产朊假丝酵母菌、其组合物和应用

产朊假丝酵母菌、其组合物和应用
【专利说明】产朊假丝酵母菌、其组合物和应用
[0001] 发明所属领域：
[0002] 本发明属于生物饲料及生物环保领域，具体地说，本发明涉及产朊假丝酵母菌、含 该菌的发酵菌剂组合物，及该酵母菌和其组合物在饲料发酵和废液处理中的应用。
【背景技术】：
[0003] 产肮假丝酵母（Candida utilis)是经美国FDA认证为可作为食品添加剂的安全 生物（GRAS)，在我国可作为安全的食品或活性饲料添加剂使用。产朊假丝酵母可生产谷胱 甘肽（卫功元，等.过程工程学报，2005, 5 (3) :327-331)、酵母抽提物等风味物质（叶茂， 等.食品工业科技，2014, 25 (33) :223-225)等物质，广泛用于食品和制药业。产朊假丝酵 母富含蛋白质和B族维生素，还被用作牲畜、家禽类饲料蛋白。
[0004] 酵母菌转化非蛋白氮（如尿素或铵盐）的能力是体现酵母菌生物转化能力的重 要指标，不同菌株转化非蛋白氮的能力不同。产朊假丝酵母具有较强的转化无机氮为有机 氮的能力，可以利用尿素和铵态氮作为氮源，还能够以各种废弃物为原料生产食用蛋白质， 如麸皮、糖蜜、马铃薯淀粉废水（Gelinas et al·，Bioresour Technology，2007,98(5): 1138-1143)、乳酸等多种有机酸（高卫卫，等.生物技术，2008年18(5) :58-60)等，在 发酵饲料及废水处理等领域均具有广泛的应用前景。何东东等（食品科学，2009, 30(21): 210-213)通过对产朊假丝酵母菌的紫外诱变，筛选获得蛋白质含量为33%的诱变菌株。陈 佳，等（饲料工业，2013, 34 (5) :53-55)试验以产朊假丝酵母为出发菌株，味精废水、玉米 粉和麸皮为底物，固态发酵生产饲料酵母，结果表明：味精废水作为廉价的非蛋白氮原料， 可用于产朊假丝酵母固态发酵的生产中，具有很好的经济效益和开发潜力。
[0005] 棉柏是我国仅次于大豆柏的第二大植物蛋白资源，但由于棉柏中含主要有毒物 质棉酚会对动物生长发育和繁殖等产生严重的不良影响，也间接影响到人类健康，极大地 限制了棉籽饼柏在饲料工业上的大规模应用。棉酚脱毒方法主要有物理脱毒法、化学钝化 法、溶剂浸出法和生物脱毒法等。近几年利用微生物发酵棉柏以降低其中游离棉酚含量的 脱毒方法越来越受到重视，主要是由于微生物发酵法在降低游离棉酚含量的同时还可以提 高棉籽饼柏的营养价值，如改善蛋白质品质和消化率等（夏新成等.复合发酵棉籽柏营养 价值及活性产物分析研究，中国粮油学报，2012, 25(2) :96-100);聂存喜等.棉籽柏源发酵 蛋白质饲料的代谢产物研究，动物营养学报，2012, 24(8) : 1602-1609)。
[0006] 目前报道的以棉柏为主要发酵底物，可降解棉酚的微生物主要包括酵母菌、霉 菌和细菌等。不同的研究者报道的微生物对棉柏中棉酚的去除率差异很大，最高的可 达90%以上（吴小月等.利用微生物降解棉仁饼柏中游离棉酚的研究，中国农业科学， 1989, 22 (2) :82-86;林海晶等.诱变选育棉籽柏高效脱毒菌株，浙江大学学报（农业与生 命科学版），2011，37(3) :252-258)，低的仅为50%左右（刘建成等.高效降解棉柏中游离 棉酚菌种的筛选，饲料工业，2012,33(1) :29-31;马珍等.粪肠球菌发酵生棉柏的工艺条 件优化，食品与发酵工业，2013, 39 (5) : 94-98)。这主要与发酵前棉柏原料是否经过高温灭 菌处理和采用的发酵菌种及其组合不同有关。高温灭菌本身可使游离棉酚与蛋白质和氨 基酸等结合而形成结合棉酚，使游离棉酚含量显著下降。不同微生物菌种脱毒的效果有 明显差异（杨霞，翁晓燕，郭建林等.棉酚降解菌株的分离、筛选及鉴定，棉花学报，2010，
[6] :539-546)。孙中超等（微生物学通报，2011，38(8) :1166-1171)报道了 1株高效降 解棉酸的毕赤酵母菌株（Pichia guilliermondii)，不进行湿热处理条件下，经接种发酵 后脱毒率达到58%。程福亮等（饲料广角，2012, 14:22-23)利用产朊假丝酵母对经高温 高压处理后的棉柏进行固体发酵脱毒，结果显示棉柏在发酵前后，棉酚去除率在85. 7%左 右。乔晓艳等（中国油脂，2013, 38(5) :30-33)利用热带假丝酵母JD - 9和干酪乳杆菌 MX - 48发酵棉柏，达到改善棉柏饲用品质的目的。结果表明：发酵后棉柏中游离棉酚含 量从发酵前520mg/kg降低至270mg/kg，脱毒率达到48. 1% ;周慧林等（武汉轻工大学， 2014,，33 (1):14-16)通过比较不同酵母茵在以醋酸棉酚为唯一碳源的固体培养基上的生 长状况，筛选出一株在醋酸棉酚培养基中生长较好的产朊假丝酵母1087。以产朊假丝酵母 1087为接种剂，以棉柏和红薯渣等为主要原料的固体发酵试验，结果表明，发酵后的样品粗 蛋白含量提高了 37. 4%，棉酚含量下降了 55.6%。
[0007] 地衣芽孢杆菌和植物乳杆菌均为我国农业部于2013年公布的"饲料添加剂品种 目录"中可在饲料中添加的微生物。地衣芽孢杆菌以其耐高温、耐酸碱、抗逆性强、易贮存 等特点被广泛作为益生菌或致病菌竞争性抑制剂应用于畜禽养殖业中。该菌在生长过程 中，可分泌蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶等多种有助于消化吸收的酶类，在降低和消除抗营养因 子上也发挥了重要作用（张菊，等.中国饲料，2012年，17:9-11)。植物乳杆菌等乳酸菌 作为人和动物体内的正常菌群具有调节肠道、促进消化等功能，被认为是生产益生菌剂的 理想菌种，常应用于牛奶等食品以及饲料的发酵菌剂（金粧等.粮食与饲料工业，2010(3): 37 - 40)。这两种细菌均有被报道与其他微生物混合用于发酵棉柏，但其发酵效果不尽相 同。徐晶等（中国油脂，2012年，37 (7) :16-19)研究了微生物固态生料发酵对棉籽柏中游 离棉酚和蛋白质含量变化的影响，结果表明，单菌棉籽柏固态发酵实验中地衣芽孢杆菌B12 脱毒效果最佳，脱毒率为42. 7 %，水溶性蛋白含量8. 2 %，混菌组合发酵中，地衣芽孢杆菌 B12+产朊假丝酵母Cul为最佳组合，其脱毒率为50. 03 %，水溶性蛋白含量为9. 11 %，混菌 发酵效果优于单菌发酵。张庆华等（饲料工业，2007, 28 (18) :37-38)报道了 3菌株协同固 态发酵对棉柏脱毒效果及其生物活性的影响，结果表明，3菌株混合培养可显著降低棉柏 底物中游离棉酚含量，其最佳工艺条件为：热带假丝酵母：拟内孢霉：植物乳杆菌配比为 3:2:1 ;棉柏：玉米粉：麸皮比为6:2:2时，棉柏的去除率为85. 30%。而杨宇等（湖北农 业科学，2013, 52 (15) :3596-3597)报道利用筛选出的黑曲霉、酵母、植物乳杆菌和芽孢杆 菌的混合益生菌群在成熟的发酵条件下发酵湖北棉柏和菜柏，结果表明，湖北棉柏经过发 酵处理后，原料里的游离棉酚含量反而升高了 129. 15%。不同菌种组合发酵处理棉籽柏，其 脱毒效果也会产生很大的差异（叶明强等，中国饲料，2009, 15:8-14)。
[0008] 中国专利CN201010218533公开了一种用于难降解废水处理的复合高效微生物制 剂；中国专利CN200310107801公开了一种微生物氨氮调节剂；中国专利CN201210329933 本发明公开了一种提高棉柏蛋白含量并可脱毒的生物发酵法；中国专利CN201110102144 公开了用复合菌种发酵分解棉柏中棉酚的方法；中国专利CN201310440055公开了一种棉 柏微生物发酵剂及其制备方法；中国专利CN201410248620公开了用复合菌加复合酶发酵 棉柏降解棉酚的方法；中国专利CN200810044216公开了一种混合发酵处理酒糟等饲料原 料的方法；中国专利CN201110161862公开了一种反刍动物微生态添加剂及其制备工艺。
[0009] 目前，国内在开发非常规蛋白饲料如发酵棉柏的工艺中往往添加部分硫酸铵或尿 素等非蛋白氮，期望通过酵母菌发酵将其转化为动物可利用的菌体蛋白，增加发酵饲料的 蛋白质含量，同时，通过微生物发酵作用降低棉籽柏中有毒物质棉酚的含量。这就要求发酵 棉柏生产上应用的酵母菌株应同时具备较强的非蛋白氮转化能力和较强的降解棉酚的能 力。目前已报道的产朊假丝酵母菌株存在的不足之处是功能比较单一。曹玉飞等（武汉轻 工大学学报，2015:34(2) :1-5)