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通过微生物发酵循环利用食物残余物制造技术

技术编号:41253069 阅读:12 留言:0更新日期:2024-05-10 00:01
本发明专利技术涉及一种用于生产微生物脂质的方法,任选地用于生产微生物脂质和蛋白质生物质和/或芳香化合物的方法。本发明专利技术还涉及微生物脂质的用途。本发明专利技术还涉及一种包含至少五种酶的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及一种用于生产微生物脂质的方法,任选地用于生产微生物脂质和蛋白质生物质和/或芳香化合物的方法。本专利技术还涉及微生物脂质的用途。本专利技术还涉及一种包含至少五种酶的组合物。


技术介绍

1、已知食用油和脂肪是人类的必需营养需求。健康成人每天需要大约5g亚麻酸和不饱和脂肪酸,这些酸不能在体内制造。2018年,全球食用油产量达到2.04亿吨。例如,棕榈油占所生产的总油的36%,并且其消耗已经达到大约6900万吨。根据食品和农业组织(fao),预计2050年对棕榈油的需求将达到1.56亿吨。鉴于土地使用过度、单一培养和有利于单一物种的生物多样性栖息地的清除而对基于植物的甘油三酯油生产所造成的潜在负面影响,此类对食物(诸如棕榈油)日益增长的需求是一种环境风险。

2、特别地,世界人口的增长导致对食物(诸如食用脂肪)的需求不可避免的增加。此外,此类对食物的增长需求与人均废弃物量的增加和环境影响有关。联合国食品和农业组织估计,全球生产的供人类消费的食物平均约三分之一被损失或浪费。

3、根据世界自然基金会(wwf)的一项研究,烘焙残余物是被丢弃最多的食物之一。2015年,约450万吨德国烘焙产品产生170万吨残余物。因此,不必要地使用了39.8万公顷农田,产生了246万吨温室气体。

4、因此,需要减少食物残余物(例如,食物废弃物)。还需要提供以环境友好的方式生产食品和食物原料的方法。此外,需要促进可持续的食物价值链的手段。


技术实现思路

1、下面将描述本专利技术的元素。这些元素与具体实施方案一起列出,然而,应当理解,它们可以以任何方式和任何数量组合以创建额外的实施方案。不应将各种描述的实施例和优选的实施方案解释为将本专利技术限制为仅明确描述的实施方案。本说明书应当被理解为支持和涵盖组合了明确描述的实施方案中的两个或更多个的实施方案,或者组合了明确描述的实施方案中的一个或多个与任意数量的所公开的和/或优选的元素的实施方案。此外,本申请中所有描述的元素的任何排列和组合应被认为是由本申请的描述所公开的,除非上下文另有指示。

2、在第一方面,本专利技术涉及一种用于生产微生物脂质,任选地用于生产微生物脂质和蛋白质生物质和/或芳香化合物的方法,所述方法包括以下步骤:

3、a)提供第一底物,其中所述第一底物是食物残余物,优选食品级食物残余物;

4、b)用所述第一底物培养选自丝状真菌和细菌的第一微生物,并且由此允许所述第一微生物产生至少一种酶和经酶处理的第一底物,任选地进一步产生蛋白质生物质和/

5、或芳香化合物;任选地,用所述第一微生物共培养一种或多种微藻,并且由此允许所述一种或多种微藻产生蛋白质生物质、微生物脂质和/或芳香化合物;

6、c)任选地,获得所述至少一种酶,并用所述至少一种酶预处理第二底物,并且由此提供经酶处理的第二底物;其中所述第二底物是食物残余物,优选食品级食物残余物;其中优选地,所述第一底物和所述第二底物是相同类型的;

7、d)用包含所述经酶处理的第一底物的培养基和/或如果存在步骤c),用包含所述经酶处理的第二底物的培养基培养第二微生物,其中所述第二微生物是产油微生物,并且由此允许所述产油微生物产生微生物脂质;

8、e)任选地,在没有任何基于溶剂的萃取或基于化学品的破乳的情况下对所述培养的第二微生物进行纯酶处理,以使步骤d)中产生的所述微生物脂质适于随后收获;以及

9、f)收获步骤d)中产生的所述微生物脂质,优选通过基于密度的分离方法。

10、在一个实施方案中,所述食物残余物在每次出现时独立地选自包含以下项或者由以下项组成的食物残余物:烘焙食物残余物,例如面包、面包卷、饼干、松饼、曲奇或蛋糕;水果食物残余物,例如果浆、果皮或果汁;蔬菜食物残余物,例如蔬菜皮、蔬菜浆或蔬菜汁;碾磨食物残余物,例如麸皮或麸皮面粉;鱼类食物残余物,例如鱼类加工残余物;海产食物残余物,例如海产食物加工残余物;啤酒酒糟;谷类食物残余物,例如大米、小麦、小米或玉米;餐馆食物残余物,例如餐馆剩余物;动物产品食物残余物,例如奶或奶酪;超市食物残余物,例如过期食物;或它们的任意组合;优选地包含烘焙食物残余物或由烘焙食物残余物组成,更优选地包含面包食物残余物或由面包食物残余物组成。

11、在一个实施方案中,所述丝状真菌选自长喙壳属(ceratocystis sp.),例如甘薯长喙壳(ceratocystis fimbriata)、念珠长喙壳(ceratocystis moniliformis)和奇异长喙壳(ceratocystis paradoxa),优选奇异长喙壳(ceratocystis paradoxa);木霉属(trichoderma sp.),例如里氏木霉(trichoderma reesei)和哈茨木霉(trichodermaharzianum);曲霉属(aspergillus sp.),例如米曲霉(aspergillus oryzae)、塔宾曲霉(aspergillus tubingensis)、土曲霉(aspergillus terreus)和黑曲霉(aspergillusniger);脉孢菌属(neurospora sp.),例如间型脉孢菌(neurospora intermedia);红曲霉属(monascus sp.),例如紫红曲霉(monascus purpureus);根霉属(rhizopus sp.),例如米根霉(rhizopus oryzae);镰刀菌属(fusarium sp.),例如镰孢霉(fusarium venenatum);嗜热真菌属(thermomyces sp.);青霉属(penicillium sp.);金芽孢杆菌属(aureobasillium sp.);皱皮菌属(ischnoderma sp.),例如芳香皱皮孔菌(ischnodermabenzoinum);多孔菌属(polyporus sp.),例如担子菌(polyporus durus);密孔菌属(pycnoporus sp.),例如朱红密孔菌(pycnoporus cinnabarinus);平革菌属(phanerochaete sp.),例如黄孢原毛平革菌(phanerochaete chrysosporium);和炭角菌属(xylaria sp);优选选自长喙壳属(ceratocystis sp.)、木霉属(trichoderma sp.)、曲霉属(aspergillus sp.)和镰刀菌属(fusarium sp);

12、所述细菌选自梭菌属(clostridium sp.),例如粪堆梭菌(clostridiumstercorarium)、拜氏梭菌(clostridium beijerinckii)和丙酮丁醇梭菌(clostridiumacetobutylicum);盐芽孢杆菌属(halobacillus sp.),例如特氏盐芽孢杆菌(halobacillus trueperi)和卡拉季喜盐芽孢杆本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于生产微生物脂质,任选地用于生产微生物脂质和蛋白质生物质和/或芳香化合物的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述食物残余物在每次出现时独立地选自包含以下项或者由以下项组成的食物残余物:烘焙食物残余物,例如面包、面包卷、饼干、松饼、曲奇或蛋糕;水果食物残余物,例如果浆、果皮或果汁;蔬菜食物残余物,例如蔬菜皮、蔬菜浆或蔬菜汁;碾磨食物残余物,例如麸皮或麸皮面粉;鱼类食物残余物,例如鱼类加工残余物;海产食物残余物,例如海产食物加工残余物;啤酒酒糟;谷类食物残余物,例如大米、小麦、小米或玉米;餐馆食物残余物,例如餐馆剩余物;动物产品食物残余物,例如奶或奶酪;超市食物残余物,例如过期食物;或它们的任意组合;优选地包含烘焙食物残余物或由烘焙食物残余物组成,更优选地包含面包食物残余物或由面包食物残余物组成。

3.根据权利要求1或2所述的方法,

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第二微生物是选自产油酵母、产油真菌、产油细菌和产油微藻的产油微生物;

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第二微生物是选自以下项的产油酵母:产油皮状新毛孢子菌(Cutaneotrichosporon oleaginosus)、产油毛孢子菌(Trichosporon oleaginosus)、头状毛孢子菌(Trichosporon capitatu)、阿萨希毛孢子菌(Trichosporon asahii)、斯达油脂酵母菌(Lipomyces starkeyi)、圆红冬孢酵母(Rhodosporidium toruloides)、解脂耶氏酵母(Yarrowia lipolytica)、禾本红酵母(Rhodotorula graminis)、瘦弱红酵母(Rhodotorula gracilis)、黏红酵母(Rhodotorulaglutinis)、弯曲芹毛酵母(Apiotrichum curvarum)、弯曲隐球菌(Cryptococcuscurvatus)、维斯假丝酵母(Candida viswanathii)和弗里斯假丝酵母(Candidafreyschussii);优选产油皮状新毛孢子菌(Cutaneotrichosporon oleaginosus)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述方法的所述步骤b)包括用所述第一底物培养选自丝状真菌和细菌的第一微生物,并且由此允许所述第一微生物产生至少一种酶、经酶处理的第一底物以及蛋白质生物质和/或芳香化合物;任选地,还包括用所述第一微生物共同培养一种或多种微藻,并且由此允许所述一种或多种微藻产生蛋白质生物质、微生物脂质和/或芳香化合物。

7.根据权利要求6所述的方法,其中所述方法还包括收获所述蛋白质生物质和/或所述芳香化合物的步骤,优选地使用离心、过滤、亲油性渗透汽化、固相微萃取、蒸馏以及它们的组合中的任意。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述培养基还包含额外的碳源、氮源、痕量金属和/或维生素。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述方法还包括预处理所述第一底物的步骤和/或,如果存在步骤c),预处理所述第二底物的步骤,通过:

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述方法包括在没有任何基于溶剂的萃取或基于化学品的破乳的情况下对所述培养的第二微生物进行所述纯酶处理的所述步骤e),其中所述培养的第二微生物的所述纯酶处理是单独用水解酶或者与蛋白酶组合/随后用蛋白酶处理所述微生物。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述方法包括获得所述至少一种酶并且用所述至少一种酶预处理所述第二底物的步骤c),其中所述预处理包括使所述第二底物与所述至少一种酶接触,所述至少一种酶为从培养所述第一微生物获得(优选直接获得)的液体酶制剂的形式,或者为冻干酶制剂的形式,任选为在溶液中重构的冻干酶制剂的形式。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述至少一种酶包含选自以下项的酶活性的一种或几种活性:纤维素酶;地衣多糖酶;木聚糖酶;阿拉伯聚糖酶;淀粉酶,例如α-淀粉酶;极限糊精酶;支链淀粉酶;蛋白酶;半乳聚糖酶;甘露聚糖酶;鼠李聚糖半乳糖醛酸水解酶;鼠李聚糖半乳糖醛酸裂解酶;木葡聚糖酶;半纤维素酶;淀粉葡糖苷酶;β-葡糖苷酶;果胶酶;和昆布多糖酶;

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述方法是生产微生物脂质并由其制备食品的方法,其中所述方法还包括制备包含在步骤f)中收获的所述微生物脂质的食品的步骤g),所述食品优选地为烘焙产品,例如面包、面包卷、饼干、松饼、曲奇或蛋糕...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于生产微生物脂质,任选地用于生产微生物脂质和蛋白质生物质和/或芳香化合物的方法,所述方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述食物残余物在每次出现时独立地选自包含以下项或者由以下项组成的食物残余物:烘焙食物残余物,例如面包、面包卷、饼干、松饼、曲奇或蛋糕;水果食物残余物,例如果浆、果皮或果汁;蔬菜食物残余物,例如蔬菜皮、蔬菜浆或蔬菜汁;碾磨食物残余物,例如麸皮或麸皮面粉;鱼类食物残余物,例如鱼类加工残余物;海产食物残余物,例如海产食物加工残余物;啤酒酒糟;谷类食物残余物,例如大米、小麦、小米或玉米;餐馆食物残余物,例如餐馆剩余物;动物产品食物残余物,例如奶或奶酪;超市食物残余物,例如过期食物;或它们的任意组合;优选地包含烘焙食物残余物或由烘焙食物残余物组成,更优选地包含面包食物残余物或由面包食物残余物组成。

3.根据权利要求1或2所述的方法,

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第二微生物是选自产油酵母、产油真菌、产油细菌和产油微藻的产油微生物;

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述第二微生物是选自以下项的产油酵母:产油皮状新毛孢子菌(cutaneotrichosporon oleaginosus)、产油毛孢子菌(trichosporon oleaginosus)、头状毛孢子菌(trichosporon capitatu)、阿萨希毛孢子菌(trichosporon asahii)、斯达油脂酵母菌(lipomyces starkeyi)、圆红冬孢酵母(rhodosporidium toruloides)、解脂耶氏酵母(yarrowia lipolytica)、禾本红酵母(rhodotorula graminis)、瘦弱红酵母(rhodotorula gracilis)、黏红酵母(rhodotorulaglutinis)、弯曲芹毛酵母(apiotrichum curvarum)、弯曲隐球菌(cryptococcuscurvatus)、维斯假丝酵母(candida viswanathii)和弗里斯假丝酵母(candidafreyschussii);优选产油皮状新毛孢子菌(cutaneotrichosporon oleaginosus)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述方法的所述步骤b)包括用所述第一底物培养选自丝状真菌和细菌的第一微生物,并且由此允许所述第一微生物产生至少一种酶、经酶处理的第一底物以及蛋白质生物质和/或芳香化合物;任选地,还包括用所述第一微生物共同培养一种或多种微藻,并且由此允许所述一种或多种微藻产生蛋白质生物质、微生物脂质和/或芳香化合物。

7.根据权利要求6所述的方法,其中所述方法还包括收获所述蛋白质生物质和/或所述芳香化合物的步骤,优选地使用离心、过滤、亲油性渗透汽化、固相微萃取、蒸馏以及它们的组合...

【专利技术属性】
技术研发人员:M·马斯里T·布鲁克P·格拉班F·阔拉C·达威德L·格宾M·皮尔兹
申请(专利权)人:慕尼黑科技大学
类型:发明
国别省市:

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