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本文利用富含营养素的甘蔗汁,结合使用廉价易得的淀粉糖培养酵母,克服了单独使用甘蔗汁或淀粉糖作主要原料的不足,实现细胞高密度培养。循环回用色度较低的生产废液,不仅可减少废水的排放量,节约水源,而且还利用了废液中残留的营养素,提高了酵母产量。
首先,比较热汁加灰工艺和常压加热澄清工艺,选择澄清效果好,糖损失率低且工艺简单的常压加热澄清工艺进行蔗汁澄清处理。
然后,选择葡萄牙假丝酵母Candida lusitaniae GIM2.145和面包酵母 Saccharomyces cerevisiae GJ2作为两种最优菌种。分别测定它们的生长曲线,确定其最佳培养时间为15 h。并优化摇瓶培养参数,确定最佳接种量为10%;最佳装液量为30 mL/250 mL摇瓶;最佳初始pH为自然pH。
经过一系列单因子和正交实验,并分别对加清水和加废液的培养基进行了对比正交实验,最终确定GIM2.145和GJ2(加废液)的最佳摇瓶发酵培养基配方分别为:初糖浓度16g/L,尿素1.0 g/L和3.5 g/L,磷酸二氢铵4.0g/L和2.0 g/L,0.1g/L硫酸镁和0.5 g/L磷酸二氢钾。结果表明使用废液配制培养基,糖转化率比使用清水时高,说明废液循环使用的方案可行。确定两菌种发酵培养基中蔗汁和淀粉糖的最佳体积比均为1:1,生物素的最佳添加量为10μg/L。在最优培养条件下对GIM2.145和GJ2进行发酵,细胞干重分别为12.85 g/L和7.93 g/L,较优化前发酵培养条件下所得细胞干重(10.22 g/L和7.16 g/L)分别提高了25.7%和10.8%。
在5 L机械搅拌反应器中进行GIM2.145的间歇流加培养,加清水培养24 h时细胞干重达15.51 g/L,糖转化率为44%,酵母蛋白质含量为49.77%。加前一批废液培养25 h时细胞干重达18.91 g/L,糖转化率为54%,酵母蛋白质含量为44.58%,糖转化率比加清水培养时提高了25%。加废液培养GJ2 18 h时细胞干重达10.51g/L,糖转化率为23%,酵母蛋白质含量为59.18%。测定酵母产品的基本成分,结果表明两种酵母产品均已达到药用酵母的行业标准。