三孢布拉霉固体发酵生产类胡萝卜素的方法技术

本发明专利技术涉及一种三孢布拉霉固体发酵生产类胡萝卜素的方法、固体发酵提取物及动物饲料。所述方法是在发酵培养基上接种三孢布拉霉菌，发酵培养，所述发酵培养基中含有占培养基总重量5～30％的厨余固体垃圾和占培养基总重量5～15％的厨余油脂。所述厨余固体垃圾和厨余油脂由包括以下步骤的制备方法得到：(1)对厨余垃圾进行粗选；(2)对粗选后的厨余垃圾进行过滤或离心分离，得到所述厨余固体垃圾和厨余液体垃圾；(3)对所述厨余液体垃圾进一步油水分离，得到所述厨余油脂和厨余泔水。本发明专利技术使用餐厨废弃物作为发酵培养基，其成本低廉，以厨房垃圾为主要原料经生物转化生成类胡萝卜素，可在满足饲料用途要求的同时减少餐厨废弃物污染。

Production of carotenoids by solid-state fermentation of bladderia trispora

【技术实现步骤摘要】
三孢布拉霉固体发酵生产类胡萝卜素的方法
本专利技术涉及微生物发酵
，具体的，涉及一种三孢布拉霉固体发酵生产类胡萝卜素的方法、固体发酵提取物及动物饲料。
技术介绍
现有三孢布拉霉发酵方法通常使用液体发酵生产高含量类胡萝卜素，尤其是β-胡萝卜素，其特点在于高度控制发酵过程，所得原料被用于提纯类胡萝卜素晶体。这使得该来源的类胡萝卜素，包括β-胡萝卜素及番茄红素晶体售价高昂，而不适于应用在价格敏感度较高的饲料行业。而类胡萝卜素在功能上具有安全、着色度高等特点，在水产养殖、蛋禽养殖行业中有广泛需求。因此有必要提供一种新的三布拉酶发酵生产类胡萝卜素的发酵方法，大幅降低其发酵成本，以满足饲料行业需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种三孢布拉霉固体发酵生产类胡萝卜素的方法、其固体发酵提取物及应用。所述方法采用的发酵培养基成本低廉，以厨房垃圾为主要原料经生物转化生成类胡萝卜素，可在满足饲料用途要求的同时减少餐厨废弃物污染。具体来说，本专利技术出了如下技术方案。一种利用三孢布拉霉固体发酵生产类胡萝卜素的方法，其在发酵培养基上接种三孢布拉霉菌，发酵培养，所述发酵培养基中含有占培养基总重量5～30％的厨余固体垃圾和占培养基总重量5～15％的厨余油脂。优选的是，上述发酵方法中，所述厨余固体垃圾和厨余油脂由包括以下步骤的制备方法得到：(1)对厨余垃圾进行粗选；(2)对粗选后的厨余垃圾进行过滤或离心分离，得到所述厨余固体垃圾和厨余液体垃圾；<br>(3)对所述厨余液体垃圾进一步油水分离，得到所述厨余油脂和厨余泔水；更优选的，所述步骤(1)和步骤(2)之间还包括下述步骤：对粗选后的厨余垃圾进行破碎或研磨处理。优选的是，上述发酵方法中，所述发酵培养基中含有缓冲氮源和缓冲碳源，优选的，所述发酵培养基中含有占培养基总重量0.5～4％的缓冲氮源和1-3％的缓冲碳源。优选的是，上述发酵方法中，所述缓冲氮源的用量是使培养基的氮元素含量占培养基总重量的5～15％，所述缓冲碳源的用量是使培养基的碳氮比为5～40:1，优选的，所述缓冲氮源选自大豆蛋白胨、豆饼粉、豆粕、花生粕、玉米浆干粉、酵母粉、酵母抽提物、尿素、氨水、硝酸盐和亚硝酸盐中的一种或几种，所述缓冲碳源选自谷氨酸、葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糊精、植物油、玉米淀粉和玉米粉中的一种或几种。本专利技术中，缓冲氮源和缓冲碳源能够使三孢布拉霉快速适应所配置的培养基，达到较好的生产代谢效果。优选的是，上述发酵方法中，所述发酵培养基中还含有微量元素、麦麸、维生素B1和水中的一种或几种，优选的，所述微量元素选自磷酸二氢钾和/或硫酸镁。优选的是，上述发酵方法中，所述发酵培养基按质量百分比包含如下组分：15～20％厨余固体垃圾、8～12％厨余油脂、1～2％葡萄糖、2～3％酵母粉、0.5～2％磷酸二氢钾、0.5～2硫酸镁、25～35％麦麸、30～40％水。优选的是，上述发酵方法中，所述发酵培养的温度为25～32℃，优选的，所述发酵培养过程中pH自然，更优选的，所述发酵培养的时间为160～240h。优选的是，上述发酵方法中，所述发酵培养进行至40～90h时添加阻断剂，优选的，所述发酵培养进行至52～70h时添加阻断剂。优选的是，上述发酵方法中，在所述发酵培养过程中添加1g/kg～2g/kg(阻断剂/培养基重量)的阻断剂，或者根据生物量，加入1mg/gDCW～50mg/gDCW的阻断剂，优选为20～30mg/gDCW，当所需番茄红素的含量较高时，可以依据此方法进行阻断剂补加。优选的是，上述发酵方法中，所述三孢布拉霉菌为三孢布拉霉正菌或三孢布拉霉负菌，优选的，所述三孢布拉霉正菌和三孢布拉霉负菌按重量比1:3～7共同接种于所述发酵培养基上；更优选的，所述三孢布拉霉正菌和三孢布拉霉负菌按重量比1:5共同接种于所述发酵培养基上。优选的是，上述发酵方法中，所述发酵培养中接种所用的三孢布拉霉正菌及三孢布拉霉负菌的生物量干重均不低于30g/L(种子发酵液体积)，接种量不低于30％(种子发酵液体积/发酵培养质量)，以确保发酵过程能够确立三孢布拉霉的优势菌地位。优选的是，由上述发酵方法得到的三孢布拉霉正菌或三孢布拉霉负菌的总生物量干重不低于10g/kg，优选为不低于50g/kg。本专利技术还提供一种三孢布拉霉的固体发酵提取物，由上述发酵方法得到的固体发酵产物制得；优选的，通过将所述固体发酵产物进行洗涤、干燥、粉碎、破壁后得到。本专利技术还提供一种三孢布拉霉的固体发酵提取物，以所述固体发酵提取物的质量计，包含：白质30～60％，粗纤维10～35％，类胡萝卜素不低于2％，水分1～5％，灰分1～5％；优选的，包含蛋白质50～60％，粗纤维10～20％，类胡萝卜素4～10％，水分1～5％，灰分1～5％。本专利技术还提供一种三孢布拉霉的固体发酵提取物，所述固体发酵提取物中β-胡萝卜素和番茄红素的质量比为8:1～1:3，优选为5:3～5:6。为能够使固体发酵提取物中中β-胡萝卜素和番茄红素的质量比在此范围中，可以通过上述的阻断剂添加工艺进行控制，也能通过在上述发酵方法发酵结束后根据发酵得到的干菌体中类胡萝卜素含量进行配置使β-胡萝卜素和番茄红素的范围在所需的范围之内。本专利技术还提供一种动物饲料，其包含上述的固体发酵提取物。含有上述固体发酵提取物的饲料富含丰富的蛋白质、类胡萝卜素等营养物质，应用于动物饲喂中能够提高动物的免疫力和增强其抗炎症的能力。另外，含有上述固体发酵提取物的饲料含有特定比例的β-胡萝卜素和番茄红素，应用于动物饲料尤其是禽类饲料中，能够显著给蛋黄着色的同时提高其产蛋率及降低料蛋比。本专利技术所取得的有益效果：(1)固体发酵形态便于制备饲料颗粒，在处理工艺上具有极大的成本优势，适用于饲料行业本专利技术使用的固体培养基发酵后经过筛网分离，菌体及少部分培养基可直接洗净、烘干、粉碎后当做饲料使用，未能消化的如骨质品可进一步粉碎处理或直接填埋。(2)使用餐厨废弃物，减轻环保压力本专利技术的发酵方法为天然发酵，依靠生物量接种优势，大量消耗餐厨废弃物中的有机质，同时三孢布拉霉的生长对油脂需求较大，可以大量转化餐厨废弃油脂，减轻餐厨废弃物带来的环境污染。(3)工艺控制过程稳定在类胡萝卜素的其它领域工业生产中，三孢布拉霉液态发酵需要严格控制发酵过程。本专利技术只需保证大接种量，及相对较大范围的温度控制，低恒速搅拌，低通气量。(4)富含高含量蛋白质和多种不同的类胡萝卜素营养成分本专利技术得固体发酵提取物中可同时含有一定含量的β-胡萝卜素和番茄红素，以及其它类胡萝卜素，如α～胡萝卜素、γ～胡萝卜素等。(5)包含本专利技术固体发酵提取物的动物饲料能够提高动物免疫力，抗炎症等能力，另外对禽蛋染色效果良好，并增加禽类的产蛋率和料蛋比。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用三孢布拉霉固体发酵生产类胡萝卜素的方法，其特征在于，在发酵培养基上接种三孢布拉霉菌，发酵培养，所述发酵培养基中含有占培养基总重量5～30％的厨余固体垃圾和占培养基总重量5～15％的厨余油脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用三孢布拉霉固体发酵生产类胡萝卜素的方法，其特征在于，在发酵培养基上接种三孢布拉霉菌，发酵培养，所述发酵培养基中含有占培养基总重量5～30％的厨余固体垃圾和占培养基总重量5～15％的厨余油脂。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述厨余固体垃圾和厨余油脂由包括以下步骤的制备方法得到：
(1)对厨余垃圾进行粗选；
(2)对粗选后的厨余垃圾进行过滤或离心分离，得到所述厨余固体垃圾和厨余液体垃圾；
(3)对所述厨余液体垃圾进一步油水分离，得到所述厨余油脂和厨余泔水；
优选的，所述步骤(1)和步骤(2)之间还包括下述步骤：对粗选后的厨余垃圾进行破碎或研磨处理。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述发酵培养基中含有缓冲氮源和缓冲碳源，优选的，所述发酵培养基中含有占培养基总重量0.5～4％的缓冲氮源和1-3％的缓冲碳源。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述缓冲氮源的用量是使培养基的氮元素含量占培养基总重量的5～15％，所述缓冲碳源的用量是使培养基的碳氮比为5～40:1，优选的，所述缓冲氮源选自大豆蛋白胨、豆饼粉、豆粕、花生粕、玉米浆干粉、酵母粉、酵母抽提物、尿素、氨水、硝酸盐和亚硝酸盐中的一种或几种，所述缓冲碳源选自谷氨酸、葡萄糖、蔗糖、乳糖、麦芽糊精、植物油、玉米淀粉和玉米粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔宇，刘洋，余超，陆姝欢，汪志明，
申请(专利权)人：嘉必优生物技术武汉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42