CN102787091A - 一种纳豆菌的工业化生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳豆菌的工业化生产方法，培养房灭菌、配制培养基、培养基进行高压灭菌、培养基在未凝固之前倒入托盘进行配置、均匀地放在培养架上、用高压灭菌的刷子均匀地把制备好的原种刷在已凝固的托盘培养基表面、把已刷好原种的托盘整齐的放在培养架上、24小时后托盘上已长满白色的菌苔、用灭菌后的平刮刀把菌苔刮下来，以１kg菌苔混合２kg灭菌淀粉的比例混合，均匀混合后放入冻干机把菌体冻干，所制得的成品就是纳豆菌种。具有能节省能源、实现工业化生产、大幅度降低生产成本和提高产品质量的优点。
Description
技术领域
本发明属于节能型生物技术技术领域，涉及一种纳豆菌的能节省能源、实现工业化生产、大幅度降低生产成本和提高产品质量的工业化生产方法。
背景技术
纳豆菌：属于枯草芽孢杆菌属纳豆芽孢杆菌种，从纳豆制品中或从自然界的稻、谷上面分离得到。这种方法除了纳豆菌以外，还含有其它杂菌，不仅卫生不过关，而且质量也不好。1921年半泽博士培养分离出了纯纳豆菌，使纳豆菌商品化了。纳豆菌通常为（0.7～0.8）um×(2.0～3.0)um,革兰氏阳性。生长在葡萄糖琼脂的细胞原生质染色均匀。芽孢椭圆形或柱状，中生或偏中生，即使孢囊膨大，也不显著，有鞭毛，能运动。生长温度最高位45～55℃，最低为5～20℃。孢子耐热性强, 孢子型纳豆菌是具有耐酸、耐热特性的有益菌,在胃酸下四小时存活率为100%,同时具有强力的病原菌抑制能力,是各种益菌当中,对环境耐受力最好可以直达小肠的菌种之一,口服后可改变人体肠道菌丛生态,帮助消化道机能正常化,以使排便顺畅,维持体内生理环保。
纳豆菌产酸，能调节肠道菌群，增强动物细胞免疫放应。并能生成多种蛋白酶（特别是碱性蛋白酶）、糖化酶、脂肪酶、淀粉酶，降解植物性饲料种某些复杂的碳水化合物，从而提高饲料的转化率, 利用纳豆菌可以制造纳豆。因纳豆菌是嗜氧菌,接触空气是很重要的。纳豆菌在通过吞噬大豆蛋白来繁殖的时候,产生出的无数酵素纳豆激酶和维生素K,具有神奇的药效,可以治疗三高（高血糖，高血压，高血脂）和溶解血栓的作用，而且还能产生出氨基酸的美味。
目前在生产纳豆菌的时候，由于纳豆菌是好氧菌，所以在发酵的过程中需要通入大量的空气，传统的生产方式是用发酵罐发酵，然后用离心机离心菌体，得到的菌体再通过添加保护剂等然后再冷冻干燥。用这种方法生产纳豆菌有几个不方便：
1）需要耗费大量的能源，例如1吨的发酵罐，需要配备每分钟2立方米出气量的空压机，空压机的功率加上发酵罐搅拌的功率基本达到20千瓦每小时，如果发酵24小时计算，需要耗能最少500千瓦。
2）发酵过程需要人员值守，随时关注发酵液的流失和的酸碱情况，进行补液和补碱。
3）每次发酵行程芽孢的时间没有固定，检测芽孢的形成需要在发酵后期每隔半小时用显微镜检测芽孢的形成比率。
4）对于发酵后的产品通常有两种干燥模式：a：喷雾干燥，优点是所有发酵产物能全部利用；缺点是喷雾干燥过程中温度相对较高，细菌损失严重；b:冷冻干燥，优点是细菌存活率高；缺点是冷冻干燥需要用管式离心机进行离心，在离心过程发酵产物损失严重。
采用传统的纳豆生产方法：采用1吨的发酵罐，总耗能800千瓦，工人需要3个班，生产出来规格为：100亿每克含量的纳豆约20公斤。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种能节省能源、实现工业化生产、大幅度降低生产成本和提高产品质量的纳豆菌的工业化生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纳豆菌的工业化生产方法，其工艺步骤是：一种纳豆菌的工业化生产方法，其工艺步骤是：
步骤一：在培养房内设有培养架，培养房提前用紫外线和臭氧灭菌60min以上；
步骤二：按主要组分及其重量百分比含量分别是：葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨0.5%和琼脂条1%配制培养基；
步骤三：把配制好的培养基进行高压灭菌；
步骤四：把经高压灭菌后的培养基在未凝固之前倒入托盘，按照每个托盘1000ml的量进行配置；
步骤五：把配置好培养基的托盘均匀地放在培养架上，待培养基凝固；
步骤六：用高压灭菌的刷子均匀地把制备好的原种刷在已凝固的托盘培养基表面；
步骤七：把已刷好原种的托盘整齐的放在培养架上，培养房间温度控制在35℃～40℃；
步骤八：24小时后，托盘上已长满白色的菌苔，这时证明已培养成功；
步骤九：用灭菌后的平刮刀把菌苔刮下来，以１kg菌苔混合２kg灭菌淀粉的比例混合；
步骤十：均匀混合后放入冻干机把菌体冻干，所制得的成品就是纳豆菌种。
在步骤一中所述培养房是指：在平整水泥地上用钢板搭建一个长×宽×高为3～6m×3～6m×2～4m的房间，在搭建好板房后用环氧树脂油漆涂油房间地面，用离心式风机作为通风用，在进风口安装高效过滤器，在培养房内安装培养架，在房间内安装紫外灯和臭氧装置。
在步骤一中所述培养架是指：培养架用不锈钢焊制，培养架的架高２～3m、分多层，每30～50ｃm一层，每层长２～3m、宽50～70ｃm，每层可平放40×60ｃm的托盘多个。
在步骤六中的原种的制备是：把纳豆菌接入液体三角瓶原种培养基中，然后在38℃的恒温摇床中培养24小时。
所述原种培养基的主要组分及其重量百分比含量分别是：葡萄糖2％、酵母粉１％和蛋白胨0.5％。
本发明的积极效果是: 一是不需要耗费大量的能源，在生产过程中仅需要开启离心式风机进行通风，功率为3千瓦，如果发酵24小时计算，耗能仅需要75千瓦；二是发酵过程不需要人员值守，大大降低了人员成本；三是每次发酵行程芽孢的时间基本固定，检测芽孢的形成只需要观察托盘上菌苔形成的颜色即可；四是对于发酵后的产品采用冷冻干燥模式，并且不需要通过离心设备，降低了发酵产物的流失。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
一种纳豆菌的工业化生产方法，其工艺步骤是：
步骤一：建立培养房，在平整水泥地上用钢板搭建一个长×宽×高为3～6m×3～6m×2～4m的房间，在搭建好板房后用环氧树脂油漆涂油房间地面，用离心式风机作为通风用，在进风口安装高效过滤器，在房间内安装紫外灯和臭氧装置；在培养房内建立培养架，培养架用不锈钢焊制，培养架的架高２～3m、分多层，每30～50ｃm一层，每层长２～3m、宽50～70ｃm，每层可平放40×60ｃm的托盘多个；培养房提前用紫外线和臭氧灭菌60min以上；
步骤二：按主要组分及其重量百分比含量分别是：葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨0.5%和琼脂条1%配制培养基；
步骤三：把配制好的培养基进行高压灭菌；
步骤四：把经高压灭菌后的培养基在未凝固之前倒入托盘，按照每个托盘1000ml的量进行配置；
步骤五：把配置好培养基的托盘均匀地放在培养架上，待培养基凝固；
步骤六：用高压灭菌的刷子均匀地把制备好的原种刷在已凝固的托盘培养基表面；原种的制备是把纳豆菌接入液体三角瓶原种培养基中，然后在38℃的恒温摇床培养24小时，所述原种培养基的主要组分及其重量百分比含量分别是：葡萄糖2％、酵母粉１％和蛋白胨0.5％。
步骤七：把已刷好原种的托盘整齐的放在培养架上，培养房间温度控制在35℃～40℃；
步骤八：24小时后，托盘上已长满白色的菌苔，这时证明已培养成功；
步骤九：用灭菌后的平刮刀把菌苔刮下来，以１kg菌苔混合２kg灭菌淀粉的比例混合；
步骤十：均匀混合后放入冻干机把菌体冻干，所制得的成品就是纳豆菌种。
采用本发明: 一是不需要耗费大量的能源，在生产过程中仅需要开启离心式风机进行通风，功率为3千瓦，如果发酵24小时计算，耗能仅需要75千瓦；二是发酵过程不需要人员值守，大大降低了人员成本；三是每次发酵行程芽孢的时间基本固定，检测芽孢的形成只需要观察托盘上菌苔形成的颜色即可；四是对于发酵后的产品采用冷冻干燥模式，并且不需要通过离心设备，降低了发酵产物的流失。
实施例1：
一种纳豆菌的工业化生产方法，其工艺步骤是：
步骤一：建立培养房，在平整水泥地上用彩钢板搭建一个长×宽×高为4m×4m×2.8m的房间，在搭建好板房后用环氧树脂油漆涂油房内地面，用离心式风机作为通风用，在进风口安装高效过滤器，房间内安装紫外灯和臭氧装置；
在培养房内建立培养架，用不锈钢焊制培养架，架高２m、分五层，每40ｃm一层，每层长２m、宽60ｃm，每层可平放40×60ｃm的托盘４个；
培养房提前用紫外线和臭氧灭菌６０min以上；
步骤二：按主要组分及其重量百分比含量分别是：葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨0.5%和琼脂条1%配制培养基；
步骤三：把配制好的培养基进行高压灭菌；
步骤四：把高压灭菌后的培养基在未凝固之前倒入托盘，按照每个托盘1000ml的量进行配置；
步骤五：把配置好培养基的托盘均匀地放在培养架上，待培养基凝固；
步骤六：用高压灭菌的刷子均匀地把制备好的原种刷在已凝固的托盘培养基表面；原种的制备是把纳豆菌接入液体三角瓶培养基中（葡萄糖2％、酵母粉１％、蛋白胨0.5％），然后在38℃的恒温摇床培养24小时；
步骤七：把已刷好原种的托盘整齐的放在培养架上，培养房间温度控制在37℃；
步骤八：24小时后，托盘上已长满白色的菌苔，这时证明已培养成功；
步骤九：用灭菌后的平刮刀把菌苔刮下来，以１kg菌苔混合２kg灭菌淀粉的比例混合；
步骤十：均匀混合后放入冻干机把菌体冻干，所制得的成品就是纳豆菌种。
采用本发明，在一个16平方的培养房里，总耗能100千瓦，工人需要1个班，生产出来的100亿每克含量的纳豆约50公斤。从对比可以看出来，采用本发明生产纳豆菌，大大的降低了生产成本。
Claims (5)
1.一种纳豆菌的工业化生产方法，其特征在于工艺步骤是：
步骤一：在培养房内设有培养架，培养房提前用紫外线和臭氧灭菌60min以上；
步骤二：按主要组分及其重量百分比含量分别是：葡萄糖2%、酵母粉1%、蛋白胨0.5%和琼脂条1%配制培养基；
步骤三：把配制好的培养基进行高压灭菌；
步骤四：把经高压灭菌后的培养基在未凝固之前倒入托盘，按照每个托盘1000ml的量进行配置；
步骤五：把配置好培养基的托盘均匀地放在培养架上，待培养基凝固；
步骤六：用高压灭菌的刷子均匀地把制备好的原种刷在已凝固的托盘培养基表面；
步骤七：把已刷好原种的托盘整齐的放在培养架上，培养房间温度控制在35℃～40℃；
步骤八：24小时后，托盘上已长满白色的菌苔，这时证明已培养成功；
步骤九：用灭菌后的平刮刀把菌苔刮下来，以１kg菌苔混合２kg灭菌淀粉的比例混合；
步骤十：均匀混合后放入冻干机把菌体冻干，所制得的成品就是纳豆菌种。
2.如权利要求1所述纳豆菌的工业化生产方法，其特征是：在步骤一中所述培养房是指：在平整水泥地上用钢板搭建一个长×宽×高为3～6m×3～6m×2～4m的房间，在搭建好板房后用环氧树脂油漆涂油房间地面，用离心式风机作为通风用，在进风口安装高效过滤器，在培养房内安装培养架，在房间内安装紫外灯和臭氧装置。
3.如权利要求1或2所述纳豆菌的工业化生产方法，其特征是：在步骤一中所述培养架是指：培养架用不锈钢焊制，培养架的架高2～3m、分多层，每30～50cm一层，每层长２～3m、宽50～70ｃm，每层可平放40×60cm的托盘多个。
4.如权利要求1所述纳豆菌的工业化生产方法，其特征是：在步骤六中的原种的制备是：把纳豆菌接入液体三角瓶原种培养基中，然后在38℃的恒温摇床中培养24小时。
5.如权利要求4所述纳豆菌的工业化生产方法，其特征是：所述原种培养基的主要组分及其重量百分比含量分别是：葡萄糖2％、酵母粉１％和蛋白胨0.5％。
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