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通过对豆腐黄浆水的生物转化,实现再生资源的循环利用,在有利于生态平衡的条件下同时解决资源短缺及环境污染问题,使其作为一种清洁产业促进农业的可持续发展。本文研究了利用豆腐酸浆中的功能菌发酵黄浆水生产单细胞蛋白和类胡萝卜素的方法,主要内容如下:1.从本实验室保藏的8株白地霉(从豆腐酸浆中分离)筛选出一株发酵黄浆水生产单细胞蛋白产量较高的白地霉FL44菌株。通过在黄浆水中添加碳源、添加氮源、pH和接种量的正交试验,以及温度、摇瓶装量、摇床转速等因素对该菌株生物量和蛋白产量的影响实验,确定了最佳培养条件。该菌株在1.5%(w/v)(NH4)2HPO4、5%(w/v)废糖蜜、4%(v/v)接种量、初始pH5.0~5.5,摇瓶装量40mL/250mL三角烧瓶、30℃、220rpm、培养48h,生物量和蛋白产量分别达到了15.09g/L和7.38g/L。
同时进行了FL44菌株发酵进程的初步探讨,研究表明白地霉FL44生物量在黄浆水培养基中培养8h左右进入对数生长期,52h生物量达到最高。菌体蛋白含量则在32h~40h达到最高水平,综合考虑生物量和蛋白含量,蛋白产量在48h达到最高。
2.从本实验室保藏的5株假丝酵母(从豆腐酸浆中分离)筛选出一株发酵黄浆水产蛋白较高的假丝酵母FM45菌株。采用正交试验法对该菌株的产蛋白培养基配比和培养条件进行了优化,确定了最佳产蛋白方案。该菌株在黄浆水中添加6%(w/v)废糖蜜、1.2%(w/v)(NH4)2SO4、0.12%(w/v)K2HPO4、初始pH4.5、5%(v/v)接种量、摇瓶装量30mL/250mL三角烧瓶、30℃、220rpm、培养18h,生物量和蛋白产量分别达到12.08g/L和5.97g/L。同时进行了FL44菌株发酵进程的研究,发现假丝酵母FM45在16~18h蛋白产量达到最高。通过对假丝酵母FM45和白地霉FL44蛋白的氨基酸分析,假丝酵母和白地霉不仅所含的必需氨基酸种类齐全,而且必需氨基酸之间的比例适宜,是营养价值较高的优质蛋白资源。
3.利用TBO处理定向筛选本实验室保藏的(从豆腐酸浆中分离)红酵母,得到一株高产类胡萝卜素的红酵母FR42,通过碳源、氮源、MgSO4·7H2O三因子的正交试验,以及pH、接种量、摇瓶装量、摇床转速等对该菌株生物量和类胡萝卜素产量的影响实验,确定了该菌株在5%(w/v)蔗糖,0.04%(w/v)MgSO4·7H2O,pH6.0,摇瓶装量30mL/250mL三角烧瓶,220rpm,培养96h,生物量和类胡萝卜素产量分别达到17.26g/L和9.46mg/L。同时,还研究了FR42菌株的发酵进程动态变化,研究表明,FR42菌株生物量在培养12h左右进入对数生长期,36h左右进入稳定期,96h生物量达到最高。类胡萝卜素则在24h后大量形成,96h后类胡萝卜素生成减缓,类胡萝卜素产量的积累主要在培养24h后的对数生长期的后期和稳定期。实验结果显示,红酵母FR42生长稳定期长,色素含量高,是一株高产类胡萝卜素的优良菌株。
通过研究表明,白地霉FL44、假丝酵母FM45和红酵母FR42在豆制品废水处理方面具有较高的应用价值和开发前景的菌株,本实验为进一步工业化开发提供初步的实验依据。