一種醋酸液態發酵快速啟動的方法技術

一種醋酸液態發酵快速啟動的方法，屬于發酵優化和生物工程技術領域。本發明專利技術涉及發酵啟動策略、醋酸菌發酵營養鹽的配比和使用策略、補料策略。步驟為：（1）將乙醇和對數中后期的新鮮種子液混合，接種量為1∶5-1∶20，初始醋酸濃度10-20g/L，初始乙醇濃度40-60g/L，體積為終體積的30%；（2）醋酸含量達30g/L，加1‰-5‰發酵營養鹽，再加15%終體積量的乙醇，體積為終體積的45%；（3）醋酸含量達40g/L，加22%終體積量的乙醇，醋酸濃度下降到27g/L；(4)醋酸含量又達40g/L，加最后33%終體積量的乙醇，補加發酵營養鹽1‰-2.5‰。本發明專利技術設計獨特，滿足醋酸菌發酵的營養需要，縮短發酵啟動周期、改善醋酸質量、提高醋酸產量、降低生產成本，適于大規模推廣應用。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及液醋深層發酵啟動技術，具體是指，屬于發酵優化和生物工程

技術介紹
我國目前食醋的產量，據不完全統計約為300多萬噸(3. 5% HAC)。近20年食醋生產發展較快，每年約以7%的速度增長。人均年消費量也在逐年增長，從1980年的O. 7kg，到 2000年增長為1. 5kg。食醋的用途與功效較多，不僅能夠作為酸性調味品，增進食物風味，而且能夠作為保健品防病治病。此外，可作為食品防腐劑、農業殺蟲劑以及印染工業、化學工業、食品工業、發酵工業的重要原材料。食醋是人們生活中必不可少的調味品，隨著人民生活水平的提高，對健康飲食生活的追求，市場消費結構發生了很大的變化，消費者對食醋的需求逐年增加。醋酸發酵主要分為固態和液態深層發酵兩種，前者主要是作為高檔食醋的生產，后者為目前最主要的發酵方式。醋酸發酵過程當中所遇到的最大的問題就是產物抑制作用，醋酸濃度4% (m/v)對于醋酸桿菌有明顯的抑 制作用，甚至會致醋酸桿菌死亡和自溶。解決這一限制，通常的措施分為菌種選育、發酵在線分割和發酵優化等方法；無論哪種方法目前仍然存在一個關鍵問題，即醋酸發酵啟動時間過長，醋酸桿菌因為初期受到抑制，因此生長很難達到高濃度，其生產強度受到嚴重制約。通常在發酵生產過程中都需要加入一定量的無機離子和營養因子以促進菌體生長；在工業生產中也有高比例應用營養鹽代替醋酸菌培養基的現象。因此，營養鹽的質量好壞不僅影響醋酸菌的發酵產酸能力，對醋酸質量也有很大的影響。但是目前醋酸菌營養鹽技術中大部分以葡萄糖為碳源，再添加一定量的酵母粉或者酵母膏制成，缺少醋酸菌生長所必須的無機離子，存在著性價比低、成分不明確、物化性質不確切、發酵效果不穩定等諸多問題。往往并沒有根據醋酸菌應對酸抵抗中生理機制出發以達到高產醋酸的目的。同時在初始發酵階段，如何能夠避免短時期內積累到一定濃度的醋酸(4%)，從而解除較強的產物抑制，以縮短啟動時間和增加醋酸桿菌的生物量，目前也無較好的發酵策略。針對上述問題，本專利技術所涉及的一種醋酸液態發酵快速啟動方法，較好的解決了醋酸發酵啟動過程中的限制因素，提供了一種高產醋酸的發酵方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服上述現有技術中的缺點，提供一種醋酸液態發酵快速啟動方法，該方法設計獨特，完全滿足醋酸菌發酵啟動的營養需要和解除了產物抑制，可以縮短發酵周期、提供醋酸桿菌生物量、提高醋酸產量，適于大規模推廣應用。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案，包括如下步驟(1)將乙醇和對數中后期的新鮮種子液混合，接種量為1:5-1:20，初始醋酸濃度為 10-20 g/L，初始乙醇濃度為40-60 g/L，控制該步驟混合后的體積為終體積的30%，于30°C 通氣量為O. 25vvm發酵；較佳的接種量為1:8-1:15，初始乙醇濃度為45-55g/L ；所述對數中后期的新鮮種子液為在種子罐中發酵到對數中后期的醋酸發酵液；0D_達到1. 1-1. 3，無菌體沉降，鏡檢無菌體自溶現象；(2)發酵至醋酸含量達到3(^/1時，加入醋酸菌發酵營養鹽1%。-5%。(《八)，再加入15% 終體積量的乙醇，使得本步驟發酵體積達到終體積的45%，于30°C通氣量O. 25vvm發酵；所述醋酸菌發酵營養鹽為本實驗室已公開專利技術專利201010510084. 5經過改良的營養鹽包括以重量百分計26% -27%水解酵母粉，15% -16%檸檬酸銨，44% -45%葡萄糖， 4% -5%磷酸氫二鉀，3% -4%磷酸氫二鈉，5% -6%硫酸鎂；在此基礎上添加了 1%_5% (重量)異戊醇、對羥基苯甲酸、莽草酸、3，3- 二甲基丙烯酸、3-甲基-2- 丁烯-1-醇中的一種； 較佳的添加了異戊醇、對羥基苯甲酸和3-甲基-2- 丁烯-1-醇中的一種；所述的醋酸菌發酵營養鹽，發酵前12小時溶解于水中，制成15%-30% (w/v)濃度的營養鹽溶液，發酵前加入1% (v/v)液態發酵醋，5% (v/v)食用酒精配制成營養鹽溶液加入；(3)發酵至醋酸含量達到40g/L時，加入22%終體積量的乙醇，此時醋酸濃度下降到 27g/L,于3011C通氣量O. 25vvm發酵；乙醇添加時間不得超過IOmin ； (4)發酵至醋酸含量再次達到40g/L時，加入最后33%終體積量的乙醇，補加醋酸菌發酵營養鹽1%。-2. 5%o(w/v),于30°C通氣量O. 25vvm發酵；乙醇添加時間不得超過IOmin ；步驟(3)、(4)中所述的加入乙醇的方法是流加，添加時間不超過lOmin，如發酵體積過大，采用2 — 3個進樣口同時流加；啟動時間為從初始到OD6tltl達到O. 8-1. 0，啟動時間應小于18h。本專利技術的有益效果基于三階段補料結合基于醋酸桿菌生理改良的營養鹽，通過發酵啟動策略優化、醋酸菌發酵營養鹽使用策略和補料策略優化，可以縮短發酵周期、改善醋酸質量、提高醋酸產量、降低生產成本，適于大規模推廣應用。具體實施方式為了能夠更清楚地理解本專利技術的
技術實現思路
，特舉以下實施例詳細說明。實施例1:種子液制備及接種優化1.1種子培養基的配制將葡萄糖和水解酵母粉分別以55g/L和45g/L的含量溶解于去離子水中，調PH6. 5， 121°C 滅菌 20min。1. 2醋酸菌種活化及擴培取斜面保藏的醋酸菌菌種于30°C恒溫培養箱中活化24h，將斜面保藏菌種一滬釀1. 01 (恒順醋業提供)接種一環于50mL種子培養基的250mL三角瓶中，在轉速120r/min，30°C 搖床下振蕩培養24h。活化的醋酸菌逐級擴大培養，經三級擴培后，即為醋酸發酵用種子液。1. 3醋酸發酵接種在配制好的醋酸發酵醪中按照10%比例接入擴培好的醋酸發酵種子液，于30°C、通權利要求1.，其特征在于步驟如下 (1)將乙醇和對數中后期的新鮮種子液混合，接種量為1:5-1:20，初始醋酸濃度為10-20 g/L，初始乙醇濃度為40-60 g/L，控制該步驟混合后的體積為終體積的30%，于30°C、通氣量為0. 25vvm發酵； 所述對數中后期的新鮮種子液為在種子罐中發酵到對數中后期的醋酸發酵液；該醋酸發酵液OD6tltl達到1. 1-1. 3，無菌體沉降，鏡檢無菌體自溶現象； (2)發酵至醋酸含量達到3(^/1時，加入醋酸菌發酵營養鹽1%。-5%。(《八)，再加入15%終體積量的乙醇，使得本步驟發酵體積達到終體積的45%，于30°C通氣量0. 25vvm發酵； 所述醋酸菌發酵營養鹽為本實驗室已公開專利技術專利201010510084. 5經過改良的醋酸菌發酵營養鹽包括以重量百分計26% -27%水解酵母粉，15% -16%檸檬酸銨，44% -45%葡萄糖，4% -5%磷酸氫二鉀，3% -4%磷酸氫二鈉，5% -6%硫酸鎂；在此基礎上加入1%_5%異戊醇、對羥基苯甲酸、莽草酸、3，3-二甲基丙烯酸、3-甲基-2- 丁烯-1-醇中的一種； 所述的醋酸菌發酵營養鹽，發酵前12小時溶解于水中，制成15%-30% (w/v)濃度的營養鹽溶液，發酵前加入1% (v/v)液態發酵醋，5% (v/v)食用酒精配制成營養鹽溶液加入； (3)發酵至醋酸含量達到40g/L時，加入22%終體積量的乙醇，此時醋酸濃度下降到27g/L，于30本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種醋酸液態發酵快速啟動的方法，其特征在于步驟如下：（1）將乙醇和對數中后期的新鮮種子液混合，接種量為1:5?1:20，初始醋酸濃度為10?20?g/L，初始乙醇濃度為40?60?g/L，控制該步驟混合后的體積為終體積的30%，于30℃、通氣量為0.25vvm發酵；所述對數中后期的新鮮種子液為在種子罐中發酵到對數中后期的醋酸發酵液；該醋酸發酵液OD600達到1.1?1.3，無菌體沉降，鏡檢無菌體自溶現象；（2）?發酵至醋酸含量達到30g/L時，加入醋酸菌發酵營養鹽1‰?5‰（w/v），再加入15%終體積量的乙醇，使得本步驟發酵體積達到終體積的45%，于30℃通氣量0.25vvm發酵；所述醋酸菌發酵營養鹽為本實驗室已公開專利技術專利201010510084.5經過改良的醋酸菌發酵營養鹽：包括以重量百分計26％?27％水解酵母粉，15％?16％檸檬酸銨，44％?45％葡萄糖，4％?5％磷酸氫二鉀，3％?4％磷酸氫二鈉，5％?6％硫酸鎂；在此基礎上加入1%?5%異戊醇、對羥基苯甲酸、莽草酸、3,3?二甲基丙烯酸、3?甲基?2?丁烯?1?醇中的一種；所述的醋酸菌發酵營養鹽，發酵前12小時溶解于水中，制成15%?30%（w/v）濃度的營養鹽溶液，發酵前加入1%（v/v）液態發酵醋，5%（v/v）食用酒精配制成營養鹽溶液加入；（3）?發酵至醋酸含量達到40?g/L?時，加入22%終體積量的乙醇，此時醋酸濃度下降到27g/L，于30℃通氣量0.25vvm發酵；（4）?發酵至醋酸含量再次達到40?g/L時，加入最后33%終體積量的乙醇，補加醋酸菌發酵營養鹽1‰?2.5‰（w/v），于30℃通氣量0.25vvm發酵；步驟（3）、（4）中所述的加入乙醇的方法是流加，添加時間不超過10min，如發酵體積過大，采用2－3個進樣口同時流加；啟動時間為：從初始到OD600達到0.8?1.0，啟動時間應小于18h。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏小樂，朱小明，辛瑜，楊海麟，朱美玲，王武，
申請(專利權)人：江南大學，
類型：發明
國別省市：