论文部分内容阅读
伴随着我国饲料蛋白资源日趋紧张的现状,木质纤维原料生物转化为单细胞蛋白(SCP)有着极大的应用前景。木质纤维原料水解液中主要含有葡萄糖和木糖,根据低聚木糖生产废渣酶解液中葡萄糖和木糖比例为4:1的特点,以模拟混合糖液发酵制备SCP。为了解决摇瓶体系下混合糖发酵制备SCP时糖利用率和转化率低的问题,本论文主要研究了在发酵罐体系下,对产朊假丝酵母发酵条件的优化;在此基础上,研究了树干毕赤酵母和产朊假丝酵母双菌共发酵与分步发酵,以及酿酒酵母和产朊假丝酵母双菌分步发酵产SCP的影响。主要研究结果如下:(1)在摇瓶发酵的基础上,对3 L发酵罐体系下,产朊假丝酵母发酵初始混合糖浓度及发酵条件进行优化。最佳条件为:混合糖浓度为50 g/L、接种量为10%、通气量为2L/(L·min)、搅拌速率为300 r/min、控制pH=7.0、中和剂为NaOH。发酵96 h菌体干重达到最高为18.74 g/L,与摇瓶发酵60 h菌体干重为14.55 g/L相比,菌体干重提高了28.79%。但是单菌产朊假丝酵母扩大培养过程中木糖利用率较低,混合糖利用率仅为79.11%。(2)为解决总糖利用率较低的问题,以混合糖浓度为50 g/L,在摇瓶体系下树干毕赤酵母和产朊假丝酵母双菌发酵产SCP的基础上,采用3 L发酵罐进一步扩大实验。研究结果表明,发酵罐体系下双菌分步发酵96 h,菌体干重最高可达22.83 g/L,混合糖利用率达到100%。相比较于发酵罐体系下单菌产朊假丝酵母发酵最高菌体干重提高了21.76%。所制备的单细胞蛋白中粗蛋白、粗脂肪含量分别为37.12%、9.18%,总氨基酸含量达到32.54g/kg。为了进一步提高单位体积内SCP的产量,需要提高混合糖浓度,采用树干毕赤酵母和产朊假丝酵母双菌分步发酵的方式,会导致第一阶段树干毕赤酵母发酵产生的乙醇浓度过高,进一步导致第二阶段产朊假丝酵母发酵受到抑制。(3)为了解决高糖浓度下产朊假丝酵母发酵产SCP受抑制的问题,在摇瓶体系下优化酿酒酵母和产朊假丝酵母双菌发酵产SCP的基础上,采用3 L发酵罐进一步扩大实验。研究结果表明,在混合糖浓度为125 g/L条件下,双菌分步发酵在摇瓶体系下和发酵罐体系下,菌种干重最高分别可达到28.19 g/L和27.68 g/L。发酵罐体系下所制备的SCP中粗蛋白、粗脂肪含量分别为39.74%、7.91%,总氨基酸含量达到75.37 g/kg。