[发明专利]一种提高丁酸发酵产物收率的方法

说明书

本发明属于丁酸发酵技术领域，具体涉及一种提高丁酸发酵产物收率的方法，在丁酸发酵结束后，通过流加碱液将pH调高至7.0‑8.0，并继续发酵16h，所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钙。以此来提高丁酸发酵液中乳酸、乙酸转化为丁酸的能力和促进发酵液中游离的丁酸结合碱液形成丁酸盐减少在浓缩蒸发时带来的蒸发损失。

技术领域

本发明属于丁酸发酵技术领域，具体涉及一种提高丁酸发酵产物收率的方法。

背景技术

丁酸是反刍动物瘤胃和杂食动物结肠中微生物发酵碳水化合物的产物，具有较强的杀菌作用，被认为是抗生素的潜在替代物。丁酸与抗生素合用可提高疗效，大量实验表明它无毒副作用，广泛应用于医药、功能性保健食品和动物饲料的添加剂。目前丁酸发酵培养仍大都停留在实验室阶段，产物浓度基本在20-40g/L左右，在工业化生产中中存在发酵效率偏低，成本偏高的情况。现有技术中，产丁酸菌为厌氧培养，发酵环境如有氧气存在菌体将不会生长，甚至死亡；另外菌体对生长最佳pH要求严格，若偏离最佳pH则可能得不到目标产物。常见的丁酸菌发酵为三级发酵，发酵过程需要检测葡萄糖、丁酸、乳酸、乙酸，pH，菌浓，等指标。发酵过程根据需要的产品用不同的碱液控制pH，（使用液碱控制pH，则得到丁酸钠；使用氢氧化钙控制pH则得到丁酸钙）。发酵结束经过二效浓缩，得到干物质含量为20-30%的丁酸产品浓缩液，使用压力喷干塔进行喷雾干燥制粒即得到丁酸盐产品。

目前经过工业化生产验证发酵结束在浓缩阶段会有5%左右的丁酸盐损失，喷雾干燥阶段会有5-10%的丁酸盐产品损失，整体提取阶段有10-20%的产品损失，导致收率下降，很大程度上造成产品成本较高的问题，难以在市场上占据优势，影响产品的推广和销售。研究表明在加热过程中会有丁酸盐的损失，主要由于高温高压情况下，游离的有机酸会随着蒸发的水分一起挥发，难于收集。

目前发酵水平仍存在发酵效率偏低，成本偏高的问题，工业化水平不高，产物浓度低，副产物较多，且在发酵到40小时以后产物浓度增加缓慢，底物培养基还未完全耗尽。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术中丁酸盐产品损失高，有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高丁酸发酵产物收率的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种提高丁酸发酵产物收率的方法，在丁酸发酵结束后，通过流加碱液将pH调高至7.0-8.0，并继续发酵16h。

优选的，所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钙。

本发明在丁酸发酵结束通过加碱调高pH至7.0-8.0（现有技术中放罐pH为6.0-6.5）并延长发酵时间16h，以此来提高丁酸发酵液中乳酸、乙酸转化为丁酸的能力和促进发酵液中游离的丁酸结合碱液形成丁酸盐减少在浓缩蒸发时带来的蒸发损失。

有益效果

本发明提供了一种提高丁酸发酵产物收率的方法，本发明种子阶段和发酵放罐前的阶段培养条件和控制工艺均保持不变，通过调整发酵结束后加入氢氧化钙或氢氧化钠，将发酵液的pH由6.0-6.5调节至pH为7.0-8.0，并延长16h的发酵时间，以此来提高丁酸发酵液中乳酸、乙酸转化为丁酸的能力和促进发酵液中游离的丁酸结合碱液形成丁酸盐减少在浓缩蒸发的时带来的蒸发损失。

具体实施方式

本发明提供了一种提高丁酸发酵产物收率的方法，本发明所述方法对种子阶段和发酵放罐前的阶段培养条件和控制工艺均保持不变，仅对在发酵罐结束后，或发酵进行到48h之时，先通过流加氢氧化钙或氢氧化钠碱液将发酵液pH调至7.0-8.0（原技术放罐pH为6.0-6.5）并延长16h的发酵时间，以此来提高丁酸发酵液中乳酸、乙酸转化为丁酸的能力和促进发酵液中游离的丁酸结合碱液形成丁酸盐减少在浓缩蒸发时带来的蒸发损失。