專利名稱：一種高密度液體深層發(fā)酵生產(chǎn)海洋紅酵母的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微生物發(fā)酵領(lǐng)域，具體涉及一種高密度液體深層發(fā)酵生產(chǎn)海洋紅酵母的方法。
背景技術(shù)：
海洋紅酵母是海洋中自然存在的一種單細(xì)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(zhì)、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卜素等多種營養(yǎng)物質(zhì)，是理想的水產(chǎn)動物幼體飼用生物餌料。另外海洋紅酵母廣泛存在于海洋魚類、蟹類、蝦類等水生動物體表及消化道內(nèi)，對海洋生物健康起著重要作用。CN1146290A(申請?zhí)?5112038. 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(fā)酵、后處理制成液體產(chǎn)品的方法，該專利中放大培養(yǎng)60h，發(fā)酵液中海洋紅酵母活菌數(shù)為12億/ml。該方法存在海洋紅酵母發(fā)酵生產(chǎn)周期長，發(fā)酵生產(chǎn)出的發(fā)酵液活菌數(shù)含量低。CN 1415738A(申請?zhí)?2139178. 5)專利文件中公開了一種采用連續(xù)流加深層通氣培養(yǎng)和淀粉吸附流化床干燥法制備固體海洋紅酵母菌粉工藝，其連續(xù)流加深層通氣培養(yǎng)使發(fā)酵液海洋紅酵母活菌含量提高到20-30億/ml。CN 101748075A(申請?zhí)?01010010034. 0)專利文件中公開了一種高活性海洋
紅酵母菌粉得制備方法，采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(fā)酵培養(yǎng)，使發(fā)酵液活菌數(shù)達到30-40億/ml。目前報道中用于生產(chǎn)的海洋紅酵母發(fā)酵產(chǎn)量較低，發(fā)酵時間較長，需要采用合理的培養(yǎng)基配方及發(fā)酵方式，使放大發(fā)酵生產(chǎn)中，明顯增加發(fā)酵液活菌數(shù)，縮短發(fā)酵時間。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種高密度液體深層發(fā)酵生產(chǎn)海洋紅酵母的方 法。本發(fā)明提供的方法，包括如下步驟I)將海洋紅酵母菌菌種接種于YPD液體培養(yǎng)基中，振蕩培養(yǎng)44-48小時作為發(fā)酵種子液；2)將步驟I)的發(fā)酵種子液接種至I號發(fā)酵罐中攪拌通氣發(fā)酵培養(yǎng)16-20小時；3)將I號發(fā)酵罐中發(fā)酵液以體積比4%-7. 5%轉(zhuǎn)種至2號發(fā)酵罐中攪拌通氣發(fā)酵培養(yǎng)，8小時后勻速流加碳源和氮源，培養(yǎng)26-32小時。其中，步驟I)中振蕩培養(yǎng)的條件為培養(yǎng)溫度25-30°C，轉(zhuǎn)速為150-250rpm。其中，步驟2)中發(fā)酵種子液的接種量為體積比0. 1% -0. 3%。在本發(fā)明的一個實施方案中，I號發(fā)酵罐的發(fā)酵條件優(yōu)選為培養(yǎng)溫度為250C -31 °C，攪拌轉(zhuǎn)速為 80-100rpm/min，通氣量為 0. 3-0. 5m3/min。
在本發(fā)明的另一個實施方案中，2號發(fā)酵罐的發(fā)酵條件優(yōu)選為培養(yǎng)溫度為250C -31 °C，攪拌轉(zhuǎn)速為 50-80rpm/min，通氣量為 4-7m3/min。其中，所述I號發(fā)酵罐中的發(fā)酵培養(yǎng)基配方為糖蜜20_30g/L，蛋白胨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(diào)節(jié)至 5. 5-6. O。其中，所述2號發(fā)酵罐中的發(fā)酵培養(yǎng)基配方為糖蜜30g/L，蛋白胨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(diào)節(jié)至 5. 0-5. 5。其中，所述的碳源優(yōu)選為600_800g/L的糖蜜，所述的氮源優(yōu)選為120_200g/L的硫酸銨。
在本發(fā)明一個優(yōu)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(fā)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(xiàn)有的常規(guī)海洋紅酵母菌株都可以利用本發(fā)明指出的技術(shù)方案實現(xiàn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)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(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心。本發(fā)明采用合理的培養(yǎng)基配方及液體深層通氣、流加碳氮源培養(yǎng)海洋紅酵母的生產(chǎn)方法，使海洋紅酵母發(fā)酵水平大幅度提高，發(fā)酵時間明顯縮短。10噸罐發(fā)酵培養(yǎng)26-32小時，發(fā)酵液中活菌含量達到50-70億/ml，有效提高了生產(chǎn)效益。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例I高密度發(fā)酵生產(chǎn)粘紅酵母的工藝，由如下步驟組成步驟I.將粘紅酵母菌接種于裝有150ml已滅菌的YPD液體培養(yǎng)基中，在28°C，150rpm/min條件下?lián)u瓶培養(yǎng)48小時作為發(fā)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(yǎng)溫度為28°C，攪拌轉(zhuǎn)速為90rpm/min，通氣量0. 4mVmin條件下培養(yǎng)20小時。其中I噸罐中培養(yǎng)基配方為糖蜜18千克，蛋白胨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，用堿液調(diào)節(jié)pH到5. 5，121°C蒸汽滅菌50分鐘。步驟3.將I噸發(fā)酵罐中發(fā)酵液480L轉(zhuǎn)種至10噸罐中發(fā)酵培養(yǎng)8小時后開始流加碳氮源。培養(yǎng)條件培養(yǎng)溫度為28°C,攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm/min,通氣量5m3/min條件下培養(yǎng)30小時。其中10噸罐培養(yǎng)基配方為糖蜜240千克，蛋白胨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(jié)果發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液中活菌數(shù)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，采用相同的發(fā)酵方法，發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液中活菌數(shù)達到68億/ml，且菌體大小基本一致。實施例2高密度發(fā)酵生產(chǎn)粘紅酵母的工藝，由如下步驟組成步驟I.將粘紅酵母菌接種于裝有150ml已滅菌的YPD液體培養(yǎng)基中，在28°C，150rpm/min條件下?lián)u瓶培養(yǎng)48小時作為發(fā)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(yǎng)溫度為25°C，攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm/min，通氣量0. 3mVmin條件下培養(yǎng)16小時。其中I噸罐中培養(yǎng)基配方為糖蜜12千克，蛋白胨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，用堿液調(diào)節(jié)pH到5. 5，121°C蒸汽滅菌50分鐘。步驟3.將I噸發(fā)酵罐中發(fā)酵液320L轉(zhuǎn)種至10噸罐中發(fā)酵培養(yǎng)8小時后開始流加碳氮源。培養(yǎng)條件培養(yǎng)溫度為25°C,攪拌轉(zhuǎn)速為50rpm/min,通氣量4m3/min條件下培養(yǎng)26小時。其中10噸罐培養(yǎng)基配方為糖蜜240千克，蛋白胨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(jié)果發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液中活菌數(shù)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，采用相同的發(fā)酵方法，發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液中活菌數(shù)達到60億/ml，且菌體大小基本一致。實施例3高密度發(fā)酵生產(chǎn)粘紅酵母的工藝，由如下步驟組成步驟I.將粘紅酵母菌接種于裝有150ml已滅菌的YPD液體培養(yǎng)基中，在28°C，150rpm/min條件下?lián)u瓶培養(yǎng)44小時作為發(fā)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(fā)酵罐中，培養(yǎng)溫度為30°C，攪拌轉(zhuǎn)速為100rpm/min，通氣量0. 5mVmin條件下培養(yǎng)18小時。其中I噸發(fā)酵罐中培養(yǎng)基配方為糖蜜15千克，蛋白胨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，用堿液調(diào)節(jié)pH到6. 0，121°C蒸汽滅菌50分鐘。步驟3.將I噸發(fā)酵罐中發(fā)酵液600L轉(zhuǎn)種至10噸罐中發(fā)酵培養(yǎng)8小時后開始流加碳氮源。培養(yǎng)條件培養(yǎng)溫度為30°C,攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm/min,通氣量7m3/min條件下培養(yǎng)32小時。其中10噸罐培養(yǎng)基配方為糖蜜240千克，蛋白胨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(jié)果發(fā)酵結(jié)束，發(fā)酵液中活菌數(shù)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，采用相同的發(fā)酵方法，發(fā)酵結(jié)束后發(fā)酵液中活菌數(shù)達到58億/ml，且菌體大小基本一致。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)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(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.ー種高密度液體深層發(fā)酵生產(chǎn)海洋紅酵母的方法，其特征在于，包括如下步驟 1)將海洋紅酵母菌菌種接種于YPD液體培養(yǎng)基中，振蕩培養(yǎng)44-48小時作為發(fā)酵種子液； 2)將步驟I)的發(fā)酵種子液接種至I號發(fā)酵罐中攪拌通氣發(fā)酵培養(yǎng)16-20小時； 3)將I號發(fā)酵罐中發(fā)酵液以體積比4%-7. 5%轉(zhuǎn)種至2號發(fā)酵罐中攪拌通氣發(fā)酵培養(yǎng)，8小時后勻速流加碳源和氮源，培養(yǎng)26-32小時。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟I)中振蕩培養(yǎng)的條件為培養(yǎng)溫度25-30°C，轉(zhuǎn)速為 150-250rpm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，步驟2)中發(fā)酵種子液的接種量為體積比0.1% -O. 3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在干，I號發(fā)酵罐的發(fā)酵條件為培養(yǎng)溫度為250C -31 °C，攪拌轉(zhuǎn)速為 80-100rpm/min，通氣量為 O. 3-0. 5m3/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，2號發(fā)酵罐的發(fā)酵條件為培養(yǎng)溫度為250C -31 °C，攪拌轉(zhuǎn)速為 50-80rpm/min，通氣量為 4-7m3/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5任一項所述的方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求I 5任一項所述的方法，其特征在于，所述I號發(fā)酵罐中的發(fā)酵培養(yǎng) 基配方為糖蜜20-30g/L，蛋白胨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(diào)節(jié)至 5. 5-6. O。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 5任一項所述的方法,其特征在于，所述2號發(fā)酵罐中的發(fā)酵培養(yǎng)基配方為糖蜜30g/L，蛋白胨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(diào)節(jié)至 5. 0-5. 5。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 5任一項所述的方法，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在干，以50-60升/小時的速度勻速流加碳源和碳源。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高密度液體深層發(fā)酵生產(chǎn)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于YPD液體培養(yǎng)基中，振蕩培養(yǎng)44-48小時作為發(fā)酵種子液；2)將步驟1)的發(fā)酵種子液接種至1號發(fā)酵罐中攪拌通氣發(fā)酵培養(yǎng)16-20小時；3)將1號發(fā)酵罐中發(fā)酵液以體積比4％-7.5％轉(zhuǎn)種至2號發(fā)酵罐中攪拌通氣發(fā)酵培養(yǎng)，8小時后勻速流加碳源和氮源，培養(yǎng)26-32小時。本發(fā)明采用合理的培養(yǎng)基配方及液體深層通氣、流加碳氮源培養(yǎng)海洋紅酵母的生產(chǎn)方法，縮短發(fā)酵時間，大幅度提高了海洋紅酵母發(fā)酵水平，10噸罐發(fā)酵培養(yǎng)26-32小時，發(fā)酵液中活菌含量達到50-70億/ml，有效提高了生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者劉雪連, 張玳華, 李寧, 潘春麗, 趙雅楠, 鄧微微, 馬相杰 申請人:北京大北農(nóng)科技集團股份有限公司, 鄭州市大北農(nóng)飼料科技有限公司