利用廢糖蜜生產(chǎn)SCP菌種性能的測定

    分別以白地霉、熱帶假絲酵母、皮狀絲孢酵母和產(chǎn)朊假絲酵母為研究對象,以糖蜜廢液為培養(yǎng)基,通過恒溫培養(yǎng),測定活細(xì)菌數(shù)、細(xì)胞干重和菌體蛋白質(zhì)含量等指標(biāo)比較,從而選育生長快、蛋白質(zhì)含量高的菌種生產(chǎn)SCP。結(jié)果表明,熱帶假絲酵母生長較快、粗蛋白含量較高,為生產(chǎn)SCP 的最佳菌種。

  【關(guān)鍵詞】菌種性能;恒溫培養(yǎng);SCP

    廢糖蜜是糖廠的副產(chǎn)物,具有產(chǎn)量大含糖量高的特點(diǎn),其中含有大量酵母可以利用的可發(fā)酵性糖。因此廢糖蜜是一種可以被利用生產(chǎn)SCP的資源,隨著糖蜜的產(chǎn)量日益增加和畜牧業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,進(jìn)行利用廢糖蜜開發(fā)蛋白飼料的研究是非常必要的。利用廢糖蜜生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白,不僅能提高廢糖蜜的附加值,而且還可以充分利用廢棄物,在有效地保護(hù)環(huán)境的同時(shí),可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益。但用于生產(chǎn)SCP的菌種很多,如白地霉、熱帶假絲酵母、釀酒酵母等。作為SCP生產(chǎn)菌,除了要具有無生理毒性的最基本特征外,菌體生長速度、生物量、菌體蛋白量等特性是影響生產(chǎn)率的最主要因素。因此,發(fā)酵生產(chǎn)SCP選擇菌種時(shí),一定要進(jìn)行菌種性能測定。

  材料和方法
  材料和設(shè)備:
  試驗(yàn)菌株
白地霉(Geotrichum candidum link):GIM2.69、熱帶假絲酵母(Candidia tropicals):AS2.637、皮狀絲孢酵母(Trichosporoncutaneum):AS2.570、產(chǎn)朊假絲酵母(Candida utilislooderet Kreger—van Rij):As2.81 (由廣東省微生物研究所微生物菌種保藏中心提供)。
    試驗(yàn)設(shè)備振蕩培養(yǎng)箱(SPX-150B-2 型,上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠)、生化培養(yǎng)箱(LRH-250A 型,廣東省醫(yī)療器械廠)、手提式高壓滅菌器(YXQ.SG41-280A 型)、離心機(jī)(800 型,常州國華電器有限公司)、磁力攪拌器(HJ-3 型,常州國華電器有限公司)、精密pH 計(jì)(PHS-3C,上海精密科學(xué)儀器有限公司)、手持糖量計(jì)(WYTO-80%型,成都泰華光學(xué)有限公司)、蛋白質(zhì)測定儀(KDN-04 型,上海纖檢儀器有限公司)、生物潔凈工作臺(BCM-1000 型,蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司)。
  實(shí)驗(yàn)原料
  甘蔗廢糖蜜;
  試驗(yàn)方法
  工藝流程:
廢糖蜜→加水稀釋→酸化澄清→加營養(yǎng)鹽→投加菌種發(fā)酵離心→干燥→單細(xì)胞蛋白
 。1)廢糖蜜加水稀釋:將廢糖蜜和水按體積比1:1 稀釋,稀釋后B°x 錘度達(dá)到45%。
 。2)酸化澄清:加1+9 鹽酸,混合均勻,靜置12h,取上清液,調(diào)節(jié)稀糖蜜的pH 值至4.5。
  (3)加營養(yǎng)鹽:冷卻后,加入一定量的磷酸鹽、銨鹽。
  (4)發(fā)酵:接種量為0.6g 濕菌體每800ml,接種后,在恒溫震蕩培養(yǎng)箱中100r/min 進(jìn)行酵母培養(yǎng)。發(fā)酵液離心分離,烘干后即得單細(xì)胞蛋白。
  培養(yǎng)基的制備:
  固體培養(yǎng)基:麥芽汁培養(yǎng)基,加瓊脂2%;搖床液體培養(yǎng)基:麥芽汁培養(yǎng)基。
  菌種的活化方法:
  冷藏的菌種接種在麥芽汁固體培養(yǎng)基試管鞋斜面上,在恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h,溫度為30℃。
  菌種的富集培養(yǎng):
  無菌條件下分別將活化的熱帶假絲酵母、白地霉、皮狀絲孢酵母、產(chǎn)朊假絲酵母接種與50ml 麥芽汁液體培養(yǎng)基的250ml 三角瓶中。然后置于恒溫?fù)u床培養(yǎng),轉(zhuǎn)速為105r/min,溫度為30℃,培養(yǎng)時(shí)間為48h。
  測定方法
  生長速率的測定方法:
  1.細(xì)胞濃度測定方法

  采用平皿菌落計(jì)數(shù)法。每12h 取樣一次,無菌操作臺上進(jìn)行稀釋,涂布。菌種的稀釋度均為10-5、10-6、10-7、10-8、10-9 和10-10,四種菌種的平板接種量均為1ml。2.3.1 .2 菌體生物量(以細(xì)胞干重表示)測定方法[5]量取細(xì)胞培養(yǎng)液50ml,用離心機(jī)離心分離,轉(zhuǎn)速為4000r/min,離心15min。離心之后經(jīng)過預(yù)處理(見圖1),去除培養(yǎng)基成分,將濕菌體置于干燥箱中在105℃下烘干至恒重,然后稱重。

  2.粗蛋白的測定
  蛋白質(zhì)測定儀
  結(jié)果與分析
  1.菌種細(xì)胞濃度與時(shí)間的關(guān)系

微生物量(細(xì)胞的總重量)通常與細(xì)胞數(shù)目成正比(圖2)。微生物的生長經(jīng)歷了適應(yīng)期、緩慢增長期、對數(shù)增長期、穩(wěn)定增長期、衰亡期五個(gè)階段。以產(chǎn)朊假絲酵母為例,0- 12h 為適應(yīng)期,12- 24h 為緩慢增長期、  24- 60h 為對數(shù)增長期,60- 96h 為穩(wěn)定期,96h 以后為衰亡期。從圖中可以看出72h 后四株菌株的細(xì)胞濃度基本都達(dá)到最大值。此時(shí),產(chǎn)朊假絲酵母的細(xì)胞濃度對數(shù)為20.57,即細(xì)胞濃度達(dá)8.57×108。產(chǎn)朊假絲酵母的適應(yīng)期最短,增長速度最快,其次是熱帶假絲酵母和皮狀絲孢酵母,細(xì)胞濃度最低的是白地霉。

  2.菌體干重與時(shí)間的關(guān)系
  不同菌株的生長穩(wěn)定期有所差異(圖3)。生長穩(wěn)定期后,菌體干重都趨于最大。生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白可在菌體的生長穩(wěn)定期結(jié)束發(fā)酵。如產(chǎn)朊假絲酵母的生長穩(wěn)定期在48- 84h,其在培養(yǎng)84h 后菌體干重可達(dá)到0.3293g/49ml,菌體生物量最大。其次是熱帶假絲酵母,可達(dá)到0.3156g/49ml。白地霉和皮狀絲孢酵母的細(xì)胞干重分別為0.2461g/49ml 和0.2811g/49ml。熱帶假絲酵母的最終菌體干重和產(chǎn)朊假絲酵母相當(dāng),說明其在到達(dá)穩(wěn)定期后從基質(zhì)中獲得碳源的能力和產(chǎn)朊假絲酵母相當(dāng),從而合成了與其相當(dāng)?shù)木w。

  3.粗蛋白含量
  用凱式定氮儀分別測定四株菌株細(xì)胞的粗蛋白含量(表2)。由表2 可見,皮狀絲飽酵母的粗蛋白含量明顯高于其他三種菌種,其次是熱帶假絲酵母和白地霉,產(chǎn)朊假絲酵母的蛋白質(zhì)含量最低。

  4 菌體蛋白產(chǎn)量
  綜合分析各個(gè)菌種的微生物量及其粗蛋白含量可以得出菌體的蛋白質(zhì)產(chǎn)量(表3)。熱帶假絲酵母的蛋白質(zhì)產(chǎn)量最高達(dá)到了0.153g/49ml,其次是皮狀絲飽酵母和產(chǎn)朊假絲酵母,白地霉蛋白產(chǎn)量最低。熱帶假絲酵母是比較理想的產(chǎn)SCP 菌體,其生長速度和蛋白質(zhì)含量都較高。

  熱帶假絲酵母與進(jìn)口魚粉氨基酸種類與含量比較結(jié)果見表3。由表3 可知熱帶假絲酵母所含氨基酸種類齊全,且與進(jìn)口魚粉所含所含氨基酸種類和含量接近,特別是他包含了人體所需的八種必備的氨基酸,即賴氨酸(Lys)、蘇氨酸(Thr)、亮氨酸(Leu)、異亮氨酸(Lle)、纈氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、色氨酸(Try)和苯丙氨酸(Pro)非常適合與生產(chǎn)人畜可食用單細(xì)胞蛋白。

  結(jié)論
  通過發(fā)酵對生產(chǎn)SCP 的四株菌株性能的測定可知,熱帶假絲酵母在糖蜜廢液培養(yǎng)基中能夠較快適應(yīng),是生長率快、粗蛋白含量較高、產(chǎn)蛋白量高的菌株,且其氨基酸種類和進(jìn)口魚粉相當(dāng),是利用糖蜜廢液生產(chǎn)SCP 的最佳菌種。本文搜集整理于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)之處,請聯(lián)系我們刪除。)