CN102676408A - 一种高密度液体深层发酵生产海洋红酵母的方法 - Google Patents

一种高密度液体深层发酵生产海洋红酵母的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高密度液体深层发酵生产海洋红酵母的方法，其包括如下步骤：1)将海洋红酵母菌菌种接种于YPD液体培养基中，振荡培养44-48小时作为发酵种子液；2)将步骤1)的发酵种子液接种至1号发酵罐中搅拌通气发酵培养16-20小时；3)将1号发酵罐中发酵液以体积比4％-7.5％转种至2号发酵罐中搅拌通气发酵培养，8小时后匀速流加碳源和氮源，培养26-32小时。本发明采用合理的培养基配方及液体深层通气、流加碳氮源培养海洋红酵母的生产方法，缩短发酵时间，大幅度提高了海洋红酵母发酵水平，10吨罐发酵培养26-32小时，发酵液中活菌含量达到50-70亿/ml，有效提高了生产效益。

Description

一种高密度液体深层发酵生产海洋红酵母的方法
技术领域
本发明属于微生物发酵领域，具体涉及一种高密度液体深层发酵生产海洋红酵母的方法。
背景技术
海洋红酵母是海洋中自然存在的一种单细胞真核生物，菌体呈圆形或卵圆形，菌落为亮红色，其含有丰富的蛋白质、多糖、不饱和脂肪酸、维生素、消化酶类及动物幼体生长激素及以虾青素为主的类胡萝卜素等多种营养物质，是理想的水产动物幼体饲用生物饵料。另外海洋红酵母广泛存在于海洋鱼类、蟹类、虾类等水生动物体表及消化道内，对海洋生物健康起着重要作用。
CN1146290A(申请号：95112038.7)专利文件中公开了一种海洋红酵母从自然界中分离、进行一次投料液体发酵、后处理制成液体产品的方法，该专利中放大培养60h，发酵液中海洋红酵母活菌数为12亿/ml。该方法存在海洋红酵母发酵生产周期长，发酵生产出的发酵液活菌数含量低。
CN 1415738A(申请号：02139178.5)专利文件中公开了一种采用连续流加深层通气培养和淀粉吸附流化床干燥法制备固体海洋红酵母菌粉工艺，其连续流加深层通气培养使发酵液海洋红酵母活菌含量提高到20-30亿/ml。
CN 101748075A(申请号：201010010034.0)专利文件中公开了一种高活性海洋红酵母菌粉得制备方法，采用啤酒酵母蛋白酶水解液为促海洋红酵母生长原料液体发酵培养，使发酵液活菌数达到30-40亿/ml。
目前报道中用于生产的海洋红酵母发酵产量较低，发酵时间较长，需要采用合理的培养基配方及发酵方式，使放大发酵生产中，明显增加发酵液活菌数，缩短发酵时间。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种高密度液体深层发酵生产海洋红酵母的方法。
本发明提供的方法，包括如下步骤：
1)将海洋红酵母菌菌种接种于YPD液体培养基中，振荡培养44-48小时作为发酵种子液；
2)将步骤1)的发酵种子液接种至1号发酵罐中搅拌通气发酵培养16-20小时；
3)将1号发酵罐中发酵液以体积比4％-7.5％转种至2号发酵罐中搅拌通气发酵培养，8小时后匀速流加碳源和氮源，培养26-32小时。
其中，步骤1)中振荡培养的条件为：培养温度25-30℃，转速为150-250rpm。
其中，步骤2)中发酵种子液的接种量为体积比0.1％-0.3％。
在本发明的一个实施方案中，1号发酵罐的发酵条件优选为：培养温度为25℃-31℃，搅拌转速为80-100rpm/min，通气量为0.3-0.5m3/min。
在本发明的另一个实施方案中，2号发酵罐的发酵条件优选为：培养温度为25℃-31℃，搅拌转速为50-80rpm/min，通气量为4-7m3/min。
其中，所述1号发酵罐中的发酵培养基配方为：糖蜜20-30g/L，蛋白胨1.5-2.5g/L，酵母膏1.5-2.5g/L，硫酸铵2.5-5.0g/L，磷酸二氢钾1.0-1.5g/L，一水硫酸镁0.05-0.15g/L，硫酸亚铁0.1-0.15g/L，氯化钠10-15g/L，pH调节至5.5-6.0。
其中，所述2号发酵罐中的发酵培养基配方为：糖蜜30g/L，蛋白胨2.5-3.0g/L，酵母膏2.5-4.0g/L千克，磷酸二氢钾1.5-2.5g/L，一水硫酸镁0.1-0.15g/L，硫酸亚铁0.1-0.15g/L，氯化钠10-12.5g/L，pH调节至5.0-5.5。
其中，所述的碳源优选为600-800g/L的糖蜜，所述的氮源优选为120-200g/L的硫酸铵。
在本发明一个优选的实施方案中，以50-60升/小时的速度匀速流加碳源和碳源。
本发明的海洋红酵母可为粘红酵母、深红酵母或橙黄红酵母，对具体菌株没有特别的限定，任何现有的常规海洋红酵母菌株都可以利用本发明指出的技术方案实现。本领域技术人员可根据本领域常规技术手段从海洋动物体表分离海洋红酵母，也可以市售获得，如购自中国农业微生物菌种保藏管理中心。
本发明采用合理的培养基配方及液体深层通气、流加碳氮源培养海洋红酵母的生产方法，使海洋红酵母发酵水平大幅度提高，发酵时间明显缩短。10吨罐发酵培养26-32小时，发酵液中活菌含量达到50-70亿/ml，有效提高了生产效益。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
高密度发酵生产粘红酵母的工艺，由如下步骤组成：
步骤1.将粘红酵母菌接种于装有150ml已灭菌的YPD液体培养基中，在28℃，150rpm/min条件下摇瓶培养48小时作为发酵种子液。
步骤2.按照0.2％的接种量接种至装液量为60％的1吨罐中，培养温度为28℃，搅拌转速为90rpm/min，通气量0.4m3/min条件下培养20小时。其中1吨罐中培养基配方为：糖蜜18千克，蛋白胨1.5千克，酵母膏1.5千克，硫酸铵1.5千克，磷酸二氢钾0.75千克，一水硫酸镁0.06千克，硫酸亚铁0.075千克，氯化钠7.5千克，用碱液调节pH到5.5，121℃蒸汽灭菌50分钟。
步骤3.将1吨发酵罐中发酵液480L转种至10吨罐中发酵培养8小时后开始流加碳氮源。培养条件：培养温度为28℃，搅拌转速为80rpm/min，通气量5m3/min条件下培养30小时。
其中10吨罐培养基配方为：糖蜜240千克，蛋白胨22千克，酵母膏30千克，磷酸二氢钾12千克，一水硫酸镁0.8千克，硫酸亚铁0.8千克，氯化钠80千克，装液量为80％，121℃蒸汽灭菌50分钟。
流加工艺：1吨补料罐中，加入糖蜜350千克，硫酸铵80千克，定容500升，121℃蒸汽灭菌50分钟。按照0.05m3/h速度匀速流加。
结果：发酵结束，发酵液中活菌数达到70亿/ml，且菌体大小基本一致。
将本实施例中的粘红酵母更换为深红酵母，采用相同的发酵方法，发酵结束后发酵液中活菌数达到68亿/ml，且菌体大小基本一致。
实施例2
高密度发酵生产粘红酵母的工艺，由如下步骤组成：
步骤1.将粘红酵母菌接种于装有150ml已灭菌的YPD液体培养基中，在28℃，150rpm/min条件下摇瓶培养48小时作为发酵种子液。
步骤2.按照0.1％的接种量接种至装液量为60％的1吨罐中，培养温度为25℃，搅拌转速为80rpm/min，通气量0.3m3/min条件下培养16小时。其中1吨罐中培养基配方为：糖蜜12千克，蛋白胨0.9千克，酵母膏0.9千克，硫酸铵1.5千克，磷酸二氢钾0.6千克，一水硫酸镁0.03千克，硫酸亚铁0.06千克，氯化钠6千克，用碱液调节pH到5.5，121℃蒸汽灭菌50分钟。
步骤3.将1吨发酵罐中发酵液320L转种至10吨罐中发酵培养8小时后开始流加碳氮源。培养条件：培养温度为25℃，搅拌转速为50rpm/min，通气量4m3/min条件下培养26小时。
其中10吨罐培养基配方为：糖蜜240千克，蛋白胨20千克，酵母膏24千克，磷酸二氢钾16千克，一水硫酸镁1.0千克，硫酸亚铁1.0千克，氯化钠92千克，装液量为80％，121℃蒸汽灭菌50分钟。
流加工艺：1吨补料罐中，加入糖蜜300千克，硫酸铵60千克，定容500升，121℃蒸汽灭菌30分钟。按照0.050m3/h速度匀速流加。
结果：发酵结束，发酵液中活菌数达到58亿/ml，且菌体大小基本一致。
将本实施例中的粘红酵母更换为橙黄红酵母，采用相同的发酵方法，发酵结束后发酵液中活菌数达到60亿/ml，且菌体大小基本一致。
实施例3
高密度发酵生产粘红酵母的工艺，由如下步骤组成：
步骤1.将粘红酵母菌接种于装有150ml已灭菌的YPD液体培养基中，在28℃，150rpm/min条件下摇瓶培养44小时作为发酵种子液。
步骤2.按照0.3％的接种量接种至装液量为60％的1吨发酵罐中，培养温度为30℃，搅拌转速为100rpm/min，通气量0.5m3/min条件下培养18小时。其中1吨发酵罐中培养基配方为：糖蜜15千克，蛋白胨1.2千克，酵母膏1.2千克，硫酸铵3.0千克，磷酸二氢钾0.9千克，一水硫酸镁0.09千克，硫酸亚铁0.09千克，氯化钠9千克，用碱液调节pH到6.0，121℃蒸汽灭菌50分钟。
步骤3.将1吨发酵罐中发酵液600L转种至10吨罐中发酵培养8小时后开始流加碳氮源。培养条件：培养温度为30℃，搅拌转速为80rpm/min，通气量7m3/min条件下培养32小时。
其中10吨罐培养基配方为：糖蜜240千克，蛋白胨24千克，酵母膏32千克，磷酸二氢钾20千克，一水硫酸镁1.2千克，硫酸亚铁1.2千克，氯化钠100千克，装液量为80％，121℃蒸汽灭菌50分钟。
流加工艺：1吨补料罐中，加入糖蜜400千克，硫酸铵100千克，定容500升，121℃蒸汽灭菌30分钟。按照0.060m3/h速度匀速流加。
结果：发酵结束，发酵液中活菌数达到62亿/ml，且菌体大小基本一致。
将本实施例中的粘红酵母更换为深红酵母，采用相同的发酵方法，发酵结束后发酵液中活菌数达到58亿/ml，且菌体大小基本一致。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高密度液体深层发酵生产海洋红酵母的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将海洋红酵母菌菌种接种于YPD液体培养基中，振荡培养44-48小时作为发酵种子液；
2)将步骤1)的发酵种子液接种至1号发酵罐中搅拌通气发酵培养16-20小时；
3)将1号发酵罐中发酵液以体积比4％-7.5％转种至2号发酵罐中搅拌通气发酵培养，8小时后匀速流加碳源和氮源，培养26-32小时。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中振荡培养的条件为：培养温度25-30℃，转速为150-250rpm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中发酵种子液的接种量为体积比0.1％-0.3％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，1号发酵罐的发酵条件为：培养温度为25℃-31℃，搅拌转速为80-100rpm/min，通气量为0.3-0.5m3/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，2号发酵罐的发酵条件为：培养温度为25℃-31℃，搅拌转速为50-80rpm/min，通气量为4-7m3/min。
6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述的海洋红酵母为粘红酵母、深红酵母或橙黄红酵母。
7.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述1号发酵罐中的发酵培养基配方为：糖蜜20-30g/L，蛋白胨1.5-2.5g/L，酵母膏1.5-2.5g/L，硫酸铵2.5-5.0g/L，磷酸二氢钾1.0-1.5g/L，一水硫酸镁0.05-0.15g/L，硫酸亚铁0.1-0.15g/L，氯化钠10-15g/L，pH调节至5.5-6.0。
8.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述2号发酵罐中的发酵培养基配方为：糖蜜30g/L，蛋白胨2.5-3.0g/L，酵母膏2.5-4.0g/L千克，磷酸二氢钾1.5-2.5g/L，一水硫酸镁0.1-0.15g/L，硫酸亚铁0.1-0.15g/L，氯化钠10-12.5g/L，pH调节至5.0-5.5。
9.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述的碳源为600-800g/L的糖蜜，所述的氮源为120-200g/L的硫酸铵。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，以50-60升/小时的速度匀速流加碳源和碳源。
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