CN103602651A - 一种纳豆激酶生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于微生物技术领域的一种纳豆激酶的生产方法。以大豆粉及玉米淀粉为原料，采用液体发酵技术，发酵罐发酵：发酵温度35-42℃，pH控制在6.8-7.2，纳豆芽孢杆菌接种量为2%-5%，通气量为10-25L/min，发酵时间不超过24h，得到的浓缩液经真空冷冻干燥后得到纳豆激酶粉末。本发明使用的大豆粉和玉米淀粉，原料来源广泛，二者搭配使用保证了菌种的营养需求，而且发酵周期短，不超过24h，发酵液纳豆激酶酶活高，达到30-40万U/mL，能有效的降低生产成本，同时采用的提纯和干燥技术也有利于该生产方法的工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于微生物技术领域，特别涉及一种纳豆激酶的生产方法。具体说，利用纳豆芽孢杆菌及液体发酵工艺生产纳豆激酶。
背景技术
纳豆作为一种具有两千年历史的传统食品，具有防止骨质疏松和促凝血、抗致病菌、延缓衰老、防癌抗癌、调整肠功能等多种医疗保健功效。其中的主要的活性成分——纳豆激酶更是以其良好的溶栓特性和安全性引起了广泛重视。纳豆激酶溶栓效果好；来源于食品，无毒副作用；分子量小，易被人体消化吸收，作为一种微生物代谢产物有实现大规模生产的可能性，具有广阔的开发应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳豆激酶生产方法，该生产方法是将大豆粉和玉米淀粉经纳豆芽孢杆菌液体发酵，发酵液经微滤和超滤进行澄清和浓缩，最后经真空冷冻干燥得到成品纳豆激酶粉末，其特征在于：包括如下步骤：
1）液体发酵使用的菌种为纳豆芽孢杆菌，名称为YJND01，分类命名枯草芽孢杆菌（bacillus subtilis），保藏编号为：CGMCC No.7516，保藏日期为2013年4月25日，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；
2）以大豆粉及玉米淀粉为原料，采用液体发酵技术，在50L发酵罐发酵：料水比1:10-15，发酵温度35-42℃，pH控制在6.8-7.2，纳豆芽孢杆菌接种量为2%-5%，通气量为10-25L/min，发酵时间不超过24h，发酵液的纳豆激酶酶活（蚓激酶标准）为30-40万U/mL；
3）将步骤2）得到的发酵液先经过0.2μm的中空纤维膜进行澄清，再用孔径10Kda的中空纤维膜超滤浓缩，浓缩倍数5-10倍；
4）将步骤3）得到的浓缩液经真空冷冻干燥后得到纳豆激酶粉末，该纳豆激酶粉末的酶活力为300-500万U/g。
所述大豆粉和玉米淀粉均为食品级。
所述大豆粉及玉米淀粉按重量份数配比为1:1-3
本发明的有益效果是使用的大豆粉和玉米淀粉，原料来源广泛，二者搭配使用保证了菌种的营养需求，而且发酵周期短，不超过24h，发酵液纳豆激酶酶活高，达到30-40万U/mL（蚓激酶标准），能有效的降低生产成本，同时采用的提纯和干燥技术也有利于该生产方法的工业化生产。
具体实施方式
本发明提供一种纳豆激酶生产方法，该生产方法是将大豆粉和玉米淀粉经纳豆芽孢杆菌液体发酵，发酵液经微滤和超滤进行澄清和浓缩，最后经真空冷冻干燥得到成品纳豆激酶粉末，
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：以大豆粉和玉米淀粉为原料，生产纳豆激酶
1.种子液的制备：将斜面菌种接种到种子培养基中，种子培养基配方为：营养肉汤，1.5L，经121℃灭菌15min，冷却至37℃后，接种。种子培养基的发酵条件为：摇床温度35℃、转速150rpm、培养18小时。
2.发酵：将大豆粉1kg，玉米淀粉1kg加入50L发酵罐内，并加水溶解后，添加水至25kg，经115℃灭菌20min，冷却至37℃后，pH控制在7，纳豆芽孢杆菌接种量为2%，通气量为20L/min，搅拌控制在500rpm，发酵20h后，检测发酵液酶活为37.5万U/mL。
3.发酵液浓缩：发酵液首先经过0.2μm的中空纤维膜进行除菌澄清，控制跨膜压力为5-20psi、流速180ml/min，滤出液再用孔径10Kda的中空纤维膜超滤浓缩，控制跨膜压力20-30psi、流速140ml/min，最终控制浓缩倍数在5倍；激酶回收率在80%，激酶活力为150万U/mL；
4.浓缩液真空冷冻干燥：对浓缩液进行真空冷冻干燥，控制料厚8mm，设定预冻温度为-40℃，当样品温度降到设定温度后保持2小时，设定升华温度为5℃，解析温度为35℃，真空度10pa，干燥时间为20小时,最终含水量2.3%，样品疏松，复水性好,纳豆激酶活力为375万U/g。
实施例2：以大豆粉和玉米淀粉为原料，生产纳豆激酶
1.种子液的制备：将斜面菌种接种到种子培养基中，种子培养基配方为：营养肉汤，1.5L，经121℃灭菌15min，冷却至37℃后，接种,种子培养基的发酵条件为：摇床温度37℃、转速150rpm、培养15小时；
2.发酵：将大豆粉1kg，玉米淀粉2kg加入50L发酵罐内，并加水溶解后，添加水至40kg，经115℃灭菌20min，冷却至39℃后，pH控制在6.9，纳豆芽孢杆菌接种量为4%，通气量为24L/min，搅拌控制在500rpm，发酵23h后，检测发酵液酶活为39.5万U/mL。
3.发酵液浓缩：发酵液首先经过0.2μm的中空纤维膜进行除菌澄清，控制跨膜压力为5-20psi、流速180ml/min，滤出液再用孔径10Kda的中空纤维膜超滤浓缩，控制跨膜压力20-30psi、流速140ml/min，最终控制浓缩倍数在5倍；激酶回收率在80%，激酶活力为150万U/mL；
4.浓缩液真空冷冻干燥：对浓缩液进行真空冷冻干燥，控制料厚8mm，设定预冻温度为-40℃，当样品温度降到设定温度后保持2小时，设定升华温度为5℃，解析温度为36℃，真空度10pa，干燥时间为20小时,最终含水量2.3%，样品疏松，复水性好,纳豆激酶活力为375万U/g。
实施例3：以大豆粉和玉米淀粉为原料，生产纳豆激酶
1.种子液的制备：将斜面菌种接种到种子培养基中，种子培养基配方为：营养肉汤，1.5L，经121℃灭菌15min，冷却至37℃后，接种。种子培养基的发酵条件为：摇床温度40℃、转速150rpm、培养10小时。
2.发酵：将大豆粉1kg，玉米淀粉2.5kg加入50L发酵罐内，并加水溶解后，添加水至35kg，经115℃灭菌20min，冷却至37℃后，pH控制在7.2，纳豆芽孢杆菌接种量为3.5%，通气量为20L/min，搅拌控制在500rpm，发酵22h后，检测发酵液酶活为38.5万U/mL。
3.发酵液浓缩：发酵液首先经过0.2μm的中空纤维膜进行除菌澄清，控制跨膜压力为5-20psi、流速180ml/min，滤出液再用孔径10Kda的中空纤维膜超滤浓缩，控制跨膜压力20-30psi、流速140ml/min，最终控制浓缩倍数在5倍；激酶回收率在80%，激酶活力为150万U/mL；
4.浓缩液真空冷冻干燥：对浓缩液进行真空冷冻干燥，控制料厚8mm，设定预冻温度为-40℃，当样品温度降到设定温度后保持2小时，设定升华温度为5℃，解析温度为35℃，真空度10pa，干燥时间为20小时,最终含水量2.3%，样品疏松，复水性好,纳豆激酶活力为375万U/g。
实施例4：以大豆粉和玉米淀粉为原料，生产纳豆激酶
1.种子液的制备：将斜面菌种接种到种子培养基中，种子培养基配方为：营养肉汤，1.5L，经121℃灭菌15min，冷却至37℃后，接种,种子培养基的发酵条件为：摇床温度38℃、转速150rpm、培养13小时；
2.发酵：将大豆粉2kg，玉米淀粉1.5kg加入50L发酵罐内，并加水溶解后，添加水至48kg，经115℃灭菌20min，冷却至39℃后，pH控制在6.8，纳豆芽孢杆菌接种量为4%，通气量为24L/min，搅拌控制在500rpm，发酵24h后，检测发酵液酶活为39.5万U/mL。
3.发酵液浓缩：发酵液首先经过0.2μm的中空纤维膜进行除菌澄清，控制跨膜压力为5-20psi、流速180ml/min，滤出液再用孔径10Kda的中空纤维膜超滤浓缩，控制跨膜压力20-30psi、流速140ml/min，最终控制浓缩倍数在5倍；激酶回收率在80%，激酶活力为150万U/mL；
4.浓缩液真空冷冻干燥：对浓缩液进行真空冷冻干燥，控制料厚8mm，设定预冻温度为-40℃，当样品温度降到设定温度后保持2小时，设定升华温度为5℃，解析温度为36℃，真空度10pa，干燥时间为20小时,最终含水量2.3%，样品疏松，复水性好,纳豆激酶活力为375万U/g。
Claims (3)
1.一种纳豆激酶生产方法，该生产方法是将大豆粉和玉米淀粉经纳豆芽孢杆菌液体发酵，发酵液经微滤和超滤进行澄清和浓缩，最后经真空冷冻干燥得到成品纳豆激酶粉末，其特征在于：包括如下步骤：
1）液体发酵使用的菌种为纳豆芽孢杆菌，名称为YJND01，分类命名枯草芽孢杆菌（bacillus subtilis），保藏编号为：CGMCC No.7516，保藏日期为2013年4月25日，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心；
2）以大豆粉及玉米淀粉为原料，采用液体发酵技术，在50L发酵罐发酵：料水比1:10-15，发酵温度35-42℃，pH控制在6.8-7.2，纳豆芽孢杆菌接种量为2%-5%，通气量为10-25L/min，发酵时间不超过24h，发酵液的纳豆激酶酶活（蚓激酶标准）为30-40万U/mL；
3）将步骤2）得到的发酵液先经过0.2μm的中空纤维膜进行澄清，再用孔径10Kda的中空纤维膜超滤浓缩，浓缩倍数5-10倍；
4）将步骤3）得到的浓缩液经真空冷冻干燥后得到纳豆激酶粉末，该纳豆激酶粉末的酶活力为300-500万U/g。
2.根据权利要求1所述一种纳豆激酶生产方法，其特征在于：所述大豆粉和玉米淀粉均为食品级。
3.根据权利要求1所述一种纳豆激酶生产方法，其特征在于：所述大豆粉及玉米淀粉按重量份数配比为1:1-3。
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