裂殖壶藻发酵方法及发酵产物、应用技术

本发明专利技术提供了一种裂殖壶藻发酵方法，包括如下步骤：将裂殖壶藻进行发酵培养，在发酵结束之前的20

【技术实现步骤摘要】
裂殖壶藻发酵方法及发酵产物、应用


[0001]本专利技术涉及生物发酵
，尤其涉及一种裂殖壶藻发酵方法及发酵产物、应用。

技术介绍

[0002]裂殖壶藻(Schizochytrium)为海洋微藻，又称裂壶藻，具有生长速度快、富含DHA(二十二碳六烯酸)、安全、易于培养等特点，被广泛应用于科研和商业生产。
[0003]藻类的细胞壁主要由多糖和糖蛋白组成。在藻类工业化生产中，由于发酵产物的积累，常会导致藻类细胞壁变薄、细胞体积变大。在后序处理，尤其是藻类细胞的干燥工艺中，如喷雾干燥时，细胞容易受到挤压破裂，油脂渗出，导致干燥时藻粉黏壁，或堵塞出口，进而造成产品收率低下，非常不利于藻粉类产品的生产。同时，渗出的多不饱和脂肪酸油脂在高温环境下容易损失，且得到的藻粉产品表面油高，不利于产品的稳定性。
[0004]现有技术解决该问题通常采用加入辅料稀释藻粉的思路，如：
[0005]专利CN101999522B，先将发酵液浓缩后加入抗氧化剂，再加入到含有淀粉、乳化剂的水相中，进行喷雾干燥，最后对粉进行树脂包衣，制得微藻粉；
[0006]专利CN114041601A，采用多种酶水解微藻细胞壁，得到酶解液，离心得到乳油，再进行辅料混合，制备微胶囊粉。
[0007]同时还有改变干燥工艺的方法，如：
[0008]专利CN1344514A，公开了一种螺旋藻粉剂的加工方法，采用冷冻干燥法替代喷雾干燥法制备藻粉剂，可避免喷雾干燥法导致的收率问题。
[0009]辅料的加入虽然能在一定程度上解决喷雾干燥过程中的黏壁问题，但乳化剂、壁材等成分的加入会使成本提升，而藻粉面对的动物营养领域对成本的把控最为关注。冷冻干燥法也存在成本高，处理量小，工业化应用不高的问题。因此，上述两思路均不适用于动物营养领域产品的制备。

技术实现思路

[0010]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种裂殖壶藻发酵方法及发酵产物、应用。通过对裂殖壶藻的发酵调控手段，能有效增厚裂殖壶藻的细胞壁，解决喷雾干燥过程中裂殖壶藻细胞壁破裂，油脂渗出的问题，提升藻粉产品的收率，减低藻粉产品的表面油，提高藻粉产品的稳定性。
[0011]本专利技术提供了一种裂殖壶藻发酵方法，包括如下步骤：
[0012]将裂殖壶藻进行发酵培养，在发酵结束之前的20
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30h，向发酵体系中流加氨水，维持所述发酵体系中的铵根离子浓度为10
‑
20mmol/L。
[0013]优选的，在所述发酵结束之前的20
‑
30h，维持所述发酵体系的pH值≤8.0。本领域技术人员所熟知的，维持pH的方法可通过补充常规的pH调节剂如柠檬酸、磷酸等物质来稳定体系pH值。
[0014]优选的，所述发酵结束的时间为发酵培养至110
‑
130h。
[0015]优选的，在所述发酵结束之前的20
‑
30h，维持所述发酵体系中磷元素≥20ppm。维持发酵体系中磷元素≥20ppm的目的在于，进一步维持细胞的完整形态。其中，维持磷元素的含量主要通过补加磷的方式来实现，优选包括：在调节pH时采用磷酸调节；或者，补充磷酸盐如磷酸氢二钾或者磷酸二氢钾等。在本专利技术提供的一个具体的实施方式中，磷元素维持在20
‑
50ppm。
[0016]优选的，裂殖壶藻的发酵培养基由本领域技术人员所熟知的碳源、氮源、无机盐成分构成。碳源可选自葡萄糖、玉米糖浆等；氮源可包括天然氮源或无机氮源或氨基酸，例如酵母浸膏、酵母粉、硫酸铵、谷氨酸钠等；无机盐包括常见的氯化钠，磷酸二氢钾，硫酸镁，氯化钙，碳酸氢钠，硫酸钠，硫酸铵和氯化钾等，在某些具体的实施方式中，还可以包含维生素或者其他一些微量金属元素。
[0017]优选的，所述发酵培养的温度为25
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33℃，通气比为1
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2vvm，转速为200
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400rpm。
[0018]本专利技术提供了所述裂殖壶藻发酵方法得到的发酵产物。
[0019]本专利技术提供了所述裂殖壶藻发酵方法或者所述发酵产物在制备DHA裂殖壶藻粉中的应用。
[0020]本专利技术提供了一种DHA裂殖壶藻粉，所述藻粉由裂殖壶藻经前述方法发酵后干燥得到，或者由发酵产物直接干燥后得到。
[0021]优选的，所述干燥为喷雾干燥，所述喷雾干燥的进风温度为180
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220℃，进料速度为50
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100mL/h，出风温度为80
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100℃。
[0022]有益效果：
[0023]本专利技术提供了一种裂殖壶藻发酵方法，将裂殖壶藻进行发酵培养，在发酵结束之前的20
‑
30h，向发酵体系中流加氨水，维持所述发酵体系中的铵根离子浓度为10
‑
20mmol/L。本专利技术针对藻粉喷雾干燥时收率低、产品表面油高的技术问题，通过在发酵后期流加氨水补氮，刺激裂殖壶藻细胞壁增厚；使得发酵液在喷雾干燥过程中，裂殖壶藻油脂不易渗出、提高藻粉收率；由此得到的藻粉产品表面油低，稳定性高。
[0024]由于补氮对微生物的生长过程具有重要作用，现有技术中常在发酵菌的前期生长阶段进行氨水补氮，目的是促进生物量的增长。比如，专利CN107208119B提供的方法就持续将氮源氨水引入培养基，但在该专利技术中，其补氮操作主要是在生长期和对数期进行，发酵50h以后则不再持续补氮。本专利技术在发酵菌的后期进行氨水补氮的目的是刺激发酵菌的细胞壁增厚，进而避免细胞壁破裂及油脂渗出，提升藻粉收率及品质。本专利技术在技术构思上不同于现有常规技术。
[0025]专利CN101812484B中给出了全程使用氨水调控发酵体系中pH的技术方案，但其氨水是调控pH所用，其用量与本专利技术流加氨水补氮的量完全不同。本专利技术在补氮的同时，还需要添加酸以控制发酵pH≤8.0。结合本专利技术对比例2的方案可知，少量的氨水补料对于细胞壁的调控效果不明显。
[0026]专利CN101519678B中指出，额外的氨会影响脂质生产力，使其DHA含量从18
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22％降至9
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12.6％。本专利技术氨水的补料时间选择在发酵后期，避开了产物合成的高峰期，因此DHA的含量并未出现明显降低。
附图说明
[0027]图1为本专利技术实施例1发酵结束后的裂殖壶藻镜检图；
[0028]图2为本专利技术对比例1发酵结束后的裂殖壶藻镜检图。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种裂殖壶藻发酵方法，包括如下步骤：将裂殖壶藻进行发酵培养，在发酵结束之前的20
‑
30h，向发酵体系中流加氨水，维持所述发酵体系中的铵根离子浓度为10
‑
20mmol/L。
[0030]本专利技术将裂殖壶藻进行发酵培养。本专利技术对所述裂殖壶藻的具体类型及来源不作特别限定，本领域常用的工业菌株均可。在本专利技术优选的方案中，所述裂殖壶藻优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.裂殖壶藻发酵方法，其特征在于，包括如下步骤：将裂殖壶藻进行发酵培养，在发酵结束之前的20
‑
30h，向发酵体系中流加氨水，维持所述发酵体系中的铵根离子浓度为10
‑
20mmol/L。2.根据权利要求1所述的裂殖壶藻发酵方法，其特征在于，在所述发酵结束之前的20
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30h，维持所述发酵体系的pH值≤8.0。3.根据权利要求1所述裂殖壶藻发酵方法，其特征在于，所述发酵结束的时间为发酵培养至110
‑
130h。4.根据权利要求1所述裂殖壶藻发酵方法，其特征在于，在所述发酵结束之前的20
‑
30h，维持所述发酵体系中磷元素≥20ppm。5.根据权利要求1
‑
4任意一项所述裂殖壶藻发酵方法，其特征在于，所述发酵培养的温度为25
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【专利技术属性】
技术研发人员：汪志明，李翔宇，张汝京，余超，陆姝欢，
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：