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)，測定活細菌數(shù)、細胞干重和菌體蛋白質(zhì)含量等指標比較，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，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，在有效地保護環(huán)境的同時，可以帶來一定的經(jīng)濟效益。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，一定要進行菌種性能測定。

　　材料和方法
　　材料和設(shè)備:
　　試驗菌株白地霉（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）。
    試驗設(shè)備振蕩培養(yǎng)箱（SPX－150B－2 型，上海躍進醫(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（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（PHS－3C，上海精密科學(xué)儀器有限公司）、手持糖量計（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，蘇凈集團蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司）。
　　實驗原料
　　甘蔗廢糖蜜;
　　試驗方法
　　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 進行酵母培養(yǎng)。發(fā)酵液離心分離，烘干后即得單細胞蛋白。
　　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。然后置于恒溫搖床培養(yǎng)，轉(zhuǎn)速為105r/min，溫度為30℃，培養(yǎng)時間為48h。
　　測定方法
　　生長速率的測定方法:
　　1.細胞濃度測定方法
　　采用平皿菌落計數(shù)法。每12h 取樣一次，無菌操作臺上進行稀釋，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（以細胞干重表示）測定方法[5]量取細胞培養(yǎng)液50ml，用離心機離心分離，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.菌種細胞濃度與時間的關(guān)系
微生物量（細胞的總重量）通常與細胞數(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 后四株菌株的細胞濃度基本都達到最大值。此時，產(chǎn)朊假絲酵母的細胞濃度對數(shù)為20.57，即細胞濃度達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，細胞濃度最低的是白地霉。

　　2.菌體干重與時間的關(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 后菌體干重可達到0.3293g/49ml，菌體生物量最大。其次是熱帶假絲酵母，可達到0.3156g/49ml。白地霉和皮狀絲孢酵母的細胞干重分別為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，說明其在到達穩(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，從而合成了與其相當?shù)木w。

　　3.粗蛋白含量
　　用凱式定氮儀分別測定四株菌株細胞的粗蛋白含量（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口魚粉相當，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。）