專利名稱：微生物發酵菌劑及用該發酵菌劑生產飼料或乙醇的方法
技術領域：
本發明涉及一種微生物發酵菌劑，尤其是一種可用于生產飼料或乙醇的微生物發酵菌劑及用該發酵菌劑生產飼料或乙醇的方法。
背景技術：
以植物纖維素為原料生產飼料、單細胞蛋白(Single Cell Protein，簡稱SCP)或乙醇是國內外的熱點研究課題。傳統的飼料、單細胞蛋白或乙醇的生產通常是利用化學方法中的無機酸或生物方法中的木霉、黑曲霉等產生的半纖維素酶(木聚糖酶)、纖維素酶、β-葡萄糖苷酶對纖維素類物料進行水解得到可發酵性糖，再利用酵母生產SCP或乙醇。生物方法中利用霉菌的目的通常是利用其中的酶系對纖維素等成份進行降解，利用酵母的目的通常是將前步酶解所得到的可發酵性糖作為碳源進行SCP或乙醇的生產。
木霉適宜生長溫度和pH適應范圍窄、產有毒的木霉素。用現有的含木霉、黑曲霉的微生物發酵劑發酵所得到的物料因菌體發酵物料的氣味不佳影響作為飼料的適口性，且原料分解不徹底。
用化學方法的工藝中，稀酸的強腐蝕性、可發酵性糖在高溫下的分解、物料的加工成本高等問題使生產費用居高不下；用生物方法的工藝中，因纖維素酶生產的成本高，酶水解和發酵的分步操作致使生產周期長，工藝復雜。并且分別酶解發酵過程中，存在著嚴重的反饋抑制與產物抑制等問題，影響了產物得率的提高。

發明內容
為了克服現有微生物菌劑發酵植物纖維素原料所得到的物料適口性差，且原料分解不徹底的不足，本發明提供一種微生物發酵菌劑，有效地解決了此問題。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種微生物發酵菌劑，該微生物發酵菌劑含有脈孢霉和酵母。
本發明優選的方案是該微生物發酵菌劑由脈孢霉和酵母菌制成。
本發明中脈孢霉、酵母菌的配比沒有特別的限定，但推薦脈孢霉酵母菌的重量比為10∶(0.01-100)，優選10∶(0.1-20)，最好是10∶1-2。
本發明中所說的脈孢霉推薦使用粗糙脈孢霉(Neurosporacrassa)、中間脈孢霉(Neurospora intermedia)、好食脈孢霉(Neurospora sitophila)。
本發明中所說的酵母品種不限，但用于飼料生產時推薦使用蛋白質含量高的酵母或富含胡蘿卜素、類胡蘿卜素、蝦青素的酵母，其中蛋白質含量高的酵母是產朊假絲酵母(Candida utilis)；富含胡蘿卜素、類胡蘿卜素、蝦青素等的酵母是紅酵母(Rhodotorula)、法夫酵母(Phaffia rhodozyma)等，最好是產朊假絲酵母，產朊假絲酵母因其蛋白質含量高的特性，在單細胞蛋白(SCP)的生產中應用中最為廣泛。用于乙醇生產時推薦使用釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)等產乙醇較高的酵母。
本發明進一步優選的技術方案是該微生物發酵菌劑中還含有根霉。當原料中的淀粉含量較高時，使用由脈孢霉、酵母和根霉制成的發酵菌劑進行發酵，其效果優于沒有根霉的組合。根霉(Rhizopusstoloifer)又稱匐枝根霉，黑色面包霉。屬接合菌亞門，毛霉目，根霉屬。菌絲無色透明，無隔膜，不長氣生菌絲，產生弧形的匍匐菌絲，稱為假根，有孢子囊。根霉適應性強，分解淀粉能力高。根霉的含量本領域技術人員可視原料淀粉含量而定，推薦與脈孢霉的重量比為(0.1-20)∶1，最好是1∶1。本發明中所說的根霉品種不限，但用于飼料生產時推薦使用匐枝根霉、少根根霉等糖化能力強的菌株。
用本發明的微生物發酵菌劑發酵生產飼料或乙醇的方法，是將發酵菌劑的組分同時或分步加入原料中進行發酵，得到的物料經加工制得飼料或乙醇。
本發明所提及的菌種可通過有關微生物菌種保藏中心購買或用常規篩選方法獲得。
本發明的微生物發酵菌劑按常規的液體發酵、固體或半固體發酵等方法制備成常規劑型，該發酵菌劑可根據使用的需要制成混合或非混合菌劑，用于發酵生產飼料、單細胞蛋白、或乙醇。
本發明的有益效果是用本發明的微生物發酵菌劑進行耦合協同發酵，能有效地消除發酵過程中的反饋抑制和糖或乙醇的產物抑制、提高飼料的蛋白質含量，軟化物料，產生酒香味，改善飼料的適口性，提高生產效率與產品質量。
脈孢霉屬生長迅速，屬好氧性真菌，菌絲呈白色棉絮狀，生長疏松，在氣生菌絲頂端形成桔紅色鏈狀分生孢子，孢子表面有脈紋。生長溫度及生長的pH值跨度大，菌絲在5℃至45℃的范圍內都能生長，在25℃-35℃條件下生長較快。pH值適應范圍較寬，在pH3.0-9.0的范圍內都能生長。該菌酶系豐富，能產纖維素酶、半纖維素酶、糖化酶、蛋白酶、溶纖酶等多種酶系，能分解纖維素、半纖維素、淀粉類等物質發酵得到飼料或乙醇。脈孢霉無毒，對營養要求簡單，繁殖快，能以六碳糖和五碳糖為碳源。菌體與孢子中含豐富的β-胡蘿卜素和維生素B12等多種營養物質，具有很高的營養價值。
酵母可將發酵過程得到的糖作為碳源進行SCP或乙醇的生產，特別是產朊假絲酵母的菌體蛋白質含量很高；產朊假絲酵母的另一個特點是能有效地利用乙醇、二甘醇、糖等得到高的菌體產量(生物量，Biomass)；再如釀酒酵母能高效地將可發酵性糖轉化為乙醇。利用本發明的發酵菌劑發酵，使二者發揮各自的特長。利用脈孢霉酶系豐富的特點高效地轉化纖維素、半纖維素與淀粉等物料為可發酵性糖和乙醇，營養豐富的脈孢霉本身也成為飼料的一部份，用酵母能利用糖與乙醇等多種碳源的特性，高產率地得到SCP產品或高效地轉化物料為乙醇，消除反饋抑制，提高原料的轉化率與產品得率，降低生產成本。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明進一步說明。
實施例1按重量計用脈孢霉10份、產朊假絲酵母菌0.01份制成發酵菌劑。以滅菌后冷卻的土豆渣或甜菜渣100kg，加入或不加入蔗糖、糖蜜(0.1％-5％)等輔料，分別接入預先制好的菌劑，接種比為0.1％-0.5％，在20℃-35℃的條件下，用發酵池或厚層通風固體發酵后，得到富含脈孢霉與產朊假絲酵母菌體的具乙醇香味、適口性好、營養豐富的物料，適合作飼料使用。
實施例2按重量計取粗糙脈孢霉10份、紅酵母100份制成發酵菌劑。以玉米秸稈(干或鮮均可)、甘蔗渣等纖維素類物質100kg為原料，加入或不加入糖蜜(1％-5％)、水等輔料，分別接入預先制備好的菌劑，接種比為0.8％，在20℃-35℃的條件下，用發酵池或厚層通風固體發酵后，得到富含脈孢霉與紅酵母菌體的具乙醇香味、適口性好、營養豐富的物料，適合作飼料使用。
實施例3按重量計中間脈孢霉10份、法夫酵母0.1份制成發酵菌劑。以玉米秸稈(干或鮮均可)、甘蔗渣等纖維素類物質100kg為原料，加入或不加入糖蜜(1-5％)、水等輔料，分別接入預先制好的菌劑，接種比為0.6％，在20℃-35℃的條件下，用發酵池或厚層通風固體發酵后，得到富含脈孢霉與法夫酵母菌體的具乙醇香味、適口性好、含蝦青素的物料，適合作飼料使用。
實施例4按重量計好食脈孢霉10份、法夫酵母20份制成發酵菌劑。以提取過甜菊糖(甙)的濕(或干)甜菊葉渣100kg為原料，加入或不加入糖蜜(1-5％)、水等輔料，分別接入預先制好的菌劑，接種比為0.1％-0.3％，在20℃-35℃的條件下以發酵池或厚層通風固體方式發酵后，得到富含菌體、營養豐富的物料，適合作適口性好的飼料使用。
實施例5按重量計好食脈孢霉10份、法夫酵母1份制成發酵菌劑。以菜籽餅粕100kg為原料，加入水及調節碳氮比與改善通風的其他碳氮比較高(如秸稈粉等)輔料，接入預先制好發酵菌劑，接種比為1％，在20℃-35℃的條件下，以發酵池或厚層通風固體方式發酵后，得到富含菌體、營養豐富等的物料，適合作飼料使用。
實施例6按重量計好食脈孢霉10份、釀酒酵母110份制成發酵菌劑。以玉米秸稈(干或鮮均可)、甘蔗渣等纖維素類物質100kg為原料，加入或不加入糖蜜(1-5％)、水等輔料，分別接入預先制好的菌劑，接種比為1％，在20℃-35℃的條件下，以發酵池發酵后，得到富含乙醇的物料，適合提取乙醇。
實施例7按重量計粗糙脈孢霉10份、產朊假絲酵母20份制成非混合菌劑。將粗糙脈孢霉加入以玉米秸稈(干或鮮均可)、甘蔗渣等纖維素類物質100kg的原料中，加入或不加入糖蜜(1％-5％)、水等輔料，在35℃-45℃的條件下，發酵24-48小時后，待物料降溫至酵母適宜生長溫度，加入產朊假絲酵母，繼續培養24-48小時。得到富含脈孢霉與產朊假絲酵母菌體的具乙醇香味、適口性好、營養豐富的物料，適合作飼料使用。
實施例8按重量計粗糙脈孢霉10份、匐枝根霉0.1份、釀酒酵母120份制成非混合菌劑。將粗糙脈孢霉加入土豆渣或甜菜渣原料中，加入或不加入糖蜜(1％-5％)、水等輔料，在35℃-45℃的條件下，發酵24-48小時后，降溫至酵母和根霉適宜生長溫度，加入釀酒酵母和根霉，繼續培養24-48小時。得到的物料提取乙醇。
實施例9與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計好食脈孢霉10份、米根霉20份、產朊假絲酵母菌200份制成發酵菌劑。
實施例10與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計粗糙脈孢霉10份、根霉10份、產朊假絲酵母菌20份制成發酵菌劑。
實施例11與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計用脈孢霉10份、產朊假絲酵母菌0.5份制成發酵菌劑。
實施例12與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計取粗糙脈孢霉10份、紅酵母5份制成發酵菌劑。
實施例13與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計中間脈孢霉10份、法夫酵母0.8份制成發酵菌劑。
實施例14與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計好食脈孢霉10份、法夫酵母2份制成發酵菌劑。
實施例15與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計好食脈孢霉10份、釀酒酵母6份制成發酵菌劑。
實施例16與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計好食脈孢霉10份、米根霉2份、產朊假絲酵母菌30份制成發酵菌劑。
實施例17與實施例1基本相同，不同之處在于按重量計粗糙脈孢霉10份、根霉10份、產朊假絲酵母菌20份制成發酵菌劑。
實施例18與實施例8基本相同，不同之處在于按重量計粗糙脈孢霉10份、匐枝根霉1份、釀酒酵母20份制成非混合菌劑。
實施例19與實施例8基本相同，不同之處在于按重量計粗糙脈孢霉10份、少根根霉5份、產朊假絲酵母2份制成非混合菌劑。發酵所得物料加工作為飼料。
權利要求
1.一種微生物發酵菌劑，該微生物發酵菌劑含有脈孢霉和酵母。
2.根據權利要求1所述的微生物發酵菌劑，其特征在于，由脈孢霉和酵母菌制成。
3.根據權利要求2所述的微生物發酵菌劑，其特征在于，按重量配比由脈孢霉10份和酵母菌0.01-100份制成。
4.根據權利要求3所述的微生物發酵菌劑，其特征在于，其中酵母菌為0.1-20份。
5.根據權利要求1所述的微生物發酵菌劑，其特征在于，還含有根霉。
6.根據權利要求1-5之一所述的微生物發酵菌劑，其特征在于，其中脈孢霉是粗糙脈孢霉、中間脈孢霉、好食脈孢霉。
7.根據權利要求6所述的微生物發酵菌劑，其特征在于，其中酵母菌為產朊假絲酵母、紅酵母、法夫酵母或釀酒酵母。
8.用如權利要求1-7之一所述的微生物發酵菌劑發酵生產飼料或乙醇的方法，其特征在于，將發酵菌劑的組分同時或分步加入原料中進行發酵，得到的物料經加工制得飼料或乙醇。
全文摘要
本發明公開了一種微生物發酵菌劑，及用該發酵菌劑生產飼料或乙醇的方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是一種微生物發酵菌劑，該微生物發酵菌劑含有脈孢霉和酵母。用本發明的微生物發酵菌劑發酵生產飼料或乙醇的方法，是將發酵菌劑的組分同時或分步加入原料中進行發酵，得到的物料經加工制得飼料或乙醇。本發明的有益效果是用本發明的微生物發酵菌劑進行耦合協同發酵，能有效地消除發酵過程中的反饋抑制和糖或乙醇的產物抑制、提高飼料的蛋白質含量，軟化物料，產生酒香味，改善飼料的適口性，提高生產效率與產品質量。
文檔編號C12N1/14GK1609187SQ20041006565
公開日2005年4月27日 申請日期2004年11月9日 優先權日2004年11月9日
發明者陳育如, 駱躍軍, 李雪梅 申請人:南京師范大學