一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提高ε‑聚赖氨酸发酵产量的营养液制备方法，属于发酵工程技术以及废弃物高值化利用领域。以食用菌工厂化栽培所产生的菌渣如杏鲍菇菌渣、真姬菇菌渣或金针菇菌渣等为生产原料制备ε‑聚赖氨酸发酵用营养液。本发明专利技术利用食用菌工厂化栽培所产生的菌渣为原料，分别采用酸及碱2种提取方法提取菌渣中的营养成分，合并后的提取液营养成分更全面，并发生中和反应，不需额外调pH值至中性。该营养液制备方法简单，成本低，作为一种营养液能显著提高ε‑聚赖氨酸发酵产量，此外分别采用酸及碱提取的菌渣，两者混合后发生中和反应，可生成食用菌栽培所需要的硫酸钙，混合的菌渣可作为食用菌栽培原料使用，提高了食用菌菌渣利用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液制备方法
本专利技术属于发酵工程技术及废弃物高值化利用领域，涉及一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液制备方法。
技术介绍
ε-聚赖氨酸是链霉菌发酵生产的一种胞外L-赖氨酸多聚合物，通常由25-35个L-赖氨酸残基组成，残基间通过α-ε酰胺键连接而成。ε-聚赖氨酸抑菌谱广，对细菌、酵母菌、丝状真菌具有很好的抑制作用，对病毒也有一定抑制作用。此外，ε-聚赖氨酸具有耐热、易溶于水、可食用、可生物降解、安全无毒等优点，因此ε-聚赖氨酸可作为一种高安全性天然食品防腐剂。目前ε-聚赖氨酸作为食品防腐剂在韩国、日本以及美国等国家得到极广泛应用。我国于2014年批准ε-聚赖氨酸可作为一种安全的食品防腐剂。由于具有安全无毒以及抑菌活性强等优点，ε-聚赖氨酸市场需求巨大。ε-聚赖氨酸利用微生物发酵法生产，其发酵具有3个显著特点：1、发酵周期长，通常需7天以上，显然发酵过程后期易发生营养缺乏，这不利于产物的合成以及延长合成周期；2、发酵产量与发酵液菌浓具有密切关系，因此提高发酵液的细胞密度是提高发酵产量的一个重要途径；3、发酵过程发酵液pH降至约4.0时产生菌细胞才开始合成ε-聚赖氨酸，但低pH影响细胞生长，不利于提高细胞密度。因此，ε-聚赖氨酸发酵过程除补加常见补料（通常含葡萄糖与硫酸铵）外，补加营养全面、丰富的营养液十分有必要，可以促进合成，提高细胞密度以及延长合成周期，提高产量。目前，ε-聚赖氨酸发酵过程中人们开始采用连续或间歇流加酵母粉、蛋白胨、玉米浆等营养液的方法，以强化细胞生长，促进ε-聚赖氨酸合成，延长合成期。但酵母粉、蛋白胨等价格极高，增加发酵成本，因此开发低成本、富含营养的ε-聚赖氨酸发酵用营养液十分必要，以降低成本和提高产量。目前，我国是食用菌生产大国，栽培面积大，种类多，产量占全世界总产量的70%以上。食用菌栽培会产生大量菌渣，目前仅少部分作为燃料、肥料或作为食用菌栽培原料得到进一步利用，大多数作为废弃物未加利用，不但造成资源浪费，而且污染环境，因此，菌渣有效利用已成为一个十分紧迫的问题。杏鲍菇、真姬菇、金针菇等是我国工厂化栽培的主要菌类，栽培量大，通常仅采收一潮菇。由于配料中含丰富的营养成分，采收后的菌渣仍含丰富的营养成分，另外菌丝生长过程菌丝合成大量蛋白质、维生素、氨基酸等营养成分并分泌至基质中。因此以工厂化栽培杏鲍菇、真姬菇、金针菇等所产生的菌渣为原料，采用酸提取和碱提取2种提取方法，将两种不同提取方法所获得的提取液进行混合，营养成分更全面，同时发生中和反应，不需额外调pH至中性。所制备的营养液可有效提高ε-聚赖氨酸发酵产量和降低生产成本。此外，菌渣在酸及碱提取过程中一些抑制食用菌菌丝生长的成分受到破坏或被提取，因此酸及碱提取后的菌渣混合后是一种有效的食用菌栽培原料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液，所述营养液含有以下原料：食用菌菌渣、0.1moL/LH2SO4溶液、0.1moL/LCa(OH)2溶液；其中食用菌菌渣：0.1moL/LH2SO4溶液：0.1moL/LCa(OH)2溶液=2g:5mL:5mL。一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液制备方法，包括以下步骤：（1）称取相同重量新鲜、无腐烂的食用菌菌渣2份，其中1份添别0.1moL/LH2SO4溶液，另1份添加0.1moL/LCa(OH)2溶液，料液比均为1:5g/mL，搅拌均匀；（2）将两者分别加热至80-90℃，提取2h，期间经常搅拌；（3）过滤分别收集2种不同提取法的滤液，将2种滤液混合，使滤液中的H2SO4和Ca(OH)2中和，生成CaSO4沉淀；过滤去除沉淀后进行浓缩，1000克菌渣制备100mL浓缩液，110℃灭菌30分钟即作为一种ε-聚赖氨酸发酵用营养液。本专利技术的另一个目的是提供所述的营养液在发酵ε-聚赖氨酸中的应用；具体包括以下步骤：ε-聚赖氨酸发酵用菌株为不吸水链霉菌(Streptomycesahygroscopicus)，接种至发酵培养基后开始发酵，当发酵液pH降至4.0即产生菌细胞开始合成ε-聚赖氨酸时，利用蠕动泵间歇将所述营养液补入发酵液至发酵结束，每升发酵培养基每小时补充2mL营养液，以补充有机氮源、维生素以及其它生长因子，从而促进细胞生长、产物合成、维持细胞活性以及延长合成期；当发酵液葡萄糖浓度降至10g/L时，流加浓度为600g/L葡萄糖补料。采用营养液补加的发酵方法，ε-聚赖氨酸发酵产量提高70%以上。此外，酸提取及碱提取后的菌渣，其中所含的食用菌菌丝生长抑制成分显著减少，将酸及碱提取后的两种菌渣混合，使其发生中和反应，可作为一种有效的食用菌栽培原料，进一步用于食用菌栽培。本专利技术的有益效果主要体现在：1.选择来源丰富的菌渣为原料，所制备的营养液成本极低。2.菌渣分别采用酸和碱提取其营养成分，2种不同提取液混合后发生中和反应，不必额外调pH至中性，且营养成分更全面。3.营养液的制备方法简单，工艺成本低。4.采用酸及碱提取，可提取或破坏菌渣中食用菌菌丝生长抑制成分，混合后的菌渣发生中和反应，成为一种有效的食用菌栽培原料。5.营养液间歇补加至ε-聚赖氨酸发酵的产物合成阶段，可有效促进产物合成，产量提高70%以上。具体实施方式本专利技术提供了一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液制备方法，下面实施例来进一步描述本专利技术的使用方法，但这些实施例仅是规范性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。此外，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换仍在本专利技术保护范围。实施例1以杏鲍菇菌渣为原料的营养液制备1.选用新鲜、无腐烂的工厂化栽培杏鲍菇菌渣；2.称取菌渣2份，每份10kg，其中一份加入50L0.1moL/LH2SO4溶液，另一份加入50L0.1moL/LCa(OH)2溶液，搅拌均匀；3.将两者分别加热至90℃，提取2h，期间经常搅拌；4.过滤分别收集滤液，将2种不同提取法所得提取滤液混合，H2SO4和Ca(OH)2发生中和反应，生成CaSO4沉淀；5.过滤去除CaSO4沉淀及其它残渣；6.将滤液浓缩，1000克菌渣制备100mL浓缩液，110℃灭菌30分钟，即可作为一种ε-聚赖氨酸发酵用营养液。7.将酸提取及碱提取后的2种菌渣混合，发生中和反应，添加一定比例新料可进一步用于食用菌栽培。实施例2以真姬菇菌渣为原料的营养液制备1.选用新鲜、无腐烂的工厂化栽培真姬菇菌渣；2.称取菌渣2份，每份10kg，其中一份加入50L0.1moL/LH2SO4溶液，另一份加入50L0.1moL/LCa(OH)2溶液，搅拌均匀；3.将两者分别加热至80℃，提取2h，期间经常搅拌；4.过滤分别收集滤液，将2种不同提取法所得提取滤液混合，H2SO4和Ca(OH)2发生中和反应，生成CaSO4沉淀；5.过滤去除硫酸钙沉淀及其它残渣；6.将滤液浓缩，1000克菌渣制备100mL浓缩液，110℃灭菌30分钟，即可作为一种ε-聚赖氨酸发酵用营养液。7.将酸提取及碱提取后的2种菌渣混合，发生中和反应，添加一定比例新料可进一步用于食用菌栽培。实施例3营养液的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高ε‑聚赖氨酸发酵产量的营养液，其特征在于：所述营养液含有以下原料：食用菌菌渣、 0.1 moL/L H2SO4溶液、0.1 moL/L Ca(OH)2溶液；其中食用菌菌渣：0.1 moL/L H2SO4溶液：0.1 moL/L Ca(OH)2 溶液=2g:5mL:5 mL。

【技术特征摘要】
1.一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液，其特征在于：所述营养液含有以下原料：食用菌菌渣、0.1moL/LH2SO4溶液、0.1moL/LCa(OH)2溶液；其中食用菌菌渣：0.1moL/LH2SO4溶液：0.1moL/LCa(OH)2溶液=2g:5mL:5mL。2.如权利要求1所述的一种提高ε-聚赖氨酸发酵产量的营养液制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）称取相同重量新鲜、无腐烂的食用菌菌渣2份，其中1份添别0.1moL/LH2SO4溶液，另1份添加0.1moL/LCa(OH)2溶液，料液比均为1:5g/mL，搅拌均匀；（2）将两者分别加热至80-90℃，提取2h，期间经常搅拌；（3）过滤分别收集2种不同提取法的滤液，将2种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛荣，张维瑞，杨小鹃，孙端方，
申请(专利权)人：宁德师范学院，
类型：发明
国别省市：福建,35