定容500升，121 °C蒸汽滅菌30分鐘。按照0. 050m3/h速度勻速流加。結果發酵結束，發酵液中活菌數達到58億/ml，且菌體大小基本一致。將本實施例中的粘紅酵母更換為橙黃紅酵母，採用相同的發酵方法，發酵結束後發酵液中活菌數達到60億/ml，且菌體大小基本一致。實施例3高密度發酵生產粘紅酵母的工藝，由如下步驟組成步驟I.將粘紅酵母菌接種於裝有150ml已滅菌的YPD液體培養基中，在28°C，150rpm/min條件下搖瓶培養44小時作為發酵種子液。步驟2.按照0. 3%的接種量接種至裝液量為60%的I噸發酵罐中，培養溫度為30°C，攪拌轉速為100rpm/min，通氣量0. 5mVmin條件下培養18小時。其中I噸發酵罐中培養基配方為糖蜜15千克，蛋白腖I. 2千克，酵母膏I. 2千克，硫酸銨3. 0千克，磷酸二氫鉀0. 9千克，一水硫酸鎂0. 09千克，硫酸亞鐵0. 09千克，氯化鈉9千克，用鹼液調節pH到6. 0，121°C蒸汽滅菌50分鐘。步驟3.將I噸發酵罐中發酵液600L轉種至10噸罐中發酵培養8小時後開始流加碳氮源。培養條件培養溫度為30°C,攪拌轉速為80rpm/min,通氣量7m3/min條件下培養32小時。其中10噸罐培養基配方為糖蜜240千克，蛋白腖24千克，酵母膏32千克，磷酸二氫鉀20千克，一水硫酸鎂I. 2千克，硫酸亞鐵I. 2千克，氯化鈉100千克，裝液量為80%，121°C蒸汽滅菌50分鐘。流加工藝1噸補料罐中，加入糖蜜400千克，硫酸銨100千克，定容500升，121 °C蒸汽滅菌30分鐘。按照0. 060m3/h速度勻速流加。
結果發酵結束，發酵液中活菌數達到62億/ml，且菌體大小基本一致。將本實施例中的粘紅酵母更換為深紅酵母，採用相同的發酵方法，發酵結束後發酵液中活菌數達到58億/ml，且菌體大小基本一致。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1.ー種高密度液體深層發酵生產海洋紅酵母的方法，其特徵在於，包括如下步驟 1)將海洋紅酵母菌菌種接種於YPD液體培養基中，振蕩培養44-48小時作為發酵種子液； 2)將步驟I)的發酵種子液接種至I號發酵罐中攪拌通氣發酵培養16-20小時； 3)將I號發酵罐中發酵液以體積比4%-7. 5%轉種至2號發酵罐中攪拌通氣發酵培養，8小時後勻速流加碳源和氮源，培養26-32小時。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟I)中振蕩培養的條件為培養溫度25-30°C，轉速為 150-250rpm。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，步驟2)中發酵種子液的接種量為體積比0.1% -O. 3%。
4.根據權利要求I所述的方法，其特徵在幹，I號發酵罐的發酵條件為培養溫度為250C -31 °C，攪拌轉速為 80-100rpm/min，通氣量為 O. 3-0. 5m3/min。
5.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，2號發酵罐的發酵條件為培養溫度為250C -31 °C，攪拌轉速為 50-80rpm/min，通氣量為 4-7m3/min。
6.根據權利要求I 5任一項所述的方法，其特徵在於，所述的海洋紅酵母為粘紅酵母、深紅酵母或橙黃紅酵母。
7.根據權利要求I 5任一項所述的方法，其特徵在於，所述I號發酵罐中的發酵培養 基配方為糖蜜20-30g/L，蛋白腖I. 5-2. 5g/L，酵母膏I. 5-2. 5g/L，硫酸銨2. 5-5. Og/L，磷酸ニ氫鉀 I. 0-1. 5g/L，一水硫酸鎂 O. 05-0. 15g/L，硫酸亞鐵 O. 1-0. 15g/L，氯化鈉 10_15g/L, pH 調節至 5. 5-6. O。
8.根據權利要求I 5任一項所述的方法,其特徵在於，所述2號發酵罐中的發酵培養基配方為糖蜜30g/L，蛋白腖2. 5-3. Og/L,酵母膏2. 5-4. Og/L千克，磷酸ニ氫鉀1.5-2. 5g/L，一水硫酸鎂 O. 1-0. 15g/L，硫酸亞鐵 O. 1-0. 15g/L，氯化鈉 10-12. 5g/L，pH 調節至 5. 0-5. 5。
9.根據權利要求I 5任一項所述的方法，其特徵在於，所述的碳源為600-800g/L的糖蜜，所述的氮源為120-200g/L的硫酸銨。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在幹，以50-60升/小時的速度勻速流加碳源和碳源。
全文摘要
本發明公開了一種高密度液體深層發酵生產海洋紅酵母的方法，其包括如下步驟1)將海洋紅酵母菌菌種接種於YPD液體培養基中，振蕩培養44-48小時作為發酵種子液；2)將步驟1)的發酵種子液接種至1號發酵罐中攪拌通氣發酵培養16-20小時；3)將1號發酵罐中發酵液以體積比4％-7.5％轉種至2號發酵罐中攪拌通氣發酵培養，8小時後勻速流加碳源和氮源，培養26-32小時。本發明採用合理的培養基配方及液體深層通氣、流加碳氮源培養海洋紅酵母的生產方法，縮短發酵時間，大幅度提高了海洋紅酵母發酵水平，10噸罐發酵培養26-32小時，發酵液中活菌含量達到50-70億/ml，有效提高了生產效益。
文檔編號C12R1/645GK102676408SQ20121019495
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者劉雪連, 張玳華, 李寧, 潘春麗, 趙雅楠, 鄧微微, 馬相傑 申請人:北京大北農科技集團股份有限公司, 鄭州市大北農飼料科技有限公司