微生物开发利用

1、第八章微生物资源的再利用传统发酵工业有食品发酵，酒、酱油、醋的酿造，以及酒精、丙酮、丁醇的厌氧发酵等；现代发酵工业有抗菌素、酶制剂、氨基酸、有机酸等产品；近代生物工程产业已有乙肝疫苗和3种干扰素等产品投入生产。微生物被利用其代谢机能后，大量的菌体及残留培养料这类再生的资源，如不能很好地利用，排放于江河湖海，污染了环境，破坏生态。因此，对这些资源进行开发利用十分必要。目前发酵工业主要产品、企业数量、产量、产值等情况见表8-1；主要产晶应用做生物类别企业数/个分布省市总产扯厉t年产值/亿元发酵食品.酱曲霉.细菌，普攻至城遍仪全国妁1000|50油醋，腌菜等醇母乡、乡镇酿酒、酒精（含酵母21503U

2、约1466uo丙瞩、丁醇细菌302?J05抗苗素放线菌、青霉数百25L817维主累细葡、酵毋13120.&约4趙基酸J细菌20027出21核背酸类765U-80爾制刊f曲霉细菌56罚1U.52.2有眦酸曲霉、细菌50207.2酵母酵母35.11.L7细繭1050-70釣U.O25乙肝疲苗干扰索27表8-1目前发酵工业主真产品、企业数量、产盘、产值等情况第一节单细胞蛋白生产单细胞蛋白（singlecellprotein，简称SCP）是指通过工业方法增殖培养单细胞生物，如微型藻类、非病因细菌、酵母菌、担子菌和霉菌等而获得菌体蛋白质。他们可以利用各种基质，如碳水化合物、碳氢化合物、石油副产物、氢气有

3、机废水等，在适宜的培养条件下生产单细胞蛋白。一般单细胞蛋白质的含量达40%80%。单细胞蛋白之所以受国际上的重视，其主要原因如下：1.原料来源广不少工业废水、废渣、农林副产品、泥炭等再生资源均可作为单细胞蛋白的原料，它不与人、畜争粮，可以变废为宝，净化环境。2.微生物繁殖生长速度快在适当的条件下，细菌每0.51.0h可繁殖一代，酵母每24h可繁殖一代，单细胞藻类每36h可繁殖一代。重量倍增之快是动植物所不能比拟的。据试验，在良好的培养条件下，接种500kg酵母，一天后即可生产2500kg饲料酵母，这比500kg体重的高产奶牛，一天生产的乳蛋白还要快2500倍。生产成本低由于原料来源多为废弃物，

4、成本低。按不同企业年生产ltl00%蛋白所需要设投资或固定资产来比较，以肥料为原料生产酵母是0.714万元，而海洋渔业，鸡蛋、养殖业分别是酵母的1.66、1.96、7.73倍。由此可见，生产酵母的投资是最省的。占地面积小不受气候的影响。如生产1万吨蛋白，用酵母生产，有10个200t发酵罐，生产300d即可超额完成，相当于273亩地一年生产的大豆。营养价值高由酵母、真菌、小球藻生产的单细胞蛋白，蛋白质含量高达70%以上，比大豆高1倍。与肉蛋白、鸡蛋蛋白、大豆蛋白相比，单细胞蛋白所含的氨基酸组分齐全，有1820种氨基酸，尤其是谷物中所缺乏的赖氨酸含量较高。此为，维生素的含量也十分丰富，特别是B族维

5、生素多达8种，其中硫胺素、核黄素、泛酸、胆碱、尼克酸含量超过鱼粉510倍每千克酵母类单细胞蛋白可使奶牛的产奶量增加67kg，用含有10%单细胞蛋白饲料养鸡，产量提高21%35%。It单细胞蛋白可节约57t饲料粮，可生产1.5t鸡肉或3万枚鸡蛋。国外以农产品废料和食品工业废水为原料生产单细胞蛋白饲料的主要情况见表8-2。表8-2国外以废料和废水为原料生产单细胞蛋白饲料的主要情况主蜜原料主要应用菌种主要研究单位情呪槪冥亚硫酸废液!产肮假丝酵母芬兰Thmpella公司年产1TH纤维履废草、废料绿色木霉、康氏美)Mii3ouxi大学20世纪60年代初木霉幵始生产酶制剂畜类及垫草等废物高温放线菌（美）通

6、用电业公司进行中试蔗渣米曲霉（九炉.危地马拉ICAITI进行固体发酵rjry.i)乳清i酵母菌德国Waldhof己有30多年的生产历史酒梢裁協废液酵母羁醉母第一次大战巳生产角豆树豆废水质丝狀菌M11塞浦路斯岛T血进行中试和动物词Asp.niger和Lyle公司1养试验全国单细胞蛋白（酵母）年产量近3万t,多用于医药，面包生产和饲料。所用原料主要包括酒精废液、淀粉水解液、糖蜜。木材水解液，纸浆废液、石油、天然气等。菌种主要为酵母菌和霉菌。白地霉是一种类似酵母的地霉属真菌，繁殖速度快，能利用多种碳源。细胞体积较大，比较容易分离回收，而且菌体含蛋白质50%以上，氨基酸液相当丰富。现在全国有扬州机米长

7、、南京发酵厂等十几家工厂生产白地霉粉用于医药和饲料，最高产量700t/年，所得饲料蛋白用于养猪、养牛，都收到了良好的效果。利用工业废液培养热带假丝酵母生产单细胞蛋白在国内更为常见。一、作为蛋白质资源的微生物1.藻类及担子菌一般来说，培养藻类的技术要求有以下几个方面：（1）培养方法采样开发系统，即培养物的表面须同周围的环境接触。（2）细胞密度和光照强度的关系在细胞密度较低的情况下，光照的强弱直接影响藻类细胞的生长速度。但当光强度达到一定程度以后，细胞的生长则主要受细胞密度的影响。当细胞密度控制在一定范围内时，细胞的总体生长量岁细胞密度的增加而增加，一旦超出了这个范围，细胞的生长速度就会因细胞之间

8、相互遮挡阳光而降低。（3）培养池的几何结构为了提高生产效率，藻类必须吸收充足的、强度适中的、（即不至造成光和氧化）的阳光。因此要求培养池的表面积与体积的比率要高，在培养时还要经常搅动。为了更多地吸收阳光，培养池可有2%3%的坡度，以便增加循环，防止细胞沉淀。（4）CO2的供应利用废气或发酵过程产生的CO2,应以计算好的速度注入培养池，以保证藻类的正常生长。但在培养池内，由于CO2首先被最表层的藻类代谢所消耗。因此不能避免的存在浓度梯度。（5）分离方法分离可以分为三个主要步骤：即初级分离，次级分离（脱水）和第三级分离（干燥）。初级分离有过滤法，离心法和絮凝法。其中絮凝法是以渗滤明矾，石灰或有机阳

9、离子为絮凝剂。使藻类悬浮物絮凝。次级分离使用离心法和重力过滤法，但最好的方法是砂床过滤，这种方法把脱水和干燥两个步骤结合在一起。第三级分离是通过机械（滚筒）干燥法或日晒干燥法将分离的浆液进行干燥。其中砂床干燥是用7.612.7cm厚的开放式砂坑直接对离子进行干燥，比较简单。但由于干燥速度较慢，藻体接触的时间较长，维生素会受到破坏。总之，单细胞的藻类是唯一能利用阳光进行光合作用而合成蛋白质的微生物。它们可以将CO2作为唯一碳源，无需大量的有机物，因此，利用藻类生产蛋白质比利用其他微生物更优越，但实际上藻类生长所要求的环境条件比其他微生物更复杂，费用更高。2.酵母菌及细菌酵母菌和细菌的特点是个体很

10、小，生长速率比藻类和霉菌高得多。酵母菌和细菌含蛋白质50%80%，其氨基酸组成同动物蛋白相当。这类菌体蛋白质的生产不需要很多的场地，可以在罐内长年不分昼夜的进行立体工业化生产。更为优越的是可以利用糖蜜、纸浆废液、木材糖化液、烃类等廉价原料高收率的进行生产。发酵生产氨基酸、核糖及其他食品时，回收产物后菌体不应当放弃。随着发酵工业向更大规模化发展，如果在回收产物后对大量菌体进行有效的处理，就可以避免公害。同时可回收宝贵的蛋白质，这是很有意义的，目前，已用这种菌体蛋白质来强化饲料。在工业生产中，作为蛋白质资源的微生物菌体，一般来说，细菌的生长速度快，蛋白质含量高，除了糖类外还能利用很多多种烃类作原料

11、，在这方面比酵母菌更优越，但因细菌成分蛋白质外比较多样，并且有可能含有毒性物质，分离的蛋白质也不如酵母菌容易消化，故目前普遍采用酵母。二、由糖类原料生产酵母菌菌体蛋白生产药用干酵母的菌种有三种：酵母克啤酒酵母菌(Saccharomycescerevisiae)、葡萄汁酵母菌(SaccaromyesUvarumbeijerinck)、隐球酵母科产朊假丝酵母菌(Candidautilis)。生产鲜酵母一般都采用啤酒酵母菌，因该菌悬浮在液体中，称上面酵母，同时该菌发酵能力好，又称面包酵母。此为，现有热带假丝酵母菌(Candidatropicalis)用于饲料酵母生产。最广泛用于生产作为蛋白质资源的酵

12、母是假丝酵母，普遍采用无孢子的产朊假丝酵母(Candidautilis)该酵母培养10h左右就能繁殖到种子菌体量的15倍，而且分离得到的菌体营养价值高，作为食品的味道好。产朊假丝酵母的细胞比较小，从培养液中分离稍有困难，采用其改良株产朊假丝酵母大细胞变种(Candidautilisvar.mayor)，可以克服这一缺点。酵母发酵主要是依靠酶的作用。酵母中主要成分是蛋白质，由糖生成蛋白质的反应可分为两步。第一步是由六碳糖变为二碳糖原子化合物，第二步是由二碳糖原子化合物变为蛋白质和脂肪，化学反应可简写为：+H-2CH3CH()t210+2112()6CH3CHO+3NH54.5O_G2H20N3Q

13、+6.5HJ)或直接写成：三、利用酒精废水生产饲料酵母酒精废水是酒精蒸馏塔排出的废水，一般每年生产It酒精可产生1015t废水。这些废水中含有大量的COD、BOD，这些废水排入江湖，严重地污染水质，使水质溶氧量降低，引起鱼虾窒息死亡，生态平衡遭到破坏，严重地影响环境保护，然而这些废液不含金属离子和有毒的物质，是生产饲料酵母的好原料。现将江西南昌酒厂的酒精废水分析，以大米为原料的酒精废水中COD为918410016mg/L，BOD为1085014000mg/L，固形物26360mg/L，PH3.84.2，酒精1%以下(详见表8-3)。而国家规定的排放标准为：COD级种子二级种子I味精废液-呻和一

14、配料发讎菌体分烘干一饲料酵母菌种热带假丝酵母(Candidatropicalis)发酵条件将味精废液打入中和罐，加工业碱调pH3.54.5废氨水。如残糖高于0.5%可适当多加些废氨水，然后打入发酵罐。接种量10%。罐温3032弋，通风量1:1,发酵培养1418h。如采用流加味精废液工艺,10t发酵罐加4t配好培养液，然后逐渐流加至7t，发酵1215h，直至酵母产量最大，终止发酵，放罐。(3)菌体分离与干燥采用D-424酵母分离机，分离出热带假丝酵母和原谷氨酸菌体，然后于80弋烘房干燥，或滚筒干燥机干燥，粉碎，即为成品。干菌体产率815.9g/L。(二)产品及应用经过对多批产品进行分析，水分3%

15、6%，粗蛋白57%70%，灰分4%8%，总磷1.03%，纤维素0.49%，粗脂肪0.32%，并含有钾0.6%、钙0.14%、铁0.11%、钠0.14%镁0.16%,以及锌、硒、铜、锰等微量元素，还含有维生素A、微生物B1、维生素B2和胡萝卜素。由产品分析可见，用味精废液生产的1321饲料酵母，其营养成分丰富，可交替鱼粉用于猪、鸡等饲料添加剂。(二)发酵前后味精废液的变化味精废液经过发酵生产饲料酵母，总氮和还原糖分别降低50%和60%左右，C0D去除率70%左右。结果证明，不仅再利用了废液中营养物质，生产出优质饲料酵母，而且可大大减轻废液对环境的危害。六、利用柠檬酸废液生产酵母粉据原无锡轻工业学

16、院金其荣等报道，利用柠檬酸废液可生产酵母粉，其工业流程为：柠檬酸废液r中和1过滤r发酵r离心分离r滚筒干燥f酵母粉发酵培养基：柠檬酸中和废液添加0.7%尿素和0.1%KHP0,pH3.5。菌种为C-1120。24发酵中利用L15/0.5罗茨鼓风机通风培养。通风量前期1:0.5，中期1:0.9，后期1:0.7(体积比)，温度3133C。发酵结束，采用D-424高速酵母分离机离心，获得酵母泥，经滚筒干燥机干燥，粉碎即得到酵母粉，产品对发酵液回收率为0.96%。经过发酵，废液pH上升为6.06.5，COD下降50%以上。柠檬酸废液生产酵母产品质量达原轻工业部标准(QB596-82)，色泽淡黄，水分1

17、%4%,蛋白质48%，灰分10%。其中卫生指标和气味均合格。产品用于抗菌素发酵生产及饲料添加剂等。第二节发酵废渣的利用一、啤酒渣的利用啤酒渣占啤酒废料的80%以上，目前大多作低价饲料、肥料出售，因其含水分高，不能久放，极易霉烂、造成资源浪费。四川农业大学梁如玉等利用纤维酶在适应的条件下水酒啤酒糟中的不溶性纤维，然后将酶解所得的还原糖用于培养酵母提取麦角固醇，残渣含有菌体蛋白，提高了营养价值，将大大地提高经济效益和社会效益。啤酒糟的成分见表8-10表8-10啤酒糟的成分单位：%质量分数水分纤维素半纤维素淀粉粗蛋白质粗脂肪可溶性糖木质素灰分8017.124.12.519.18.43.511.73.

18、61.产酶菌株：里斯木酶(Trichodermareesi)生产菌体蛋白饲料的菌株：产朊假丝酵母(Candidautilis)、热带假丝酵母(Candidatropicalis)酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)2培养基啤酒糟粉3g，麦麸7g，豆饼粉0.6g，10%(NH4)SO4溶液1.2ml，金属盐溶液1ml，料水比1:2，PH6.0。3工艺流程熬駕f丽三角瓶培养低温烘干A丽亠曲粉r过滤4操作要点纤维曲酶的制备将里斯木酶斜面抱子接种于三角瓶中培养，28C培养96h成曲，成曲置于380C下低温烘干、粉碎成曲粉备用。啤酒糟的预处理啤酒糟经压榨、烘干后粉碎，加入0.1%0

19、.25%的硫酸进行酸解12h，中和至PH4.85，过滤，弃去滤液，于滤渣中加入PH4.85柠檬酸液，煮沸灭菌。酶解冷却后加入预先做好的纤维素酶，按1:10加入，酶浓度为100ugg震荡酶解12h后，过滤。滤渣加入产朊假丝酵母等进行培养，啤酒糟含蛋白质28.4%，酵母菌数7080*108个g。二、木糖渣的利用乳酸是重要的有机酸，在视频、医药方面有着广泛的用途，发酵工业上常用的淀粉或葡萄糖的原料为粮食，成本较高。木糖渣是木糖加工的废弃物，浙江大学生物化工研究所以木糖渣的酶解液为原料，用海藻酸钠凝胶固定米根霉的方法进行了L-乳酸的发酵研究。1.菌种及原料米根霉(Rhizopusoryzae)NRRL

20、395，PDA斜面保存。米根霉菌丝增值培养基：葡萄糖13%；尿素0.%，KH2PO40.02%，MGSO40.02%，ZNS04.H200.005%；米根霉发酵培养基：糖的加入量随发酵条件而改变，尿素加量为0.1%，其他无机盐添加量同增值及。发酵培养基的ph用碳酸钙加以控制。纤维曲酶：由里氏木霉(Trichodermareesei)固定发酵而成，酶活力(FPA)为85IUg。纤维二糖酶曲：由黑曲霉(Aspergillusniger)固定发酵而成，纤维二糖酶活力为380IUg。木糖酶渣：来自河北省，其成分为：纤维素50.7%，半纤维素7.5%，木质素22.3%，其他12.1%。2工艺流程3.操作

21、要点(1)酶解液制备称取200g木糖渣加入BIOSTATE发酵罐中，加入1.8L0.05mol/L的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液(pH4.8)。灭菌后，按每克底物1015FPA单位加入纤维素酶曲，另加入纤维素酶量十分之一的纤维二糖酶曲，于50弋缓慢搅拌46h。抽滤收集酶解液，加入米根霉发酵所需的无机盐，灭菌后备用。(2)发酵试验在500ml摇瓶中加入100ml含聚氨酯泡沫的菌丝增殖培养基，接入3ml抱子悬浮液(抱子浓度：106/ml);将两个摇瓶放在35弋，160r/min的恒温振荡器中进行乳酸发酵。固定化菌丝发酵因存在孢子的萌发过程，所以发酵前期乳酸产量很少，总的发酵期较长，乳酸产量相对较低。(3

22、)米根霉菌丝的固定化在500ml摇瓶中加入米根霉增殖培养基100ml，加入定量的聚氨酯泡沫载体，灭菌后加入米根霉抱子，于30弋，150r/min条件下吸附培养。培养初期，部分菌丝游离分散在培养基中，约30h后菌丝几乎全部附着在载体上，载体由最初的半透明状态变为白色。培养基的pH随着菌丝的生长和乳酸的产生而逐步下降当pH降到3.0时，菌丝几乎停止生长，加入碳酸钙中和产生的乳酸，可使菌丝继续生长。从聚氨酯泡沫吸附和海藻酸钙包埋法固定下化米根霉的比较，聚氨酯固定化米根霉因载体用量少，与海藻酸钙包埋法比较，固定化成本低，固定化形成的菌丝球内部空隙率较高，菌丝球内传质较好流动状态较好。三、抗菌素发酵菌渣

23、的利用抗菌素发酵菌渣的再生资源抗菌素工业是我们现代发酵工业的主体，主要品种有青霉素、链霉素、四环素、土霉素、庆大霉素、金霉素、红霉素、卡拉霉素和洁霉素等80余个品种。抗菌素发酵的主要原料大都是玉米粉、豆饼粉、葡萄糖、淀粉等。通过发酵，微生物繁殖代谢，不仅产生各种抗菌素，而且形成大量菌丝体，同时还残余一些未充分利用的原料，即菌渣含有菌丝体和残余原料。抗菌素发酵军渣的营养价值抗菌素发酵菌渣，营养丰富，含有粗蛋白、脂肪、粗纤维、磷、钙、灰分和无氮浸出物等，并残留微量抗菌素，见表8-11，蛋白质具有人体必需的氨基酸，见表8-12。抗菌素发酵菌渣的营养成分单位：（质量分数）名称粗蛋白粗纤维粗脂肪磷钙灰分

24、y青霉素菌渣43.724.871.901.071.287.36链黨素菌渣44.914.40o.600.676.90112.99土霉素菌渣48.901.941.300.455.7211.30四环素菌渣50.201.855.500.173.679.901洁礙素菌渣38.557.973.80().645.7216.74卡那每素菌渣36.962.6211表8-11无更；干物质抗茵索效价935631.90|94.8470030.7690()027.35I94.8|2800072089.6826.60I95.73-12抗菌蛊发龄菌渣氨基酸分析结弟議位；喘质量分数氨蔓战、X肯需康凿渣；tt标羸曙曲四帀帝茴濟

25、天门粤氮檢3网2.剜3.786jZ.822.(105苏亂应2.123再旃2E1.fi7JJL155209吕1.2942：0341間U,7?6557G2-X.G235.7634JJZ51益曲甘粗飯.M592.2572.3501665L16I丙氨酸2655上632”时2.6912.080胱氨戕09660.J690.616C520O.+58领氨战2hB725.2474.711.2462,413U601D4碍1.15110.5060皿异鳧粗味23W14722-300LI閲0,952亮氮酸2亦1.74737532,%6|1.删nsMKL359-7,(1351,6521120.999荒何如戦1,8211.

26、&31L3631.230094a輸抵阪2.0G51.2701.M61.Ibl(1,E24组鹽腹0.%&0.S640.7660,94!0.4272.375276241972,7532482触槪L851i.&76L3L31.6281阿rft3K,3SS.549川獗32J.33.抗菌素发酵液作为饲料抗菌素发酵菌渣，作为一种再生资源，从营养分析看，很适合作为饲料添加剂。实际上，由于饲料养养畜禽效果好，药厂周围的农民早已自发地利用。据农民反映，饲料里添加菌渣，喂鸡，猪，生长加快，疾病减少。但是，从河北省2的调查情况来看，由于没有形成商品，大部分菌渣都被废弃，其中青霉素菌渣大约利用1/6.土霉素菌渣利用率

27、最高，有的还制成添加剂出口。我国用抗菌素菌渣制成添加剂饲料已经进行了大量试验。上海第三制药厂四环素菌渣职场饲料添加剂，在上海市郊区推广后促进了养猪，养鸡业的发展，大连市饲料研究所对大连制药厂的抗菌素菌渣进行了一系列饲料试验。实验表明，加青霉素菌渣5%，仔虾成活率提高40%，且对其生长影响不大；加红霉素菌渣0.3%0.5%，猪增重2%7%.国外在畜牧鱼饲养上已广泛应用抗菌素饲料添加剂，并取得显著的经济效益。据报道，美国有90%全价饲料中含有抗菌素。20世纪70年代，全世界生产的抗菌素饲料添加剂达6000t，其中以杆菌肽和盐霉素为主，抗菌素添加剂的作用一是促进生长，而是防治疾病。四利用柠檬酸废渣生

28、产果胶酶果胶酶是分解果胶质的多种酶的总称，可以分为两大类：解聚酶和皂化酶或果胶酯酶。能生产果胶酶的微生物很多，但在工业生产中常采用真菌，主要有曲霉，青霉，核盘霉，葡萄抱酶等。工业生产上常常利用柠檬酸发酵副产物-黑曲霉丝体提取果胶酶，其工艺流程如下：柠檬酸发酵液f压滤T粗酶一烘干一粉碎一包装成品果胶酶常用于果汁加工，橘子脱囊衣，葡萄酒生产，麻料脱胶等。五白酒糟和黄酒糟的利用（一）白酒糟白酒糟为固体，是发酵，蒸馏白酒后剩余的渣子，除含有酵母菌及未利用的粮食外，还含有大量稻壳。艺流程操作要点酒槽通过稻壳震荡分离机分离后，稻壳课重新利用新酒的蒸馏等，以加强通气，疏松。分离后的残料，其中还含有一些营养物

29、质及微生物蛋白菌体，可利用：经过烘干直接作饲料；配入新料，进行酿酒；加适量的麦麸，水等，接种根霉，曲霉和酵母等饲料酵母，控温3032。C进行通风发酵，增加饲料的蛋白含量，再经烘干，粉碎后得到饲料。此饲料可达粗脂肪7.4%，粗蛋白24%以上。（二）黄酒酒糟的利用黄酒糟还有大量活性的酵母细胞和酶，还有残余的带奶粉和糖分，香气芬芳，其综合利用的途径有：1.制糟烧酒将黄酒糟再进行糖化，发酵，蒸馏，可得到香气浓郁，口味醇净的白酒，俗称槽烧酒。一般100kg黄酒糟，经过两次发酵，可蒸馏得到酒精含量为50%的槽烧酒2040kg。工艺流程操作要点传统的糟烧酒都是采用固态发酵生产，为了使淀粉充分转化为酒精，经第

30、一次固态发酵后的糟也可采用液态法进行发酵，制取，以提高出酒率。经榨出来的黄酒糟，轧碎后，呈现酥松状，投入大缸踩紧后密封，让残存的淀粉酶和酵母菌在厌氧的条件下进行固态酒精发酵一个月，然后加入预先清蒸的稻壳，上甄蒸酒，得头吊糟烧酒。再将头吊得到的酒精，加曲，加酵母，蒸馏得到复制糟烧酒。水解蛋白大米在酿造过程中，只是采用了其中的糖分，其余的蛋白质却没有被利用。黄酒糟含有大量的蛋白质，以黄酒糟作为原料，通过蛋白酶水解可以做成易被人体吸收的水解蛋白。水解蛋白又是保健品的好原料。香糟工艺流程操作要点将新鲜酒糟，拌入预先炒热的麦麸15%20%及香料（茴香，花椒，陈皮，肉桂，丁香等）2%3%，装入瓦坛，压实密

31、封，经过数月至一年发酵，制成香味浓郁的香糟。香糟可加工和保藏食品，用其加工肉，鱼，鸭，蛋等食品或烹饪调味，风味更佳鲜美。4，香醇香醇是将新鲜黄酒糟打碎成0.5lcm的颗粒，加入少量麦曲或橘皮，丁香，花椒等香料，也可加入生香酵母或己酸菌发酵液，混合拌匀后装入缸中，用少量白酒淋盖，密封发酵三个月以上，取出用做白酒串香。5,。饲料及其他黄酒经头吊糟烧后，糟的营养价值进一步提高，由于发酵，酵母细胞的繁殖又使酒精的蛋白质提高，为此，它是家畜，家禽，鱼类的优良饲料，复制烧糟后酒糟仍可作饲料。利用黄酒糟还可做醋，培养菌体蛋白等。第三节酵母的开发利用1996年，我国年产啤酒约为1600万t，按每年生产It啤酒

32、可回收l1.5kg计，一年能回收酵母2万多t。我国啤酒厂得废酵母都没有回收利用，而是排入江河，任其污染环境。啤酒生产过程中的副产品如表8-13所示。在啤酒酵母细胞中，水占75%85%，干物质占15%25%。在干物质中蛋白质为45%55%，脂肪3%7%，只要是磷脂，固醇和不饱和脂肪酸，核酸约占6%，以及灰分约占8%，,和大量糖类（30%）。因酵母含有大量蛋白质和维生素（表8-14），所以可加工成优质饲料。用饲料酵母喂养出勤可促进生长和改善肉的质量，喂貂可改善毛皮质量，养蚕可增加产丝量。酵母蛋白富含多种氨基酸，包括人体必需的8种氨基酸，蛋白质含量是羊肉的23倍，猪肉的34倍，蛋类的5倍，营养价值高

33、，且易吸收，所以又是人的食品的理想原料啤酒发酵结束，沉淀于下面的酵母泥，一般连续使用三五代后就不能再利用。用酵母离心机可得到回收，啤酒废酵母的量很大。酵母可用来提取制备凝血质，谷胱甘肽，卵磷脂以及辅酶A等医药。凝血质适用于各种内外科及妇产科手术，和治疗胃，痔，癌及鼻出血。卵磷脂对冠状动脉粥样硬化及神经衰弱有一定疗效。辅酶A临床上可用于防治动脉硬化，白血球减少和慢性脉管炎等症。有关辅酶A等在上面的章节已经阐述，不在重复。其次，酵母还可以用于作为饲料酵母，食品添加剂，以及提取医药和酵母精等，用途很广。酵母自溶可生产酵母精。酵母精是一种富含氨基酸，维生素及某些特殊生长因子的复合物，具有营养，调味，辅

34、助医疗三大功效，可广泛用于微生物，动物细胞培养及有关领域。利用啤酒废酵母生产酵母精，得率为30%(以干酵母计)。一个年产2万t啤酒的工厂，投资10万元左右可回收废酵母2030t，生产酵母精约10t。一利用啤酒酵母生产酵母精1工艺流程2主要设备酵母洗涤槽，酵母分离机，自溶罐，喷雾干燥机等。自溶罐可用搪瓷夹层罐，罐内装搅拌器，搅拌速度60r/min左右。3操作要点(1)洗涤把酵母泥倒入洗涤槽，加水反复洗涤，至完全不带有发酵液及酒花味。最后，将沉淀的酵母从洗涤槽底部出口放出，通过酵母离心机分离浓缩，板框压滤，转入自溶罐。(2)自溶纯酵母加入适量水，不超过酵母重0.5%的甲苯及0.1%氯化钠。开搅拌器

35、，升温50C，搅拌自溶1h，再加水，总加水来那个不超过酵母重量。继续保温自溶。间断进行搅拌，10h取样分析自溶中氨基酸浓度，自溶至氨基酸浓度不再增加为止。然后升温煮沸5min,进行分离，收集上清液。渣子烘干可作饲料。二从酵母重提取谷胱甘肽谷胱甘肽(Glutathione，GSH)是由谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物，化学名为YL谷氨酸一L半胱氨酸一甘氨酸。谷胱甘肽分子中含有一个活泼的巯基（一SH）,易被氧化脱氧，两分子的GSH是氢后转变为氧化型谷胱甘肽（Oxidizedformglutathione,GSSG），在生物体内起重要生理功能作用的还是还原型谷胱甘肽，GSSG还需

36、还原成GSH才有生理活性。GSH的相对分子质量为307.33，熔点189193C（分解），晶体呈无色透明细长柱状，其等电点为5.93.GSH广泛存在于动，植物中，在面包酵母，小麦胚芽和动物肝脏中的含量极高，达1001000mg/100g,在人和动物的血液含量也较丰富，如人含1015mg/100g，鸡血中含5875mg/100g，猪血中含1015mg/100g，狗血含1422mg/100g.许多蔬菜，薯类和鼓舞中也含有GSH（表815）。总的来说，目前GSH的制备方法有溶剂萃取法，酶法，发酵法和化学合成法四种萃取法和酶法大多以小麦胚也为原料，通过添加适当溶剂或结合淀粉酶，蛋白酶处理，再经过离心，

37、分离和精制而成。通过生物技术途径制备谷胱甘肽有两种方法，一种是选育富含GSH的高产量酵母菌株，再经过分离提取制得，其工艺流程为：另一种方法是通过培养富含GSH的绿藻，再与酵母相似的方法提取。三用废啤酒酵母制备碱不溶性葡聚糖酵母壁从外向内分三层，分别为甘露聚糖，蛋白质，葡聚糖。葡聚糖是由葡萄糖组成的均一多糖。酵母细胞壁含有碱不溶性，酸溶性，碱溶性三种葡聚糖。他们的分子量，分枝程度因不同的制备方法不同而不同。碱不溶性葡聚糖是高度分枝的P（13）D葡聚糖，重合度（DP）14501500，有3%的p（16）链间连接，酵母p（13）D葡聚糖能增加哺乳动物免疫活力，有抗癌，抗细菌，抗病毒，降低血脂等功能，

38、同时还有保湿，成膜，无刺激等特点，广泛用于医药，食品，化妆品等行业，赵光远，殷蔚申，吴小荣的研究方法如下：1.试验方法（！）碱法废酵母泥加水稀释，过筛去酒花等杂质，用小苏打溶液洗涤一次，再用蒸馏水洗涤，用3%NaOH处理已经前处理的酵母，离心，沉淀物处理两次，再用盐酸处理沉淀物，离心，沉淀物用乙醇处理，乙醚脱水，75C干燥得制品。（2）酶碱法用蛋白质处理经过前处理酵母，离心，沉淀物经碱处理一次，进一步处理同碱法。酶一碱法制备P（13）D葡聚糖的红外光谱见图84.2.产品特性（见表816）。从上表可以看出，两种犯法的特性相差不大。酶一碱法用碱量少，可减少对环境的污染。四滚筒干燥法生产蛋白饲料在用

39、粮食为原料的酒精加工厂中，发酵成熟醪液通过蒸馏塔后，不溶性的杂志就与酒精分离，在醪塔的底部排出，称之为废渣或酒糟，其中一般还有5%7%的干物质，含有丰富的酵母，不溶性糖及各种杂质，是一种很好的蛋白饲料。采用简单的工艺可以制取。工艺流程操作要点酵母泥经过搅拌加热后可直接用滚筒干燥，粉碎后成为蛋白饲料添加剂，因为酵母泥含水量高，在滚筒机上可成为一薄层，不用浓缩，直接干燥成薄片，经过粉碎，成为酵母蛋白，可添加到各种饲料中去。如将酵母泥，糖化废麦糟，经过酒后的废硅藻土分别压滤，干燥，再加上制麦所得的废麦根进行粉碎，可得混合颗粒饲料。五生产酵母浸膏酵母浸膏在制药，生化工程，科研等方面有着广泛的用途，其营

40、养全面，丰富，易于吸收。工艺流程酵母泥通过洗涤，除杂，去味，调味，调pH后离心，浓缩即得酵母浸膏。六生产调味品酵母中含有很多呈味物质，是生产调味品的好原料。工艺流程用酵母泥生产的调味品，富含多种氨基酸，肽，呈味苷酸，维生素，多种微量元素。第四节核酸类物质的提取和生产核酸(Nucleicacid)由一定序列的核苷酸(Nucleotides)组成。核酸有核糖核酸(RNA)及脱氧核糖核酸(DNA)两类。RNA及DNA存在于细胞质和细胞核中，在微生物菌体中含有丰富的核酸资源，如啤酒酵母、纸浆酵母、石油酵母、面包酵母、白地霉、多种抗菌素的菌丝体青霉素，制霉菌等菌体。核酸可由上述微生物提取，也可通过微生物

41、培养生产。利用微生物生产核苷酸类物质的方法主要有三种：分解法，即先利用微生物培养积累核苷酸或脱氧核糖核酸类物质。添加前体法，利用核苷酸生物合成的补救途径，通过添加前体物来发酵生产核苷酸。直接发酵法，根据代谢控制原理，通过选育遗传性突变株，以葡萄糖为原料，直接发酵生产核苷酸。一、从微生物中提取RNA1菌体内RNA的含量受培养基组成的影响通常在细菌中RNA占5%25%，在酵母中占2.7%15%，在霉菌中占0.7%28%，面包酵母含RNA4.1%7.2%。在菌体内RNA含量的变化受培养基组成影响，其中关键是氨离子浓度和磷酸盐浓度。培养酵母菌体收率高，易于提取RNA，在工业上主要有RNA生产5州亥苷酸

42、。Ag-ata报道，他们测定了500株酵母菌在最佳培养条件下RNA的含量，发酵培养18hRNA含量3.5%9.2%，培养42h含2.3%5.8%，很显然在许多酵母中，早期细胞中的RNA含量高，其确切数值取决于碳、氮比例和培养基组成等。当用醋酸培养假丝酵母时，在培养基中加入10%50%的葡萄糖，可较显著地提高菌体RNA含量(表8-17)：用5%三氯乙酸，100C水解适量菌体15min，然后用光谱法测定其中嘌呤、嘧啶碱基总值，并以此计算出RNA含量。表8-18即为某些发酵生产用菌株RNA含量。表8-19为某些抗菌素生产的RNA含量。表8-20为氯化钾敏感株不同碳源菌体RNA含量。2高RNA含量酵母

43、菌株的筛选可以从自然界筛选RNA含量高的酵母菌株，也可用诱变育种的方法提高酵母菌RNA含量。铃木庸介筛选到一株野生型酵母，它以糖蜜为碳源，最适温度30C,最适pH4.5，菌体RNA含量16%，菌体的粗蛋白质达65%。秋山峻一将一株解脂假丝酵母经亚硝酸基胍（NTG）处理获得一株对氯化钾敏感的异变株，用醋酸为碳源，RNA含量高达17.8%。在高含量RNA的菌株中，经较系统地筛选发现解脂假丝酵母和青酒酵母属RNA含量普遍较高。如上海市工业微生物研究所用诱变育种的方法选育到一株假丝酵母RNA含量10%15%（RNA/干菌体），干菌体收率0.010.015g/mL。中科院有机化学研究所用亚硝基胍诱变热带

44、假丝酵母，得到一株诱变菌RNA含量达14%。3高含量RNA酵母提取RNA的工艺流程4用工业废水培养高含量RNA酵母使用工业废水培养高含量RNA酵母不仅可以减少公害，而且节约培养酵母发酵所需粮食。一般味精生产废水含有还原糖0.7%、总糖1.2%、总氮0.2%总磷0.5%、无机盐0.1%0.2%，这些成分基本上可供酵母生长，如使用高含量RNA酵母菌在味精废液中驯化培养，发酵24h菌体收率1%1.5%（W/V）,RNA含量8%10%。5啤酒酵母提取RNA实例啤酒酵母是提取RNA的很好的资源。取100g压榨啤酒酵母（含水分70%），加入230mL含NaOH3g的水，20C以下缓慢搅拌30min，用6m

45、ol/LHCl调至pH7，搅拌15min，离心得清液155mL。冷至10C以下，6mol/LHCl调至pH2.5，置冷过夜得RNA1.8g（纯度80%）。DNA尚可从冷冻鱼精及动物的内脏中提取。二、酶法降解制备核苷酸核苷酸可从DNA或RNA经酶或化学降解的方法制备，也可以选育某种特定遗传性状的菌种经发酵法生产，从核苷经化学方法磷酸化生产核苷酸（即半合成法）也是工业生产的主要途径之一。酶解法制备脱氧核苷酸工艺流程桔青霉或熄曲霉液体培养2d，发酵液经压滤、除菌体，得到酶液，酶液与从鱼精提取的DNA混合，调pH，使DNA进一步降解，降解吸附于氯型阴离子交换树脂，分步进行洗脱，得脱氧胞甘酸（dCMP）

46、、脱氧腺甘酸（dAMP）、脱氧胸苷酸（dTMP）、脱氧鸟苷酸（dGMP）。脱氧核苷酸的理化性能见表8-21酶解法制备单核苷酸单核苷酸在工业上已获得广泛应用，其中腺苷酸（AMP）用于生产ATP,辅酶A、辅酶I、35-环腺苷酸和阿糖腺苷。胞苷酸（CMP）用于生产胞二磷胆碱、阿糖胞苷、聚肌胞，尿苷酸用于生产5-氟尿嘧啶脱氧核苷、阿糖腺苷，鸟苷酸钠（GMP）是食品增鲜剂，也是抗病毒药物三氮唑核苷、无环鸟嘌呤的原料。我国从20世纪60年代开始使用核酸酶P1降解核糖核酸生产单核苷酸，日本年产呈味核苷酸（肌苷酸和鸟苷酸）3000t，其中60%是使用酶解法生产的。酶解法生产5-单核苷酸工艺流程图见图8-5。双

47、酶法生产肌苷酸和鸟苷酸呈味核苷酸的主要品种是肌苷酸和鸟苷酸钠，商品名称为（I+G）,用核酸酶P1降解RNA可获得GMP和AMP，其中AMP经脱氧生成IMP。双酶法生产（I+G）工艺流程图含有（I+G）的酶解液应用阳离子树脂交换吸附，树脂柱H:D=2.53:1,单核苷酸上柱量为5%，用无离子水洗脱，（I+G）集中在同一洗脱区段内，与UMP，CMP及各类核苷分开，含（I+G）的洗脱液，经薄膜浓缩，冷却后，可以获得在水中结晶的（I+G）产品。4磷酸二酯酶在合适的条件下降解细胞内的RNA可产生5-核苷酸。在国内用谷氨酸产生菌体自溶法生产5-核苷酸。菌体自溶法生产核苷酸工艺流程自溶工艺概要配制含纯碱0.

48、2%，小苏打0.1%的pH10水溶液，将溶液加热至70工左右，在搅拌情况下缓慢加入谷氨酸湿菌体达3%,65C保湿30min，加732强酸性阳离子树脂控制pH4.5，停止搅拌让树脂沉淀，取上层含菌体的溶液，加盐酸调pH3.5,冷处静置1h沉降菌体，上清液含5-核苷酸，用离子交换树脂层板分离（方法同前述酶解法）。自溶法可以综合利用味精厂的废弃菌体，但自溶所产生的5-核苷酸浓度较低，一般仅达到0.6mg/mL,总收率较低。5.碱水解法生产2，3-混合核苷酸用酶解法降解RNA得到的是5-核苷酸，对于生产呈味核苷酸必须是5-端带有磷酸基团的5-IMP和5-GMP。此外，还可利用RNA结构中的磷酸二酯键对

49、于碱性条件不稳定的特性，很容易生成2，3-环状磷酸酯，此环状磷酸酯对碱更不稳定，很易加速分解2,3-混合核苷酸。取RNA配成3%3.5%的水溶液，加氢氧化钠达0.3mol/L浓度，升温到38C,保温1620h，用6mol/L盐酸中和至PH7.0,从RNA水解成2,3-核苷酸的降解率达95%以上，将2,3-混合核苷酸制成每片含50100mg的片剂，经临床使用，对非特异性血小板减少症、对白血球减少症、癌症的化疗和放疗后的升白血球均有较好疗效。三、发酵法生产核苷酸肌酐生产菌株的选育肌苷生产菌重点放在选育腺嘌呤缺陷型和黄嘌呤缺陷型双重突变株(Ade-+Xan-)，切断INP到AMP与从IMP到XMP的两条支路代谢，并通过进一步选育抗腺嘌呤、鸟嘌呤结构类似物突变株，源于从遗传上解除正常代谢控制的理想菌株。目前选育出的菌株有枯草芽孢杆菌(Ade-+tyr-+his-)菌株已工业化生产，以葡萄糖为碳源，产肌苷16g/L,转化率20%;枯草芽孢杆菌G3-46-22-6(Ade-+Xan-+dea-+8-AGR)菌株，发酵时加1%次黄嘌呤，肌苷转化率为3.3%，不加次黄嘌呤，肌苷转化率2.2%。枯草芽孢杆菌No.174(Ade-+tyr-+GMP-+red+dea-+8-AGR)菌株，肌苷产量为8g/L。枯草芽抱杆菌AJ3F22(Ade-+lys-+维生