一种利用高乳酸工业副产物生产酵母产品的方法与流程

本发明涉及酵母发酵，具体涉及一种利用高乳酸工业副产物生产酵母产品的方法。

背景技术：

1、玉米浆是生产玉米淀粉的副产物，是玉米浸泡过程中获得的水溶性物质，玉米浆中含有丰富的可溶性蛋白、生长因子和一些前体物质，含大约40％～50％干物质。玉米浸泡水属于高浓度有机废水，无法直接进入污水厂处理，玉米深加工企业一般将玉米浸泡水浓缩成玉米浆，喷浆到玉米纤维或玉米胚芽粕，生产喷浆纤维或喷浆胚芽粕。在蒸发及干燥过程能源消耗大，附加值低，多余的玉米浆作为发酵工业的有机氮源培养基。近几年玉米深加工企业加工量快速增长，玉米浆严重供大于求，企业需要补贴运费处理玉米浆，严重制约着玉米深加工企业的发展。

2、可溶玉米酒精糟(ddgs)是玉米酒精发酵醪液蒸出酒精后残留下来的生产废液，主要为蛋白质，此外还含有脂肪、糖类、维生素等，玉米酒精糟液营养丰富，但可溶玉米酒精糟废液处理难度很大，治理成本高。

3、白酒黄水是白酒酿造过程中，受重力作用，酒醅中存在少量向下运动的水，连同溶入的醇、醛、酸、酯，以及矿物质、还原糖、氨基酸等一起，最后沉积在窖池底部，经日积月累后汇集成的棕褐色液体。直接丢弃会造成资源浪费，还可能污染环境。

4、泡菜水是工业生产泡菜后剩下的一种富含乳酸的工业废水，其直接排放会造成环境污染，治理比较困难。但是在泡菜发酵过程中，会释放一部分营养物质例如乳酸、维生素、钙、磷等矿物质到泡菜水中，直接排放不仅造成环境污染，同时会造成一部分营养的浪费。

5、玉米浆、可溶玉米酒精糟、白酒黄水或泡菜水等工业副产物中富含丰富的可溶性蛋白，微量元素，乳酸以及维生素，其中乳酸含量均在3％以上，为高乳酸工业副产物。如何将其进行资源化利用，变废为宝，同时减少企业的污染问题，成为了相关企业的现实需求。

6、酵母产品是通过酵母菌在一定体系中发酵增殖进行的，广泛应用于食品、酿造、医药和饲料行业中。在该过程中，需要供给其营养物质转化成细胞和代谢产物。糖蜜是酵母生产的必要原料，它不仅为酵母提供必要的碳源，而且其中含有许多微量元素和矿物质，是酵母生长所必须的。近年来，随着酵母行业的蓬勃发展，糖蜜原料竞争日益激烈，为了保证生产原料充足，降低酵母生产成本，寻找新的廉价高效的培养基原料是酵母行业发展的方向之一。

7、中国专利cn113455584a公开一种利用玉米浆生产饲料酵母颗粒的方法，包括菌种活化、种子液制备和发酵罐生产得到发酵成品液，然后通过多效蒸发浓缩和喷雾流化床造粒得到饲料酵母颗粒产品，其中酵母菌种选自酿酒酵母、产阮假丝酵母或面包酵母之一种或两种，发酵培养基采用玉米浆。该方法制得饲料酵母产品粗蛋白≥50％,18种氨基酸总和≥46％，虽然能满足饲料酵母的要求，但产品中含有大量未被转化的玉米浆杂质，只能作为饲料，不能用于微生物发酵氮源或者用于制备高价值的酵母浸出物。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题：本发明提供一种利用高乳酸工业副产物生产酵母的方法，可制备出高蛋白酵母蛋白，用作抗生素发酵氮源，或者进一步制备出酵母浸出物，为更多微生物发酵提供有机氮源，同时实现资源的合理利用。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供一种利用高乳酸工业副产物生产酵母产品的方法，包括如下步骤：

4、(1)将活化后的酵母菌株接种到一级种子培养基中进行发酵培养，得到一级种子液，其中，所述酵母菌株选自马克斯克鲁维酵母、乳酸克鲁维酵母、库德里阿兹威毕赤酵母和热带假丝酵母一种或两种以上；

5、(2)将一级种子液接种到二级种子培养基中进行发酵培养，得到二级种子液；

6、(3)将二级种子液接种到发酵培养基中进行发酵培养，其中，所述发酵培养基包括高乳酸工业副产物和/或高乳酸工业副产物的改性产物；

7、(4)将步骤(3)发酵液进行分离得到酵母产品，或者将步骤(3)发酵液干燥得到酵母产品。

8、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，步骤(3)所述高乳酸工业副产物包括玉米浆、可溶玉米酒精糟、白酒黄水或泡菜水中的一种或两种以上，优选为玉米浆。

9、在本发明的一个实施方式中，所述发酵培养基还包括营养物质，其中，所述营养物质包括微量元素和维生素。

10、在本发明的一个实施方式中，所述微量元素选自铜、钙、铁、锌、镁和钾中的一种或两种以上，优选为铜和/或钙；优选地，所述维生素选自维生素b1、维生素b2、维生素b3、维生素b6、泛酸和维生素b7中的一种或两种以上，优选为维生素b1、泛酸和维生素b7中的一种或两种以上。

11、在本发明的一个实施方式中，以发酵培养基总重计，所述营养物质包括2-5ppm铜、400-1000ppm钙、10-30ppm维生素b1、15-30ppm泛酸和0.5-1.5ppm维生素b7中的一种或两种以上。

12、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，所述高乳酸工业副产物的改性产物包括如下步骤制得：将高乳酸工业副产物经纤维素酶酶解、蛋白酶酶解和灭酶制得。

13、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，以高乳酸工业副产物的干重计，所述纤维素酶的添加量为3～6wt‰，优选为4-6wt‰；优选地，纤维素酶酶解时温度为55～65℃，优选酶解时间3～6h。

14、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，以高乳酸工业副产物的干重计，所述蛋白酶的添加量为2～4wt‰，优选为2-3wt‰；优选地，纤维素酶酶解时温度为55～65℃，优选酶解时间3～6h。

15、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，所述灭酶包括升温至70～90℃保温20～40min。

16、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，步骤(3)所述发酵培养采用搅拌发酵罐，其中，搅拌转速为400～600rpm，优选通气比为1:1～2；或者，

17、步骤(3)所述发酵培养采用气升式发酵罐，其中，通气比为1:10-70；

18、优选地，发酵培养温度为25～35℃，优选培养时间为12～48h。

19、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，步骤(4)所述分离包括离心、抽滤、压滤或板框过滤中的一种或两种以上，优选为离心，更优选所述离心转速为3000～10000rpm，优选离心时间为5～20min。

20、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，还包括对步骤(4)所述分离得到的酵母产品进行洗涤和/或干燥的步骤。

21、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，步骤(1)中一级种子培养基为ypd液体培养基；优选地，发酵培养温度为25～35℃，优选发酵培养时间为12～30h；更优选转速为150～220rpm。

22、在本发明的一个实施方式中，上述方法中，以质量体积百分比计，步骤(2)中二级种子培养基包括葡萄糖5～8％，酵母浸出物0.3～0.6％，硫酸铵1～2％，硫酸锌0.2～0.4％，磷酸二氢钾0.4～0.6％和硫酸镁0.4～0.6％；优选地，发酵培养温度为25～35℃，优选培养时间为12～36h；更优选地，发酵培养ph为4.5～5.5，优选通气量为2～4l/min。

23、本发明还提供上述方法制得的酵母产品，按重量百分比计，所述酵母产品含有30～68％的蛋白质，优选为50～68％；优选地，所述酵母产品中含有1.5～9.0％的海藻糖；更优选地，所述酵母产品含有2.0～4.0％的五氧化二磷。

24、在本发明的一个实施方式中，所述酵母产品的形态为粉状、膏状或液体。

25、本发明还提供上述酵母产品在饲料蛋白、食品调味或发酵工业氮源中的应用。

26、本发明的有益效果：

27、采用本发明方法生产酵母产品，发酵过程稳定，生产效率高，生产的产品质量稳定；与现有技术利用糖蜜生产酵母的方法相比，本发明方法在生产效率和质量等方面均与现有技术相当，但成本远低于现有技术；因此，采用本发明方法可实现高乳酸工业副产物生产酵母的产业化应用，增加了酵母糖资源获得的渠道，拓宽了高乳酸工业副产物的应用范围，同时缓解酵母行业糖蜜资源短缺的问题。

28、菌株保藏信息

29、本技术所用的菌种马克斯克鲁维酵母amcc 30634(kluyveromycesmarxianusamcc30634)，于2023年2月27日保藏在中国典型培养物保藏中心，保藏编号为cctcc no：m 2023217，保藏地址：中国武汉，武汉大学，邮政编码：430072；电话：02768754052。

30、本发明所诱变得到的马克斯克鲁维酵母amcc31342(kluyveromyces marxianusamcc31342)，于2022年12月30日保藏在中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏编号为cctcc no:m20222110，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮政编码：430072；电话：(027)-68754052。

31、本发明所用的酿酒酵母fx-2(saccharomyces cerevisiaefx-2)于2016年8月1日保藏在中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏编号为cctccno：m2016418，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮政编码：430072；电话：(027)-68754052(该酿酒酵母fx-2在中国申请号201710532216.6(公开号cn109207384a)的专利申请中已有记载)。

32、本发明所用的库德里阿兹威氏毕赤酵母c4.12(pichia kudriavzeii c4.12)，于2021年1月21日保藏于中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏编号为cctcc no：m2021124，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮政编码：430072；电话：(027)-68754052(该库德里阿兹威氏毕赤酵母c4.12菌株在中国申请号202111509846.4(公开号cn114107077a)的专利申请中已有记载)

33、本发明所用的乳酸克鲁维酵母amcc 31347(kluyveromyces lactis amcc31347)，于2023年2月27日保藏在中国典型培养物保藏中心(cctcc)，保藏编号为cctcc no:m2023218，保藏地址：中国.武汉.武汉大学，邮政编码：430072；电话：(027)-68754052。