酵母發(fā)酵馬鈴薯淀粉廢棄物產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的能力強(qiáng)化

張立宏，馮麗平，史春輝，王震宇，張廣洋，

柏英1，宋金柱1，曹廣麗1，楊謙1,3*

酵母發(fā)酵馬鈴薯淀粉廢棄物產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的能力強(qiáng)化

張立宏1，馮麗平1，史春輝2，王震宇1，張廣洋1，

柏英1，宋金柱1，曹廣麗1，楊謙1,3*

（1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，哈爾濱150001；2.黑龍江省食品藥品檢驗(yàn)檢測所，哈爾濱150088；3.城市水資源與水環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱150090）

以馬鈴薯生產(chǎn)淀粉產(chǎn)生廢棄物為發(fā)酵培養(yǎng)基，選用釀酒酵母（Saccharomy cescerevisiae）與產(chǎn)朊假絲酵母（Candida utilis）為原始菌株，經(jīng)紫外誘變后，篩選出兩株蛋白產(chǎn)量顯著提高并遺傳穩(wěn)定的突變株：S57和U112，蛋白產(chǎn)量均為8.43 g·L-1。將兩種菌種混合比例設(shè)定為1∶1，按照1%（V/V）進(jìn)行接種，在葡萄糖濃度為35 g·L-1培養(yǎng)基中對兩株菌種進(jìn)行共培養(yǎng)，利用響應(yīng)面分析法對其發(fā)酵產(chǎn)蛋白能力進(jìn)行優(yōu)化，研究pH、溫度及轉(zhuǎn)速。對結(jié)果進(jìn)行分析，確定在培養(yǎng)基初始pH 7.7，培養(yǎng)溫度為27.7℃且轉(zhuǎn)速為187 r·min-1時，蛋白產(chǎn)量達(dá)到理論最大值，為9.02 g·L-1。驗(yàn)證試驗(yàn)顯示，蛋白產(chǎn)量達(dá)到（9.19±0.05）g·L-1，證明模型可信，COD去除率達(dá)到80%。

釀酒酵母；產(chǎn)朊假絲酵母；馬鈴薯淀粉廢棄物；SCP；強(qiáng)化生物轉(zhuǎn)化

張立宏,馮麗平,史春輝,等.酵母發(fā)酵馬鈴薯淀粉廢棄物產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的能力強(qiáng)化[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2015,46(7)∶9-15.

Zhang Lihong,Feng Liping,Shi Chunhui,et al.Strengthen bioconversion of potato starch waste into single-cell protein with fermentation bySaccharomyces[J].Journal of Northeast Agricultural University,2015,46(7)∶9-15.(in Chinese with English abstract)

利用馬鈴薯生產(chǎn)淀粉過程中，產(chǎn)生大量薯渣和汁水[1]，薯渣中含有豐富纖維素和半纖維素等碳源，汁水中含有豐富的粗蛋白物質(zhì)和氨基酸等氮源，兩者營養(yǎng)組分齊全[2-3]。將其排放到環(huán)境中，不但是對營養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)，還可能引發(fā)環(huán)境問題。Suzuki等研究以薯渣為原料，采用微生物液體和固體發(fā)酵生產(chǎn)動物飼料、酒精等，效果顯著[4-5]。Krzywonos等研究者致力于汁水處理[6-7]，但建設(shè)汁水處理系統(tǒng)昂貴。通過微生物發(fā)酵方式將淀粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生馬鈴薯薯渣和汁水轉(zhuǎn)化為有益能源[8]、食物[9]和單細(xì)胞蛋白等，對解決環(huán)境污染、食物短缺和能源危機(jī)具有重要意義[10]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)生物工程中心研究出一種馬鈴薯薯渣液態(tài)發(fā)酵（薯渣+汁水）生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白新工藝，該工藝通過纖維素降解真菌和產(chǎn)蛋白酵母等微生物發(fā)酵工程技術(shù)獲得粗蛋白含量超過42%的高品質(zhì)蛋白質(zhì)飼料，同時把70%以上的SO42-轉(zhuǎn)化為含硫氨基酸，SO32-去除率達(dá)到100%。目前，該工藝方法已成功通過中試，即將應(yīng)用于通河縣淀粉廠[11]。

為進(jìn)一步優(yōu)化該工藝方法，提高馬鈴薯薯渣汁水蛋白質(zhì)微生物轉(zhuǎn)化能力，本研究選用釀酒酵母（Saccharomy cescerevisiae）與產(chǎn)朊假絲酵母（Candida utilis）為原始菌株，對其進(jìn)行紫外誘變以獲得單細(xì)胞蛋白產(chǎn)量較高的突變菌株，應(yīng)用中心組合設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析法進(jìn)一步優(yōu)化其發(fā)酵工藝參數(shù)。豐富工業(yè)菌種資源，為更好工業(yè)化處理馬鈴薯薯渣汁水生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白飼料奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 菌株

野生型釀酒酵母（Saccharomy cescerevisiae）及突變株S57（由野生型釀酒酵母紫外誘變獲得），野生型產(chǎn)朊假絲酵母（Candida utilis）及突變株U112（由野生型產(chǎn)朊假絲酵母紫外誘變獲得），由哈爾濱工業(yè)大學(xué)生物工程中心篩選、誘變，保存。

1.1.2 培養(yǎng)基

YPD培養(yǎng)基（液、固），分別用于菌液活化及誘變。

3%馬鈴薯薯渣汁水，為菌種發(fā)酵培養(yǎng)基。方法參見文獻(xiàn)[12]。

1.2 方法

1.2.1 釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母生長曲線測定

分別從平板中挑取兩株酵母菌，接種于裝有50 mL YPD培養(yǎng)液三角瓶中，28℃，180 r·min-1活化24 h作為種子液。將種子液按1%（V/V）比例分別接種于3個裝有50 mL YPD培養(yǎng)液三角瓶中，按照同樣方式進(jìn)行培養(yǎng)，每隔2 h取樣，測定其OD600（以未接種菌種YPD培養(yǎng)液為空白對照），繪制出兩種酵母生長曲線。在后續(xù)試驗(yàn)中，接種時均使用處于對數(shù)生長期菌種，將對數(shù)期菌液OD600稀釋為1.0，并用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)。

1.2.2 釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母紫外誘變、篩選及穩(wěn)定性檢測

將種子液稀釋至10-5，于滅菌平皿中鋪勻，放在超凈臺內(nèi)進(jìn)行紫外照射處理（25 W，253 nm，40 cm），照射時間設(shè)定為0、0.15、0.30、0.50、0.65、0.80、1 h。每個培養(yǎng)皿取0.2 mL紫外照射后菌液，分別涂布YPD平板，28℃培養(yǎng)48 h，菌落計(jì)數(shù)，獲得最佳紫外誘變時間，觀察結(jié)果并選取生長情況較好菌落進(jìn)行蛋白產(chǎn)量測定試驗(yàn)。

首先對篩選出的突變菌株進(jìn)行活化，接種于優(yōu)化過的培養(yǎng)基中發(fā)酵72 h，測定發(fā)酵產(chǎn)物中精蛋白含量，產(chǎn)量明顯增加菌種將用于下一步試驗(yàn)。本文對該試驗(yàn)稍作改進(jìn)，采用酶標(biāo)儀對發(fā)酵液中精蛋白含量進(jìn)行測量，將產(chǎn)量顯著提高的突變菌株連續(xù)傳代培養(yǎng)10次，每一代菌株均進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，對發(fā)酵液成分進(jìn)行測定和比較，評定各菌株穩(wěn)定性，篩選出目標(biāo)菌株進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

1.2.3 釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母突變菌株混合發(fā)酵工藝參數(shù)優(yōu)化

將獲得的兩個目標(biāo)菌株進(jìn)行混合培養(yǎng)，采用Plackett-Burman設(shè)計(jì)法、中心組合設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析法對最優(yōu)發(fā)酵條件進(jìn)行研究[13-14]。

1.2.4 微生物蛋白轉(zhuǎn)化能力測定

精蛋白及蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化率測定參見文獻(xiàn)[9]。

1.2.5 COD測定

COD（化學(xué)需氧量）測定及計(jì)算參考文獻(xiàn)[15]，測定基本培養(yǎng)基均為原始馬鈴薯薯渣汁水培養(yǎng)基，考查對象分別為兩種原始酵母分別單獨(dú)培養(yǎng)，兩種誘變菌株分別單獨(dú)培養(yǎng)，使用優(yōu)化后條件進(jìn)行兩種誘變株共培養(yǎng)。計(jì)算各種情況COD去除率并進(jìn)行比較，觀察有機(jī)氮去除與COD去除間關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母生長曲線

根據(jù)測得的OD600繪制兩株酵母菌生長曲線，如圖1所示。

圖1 釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母生長曲線Fig.1Growth curves of S.cerevisiae and C.utilis

由生長曲線可見，釀酒酵母培養(yǎng)前4 h為調(diào)整期，4 h后進(jìn)入對數(shù)生長期，14、15 h后進(jìn)入穩(wěn)定期，后續(xù)試驗(yàn)選用培養(yǎng)10 h菌液。產(chǎn)朊假絲酵母較前者生長較慢，培養(yǎng)前12 h為調(diào)整期，然后進(jìn)入對數(shù)生長期，24 h后菌種生長進(jìn)入穩(wěn)定期，后續(xù)試驗(yàn)選用培養(yǎng)20 h菌液。試驗(yàn)時應(yīng)保證接種量一致，接種前應(yīng)使用無菌蒸餾水將兩種菌液OD600均調(diào)節(jié)為1.0，活菌計(jì)數(shù)顯示細(xì)胞濃度約為108個·mL-1。

2.2 兩種酵母的誘變篩選

2.2.1 紫外誘變

紫外照射后每個平皿中吸取0.2 mL菌液，涂布YPD平板，菌落長出后通過菌落計(jì)數(shù)方式找到最優(yōu)照射時間梯度。結(jié)果見圖2，釀酒酵母在照射0.3 h時致死率約為90%，產(chǎn)朊假絲酵母在照射0.5 h時致死率約為90%。突變菌株將在照射0.3 h的釀酒酵母平板和0.5 h的產(chǎn)朊假絲酵母平板中挑取篩選。

2.2.2 高產(chǎn)蛋白菌種的篩選

將誘變獲得的突變菌株活化后接入馬鈴薯薯渣汁水培養(yǎng)基中進(jìn)行發(fā)酵，72 h后利用雙縮脲反應(yīng)測定精蛋白含量。菌株S57、S68、S107與U85、U112、U200均為單細(xì)胞蛋白產(chǎn)量顯著提高突變菌株，蛋白產(chǎn)量見表1。結(jié)果表明，紫外誘變是獲得蛋白產(chǎn)量較高突變酵母菌株的有效方法，對工業(yè)生產(chǎn)菌種篩選有重要意義。

2.2.3 誘變菌株穩(wěn)定性

經(jīng)誘變獲得的菌株需要測定其生長穩(wěn)定性及產(chǎn)蛋白能力穩(wěn)定性，將突變菌株S57、S68、S107與U85、U112、U200連續(xù)培養(yǎng)10代，以精蛋白含量為參考指標(biāo)來評定其穩(wěn)定性，結(jié)果見圖3、4。

圖2 紫外誘變前后釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母菌落生長情況對比Fig.2Comparison of clones growth situation before and after mutation of S.cerevisiae and C.utilis

表1 各突變酵母菌株精蛋白產(chǎn)量Table 1Mutant strains with protein yield

如圖3所示，菌株S57遺傳穩(wěn)定性良好，其余菌株隨培養(yǎng)代數(shù)增加精蛋白含量呈現(xiàn)下滑趨勢，遺傳穩(wěn)定性較差，因此S57被選為試驗(yàn)菌株。

圖33 株釀酒酵母突變菌株穩(wěn)定性分析Fig.3Stability analysis of three mutant strains of S.cerevisiae

如圖4所示，菌株U85在傳代培養(yǎng)過程中精蛋白產(chǎn)量波動較大，而U112和U200穩(wěn)定性強(qiáng)，考慮U112所產(chǎn)精蛋白含量高于U200，所以選取U112為下一步試驗(yàn)對象。

圖43 株產(chǎn)朊假絲酵母突變菌株穩(wěn)定性分析Fig.4Stability analysis of three mutant strains of C.utilis

2.3 S57和U112共培養(yǎng)發(fā)酵條件優(yōu)化

將S57和U112共培養(yǎng)發(fā)酵馬鈴薯薯渣汁水培養(yǎng)基，并優(yōu)化其發(fā)酵工藝參數(shù)，達(dá)到提高蛋白產(chǎn)量和質(zhì)量目的。

2.3.1 Plackett-Burman設(shè)計(jì)法篩選重要因素

根據(jù)兩種酵母生長和發(fā)酵特性以及前人和本實(shí)驗(yàn)室研究成果設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素及水平，選擇溫度（℃）、初始pH、混菌比例，接種量（%）、葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）、轉(zhuǎn)速（r·min-1）作為Plackett-Burman（PB）試驗(yàn)設(shè)計(jì)的6個因素，分別是F1、F2、F3、F4、F5、F6，每個因素分別取高低2個水平，響應(yīng)值R為發(fā)酵上清液雙縮脲反應(yīng)的OD540。為保證試驗(yàn)準(zhǔn)確，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果見表2。對上述試驗(yàn)結(jié)果做t檢驗(yàn)，分析各因素主效應(yīng)結(jié)果見表3。見，轉(zhuǎn)速對整體試驗(yàn)影響小于初始pH和培養(yǎng)溫度，符合PB試驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)上述三元二次回歸方程求解得：X1=7.70，X2=187.11，X3=27.70，在初始pH 7.7，搖床轉(zhuǎn)速187.1 r·min-1，發(fā)酵溫度27.7℃時，混菌共培養(yǎng)發(fā)酵得到的單細(xì)胞蛋白產(chǎn)量達(dá)到最高理論值9.02 g·L-1，OD540為2.08。

表2 PB試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2Experimental design and responses of PB design

表3 各因素影響的主效應(yīng)分析Table 3Main effects of six factors for PB design

表5 Central Composite Design試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 5Experimental design and response of Central Composite Design

由表3可知，兩株突變酵母菌株共培養(yǎng)發(fā)酵的PB試驗(yàn)設(shè)計(jì)模型整體P＜0.01，整個模型呈極顯著。其中，發(fā)酵溫度、初始pH和轉(zhuǎn)速影響最為顯著，顯著性排列為初始pH＞發(fā)酵溫度＞轉(zhuǎn)速，可作為進(jìn)一步優(yōu)化的因素。

2.3.2 應(yīng)用響應(yīng)面分析法確定重要因素的最佳水平

Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)篩選確定3個重要因素，即發(fā)酵溫度，初始pH與轉(zhuǎn)速。將3個因素分別作為a、b、c，根據(jù)Central Composite Design中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，設(shè)計(jì)及結(jié)果見表4與表5。其余發(fā)酵條件不是發(fā)酵過程中的顯著影響因子，因此設(shè)定為固定值。

表4 響應(yīng)面因素水平Table 4Factors and levels in RSM

根據(jù)表5試驗(yàn)結(jié)果，通過Design Expert軟件分析得到確定混菌發(fā)酵的初始pH、轉(zhuǎn)速及發(fā)酵溫度回歸方程，Y=0.183+0.47X1+0.077X2-

其中，X1、X2、X3分別代表pH、轉(zhuǎn)速（r·min-1）、發(fā)酵溫度（℃）。

整個模型P=0.0001，可信度＞99%，因此響應(yīng)面分析法的模型可信。復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.9564，校正決定系數(shù)R2=0.9171，說明方程擬合較好?？?/p>

通過軟件分析可得到有關(guān)發(fā)酵因子兩兩之間相互影響情況的三維圖形，可直觀觀察到發(fā)酵模型中所設(shè)發(fā)酵條件變化對發(fā)酵體系的影響。

如圖5（a）所示，當(dāng)pH處于較低狀態(tài)時，菌體蛋白基本不生長，之后菌體蛋白產(chǎn)量隨pH升高而提高，到達(dá)一定程度后因pH過大導(dǎo)致細(xì)胞活性受到影響，蛋白產(chǎn)量不再提高。從圖5（b）可看到，當(dāng)溫度處于一定范圍內(nèi)時，混菌發(fā)酵生產(chǎn)的菌體蛋白產(chǎn)量會隨溫度升高而提高，超過某一值后產(chǎn)量下降。如圖5（c）所示，當(dāng)搖床處于較低轉(zhuǎn)速時，蛋白產(chǎn)量會隨轉(zhuǎn)速提高而升高，搖床轉(zhuǎn)速超過187 r·min-1時，蛋白產(chǎn)量不增加反而下降，說明在發(fā)酵過程中因轉(zhuǎn)速變化產(chǎn)生的溶氧變化對發(fā)酵效果產(chǎn)生很大影響。

圖5 各因素交互作用對共培養(yǎng)發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白產(chǎn)量影響Fig.5Response surface plots showing the interactive effects of every two factors on SCP yield with coculture

2.3.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

在最優(yōu)發(fā)酵條件溫度27.7℃，pH 7.70，轉(zhuǎn)速187 r·min-1發(fā)酵體系下，將兩株突變酵母菌株共培養(yǎng)發(fā)酵馬鈴薯薯渣汁水培養(yǎng)基，發(fā)酵后測定發(fā)酵液中菌體蛋白產(chǎn)量，結(jié)果為（9.19±0.05）g·L-1（N= 5）。與方程求得的理論最大值9.02 g·L-1相比略高，處于可接受范圍內(nèi)，說明響應(yīng)面法確定最佳發(fā)酵條件的準(zhǔn)確性與可行性。

2.4 各發(fā)酵液COD的測定

對于發(fā)酵結(jié)果的評價，COD是重要參考標(biāo)準(zhǔn)。分別測定未處理馬鈴薯薯渣汁水培養(yǎng)基（對照）、釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母單獨(dú)發(fā)酵液，誘變后S57和U112單獨(dú)發(fā)酵液，利用響應(yīng)面法優(yōu)化后S57和U112共同培養(yǎng)發(fā)酵液COD值，結(jié)果見圖6。優(yōu)化后S57和U112共同培養(yǎng)發(fā)酵液對比原始汁水COD去除率達(dá)到80%。

圖6 各菌株發(fā)酵薯渣汁水培養(yǎng)基的發(fā)酵液COD測定Fig.6COD of potato starch waste fermentation product with different strains treatment

3 討論與結(jié)論

哈爾濱工業(yè)大學(xué)生物工程中心已成功研究出一種馬鈴薯薯渣液態(tài)發(fā)酵（薯渣+汁水）生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的新工藝，不僅可以利用黑曲霉和木霉有效處理薯渣中的纖維素和半纖維素，可有效利用酵母將汁水中的糖和有機(jī)物質(zhì)（粗蛋白和氨基酸）轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白[11]。為提高單細(xì)胞蛋白產(chǎn)量，利用紫外誘變獲得酵母優(yōu)勢突變菌株是有效手段。經(jīng)過紫外誘變后，獲得酵母優(yōu)勢突變菌株S57和U112，蛋白產(chǎn)量均為8.43 g·L-1，和原始菌株相比有明顯提高。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，S57和U112原始菌株釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母對數(shù)生長期不一致，分別為4～14 h和12～22 h，制作種子液時要考慮到兩株菌種的生長差異，在試驗(yàn)時兩株菌種才能處于同樣生長狀態(tài)。

Schultz等研究表明，使用多種微生物共同發(fā)酵生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白營養(yǎng)更全面[16]，產(chǎn)朊假絲酵母一直被作為單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)的主要菌種，經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，利用釀酒酵母和產(chǎn)朊假絲酵母共同發(fā)酵馬鈴薯薯渣汁水不僅可大幅提高蛋白產(chǎn)量，發(fā)酵產(chǎn)物會有淡淡酒香，促進(jìn)動物食欲，大幅增加飼料適口性，提高飼料品質(zhì)。本研究采用Plackett-Burman試驗(yàn)設(shè)計(jì)和響應(yīng)面分析法優(yōu)化酵母突變株S57和U112混合發(fā)酵馬鈴薯薯渣汁水培養(yǎng)基產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的發(fā)酵工藝參數(shù)，影響顯著因素為初始pH＞發(fā)酵溫度＞轉(zhuǎn)速，得到最佳發(fā)酵條件為初始pH 7.70，轉(zhuǎn)速187 r·min-1，發(fā)酵溫度27.7℃。產(chǎn)朊假絲酵母與釀酒酵母比例為1∶1，葡萄糖添加濃度為35 g·L-1，接種量控制在1%時，理論計(jì)算得到的最大菌體蛋白產(chǎn)量為9.02 g·L-1，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，得到菌體蛋白產(chǎn)量為（9.19±0.05）g·L-1，發(fā)酵液對于原始汁水COD去除率為80%。試驗(yàn)證明，S57和U112混合培養(yǎng)發(fā)酵馬鈴薯薯渣汁水培養(yǎng)基的產(chǎn)蛋白量優(yōu)于單個菌種發(fā)酵，使最終得到的發(fā)酵產(chǎn)物具有酒香，COD去除率也達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn)，證明兩株各具優(yōu)勢的菌株經(jīng)過混合培養(yǎng)對馬鈴薯薯渣汁水進(jìn)行發(fā)酵處理是可行的有效途徑。

本研究以馬鈴薯薯渣和汁水混合物為培養(yǎng)基，與以往只針對薯渣或汁水的研究相比，解決了薯渣中氮源較低問題，更進(jìn)一步解決了汁水污染問題[4-7]。本研究通過優(yōu)化兩株突變酵母共培養(yǎng)發(fā)酵的工藝參數(shù)，提高蛋白產(chǎn)量和質(zhì)量。通過紫外誘變強(qiáng)化酵母的生物轉(zhuǎn)化能力以達(dá)到提高蛋白產(chǎn)量和質(zhì)量目的，為提高馬鈴薯薯渣汁水的生物轉(zhuǎn)化提供新角度（和傳統(tǒng)發(fā)酵條件優(yōu)化相比），可豐富工業(yè)菌種資源。后續(xù)研究可通過提高纖維素和半纖維素降解，為發(fā)酵提供足夠的還原糖改善發(fā)酵工藝。

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Strengthen bioconversion of potato starch waste into single-cell protein with fermentation bySaccharomyces/

ZHANG Lihong1,FENG Liping1,SHI Chunhui2,WANG Zhenyu1,ZHANG Guangyang1,BAI Ying1,SONG Jinzhu1,CAO Guangli1,YANG Qian1,3(1.School of Life Science and Technology,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China;2. Heilongjiang Institute for Food and Drug Control,Harbin 150088,China;3.State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment,Harbin Institute of Technology,Harbin 150090,China)

Using the potato starch waste as fermentation medium to product single-cell protein(SCP) by microorganisms.This study aimed to strengthen conversion of potato starch processing waste into single-cell as high-quality feed.The mutant strains S57 and U112(fromSaccharomy cescerevisiaeand Candida utilisrespectively)were selected after UV irradiation for more SCP production,SCP yield of 8.43 g·L-1,both.Use the inoculum concentration of 1%and inoculum rate of 1∶1 between two kinds of Saccharomyces,glucose concentration of 35 g·L-1to do the fermentation,by using response surfaceanalysis,the optimized fermentation conditions were temperature of 27.7℃,speed of 187 r·min-1, pH 7.7,and the highest SCP yield was 9.02 g·L-1the oretically.The test results were SCP yield of(9.19± 0.05)g·L-1and COD removal rate of 80%.

Saccharomy cescerevisiae;Candida utilis;potato starch waste;SCP;strengthen bioconversion

TS235.2

A

1005-9369（2015）07-0009-07

時間2015-7-9 14:42:22[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20150709.1442.002.html

2015-01-29

黑龍江省重大攻關(guān)項(xiàng)目（GA08C201）；“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃課題（2014BAJ21B02-04）

張立宏（1989-），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)閺U棄物資源化處理。E-mail：1098443546@qq.com

楊謙，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)閺U棄物資源化處理。E-mail：microbio207@gmail.com