一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法技术

本发明专利技术提供了一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，包括如下步骤：1)将毕赤酵母发酵菌泥稀释制成酵母悬浮液；2)将酵母悬浮液置于搅拌反应器中搅拌混匀；3)将混匀的酵母悬浮液进行喷雾干燥脱水处理，得酵母粉；4)将酵母粉代替有机氮源加入到丁酸梭菌培养基中进行厌氧发酵，得丁酸梭菌发酵液；5)将丁酸梭菌发酵液浓缩后喷雾干燥处理，得丁酸梭菌粉状制剂。该方法既能解决毕赤酵母发酵菌泥处理存在的问题，减少环境压力，实现工业生产的低排放，又能替代丁酸梭菌培养中所需的氮源，降低企业的生产成本，具有良好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发酵工程
，具体涉及一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法。
技术介绍
随着毕赤酵母的重组蛋白技术大规模产业化，每年产生大量的毕赤酵母发酵菌泥，这些菌泥的主要成分包括大量酵母菌体、残液、培养基与胞外蛋白等。而对这些微生物的处理存在以下问题：(1)毕赤酵母基本都属于转基因品种，在拥有充足实验数据的前提下不宜贸然采取填埋或直排的方式，必须经过一定处理；(2)酵母水解产物营养极其丰富，一旦进入污水系统将会大大提高出口的COD数值，增加污水处理的成本与能耗；(3)高昂的处理成本大大影响蛋白类产品的经济性。面对目前这种困境，如果能将菌泥重新利用，不但可以获得客观的经济效益，也能解决部分环境问题。在各种重新利用的手段中，将菌泥转化为微生物培养基的一部分应该是个不错的选择。微生物培养所需的营养物中，氮源是很重要的一部分。常见可做氮源的物料包括豆粕、玉米浆、酵母粉、蛋白胨等，这类物料用量一般较大，如果能用菌泥替代，将在一定程度上降低企业的生产成本，同时减轻环保压力。丁酸梭菌是一种厌氧的革兰氏阳性芽孢杆菌，端圆，中间部分轻度膨胀，单个或成对，短链，能运动。孢子卵圆，偏心或次端生。该种梭菌最早从人的粪便和土壤中分离出，随后发现其厌氧的过滤物中含有较少的脂肪酸，具有极强的整肠作用，它可抑制肠道中的致病菌，促进肠道中有益菌如双歧杆菌和乳杆菌的生长。丁酸梭菌的发酵培养基中经常要用到大量氮源，如果实现部分菌泥替代，对此类产品的推广将产生很大的助益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，既能解决毕赤酵母发酵菌泥处理存在的问题，又能替代丁酸梭菌培养中所需的氮源，降低企业的生产成本。本专利技术的技术方案是提供了一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，包括如下步骤：1)将毕赤酵母发酵菌泥用自来水稀释制成酵母悬浮液。2)将酵母悬浮液置于搅拌反应器中搅拌，使其均匀混合。3)将步骤2)处理后的酵母悬浮液进行喷雾干燥脱水处理，得到酵母粉。4)将步骤3)得到的酵母粉代替有机氮源加入到丁酸梭菌培养基中进行厌氧发酵，得到丁酸梭菌发酵液。5)将丁酸梭菌发酵液浓缩后喷雾干燥处理，得到丁酸梭菌粉状制剂。进一步的，上述步骤1)中毕赤酵母发酵菌泥与自来水按质量比1:1进行稀释。进一步的，上述步骤2)中酵母悬浮液在50～80℃下，低速搅拌处理24～72h。进一步的，上述步骤2)酵母悬浮液中加入1％的NaCl。进一步的，上述步骤3)中喷雾干燥脱水处理时的进风温度为180℃，出风温度为60～100℃，所述的酵母粉的含水量为10％以下。进一步的，上述步骤4)中丁酸梭菌培养基包括如下组分：1～3％葡萄糖，0～1％酵母粉，0～0.2％硫酸铵，0～0.2％NaHCO3，0～1％玉米粉，0～0.1％MnSO4·H2O，0～0.1％MgSO4·7H2O，0～0.01％CaCl2。优选的，上述步骤4)中丁酸梭菌培养基包括如下组分：2％葡萄糖，0.5％酵母粉，0.1％硫酸铵，0.124％NaHCO3，0.7％玉米粉，0.02％MnSO4·H2O，0.02％MgSO4·7H2O，0.002％CaCl2。进一步的，上述丁酸梭菌培养基的初始pH值为7～8。进一步的，上述步骤4)中厌氧发酵条件为37℃下封闭发酵培养36h。进一步的，上述步骤5)中喷雾干燥处理时加入1～5％的淀粉作保护剂。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的这种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法将毕赤酵母发酵菌泥用于丁酸梭菌生产中，提高了发酵原料的利用率，解决毕赤酵母发酵菌泥这种废弃物大批量处理难题，减少环境压力，实现工业生产的低排放。(2)本专利技术提供的这种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法中丁酸梭菌可以完全降解死亡的毕赤酵母细胞，通过将毕赤酵母细胞重复利用减少产品丁酸梭菌生产过程中进入环境的废渣数量，并在一定程度上降低了丁酸梭菌的生产成本。(3)本专利技术提供的这种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法通过毕赤酵母发酵菌泥替代丁酸梭菌培养所需的大量氮源，降低企业的生产成本，同时减轻环保压力，具有良好的市场应用前景。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，包括如下步骤：1)将毕赤酵母发酵菌泥用自来水稀释制成酵母悬浮液。其中，毕赤酵母发酵菌泥为毕赤酵母重组蛋白生产部门固液分离工段所获得，此处的毕赤酵母处理阶段不以破壁为目的，可以免于加入昂贵的酶制剂或需要消耗大量能量的强剪切处理，因此，无论从经济性或过程的可持续性上都具有一定优势。另外，毕赤酵母发酵菌泥与自来水的质量比为1:1时，系统内含固量约为16％，若系统的含固量超过此极限，混合物将过于粘稠，妨碍处理效果，一般情况下可以提高自来水用量，但是增加过多的自来水用量后会增加后续干燥成本，影响过程经济性，因此，优选毕赤酵母发酵菌泥与自来水稀释的质量比为1:1。2)将酵母悬浮液置于搅拌反应器中搅拌，50～80℃下低速搅拌处理24～72h，搅拌以达到固液两相均匀混合为限。在搅拌反应器中对酵母悬浮液进行处理条件优化，主要优化目标为处理温度40～80℃与处理时间12～72h。实验结果表明，酵母细胞具有强大的耐受力，温度升至50℃后处理效果较为明显，但增加幅度不大，无论何种温度下处理时间至少要达到24h经镜检才能基本达到要求，因此，选用的优化搅拌条件是搅拌温度50～80℃，搅拌时间24～72h。另外，可以在该搅拌反应器中加入NaCl来加强促进菌体自溶，取相同浓度的酵母悬浮液50g，分别添加0％、1％、2％、3％、4％的NaCl，在适当的温度下自溶一段时间后，检测相关参数并计算得率，结果如表1所示，NaCl添加量为1％时最佳。表1：3)将步骤2)处理后的酵母悬浮液进行喷雾干燥脱水处理，得到酵母粉。具体的，喷雾干燥脱水处理时的进风温度为180℃，出风温度为60～100℃，优选出风温度为70℃，获得的酵母粉的含水量为10％以下。4)将步骤3)得到的酵母粉代替有机氮源加入到丁酸梭菌培养基中进行厌氧发酵，得到丁酸梭菌发酵液。其中，使用摇瓶进行丁酸梭菌的发酵培养基优化，丁酸梭菌培养基包括如下组分：1～3％(w/v)葡萄糖，0～1％(w/v)酵母粉，0～0.2％(w/v)硫酸铵，0～0.2％(w/v)NaHCO3，0～1％(w/v)玉米粉，除此之外摇瓶中还包括微量金属盐组分：0～0.1％(w/v)MnSO4·H2O，0～0.1％(w/v)MgSO4·7H2O，0～0.01％(w/v)CaCl2；培养基的初始pH值为7～8。而借助响应面分析，安排摇瓶实验并分析实验数据，最终优选丁酸梭菌培养基优化结果为葡萄糖2％(w/v)，酵母粉0.5％(w/v)，硫酸铵0.1％(w/v)，NaHCO30.124％(w/v)，玉米粉0.7％(w/v)；通过单因素实验优选几种微量金属盐的配比分别为MnSO4·H2O0.02％(w/v)，MgSO4·7H2O0.02％(w本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将毕赤酵母发酵菌泥用自来水稀释制成酵母悬浮液；2)将酵母悬浮液置于搅拌反应器中搅拌，使其均匀混合；3)将步骤2)处理后的酵母悬浮液进行喷雾干燥脱水处理，得到酵母粉；4)将步骤3)得到的酵母粉代替有机氮源加入到丁酸梭菌培养基中进行厌氧发酵，得到丁酸梭菌发酵液；5)将丁酸梭菌发酵液浓缩后喷雾干燥处理，得到丁酸梭菌粉状制剂。

【技术特征摘要】
1.一种使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，其特征在于：包括如下步骤：1)将毕赤酵母发酵菌泥用自来水稀释制成酵母悬浮液；2)将酵母悬浮液置于搅拌反应器中搅拌，使其均匀混合；3)将步骤2)处理后的酵母悬浮液进行喷雾干燥脱水处理，得到酵母粉；4)将步骤3)得到的酵母粉代替有机氮源加入到丁酸梭菌培养基中进行厌氧发酵，得到丁酸梭菌发酵液；5)将丁酸梭菌发酵液浓缩后喷雾干燥处理，得到丁酸梭菌粉状制剂。2.如权利要求1所述的使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，其特征在于：所述步骤1)中毕赤酵母发酵菌泥与自来水按质量比1:1进行稀释。3.如权利要求1所述的使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，其特征在于：所述步骤2)中酵母悬浮液在50～80℃下，低速搅拌处理24～72h。4.如权利要求1所述的使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，其特征在于：所述步骤2)酵母悬浮液中加入1％的NaCl。5.如权利要求1所述的使用毕赤酵母发酵菌泥生产丁酸梭菌的方法，其特征在于：所述步骤3)中喷雾干燥脱水处理时的进风温度为180℃，出风温度为60～100℃，所述的酵母粉的含水量为10％...

【专利技术属性】
技术研发人员：谌颉，熊晓燕，周樱，詹志春，
申请(专利权)人：湖北华扬科技发展有限公司，武汉新华扬生物股份有限公司，湖北神舟化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42