【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于合成生物学、微生物发酵和饲料，具体涉及一种人工设计的菌种复合体系及其在饲料蛋白原料生产中的应用。
技术介绍
0、技术背景
1、蛋白质是维持机体生命的三大宏量营养素之一。据联合国预测数据，到2050年，全球人口将突破90到100亿。与此同时，对动物蛋白质的需求激增。目前，饲料主要以能量原料和蛋白原料为主生产，其中能量原料以玉米、小麦为主，蛋白原料以大豆压榨后的豆粕和鱼粉为主。随着饲用大豆需求量的日益增长，将对环境产生更多负面影响。因此，饲料蛋白质资源紧缺以及带来的生态环境压力已经成为一个全球性问题。为了解决这一问题，世界各国都在积极寻求开发新的饲料蛋白质资源。微生物蛋白(microbial protein，又称之为单细胞蛋白，single cell protein)，由于蛋白质和必需氨基酸含量丰富、繁殖快、生产效率高、能够利用工农业废弃物、环境足迹低、强可持续性等优势，被认为是最具有开发潜力的蛋白质新资源。
2、目前，工业上大规模生产的饲料微生物蛋白依然是以啤酒发酵产生的废弃酵母、糖蜜发酵的酿酒酵母以及玉米浸泡液、葡萄糖母液发酵的产朊假丝酵母为主，远不能满足饲料养殖业对蛋白质新资源的发展需求。
3、近年来，新一轮的饲料微生物蛋白发酵生产技术创新已经开始，主要集中在低值原料的资源化利用、微生物新菌种的挖掘和基因工程改造、为微生物创造稳定快速繁殖生态系统的新工艺开发、以及规模化生产成本更低、生物效价更高、安全、益生的微生物蛋白。木质纤维素类生物质是新一轮微生物蛋白生产技术创新的重要原料
4、为了提高秸秆发酵饲料的蛋白质含量以及秸秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率，提高饲用效果，近年来，科研人员围绕复合微生物发酵技术和木质纤维素降解酶的应用开展了较多研究。现有工艺中利用复合微生物发酵技术和木质纤维素降解酶，使得秸秆发酵饲料的粗蛋白含量和木质纤维素降解率得到提升，并改善了适口性及饲料利用率。然而，现有木质纤维素类生物质的微生物发酵技术还远达不到生产饲料蛋白原料的要求。现有技术一般选用木质纤维素降解菌、酵母菌、芽孢杆菌和乳酸菌等菌种，菌种越多，共发酵条件越难以协调。现有发酵方法以固态发酵为主，且采用多步发酵，生产周期长(通常超过7天)，流程繁琐。
5、可见，目前对饲料微生物蛋白有日益增长的迫切需求，然而现有木质纤维素类生物质的微生物发酵技术存在底物降解率低、蛋白质和氨基酸营养水平低、涉及菌种过多、多步发酵流程繁琐、生产周期长等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术主要解决的技术问题是提供一种能够以木质纤维素类生物质为原料直接生物合成饲料微生物蛋白的菌种复合体系，为饲料蛋白原料新资源的开发和农业废弃物的饲料化应用开拓了新的技术路径和解决方案。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、在第一方面，本专利技术提供了一种菌种复合体系，包括丝状真菌和酵母菌，其中，所述酵母菌选自马克斯克鲁维酵母(kluyveromyces marxianus)。
4、在一些实施方式中，所述菌种复合体系用于生产微生物蛋白。
5、在一些实施方式中，所述丝状真菌选自里氏木霉(trichoderma reesei)、黑曲霉(aspergillus niger)和米曲霉(aspergillus oryzae)中的一种或多种。
6、在一些实施方式中，所述菌种复合体系选自以下(1)-(7)中任一种：
7、(1)里氏木霉、黑曲霉、米曲霉和马克斯克鲁维酵母；
8、(2)里氏木霉、黑曲霉和马克斯克鲁维酵母；
9、(3)里氏木霉、米曲霉和马克斯克鲁维酵母；
10、(4)黑曲霉、米曲霉和马克斯克鲁维酵母；
11、(5)里氏木霉和马克斯克鲁维酵母；
12、(6)黑曲霉和马克斯克鲁维酵母；
13、(7)米曲霉和马克斯克鲁维酵母。
14、在一些实施方式中，所述丝状真菌中每一种菌和所述酵母菌的复合比例为1:(1-500)，例如为1：1、1：5、1：10、1：15、1：20、1：25、1：50、1：100、1：200、1：300、1：400、1：500或它们之间的任意值。在一些优选实施方式中，所述丝状真菌和所述酵母菌的复合比例为1:(20-100)，更优选为1:(25-50)。
15、在一些实施方式中，所述丝状真菌的不同菌种间的孢子数比例为1:(0.5-1.5)，优选为1：1。
16、本专利技术中，所述菌种复合体系中的菌种均购自/选自各微生物保藏中心。
17、本专利技术中，所述里氏木霉购自中国工业微生物菌种保藏管理中心和中国科学院微生物研究所普通菌种保藏中心；所述黑曲霉购自中国科学院微生物研究所普通菌种保藏中心；所述米曲霉购自中国工业微生物菌种保藏管理中心；所述马克斯克鲁维酵母购自中国工业微生物菌种保藏管理中心和中国科学院微生物研究所普通菌种保藏中心。
18、在一些实施方式中，所述丝状真菌和/或所述酵母菌为经过菌种活化和/或扩培的细胞。
19、在一些实施方式中，所述丝状真菌为在马铃薯葡萄糖(pda)固体培养基活化后，获得孢子。
20、在一些具体实施方式中，将丝状真菌在pda固体培养基中28-32℃恒温培养6-8天后，获得孢子。在一些具体实施方式中，将丝状真菌的孢子浓度调整为1×107至2×108个/ml。
21、在另一些实施方式中，所述丝状真菌为在pda固体培养基活化后，再通过液体pda培养基进行扩培获得的菌丝体。
22、在一些具体实施方式中，将丝状真菌在pda固体培养基中28-32℃恒温培养6-8天后，调整孢子浓度为1×107至2×108个/ml，再将孢子接种到液体pda培养基，28-32℃，160-200rpm，培养20-30小时获得菌丝体。
23、在一些实施方式中，所述酵母菌为将酵母菌在酵母浸出粉胨葡萄糖培养基(ypd)平板培养基活化后，再通过液体ypd培养基进行扩培获得的细胞。
24、在一些具体实施方式中，将酵母菌在ypd平板培养基中28-32℃恒温培养1-3天，将获得的单克隆接种于ypd液体培养基中，28-32℃，160-200rpm，培养12-20小时获得细胞。在一些具体实施方式中，将酵母菌的细胞浓度调整至1×107至1×1011个/ml。
25、在第二方面，本专利技术提供了一种生产微生物蛋白的方法，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种菌种复合体系，包括丝状真菌和酵母菌，其中，所述酵母菌选自马克斯克鲁维酵母(Kluyveromyces marxianus)。
2.根据权利要求1所述的菌种复合体系，其特征在于，所述丝状真菌选自里氏木霉(Trichoderma reesei)、黑曲霉(Aspergillus niger)和米曲霉(Aspergillus oryzae)中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的菌种复合体系，其特征在于，所述菌种复合体系包括以下(1)-(7)中任一种：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的菌种复合体系，其特征在于，所述丝状真菌中每一种菌和所述酵母菌的复合比例为1:(1-500)，优选为1：(20-100)，更优选为1：(25-50)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的菌种复合体系，其特征在于，所述丝状真菌和/或所述酵母菌为经过菌种活化和/或扩培的细胞。
6.根据权利要求5所述的菌种复合体系，其特征在于，所述丝状真菌为在PDA固体培养基活化，获得孢子；
7.根据权利要求5所述的菌种复合体系，其特征在于
8.一种生产微生物蛋白的方法，其包括以纤维素类生物质为底物，采用权利要求1-7中任一项所述的菌种复合体系进行发酵，生产微生物蛋白。
9.一种饲料原料，其包括采用权利要求1-7中任一项所述的菌种复合体系或权利要求8所述的方法获得的发酵产物。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的菌种复合体系或权利要求8所述的方法在饲料生产中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种菌种复合体系，包括丝状真菌和酵母菌，其中，所述酵母菌选自马克斯克鲁维酵母(kluyveromyces marxianus)。
2.根据权利要求1所述的菌种复合体系，其特征在于，所述丝状真菌选自里氏木霉(trichoderma reesei)、黑曲霉(aspergillus niger)和米曲霉(aspergillus oryzae)中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的菌种复合体系，其特征在于，所述菌种复合体系包括以下(1)-(7)中任一种：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的菌种复合体系，其特征在于，所述丝状真菌中每一种菌和所述酵母菌的复合比例为1:(1-500)，优选为1：(20-100)，更优选为1：(25-50)。
5.根据权利要求1-4中任一项...
【专利技术属性】
技术研发人员：马延和，王钦宏，蔺玉萍，杨榕，郭琪，高乐，程海荣，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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