一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法技术

本发明专利技术提供了一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法，涉及丁酸发酵技术领域。本发明专利技术所述方法利用新的ORP控制标准，二级种子培养ORP范围标准为‑400到‑200；发酵培养ORP范围标准为‑450到‑350。利用本发明专利技术所述方法，缩短了周期，提高了丁酸含量及转化率，使得产酸速率较现有技术提高了9.9％。

A method to improve the acid production rate and conversion rate of butyric acid fermentation

【技术实现步骤摘要】
一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法
本专利技术属于丁酸发酵
，具体涉及一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法。
技术介绍
丁酸发酵是厌氧发酵系统(采用氮气)，发酵过程中通过调控pH、ORP(氧化还原电位)、酸碱度来控制发酵。现有发酵完全厌氧系统，一级种子培养工艺：温度37℃，厌氧，转速200rpm，pH自然，培养时间20～24h；二级种子培养：温度37℃，转速200rpm，培养周期10～24h，ORP控制-300到-500，pH控制在5.90；发酵培养：温度37℃，转速150～200rpm，培养周期40～55h，ORP控制-300到-600，pH控制在5.90。现有发酵ORP控制范围较广，控制不够精细，产酸速率及产品转化率有待提升。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法，明确种子及发酵过程中ORP范围标准，提升丁酸产率。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法，在丁酸发酵过程中，二级种子培养时的氧化还原电位为-400～-200；发酵培养时的氧化还原电位为-450～-350。优选的，所述丁酸发酵过程中，一级种子培养的条件，包括：温度37℃，厌氧，转速200rpm，培养基pH自然，培养时间20～24h。优选的，所述丁酸发酵过程中，二级种子培养的条件，包括：温度37℃，转速200rpm，培养周期10～24h，培养基pH值为5.90。优选的，所述丁酸发酵过程中，发酵培养的条件，包括：温度37℃，转速150～200rpm，培养周期40～50h，培养基pH值为5.90。本专利技术还提供了所述方法在提高丁酸产量中的应用。本专利技术还提供了所述方法在缩短丁酸发酵周期中的应用。本专利技术提供了一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法，利用新的ORP控制标准，二级种子培养ORP范围标准为-400到-200；发酵培养ORP范围标准为-450到-350。在本专利技术实施例中，利用本专利技术所述方法，缩短了周期，提高了丁酸含量及转化率，使得产酸速率较现有技术提高了9.9％(产酸速率及转化率可按照丁酸含量除以发酵周期近似计算)。具体实施方式本专利技术提供了一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法，在丁酸发酵过程中，二级种子培养时的氧化还原电位为-400～-200；发酵培养时的氧化还原电位为-450～-350。本专利技术所述方法通过制定种子及发酵过程中ORP范围标准，从而提升了丁酸产率。在本专利技术中，所述丁酸发酵过程中，一级种子培养的条件，优选包括：温度37℃，厌氧，转速200rpm，培养基pH自然，培养时间20～24h。本专利技术所述丁酸发酵过程中，二级种子培养的条件，优选包括：温度37℃，转速200rpm，培养周期10～24h，氧化还原电位为-400～-200，培养基pH值为5.90。本专利技术所述丁酸发酵过程中，发酵培养的条件，优选包括：温度37℃，转速150～200rpm，培养周期40～50h，氧化还原电位为-450～-350，培养基pH值为5.90。本专利技术优选通过向发酵罐中通入无菌空气的方式控制ORP，即种子罐通入无菌空气的量为物料体积的5％，发酵罐通入无菌空气的量为物料体积的8％，从而达到控制二级种子培养的ORP为-400～-200，发酵培养的ORP为-450～-350的目的。利用本专利技术所述方法可提高丁酸的发酵产量和缩短发酵周期，当控制二级种子培养的ORP为-400～-200，发酵培养的ORP为-600～-300时，丁酸产量为47～56g/L，发酵周期为48～51h；当控制二级种子培养的ORP为-300～-500，发酵培养的ORP为-450～-350时，丁酸产量为49～58g/L，发酵周期为47～50h；当控制二级种子培养的ORP为-400～-200，发酵培养的ORP为-450～-350时，丁酸产量为51～58g/L，发酵周期为48～50h。本专利技术还提供了所述方法在提高丁酸产量中的应用。本专利技术所述应用与上述相同，在此不再赘述。本专利技术还提供了所述方法在缩短丁酸发酵周期中的应用。本专利技术所述应用与上述相同，在此不再赘述。下面结合实施例对本专利技术提供的提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。实施例1一级种子培养工艺：温度37℃，厌氧，转速200rpm，pH自然，培养时间20～24h。通过向种子罐中通入无菌空气改变ORP值(通入无菌空气的量为物料体积的5％)，发酵罐不通无菌空气正常培养，即二级种子培养时ORP为-400～-200，温度37℃，转速200rpm，培养周期18h。发酵培养时ORP为-600～-300，温度37℃，转速200rpm，培养周期48-51h，pH控制在5.90。发酵结束后测定丁酸含量。一级种子培养和二级种子培养时，所用的种子生长培养基为：葡萄糖20g/L、酵母提取物2g/L、蛋白胨4g/L、(NH4)2SO42g/L、K2HPO41g/L、KH2PO41g/L、MgSO4·7H2O0.1g/L、FeSO4·7H2O0.015g/L、CaCl2·2H2O0.015g/L、MnSO4·H2O0.01g/L、CoCl2·6H2O0.02g/L、ZnSO4·7H2O0.002g/L，余量为水。(下同)发酵罐中所用的发酵培养基为：碳源50～60g/L、有机氮源2～8g/L、(NH4)2SO42g/L、K2HPO41g/L、KH2PO41g/L、MgSO4·7H2O0.1g/L、FeSO4·7H2O0.015g/L、CaCl2·2H2O0.015g/L、MnSO4·H2O0.01g/L、CoCl2·6H2O0.02g/L、ZnSO4·7H2O0.002g/L，余量为水。(下同)实施例2种子罐正常培养，发酵罐通入无菌空气改变ORP值(通入无菌空气的量为物料体积的8％)，即二级种子培养的ORP为-500～-300，温度37℃，转速200rpm，培养周期18h，pH控制在5.90。发酵培养的ORP为-450～-350，温度37℃，转速200rpm，培养周期49h，pH控制在5.90。发酵结束后测定丁酸含量。实施例3分别通入无菌空气培养(种子罐通入无菌空气的量为物料体积的5％，发酵罐通入无菌空气的量为物料体积的8％)，即二级种子培养的ORP为-400～-200，速200rpm，培养周期18h，pH控制在5.90。发酵培养的ORP为-450～-350，温度37℃，转速200rpm，培养周期49h，pH控制在5.90。发酵结束后测定丁酸含量。对比例一级种子培养工艺：温度37℃，厌氧，转速200rpm，pH自然，培养时间20-24h；二级种子培养：温度37℃，转速200rpm，培养周期10-24h，ORP控制-500到-300，pH控制在5.90；发酵培养：温度37℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法，其特征在于，在丁酸发酵过程中，二级种子培养时的氧化还原电位为-400～-200；发酵培养时的氧化还原电位为-450～-350。/n

【技术特征摘要】
1.一种提高丁酸发酵产酸速率和转化率的方法，其特征在于，在丁酸发酵过程中，二级种子培养时的氧化还原电位为-400～-200；发酵培养时的氧化还原电位为-450～-350。


2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述丁酸发酵过程中，一级种子培养的条件，包括：温度37℃，厌氧，转速200rpm，培养基pH自然，培养时间20～24h。


3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述丁酸发酵过程中，二级种子...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄百勇，吕向云，李冰，曹华伟，李书至，杨永，杨守锋，李学成，
申请(专利权)人：驻马店华中正大有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41