本发明属于生物，具体涉及一种生产单细胞蛋白和苹果酸的工艺。
背景技术：
1、我国苹果种植规模和总产量占世界总生产水平的约三分之一，每年产生大量苹果渣。苹果渣作为苹果汁生产的副产物，含水量高且富含可溶性营养物质，但因其易腐烂发臭，往往被遗弃，造成严重的环境污染和资源浪费。
2、利用苹果渣发酵生产的菌体蛋白饲料具有绿色、无污染、蛋白质含量丰富、维生素组成齐全及生物活性物质并存的特点，而且发酵过程易控制、原料来源广泛和生产时间短。所以，苹果渣发酵蛋白饲料得到广泛的关注，苹果渣的无氮浸出物含量较高，其主要成分是可溶性的碳水化合物、果胶、除脂肪酸以外的有机酸和半纤维素。通过添加合适的氮源，经微生物发酵可将其转化为单细胞蛋白饲料，这是解决废弃果渣出路的重要途径，对解决我国蛋白饲料资源的缺乏和提高水果种植和加工业的效益，减少环境污染具有重要意义。
技术实现思路
1、本发明提供一种生产单细胞蛋白和苹果酸的工艺，所述工艺包括如下步骤：
2、1)将苹果渣进行酸碱处理，过滤得到苹果渣均相混悬液；
3、2)将苹果渣均相混悬液配制成发酵液，加入辅助培养基，高温灭菌冷却后接入菌种；
4、3)将接入菌种后的苹果渣均相混悬液进行发酵，发酵结束后对发酵液进行离心分离，沉淀为单细胞蛋白产品，上清液富含苹果酸。
5、在一些具体的实施方案中，本发明的方法包括：
6、步骤1)中，所述碱处理，是通过向苹果渣中加入碱液，调节ph为11-12，例如11、11.2、11.4、11.6、11.8、12等，反应2-4h，例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h等；
7、优选地，所述碱液为碱的水溶液，其中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的至少一种；
8、优选地，所述碱液浓度为0.3-0.5mol/l，例如0.3mol/l、0.35mol/l、0.4mol/l、0.45mol/l、0.5mol/l等。
9、步骤1)中，所述酸处理，是通过向苹果渣中加入酸液，调节ph为1-2.5，例如1、1.5、2、2.5等，反应2-4h，例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h等；
10、优选地，所述酸液为酸的水溶液，其中的酸选自硫酸、盐酸、硝酸中的至少一种；
11、优选地，所述酸液浓度为0.01-0.05mol/l，例如0.01mol/l、0.02mol/l、0.03mol/l、0.04mol/l、0.05mol/l等。
12、本发明对于酸、碱处理的先后顺序并无要求，可以先酸处理后碱处理，也可以先碱处理再酸处理，优选采用先碱处理后酸处理的方式。
13、本发明苹果渣采用酸处理和碱处理有助于其中的细胞壁和纤维素在酸/碱性条件下分解，更有利于微生物的代谢吸收。
14、步骤1)中，所述过滤，选用滤膜过滤方式；
15、优选地，所述滤膜孔径为0.2-0.6μm，例如0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.6μm等。
16、步骤2)中，所述高温灭菌，温度为110-125℃，例如110℃、115℃、120℃、125℃等，时间为10-30min，例如10min、15min、20min、25min、30min等。
17、优选地，所述辅助培养基，基于苹果渣均相混悬液的体积，包括如下浓度的组分：酵母粉5-20g/l，酪蛋白胨5-25g/l，乙酸钠10-35g/l，硫酸铵5-15g/l，核黄素0.45-0.8g/l，硫酸镁8-15g/l，盐酸硫铵2-10g/l。
18、优选地，高温灭菌后的苹果渣均相混悬液冷却至室温，然后用酸或碱调节ph为6.5-7.5，例如6.5、7、7.5等；优选采用纯乙酸、甲酸、磷酸、盐酸中的至少一种酸或氨水、氢氧化钠、氢氧化钾的至少一种碱来调节ph值；
19、一种可选的方案中，所述苹果渣均相混悬液中加入微量元素溶液，所述微量元素溶液在高温灭菌操作之后加入；
20、所述微量元素溶液，以水为溶剂，包括如下浓度的组分：硫酸锰5-6g/l，钼酸钠0.1-0.2g/l，硼酸0.04-0.08g/l，氯化钴0.6-0.8g/l，氯化锌18-21g/l，经过除菌过滤后使用；
21、优选地，所述微量元素加入量为苹果渣均相混悬液体积的0.2-0.5％，例如0.2％、0.3％、0.4％、0.5％等。
22、在某一优选的具体实施例中，步骤2)具体为：苹果渣均相混悬液中加入辅助培养基，后经高温灭菌冷却至室温后接入菌种。
23、在某一优选的具体实施例中，步骤2)具体为：苹果渣均相混悬液中加入辅助培养基，后经高温灭菌冷却至室温，用酸或碱调节ph后，接入菌种。
24、在某一优选的具体实施例中，步骤2)具体为：苹果渣均相混悬液中加入辅助培养基，后经高温灭菌冷却至室温，加入微量元素溶液，再接入菌种。
25、在某一优选的具体实施例中，步骤2)具体为：苹果渣均相混悬液中加入辅助培养基，后经高温灭菌冷却至室温，用酸或碱调节ph后加入微量元素溶液，再接入菌种。
26、步骤2)中，所述菌种选自酵母菌，优选解脂耶氏酵母、酿酒酵母中的至少一种；
27、优选地，所述菌种接种量按照体积比为5-10％，例如5％、6％、7％、8％、9％、10％等。要说明的是，本技术中，术语“接种量”是指菌种体积在接种后培养体系总体积中所占的比例。示例性地，接种量为5％即菌种在苹果渣均相混悬液(包括菌种、辅助培养基和任选微量元素溶液)中的体积百分数为5％。
28、步骤3)中，所述发酵控制温度为28-32℃，ph为6.5-7.5，发酵过程中伴随搅拌，初始转速150-200转/min，例如150转/min、170转/min、190转/min、200转/min等，初始通气0.5-1vvm，例如0.5vvm、0.7vvm、0.9vvm、1vvm等；
29、随着发酵进行，溶氧不断下降，优选地，发酵过程中通过提高转速和通气量控制溶氧在10-20％，例如10％、12％、14％、16％、18％、20％等。
30、优选地，所述苹果渣均相混悬液加入到发酵罐中进行发酵，苹果渣均相混悬液在发酵罐中的体积占比为60-70％，例如60％、62％、64％、66％、68％、70％等，其中添加了辅助培养基和/或微量元素的以添加后总体积计。
31、步骤3)中，发酵过程取样监控发酵液的菌体od和苹果酸浓度，当发酵液od连续2个小时不再增加时即可停罐，发酵结束，对发酵液进行离心、干燥；
32、本发明可以制备得到粗蛋白质量含量≥68％的单细胞蛋白产品，且l-苹果酸浓度≥120g/l。具有工艺稳定、简单、成本低等优点。
33、本发明的有益效果在于：通过酸碱处理，破坏苹果渣的细胞壁和纤维素，释放营养成分。本发明提供的工艺不仅能有效利用苹果渣这一农业废弃物，减少环境污染，还能生产出高附加值的单细胞蛋白和苹果酸，具有重要的经济效益和环境效益。此外，该工艺简单易行，适合大规模工业化生产。
1.一种单细胞蛋白及苹果酸的工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤a中将苹果渣加入0.3-0.5mol/l的碱液，调节ph为11-12，进行碱处理2-4h；和/或：步骤a中将苹果渣加入0.01-0.05mol/l的酸液，调节ph为1-2.5，进行酸处理2-4h；优选的，将酸碱处理后的苹果渣通过0.2-0.6μm的滤膜过滤，得到苹果渣均相混悬液。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤b中，高温灭菌温度为110-125℃，时间10-30min。
4.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤b苹果渣均相混悬液中加入辅助培养基，所述辅助培养基基于苹果渣均相混悬液的体积，包括如下组分：酵母粉5-20g/l，酪蛋白胨5-25g/l，乙酸钠10-35g/l，硫酸铵5-15g/l，核黄素0.45-0.8g/l，硫酸镁8-15g/l，盐酸硫铵2-10g/l。
5.如权利要求1-4任一项所述的工艺，其特征在于，步骤b苹果渣均相混悬液经高温灭菌冷却后用酸或碱调节ph为6.5-7.5后加入微量元素溶液；优选的，微量元素以水为溶剂，包括如下浓度的组分：硫酸锰5-6g/l，钼酸钠0.1-0.2g/l，硼酸0.04-0.08g/l，氯化钴0.6-0.8g/l，氯化锌18-21g/l，经除菌过滤后使用；优选的，所述微量元素溶液加入量为苹果渣均相混悬液体积的0.2-0.5％。
6.如权利要求5所述的工艺，其特征在于，用酸或碱调节ph中的酸选自乙酸、甲酸、磷酸、盐酸中的至少一种；和/或：碱选自氨水、氢氧化钠、氢氧化钾的至少一种。
7.如权利要求1-6任一项所述的工艺，其特征在于，步骤b所述菌种选自酵母菌，优选解脂耶氏酵母、酿酒酵母中的至少一种；优选的，将苹果渣均相混悬液按照体积比5-10％接种菌种。
8.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，步骤c中将所述苹果渣均相混悬液加入到发酵罐中进行发酵，苹果渣均相混悬液的体积占比为60-70％。
9.如权利要求1或8所述的工艺，其特征在于，步骤c发酵控制温度28-32℃，ph为6.5-7.5，初始转速150-200转/min，初始通气0.5-1vvm；优选发酵过程中控制溶氧在10-20％。
10.如权利要求1-9任一项所述的工艺，其特征在于，发酵结束时发酵液od≥240，菌体粗蛋白含量≥68％，l-苹果酸浓度≥120g/l。
