利用废糖蜜生产SCP菌种性能的测定

    分别以白地霉、热带假丝酵母、皮状丝孢酵母和产朊假丝酵母为研究对象，以糖蜜废液为培养基，通过恒温培养，测定活细菌数、细胞干重和菌体蛋白质含量等指标比较，从而选育生长快、蛋白质含量高的菌种生产SCP。结果表明，热带假丝酵母生长较快、粗蛋白含量较高，为生产SCP 的最佳菌种。

　　【关键词】菌种性能；恒温培养；SCP

    废糖蜜是糖厂的副产物，具有产量大含糖量高的特点，其中含有大量酵母可以利用的可发酵性糖。因此废糖蜜是一种可以被利用生产SCP的资源，随着糖蜜的产量日益增加和畜牧业、养殖业的发展，进行利用废糖蜜开发蛋白饲料的研究是非常必要的。利用废糖蜜生产单细胞蛋白，不仅能提高废糖蜜的附加值，而且还可以充分利用废弃物，在有效地保护环境的同时，可以带来一定的经济效益。但用于生产SCP的菌种很多，如白地霉、热带假丝酵母、酿酒酵母等。作为SCP生产菌，除了要具有无生理毒性的最基本特征外，菌体生长速度、生物量、菌体蛋白量等特性是影响生产率的最主要因素。因此，发酵生产SCP选择菌种时，一定要进行菌种性能测定。

　　材料和方法
　　材料和设备:
　　试验菌株白地霉（Geotrichum candidum link）：GIM2.69、热带假丝酵母（Candidia tropicals）：AS2.637、皮状丝孢酵母（Trichosporoncutaneum）：AS2.570、产朊假丝酵母（Candida utilislooderet Kreger—van Rij）：As2.81 （由广东省微生物研究所微生物菌种保藏中心提供）。
    试验设备振荡培养箱（SPX－150B－2 型，上海跃进医疗器械厂）、生化培养箱（LRH－250A 型，广东省医疗器械厂）、手提式高压灭菌器（YXQ.SG41－280A 型）、离心机（800 型，常州国华电器有限公司）、磁力搅拌器（HJ－3 型，常州国华电器有限公司）、精密pH 计（PHS－3C，上海精密科学仪器有限公司）、手持糖量计（WYTO－80%型，成都泰华光学有限公司）、蛋白质测定仪（KDN－04 型，上海纤检仪器有限公司）、生物洁净工作台（BCM－1000 型，苏净集团苏州安泰空气技术有限公司）。
　　实验原料
　　甘蔗废糖蜜;
　　试验方法
　　工艺流程:废糖蜜→加水稀释→酸化澄清→加营养盐→投加菌种发酵离心→干燥→单细胞蛋白
　　（1）废糖蜜加水稀释：将废糖蜜和水按体积比1：1 稀释，稀释后B°x 锤度达到45%。
　　（2）酸化澄清：加1＋9 盐酸，混合均匀，静置12h，取上清液，调节稀糖蜜的pH 值至4.5。
　　（3）加营养盐：冷却后，加入一定量的磷酸盐、铵盐。
　　（4）发酵：接种量为0.6g 湿菌体每800ml，接种后，在恒温震荡培养箱中100r/min 进行酵母培养。发酵液离心分离，烘干后即得单细胞蛋白。
　　培养基的制备:
　　固体培养基：麦芽汁培养基，加琼脂2%；摇床液体培养基：麦芽汁培养基。
　　菌种的活化方法:
　　冷藏的菌种接种在麦芽汁固体培养基试管鞋斜面上，在恒温培养箱中培养48h，温度为30℃。
　　菌种的富集培养:
　　无菌条件下分别将活化的热带假丝酵母、白地霉、皮状丝孢酵母、产朊假丝酵母接种与50ml 麦芽汁液体培养基的250ml 三角瓶中。然后置于恒温摇床培养，转速为105r/min，温度为30℃，培养时间为48h。
　　测定方法
　　生长速率的测定方法:
　　1.细胞浓度测定方法
　　采用平皿菌落计数法。每12h 取样一次，无菌操作台上进行稀释，涂布。菌种的稀释度均为10-5、10-6、10-7、10-8、10-9 和10-10，四种菌种的平板接种量均为1ml。2.3.1 .2 菌体生物量（以细胞干重表示）测定方法[5]量取细胞培养液50ml，用离心机离心分离，转速为4000r/min,离心15min。离心之后经过预处理（见图1），去除培养基成分，将湿菌体置于干燥箱中在105℃下烘干至恒重，然后称重。

　　2.粗蛋白的测定
　　蛋白质测定仪
　　结果与分析
　　1.菌种细胞浓度与时间的关系
微生物量（细胞的总重量）通常与细胞数目成正比（图2）。微生物的生长经历了适应期、缓慢增长期、对数增长期、稳定增长期、衰亡期五个阶段。以产朊假丝酵母为例，0- 12h 为适应期，12- 24h 为缓慢增长期、　　24- 60h 为对数增长期，60- 96h 为稳定期，96h 以后为衰亡期。从图中可以看出72h 后四株菌株的细胞浓度基本都达到最大值。此时，产朊假丝酵母的细胞浓度对数为20.57，即细胞浓度达8.57×108。产朊假丝酵母的适应期最短，增长速度最快，其次是热带假丝酵母和皮状丝孢酵母，细胞浓度最低的是白地霉。

　　2.菌体干重与时间的关系
　　不同菌株的生长稳定期有所差异（图3）。生长稳定期后，菌体干重都趋于最大。生产单细胞蛋白可在菌体的生长稳定期结束发酵。如产朊假丝酵母的生长稳定期在48- 84h，其在培养84h 后菌体干重可达到0.3293g/49ml，菌体生物量最大。其次是热带假丝酵母，可达到0.3156g/49ml。白地霉和皮状丝孢酵母的细胞干重分别为0.2461g/49ml 和0.2811g/49ml。热带假丝酵母的最终菌体干重和产朊假丝酵母相当，说明其在到达稳定期后从基质中获得碳源的能力和产朊假丝酵母相当，从而合成了与其相当的菌体。

　　3.粗蛋白含量
　　用凯式定氮仪分别测定四株菌株细胞的粗蛋白含量（表2）。由表2 可见，皮状丝饱酵母的粗蛋白含量明显高于其他三种菌种，其次是热带假丝酵母和白地霉，产朊假丝酵母的蛋白质含量最低。

　　4 菌体蛋白产量
　　综合分析各个菌种的微生物量及其粗蛋白含量可以得出菌体的蛋白质产量（表3）。热带假丝酵母的蛋白质产量最高达到了0.153g/49ml，其次是皮状丝饱酵母和产朊假丝酵母，白地霉蛋白产量最低。热带假丝酵母是比较理想的产SCP 菌体，其生长速度和蛋白质含量都较高。

　　热带假丝酵母与进口鱼粉氨基酸种类与含量比较结果见表3。由表3 可知热带假丝酵母所含氨基酸种类齐全，且与进口鱼粉所含所含氨基酸种类和含量接近，特别是他包含了人体所需的八种必备的氨基酸，即赖氨酸（Lys）、苏氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Lle）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、色氨酸（Try）和苯丙氨酸（Pro）非常适合与生产人畜可食用单细胞蛋白。

　　结论
　　通过发酵对生产SCP 的四株菌株性能的测定可知，热带假丝酵母在糖蜜废液培养基中能够较快适应，是生长率快、粗蛋白含量较高、产蛋白量高的菌株，且其氨基酸种类和进口鱼粉相当，是利用糖蜜废液生产SCP 的最佳菌种。（本文搜集整理于网络，如有侵权之处，请联系我们删除。）