专利名称:生产蛋白-维生素浓缩物的工艺的制作方法
本项发明所涉及的是微生物工业，更具体而言，是生产一种蛋白-维生素浓缩物的工艺，这种浓缩物可用作喂养动物的饲料添加剂，并适合做在微生物、药物、化装品及其它行业中使用的氨基酸、各种酯类和维生素的原料。此外，依据此项发明的工艺还可用于净化大型肉类加工厂的排放物。
先有技术是在含碳水化合物或碳氢化合物的合成矿物培养基上，在好氧条件下培养酵母的方法生产蛋白-维生素(参照微生物法合成的生物学技术，里加，“Zinatne”出版，1980，pp，12-34)。
这些工艺中使用的合成营养基的制备包括以下几个步骤准备一些常量和微量元素，使其溶解，预先备好碳源，并将碳源加入营养培养基。碳源，如n-烷烃在水溶液中很难溶解，由此会产生一些麻烦，这些麻烦不仅影响到供微生物用的营养培养基的制备，而且，关系到培养工艺的进行，特别是，问题出在n-烷烃的乳化，培养基和碳源的提供及反应培养基的鼓风曝气条件和剧烈搅动。用于酵母在n-烷烃上的生长速度比在碳水化合物上的生长速度低3-3.5倍，因此有必要按相应倍数提高发酵设备的整体转换的特性。此外，在n-烷烃上生产生物质的商业化工艺(在直向流速处于连续加工条件时)在流速大于0.20-0.25h-1时实际上是不可行的。这些工艺的特点还在于蛋白-维生素浓缩物中的蛋白质含量低-不超过50%-60%。
从先有技术还可得知，一种用含有碳源、矿物成份，用牛奶乳清做生长刺剂的营养培养基上在好氧条件下培养酵母，从而生产蛋白-维生素浓缩物的工艺(参照苏联发明家证书第571339号，Int，Cl，C，12N，1976)。乳清中含有一种牛奶厂加工过程中废弃的液体废物，其中含有大量乳糖，可在这种工艺中做酵母的碳源。
用乳清做营养基，须加入乳清中十分缺乏的矿物盐。并且，乳清中的乳糖的含量不足，为达到工艺要求，要预先对乳清加以浓缩以提高乳清中乳糖的浓度。乳清蛋白妨碍酵母的旺盛生长，因此将其预先除去。所有这些步骤使蛋白-维生素浓缩物的生产工艺复杂化。这种工艺的另一缺陷是用乳清做的营养培养基在低强度曝气时易产生泡沫，这不仅会对工艺过程本身而且对环境卫生会产生不利影响。而且，营养培养基的预先制备比较复杂，且要消耗动力，这使得这种培养酵母的工艺只能在不连续生产的情况下进行，因而降低了酵母生物量的生产效率。蛋白质在最终的蛋白-维生素浓缩物中的含量不超过50-55%。
这项发明针对的是生产蛋白-维生素浓缩物的工艺方法，其特点是技术简单且价格低廉，还可保证同时利用和净化废水，以上提及的这些特点是通过改善培养基实现的。
上面提到的目的，通过一种在含有碳源、矿物质成份、生长刺激剂的培养基上，在好氧条件下，培养酵母生产蛋白-维生素浓缩物，之后将生物质分离并得到所需产品的工艺来实现的，在本项发明中采用的营养培养基由从大型肉类加工厂来的排放物组成-其排放物中的乳糖、蛋白质成份和碳水化合物的总体含量至少分别占排放物的0.01%、0.01%和0.005%，并要加入总量至少占排放物体积的0.1%的含氮和磷的矿物盐。
最好用磷酸铵做含氮和磷的矿物盐。
为提高生物质的产量，在营养培养基中加入数量为培养基体积的0.1-4%的n-烷烃。还在培养基中加入适量的纯胆汁作为酵母的生长刺激剂-其数量为培养基体积的0.1%至0.0005%。
基于本项发明的工艺把大型肉类加工厂的排放物做为营养培养基-使得生产中产生的废物得以利用，这样既可取经济效益，又可使生产蛋白-维生素的工艺简化。
基于本项发明的工艺还可提高蛋白-维生素浓缩物的产量，而且蛋白-维生素浓缩物中有生物学价值的物质的含量高。基于本项发明的工艺同时也保证了废水的利用和净化。
此项生产蛋白-维生素浓缩物的工艺按以下方式实施。
在来自大型肉类加工厂的排放物中做接种酵母的培养，排放物中的乳糖、蛋白质成份和碳水化合物的各自的总量至少分别占排放物的0.01%、0.01%和0.005%，并向排放物中加入数量至少占排放物体积的0.1%的含氮和磷的矿物盐。培养在对所筛选出的选出的酵母菌为最适的温度和PH值下曝气进行。
最好用磷酸铵做含氮和磷的矿物盐。可用各种酵母培养做接种培养。如假丝酵母(Candida)属或酵母(Saccharomyces)属的酵母。
这些酵母的培养采用连续或连续一直流的方法曝气进行。n-烷烃作为一种附加的碳源在需要时加入，所加入的浓度范围在培养基体积的0.1%-4%-即选择适合酵母培养的浓度;加入浓度为培养基体积的0.0005%至0.1%的纯胆汁作生长刺激剂。当碳源被全部利用时，酵母生物质被分离，获得蛋白-维生素浓缩物，其可在液态、糊状和干燥形态下用于喂养动物或家禽，或在适当加工后，用于食品工业的各分支行业。基于本发明的生产蛋白-维生素浓缩物的工艺和先有技术相比有很多优点。工艺中的营养培养基的基本组成，即含有工业废产物的大型肉类加工厂排放物的利用可收到经济效益。在营养培养基中加入合二为一的氮和磷源，用n-烷烃作为附加碳源和用纯胆汁作为酵母生长刺激剂还可以使生物质的产量提高。而且，本项发明采用的工艺中使用的培养基不需经预加工，有经济效益，且可得到高产量的含有大量蛋白的质及其它有生物学价值的成份的酵母生物质。因为在酵母生长的过程中，利用了大量来自大型肉类加工厂的排放物中的有机成份，所以这一过程同时还可保证净化这些排放物。因为培养酵母的条件中使用的PH值低，故不利于细菌性微生物种群的生长，本项发明采用的工艺减少了发酵后排出的排放物引起的细菌的传播。大型肉类加工厂的排放物中含有天然的，高质量的碳源，因此酵母生物质中的生化成份的生物利用率高于用常规方法生产出的生物质;如，本发明所采用的工艺生产的生物质中蛋白和乳糖的总量以干燥固体计，占生物质的78-80%，而这一数值在靠碳水化合物或碳氢化合物的酵母培养所获得的生物质中不超过70-72%。而且，最终的蛋白-维生素制品的利用从毒理学观点看是可以不受限制的。
为更好地理解本项发明，下面将通过一些实施例对生产蛋白-维生素浓缩物的工艺加以解释。
实施例1在1升含有总量为0.1%的乳糖，0.05%的蛋白质，0.005%的碳水化合物其中加有0.2%的磷酸铵的大型肉食加工厂的排放物中，加入0.01%(以干燥固体计)的Candida属(假丝酵母属)的酵母。在曝气，温度28-30℃，PH值4.0-4.2，于发酵器中，不连续和非无菌条件下培养3小时。
培养完成后把生物质分离并干燥。干燥态的最终的蛋白-维生素浓缩物的产量为1.28克/升，其中蛋白质含量为总量的69.3%，核黄素含量为130.8毫克/千克。
实施例2在1升含有总量为1.5%的乳糖，0.3%的蛋白质，0.007%的碳水化合物，0.2%磷酸铵的大型肉类加工厂排放物中加入占总量0.05%(以干燥固体计算)的假丝酵母属(Canadia)酵母。在发酵器中，在曝气，温度30-32℃，PH值4.2-4.5时，在不连续和非无菌条件下培养7小时。
培养完成后把生物分离并干燥。干燥态的蛋白-维生素浓缩物的产量为16.98克/升，其中蛋白质占总量的75.2%，核黄素为340.7毫克/千可。
实施例3用含有总量为1.0%的乳糖，0.2%的蛋白质，0.005%的碳水化合物，并加入占总量0.2%的磷酸铵的来自大型肉类加工厂的排放物做假丝酵母(Candida sp)的好氧性直流型培养，流速为0.5小时升。
培养在温度为30-32℃，PH值为4.0-4.2时进行。这种工艺的蛋白维生素浓缩物的生产能力为每小时5.83克/升(以干燥固体计算)，浓缩物中的蛋白质含量占74.92%，含核黄素为321.5毫克/千克。
实施例4用含有占总量1.0%的乳糖，0.2%的蛋白质，0.012%的碳水化合物其中加有占总量0.1%的磷酸铵的来自大型肉类加工厂的排放物进行酵母属(Saccharomyces sp)酵母的好氧性直流培养。培养在温度为28-32℃，PH值为4.0-4.2下进行，流速为0.45小时升。这种工艺的蛋白-维生素浓缩物的生产能力(以干燥态计算)为每小时5.03克/升，浓缩物中蛋白质含量为73.3%。核黄素含量为312毫克/千克。
实施例5在1升含有总量为0.09%的乳糖，0.09%的蛋白质和0.61%的碳水化合物及0.2%的磷酸铵的大型肉类加工厂的排放物中，加入0.01%纯胆汁和1克酵母(Saccharomyces sp)(水份为75%)。培养在好氧、不连续条件下，在温度为30℃，PH值4.2下，在搅拌器中进行4小时。干燥的蛋白-维生素浓缩物产量为5.36克/升，浓缩物中蛋白质含量为71.8%，核黄素含量为235.6毫克/千克。
实施例6这种工艺的实施方法上面实施例5中描写的相似。在营养培养基中加入总量为0.0005%的纯胆汁。干燥的蛋白-维生素浓缩物产量为4.2克/升，浓缩物中蛋白质含量为70.7%，核黄素含量为226.8毫克/千克。
实施例7培养酵母的营养培养基以来自大型肉类加工厂的排放物为基础配制，排放物中含有总量为1.0%的脂肪，0.08%的蛋白质，0.005%的碳水化合物。营养培养基中另加入总量为3.0%的n-烷烃(十二碳至十八碳的部分的混合物)，0.3%的硫酸铵，0.08%磷酸(一价)钾;0.03%的磷酸(二价)钠。加入数量为3克/升(以干燥固体计算)的假丝酵母(Can dida sp)并在发酵器中，在曝气条件下，在温度为32-34℃，PH值为4.0-4.2时进行培养。干燥的蛋白-维生素浓缩物产量为37.8克/升，浓缩物中蛋白质含量为75.3%，核黄素含量为396.3毫克/千克。
实施例8这种工艺重复实施例7中的过程。在营养培养基中加入总量为0.02%纯胆汁。干燥的蛋白-维生素浓缩物产量为40.5克/升，浓缩物中蛋白质含量为74.8%，核黄素含量为350.0毫克/千克。
权利要求
1.一种在好氧条件下，在含有碳源、矿物成份、生长刺激的营养培养基上培养酵母菌来生产蛋白-维生素浓缩物，之后将生物质分离并获得所需产品的工艺，其特征在于是用大型肉类加工厂的排放物做营养培养基，在排放物中至少含有总量为排放物体积的0.01%的乳糖、0.01%的蛋白质成份和0.005%的碳水化合物并加入数量至少为排放物体积的0.1%的含氮和磷的矿物盐。
2.一种根据权项1所述的工艺，其特征在于，用磷酸铵作为含氮和磷的盐。
3.一种根据权项1-2所述的工艺，其特征在于，在营养培养基中额外加入数量为培养基体积的0.1-4%的n-烷烃。
4.一种根据权项1-3所述的工艺，其特征在于，在营养基中额外加入数量为培养基体积的0.1-0.0005%的纯胆汁作为生长刺激剂。
专利摘要
本项发明涉及到微生物工业。一项在好氧条件下，用大型肉类加工厂的排放物作营养培养基，培养酵母来生产蛋白-维生素浓缩物，之后将生物分离并获得所需产品的工艺。其中排放物中至少含有总量为排放物体积的0.01％的乳糖、0.01％的蛋白成份和0.005％的碳水化合物并额外加入数量至少为排放物体积的0.1％的含氮和磷的矿物盐。
文档编号A23J1/18GK86103529SQ86103529
公开日1986年12月17日 申请日期1986年5月23日
发明者夫拉迪米尔·阿莱克桑多罗维奇·瓦加诺夫, 格里格里·比特罗维奇·宾库克, 维塔利·瓦西利维奇·波隆晨科, 阿莱克桑德·康斯坦丁诺维奇·格朗, 安顿·埃费莫维奇·格巴克, 阿纳托利·费多罗维罗奇·克尔朱科夫 申请人:白俄罗斯国立列宁大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan